Biopalivá
Biopalivo je palivo, ktoré sa zvyčajne získava z biologických surovín, ako sú stonky cukrovej trstiny alebo repka, kukurica, sója. Možno použiť aj celulózu a rôzne druhy organického odpadu.
Existujú tuhé biopalivá (palivové drevo, slama), kvapalné biopalivá (etanol, metanol, bionafta) a plynné biopalivá (bioplyn, vodík).
Tuhé biopalivá
Palivové drevo je najstaršie palivo. V súčasnosti sa energetické lesy, ktoré pozostávajú z rýchlo rastúcich stromov, pestujú na výrobu palivového dreva alebo biomasy. Počet obyvateľov mnohých krajín v poslednom čase znižoval spotrebu ropných palív a zvyšoval používanie palivového dreva. To vedie k odlesňovaniu.
Pevné energetické zdroje biologického pôvodu (najmä hnoj, drevný odpad, rašelina) sa briketujú, sušia a spaľujú v krboch obytných budov a peciach tepelných elektrární, pričom vyrábajú lacnú elektrinu pre domáce a priemyselné potreby. Odpad z dreva s minimálnym stupňom prípravy na spálenie (piliny, kôra, plevy, slama atď.) sa lisuje do palivových brikiet alebo paliet, ktoré majú tvar valcových alebo sférických granúl s priemerom 8 - 23 mm a dĺžkou 10-30 mm.
Kvapalné biopalivo
Bioetanol je bežný etanol, ktorý sa získava spracovaním rastlinných surovín a používa sa ako biopalivo. Etanol (etylalkohol) - C2H5OH alebo CH3-CH2-OH, druhý zástupca homologickej série jednosýtnych alkoholov, bežným jazykom - alkohol.
Existujú 2 hlavné spôsoby, ako získať etanol - mikrobiologický (alkoholové kvasenie) a syntetický (etylénová hydratácia). Vysledkom fermentácie je roztok obsahujúci nie viac ako 15% etanolu, pretože v koncentrovanejších roztokoch kvasinky zvyčajne odumierajú. Získaný etanol vyžaduje čistenie a koncentráciu, zvyčajne destiláciou. V priemyselnom meradle sa etylalkohol získava zo surovín obsahujúcich celulózu (drevo, slama), ktorá je predhydrolyzovaná. Výsledná zmes sa podrobí alkoholovej fermentácii.
Etanol je menej energeticky nasýtený zdroj energie ako benzín. Najazdených kilometrov automobilov jazdiacich na E85 (zmes 85% etanolu a 15% benzínu; písmeno „E“ z anglického etanolu) na jednotku objemu paliva predstavuje približne 75 % najazdených kilometrov štandardných automobilov. Konvenčné stroje nemôžu bežať na E85, aj keď spaľovacie motory pracujú na E10. Na takzvanom „skutočnom“ etanole pracujú iba takzvané „Flex-Fuel“ stroje. Tieto vozidlá môžu jazdiť na bežný benzín alebo na ľubovoľnú zmes oboch.
Vážnou nevýhodou bioetanolu je to, že keď horí etanol vo výfukových plynoch motorov, objavujú sa aldehydy (formaldehyd a acetaldehyd), ktoré nespôsobujú ničivé škody živým organizmom ako aromatické uhľovodíky.
Biometanol je druh tekutého biopaliva na báze metylalkoholu (drevného) alkoholu získaného suchou destiláciou drevného odpadu a konverziou metánu z bioplynu. Produkciu biomasy je možné vykonávať pestovaním fytoplanktónu v umelých nádržiach vytvorených na pobreží. Sekundárnymi procesmi sú fermentácia biomasy metánom a následná hydroxylácia metánu za získania metanolu.
Napriek vysokému oktánovému číslu - viac ako 100, je výhrevnosť metanolu dvakrát nižšia ako u benzínu. Toto, ako aj nedostatok prchavosti čistého alkoholu, vysvetľuje potrebu zmiešať metanol s benzínom. Štandardne je biometanol M85 (písmeno "M" z angl. Metanol), ktorý obsahuje 85 % metylalkoholu a 15% benzínu.
Biometanol M85 sa nestal rozšíreným kvôli nízkemu obsahu energie, ale vďaka mimoriadnej korozívnej aktivite metanolu, ktorý vyžaduje použitie špeciálnych materiálov.
Pokiaľ ide o výrobu energie, tento biosystém má významné ekonomické výhody v porovnaní s inými metódami premeny slnečnej energie .
Biobutanol - C4H10O - butylalkohol. Bezfarebná kvapalina s charakteristickým zápachom. Široko používaný v priemysle. Výroba butanolu sa začala začiatkom dvadsiateho storočia. V 50-tych rokoch 20. storočia sa v dôsledku klesajúcich cien ropy začal spracovávať butanol z ropných produktov.
Butanol nemá žieravé vlastnosti, jeho používanie sa preniesť na existujúcu infraštruktúru. Môže sa, ale nemusí, miešať s tradičnými palivami. Energetická spotreba butanolu sa blíži k energetickej spotrebe benzínu. Butanol sa môže používať v palivových článkoch, ako aj v surovinách na výrobu vodíka.
Surovinami na výrobu biobutanolu môžu byť cukrová trstina, repa, kukurica, pšenica av budúcnosti celulóza.
Dimetyléter (DME) - C2H6O sa môže vyrábať z uhlia, zemného plynu a biomasy. Z odpadu z buničiny a papiera sa vyrába veľké množstvo dimetyléteru. Skvapalňuje sa pri nízkom tlaku.
Dimetyléter je palivo šetrné k životnému prostrediu bez obsahu síry, obsah oxidov dusíka vo výfukových plynoch je o 90 % nižší ako v benzíne. Použitie dimetyléteru nevyžaduje špeciálne filtre, je však potrebné prepracovať systémy napájania (inštalácia plynových tlakových fliaš, korekcia tvorby zmesi) a zapaľovanie motora. Bez spracovania je možné použiť ho v automobiloch s LPG-motormi s 30 % obsahom paliva.
Bionafta je palivo na báze živočíšnych, rastlinných a mikrobiálnych tukov, ako aj ich esterifikačných produktov.
Rastlinné alebo živočíšne tuky sa používajú na výrobu bionafty. Surovinami môžu byť repka, sójový olej, palmový olej, kokosový olej alebo akákoľvek iná ropa, ako aj odpad z potravinárskeho priemyslu. Vyvíjajú sa technológie na výrobu bionafty z rias.
Biopalivo druhej generácie je palivo získané rôznymi metódami pyrolýzy biomasy alebo iných palív okrem metanolu, etanolu a bionafty .
Rýchla pyrolýza vám umožňuje premeniť biomasu na kvapalinu, ktorá sa ľahšie a lacnejšie prepravuje, skladuje a používa. Kvapalina sa môže použiť na výrobu motorového paliva alebo paliva pre elektrárne.
Plynné biopalivo
Bioplyn je produktom fermentácie organického odpadu (biomasy), ktorý je zmesou metánu a oxidu uhličitého. K rozkladu biomasy dochádza pod vplyvom baktérií triedy metanogénov.
Biopalivá tretej generácie
Biopalivá tretej generácie sú palivá získané z rias.
Okrem pestovania rias v otvorených rybníkoch existujú technológie na pestovanie rias v malých bioreaktoroch umiestnených v blízkosti elektrární. Odpadové teplo zariadenia je schopné pokryť až 77 % tepla potrebného na rast rias. Táto technológia nevyžaduje horúce tropické podnebie.
