Бензин из опилок и морской капустыВ прошлом номере приложения «Новые промышленные технологии» мы опубликовали материал В. К. Борина, посвященный возможности перехода отечественного железнодорожного транспорта к, казалось бы, устаревшим видам транспорта – паровозам и газотурбовозам. Автор доказывает, что в большинстве российских регионов их применение может быть перспективно с точки зрения развития инфраструктуры отдаленных регионов. Так, например, использование новых, усовершенствованных паровозов может быть актуально в горнодобывающей промышленности и лесном хозяйстве. Незаслуженно забытые газотурбовозы имеют более высокий, по сравнению с дизельными машинами, КПД и более экологичны.
Однако в статье редакцией был намеренно пропущен один важный аспект. Говоря о переводе железнодорожного транспорта на газ, автор имел в виду не природный, а синтетический материал. Дело в том, что во многих уголках страны, далеких от месторождений нефти и газа, есть возможность вырабатывать эти виды топлива, не прибегая к помощи буровых машин.
Вниманию всех скептиков! Редакция прекрасно понимает, как далеки от практического применения изложенные автором идеи. Но, согласитесь, от этого они не становятся менее привлекательными…
Известно, что главной причиной удорожания автомобильных перевозок является рост цен на бензин, дизельное топливо (солярку) и машинное масло. В России эти виды ГСМ производятся только из нефти, которая постоянно дорожает. Одновременно в последние годы значительно выросло количество автомобилей, особенно легковых. Все это объективно вызывает рост цен на ГСМ.
Вместе с тем нефть, газ, уголь, торф и природные сланцы имеют ту же физическую и химическую основу, что и кустарники, травы, сельхозкультуры, водоросли - органику.
Поэтому сегодня совершенно реальной представляется возможность с помощью новейших биотехнологий во многих регионах России в больших масштабах наладить выпуск заменителей ГСМ, т.е. получать их искусственным (синтетическим) путем с помощью материалов растительного происхождения. Прежде всего это относится к бензину.
Топливо вокруг нас
Заменителем бензина является спирт: метиловый (метанол) и винный (этанол).
Первый можно вырабатывать из угля, синтезированного газа, древесины, природных сланцев, торфа, травы, водорослей, бытовых отходов на свалках, сухого канализационного ила и т.д. Полученный из этого сырья спирт перерабатывают в бензин на специальных химических установках (реакторах). Он имеет достаточно высокое октановое число и не нуждается в антидетонаторах (присадках), предотвращающих взрыв топлива. Одновременно при его применении в двигателях уменьшается выброс в атмосферу вредных веществ (окислов свинца, азота и др.) и улучшаются ходовые качества автомобиля - особенно динамика разгона.
Еще в начале 1980-х годов в СССР были разработаны первые технологии получения технического спирта (метанола) из уголь-водо-метаноловой пульпы с помощью пара, технологии получения синтез-газа, а затем метанола, из бурого угля, и технологии получения метанола и синтетического бензина из неделовой древесины, в том числе – из опилок и кустарников. Тогда же были проведены исследования этих процессов, которые показали, что в процессе переработки выход полезных продуктов составил в среднем от 70 до 90%. Из нестандартного сырья получали газ, бензин, а также остаток в виде мазута, который можно было использовать как котельное топливо.
В Румынии из опилок получали древесный спирт (метанол), из которого затем в специальных химических реакторах путем пиролиза, т.е. разложения спирта при высокой температуре, получали бензин. КПД такого процесса составлял 50%, а теплотворность самого бензина была на 25% выше, чем у метанола, что соответствует бензину марки А-80 и выше.
В странах, бедных горючим, уже давно используется растительное сырье. Так, в Бразилии используется около 30% всей биомассы. Гектар специальных плантаций дает сырье, равное 28 тоннам нефти. В Швеции с целью получения искусственных ГСМ созданы специальные плантации быстрорастущих деревьев и кустарников, главным образом ивы и ольхи, вырастающих за год-два.
В СССР ученые Московского института горючих ископаемых использовали южную акацию, из которой с помощью разных технологий получали до 67% жидких углеводородов для моторного топлива и сырья нефтехимического синтеза.
В России же в настоящее время существуют десятки видов растений, деревьев и кустарников, пригодных для таких целей, а их естественные запасы громадны. Кроме того, возможно и специальное выращивание технических видов растений, деревьев, кустарников для получения из них синтетического бензина. Это не только поможет коренным образом изменить экономическую ситуацию в агропромышленном комплексе и лесном хозяйстве России, но и позволит восстанавить почву, расширить лесные насаждения, улучшить экологическую обстановку и т.д. При этом растительность - возобновляемый источник сырья и энергии, поэтому в России при рациональном использовании он будет неисчерпаем.
Помимо этого, существуют технологии получения синтез-газа и моторного топлива из торфа, запасы которого в стране весьма значительны.
Ботриококкус, зеленая водоросль, предки которой принимали участие в образовании нефти, и сегодня произрастает в воде многих озер. Поэтому ее и другие водоросли также можно выращивать в промышленных масштабах – и они смогут заменить нефть. Морские водоросли типа ламинарии (морской капусты) также являются сырьем для получения синтетического бензина.
В Австрии получают синтез-газ, а затем бензин из материала бывших свалок. А в Германии разработана технология получения нефти из сухого канализационного ила. Выход полезного продукта из тонны этого сырья составляет около 180-270 кг.
Все перечисленное может быть использовано и в современной России.
Российские резервы
Другим резервом для производства синтетического бензина является винный спирт - этанол. В Бразилии получают этанол из кожуры апельсинов и бананов, косточек персиков, стеблей сахарного тростника, пищевых отходов и т.д. В нашей стране тоже были разработаны технологии получения бензина на основе этилового спирта. Для этого получают спирт-сырец (в народе - самогонку или чачу), а затем его перерабатывают в синтетический бензин, октановое число которого не ниже, чем у обычного бензина. Причем его сжигание дает значительно меньшее количество вредных выбросов в атмосферу.
В России имеются большие резервы в организации производства бензина на основе этанола. Получать его можно из злаковых, картофеля, овощей, ягод, фруктов, сахарной свеклы, бобовых, медоносных трав, отходов сельхозпереработки и т.д. Реализация на практике указанной возможности откроет перед страной значительные экономические и социальные перспективы. Для этого необходима законодательная легализация производства бензина из этилового спирта и организация такого производства в каждом районе страны при соответствующем соблюдении технологии и наличии установок (мини-заводов). Это может стать и основой для развития малого и среднего предпринимательства.
Развитие технологического цикла
В производстве синтетического бензина, а затем и других видов ГСМ могут быть задействованы разные отрасли агропромышленного комплекса страны - от зерноводства и животноводства до переработки сельхозпродукции, а также спиртовая и ликерно-водочная промышленность. Агропром и предприниматели с помощью науки могут организовать производство синтетического дизельного топлива (солярки) и моторного масла из рапса, подсолнечника и других масляничных культур, а также из животного жира. Так, в Новой Зеландии из двух килограммов бараньего жира получают три литра дизельного топлива.
Существующие технологии позволяют уже сегодня производить синтетическое дизельное топливо в разных регионах России в целях самообеспечения, не покупая его в больших количествах у нефтепереработчиков. Дальнейшая разработка и внедрение новых технологий получения синтетических ГСМ позволят увеличить количество и качество этих видов энергоносителей. Появление значительного количества более дешевого синтетического топлива уменьшит рынок потребления нефтепродуктов и снизит цены на них.
В производстве синтетических ГСМ могут принять участие сельское и лесное хозяйство, угольная и торфодобывающая промышленность, химическая и машиностроительная отрасли народного хозяйства, малый и средний бизнес. Это приведет к изменению финансовых потоков внутри страны, уменьшению зависимости России от мировых цен на нефть, развитию производства. Кроме того, появится возможность экспорта дешевого синтетического топлива за границу. В то же время данный процесс будет способствовать рациональному использованию природных ресурсов в России.
В малой энергетике России, особенно в северных, сибирских, дальневосточных регионах и сельской местности, массовое производство синтетических ГСМ из местных природных ресурсов и отходов позволит вырабатывать дешевую электроэнергию на небольших автономных бензиновых и дизельных электростанциях (стационарных или передвижных) для производственных и бытовых нужд, включая производство синтетических ГСМ. Это увеличит экономию электроэнергии в большой энергетике, снизит цены на нее, а также цены на ГСМ из нефти, производимых, на промышленных предприятиях.
В сельском хозяйстве России производство синтетических ГСМ из растительного сырья, животного жира и отходов переработки для самообеспечения и на продажу может послужить основой для его быстрого подъема и дальнейшего развития. Данный процесс приведет к расширению посевных площадей, восстановлению плодородия земли и повысит занятость сельского населения. Использование собственного синтетического топлива в бензиновых и дизельных электростанциях для производственных и бытовых энергетических нужд, а также само обеспечение сельхозтехники синтетическим ГСМ сделает сельское хозяйство независимым от поставщиков ГСМ из нефти и энергетиков и позволит сократить затраты на ГСМ и электроэнергию, тем самым снизить себестоимость сельхозпродукции.
Наконец, производство синтетического ГСМ позволит получать из нефти больше другого, более дешевого топлива, например авиационного или ракетного. В итоге перечисленное приведет к уменьшению и перераспределению рынка потребления нефти и газа, а также к снижению цен на них и рациональному использованию их в России.
В. К. БОРИН В следующем номере газеты мы расскажем нашим читателям о перспективах изготовления моторных топлив и смазочных материалов на основе семян рапса. Исследования на эту тему и в России, и за рубежом проводятся давно и заслуживают пристального внимания.
Источник: http://www.eprussia.ru |
