Пиво, водоросли, «канализационный» газ:

оригинальные альтернативы бензину для авто

Учеными многих стран с достаточной уверенностью предсказывается нефтяной коллапс на нашей планете уже в самом недалеком будущем. Недра Земли не являются такими неисчерпаемыми, как думалось ранее. Когда-нибудь запасы ее «черной крови» закончатся, и человечество останется без основного топлива. Причем, по оценкам экспертов, этот момент все ближе и ближе.

Бьют тревогу и современные экологи: выбросы от многочисленных автомобилей (а также самолетов, водного транспорта, других механизмов) стремительно приближают черту, за которой начнется настоящая экологическая катастрофа. Не отстают от ученых прогрессивные медики. Их исследования говорят о том, что рост смертельно опасных заболеваний вызван автомобильными выхлопами, накапливающимися в атмосфере. А не опасные начинают становиться угрожающими из-за массового падения иммунитета человечества. И в этом тоже виноваты выбрасываемые машинами газы.

Неудивительно, что последние десятилетия ознаменовались старательными поисками альтернативных источников авто-питания. И некоторые подвижки в этом направлении наблюдаются.

Самое популярное на сегодня

Из всех разработок пока что наиболее удачным считается биотопливо на основе этанола. Его получают в процессе первичной переработки и последующего сбраживания недорогих культур, поставляемых сельским хозяйством. В большинстве случаев ими становятся сахарный тростник и кукуруза. Однако неплохие результаты дают также ячмень, картофельные клубни и свекла из сахарных сортов. Одним словом, все, где много сахара или крахмала – веществ, способствующих активному брожению.

Процесс добычи автомобильного этанола сходен с его выработкой для других целей, более привычных людям. Растительные вещества при участии ферментов превращаются в сахар, а он дрожжами сбраживается до браги. Далее идет перегонка, дистилляция, ректификация, обезвоживание – и на выходе имеем чистый этанол. В таком виде он добавляется в бензин. Стандартная присадка составляет 10% от общего объема. При этом расход топлива снижается, октановое число повышается, окружающая среда страдает в меньшей степени. А главное – не нужно переоборудовать всю топливную систему, как это требуется при обратном соотношении (90% спирта, 10 – бензина).

Биодизель

Это альтернативное топливо тоже в своей основе имеет сельхозрастения, но на этот раз – маслянистые. Самыми дешевыми (а стало быть, наиболее выгодными) являются рапс, подсолнечник и соя. Производство биодизеля требует больших вложений, поскольку из урожая недостаточно отжать масло. Оно подлежит последующей этерификации метанолом при строго выдержанной температуре в 60 по Цельсию и при определенном постоянном давлении. Она нужна для снижения исходной вязкости получаемых масел. Еще один недостаток – малый срок хранения. Если биодизель не использовать в течение трех месяцев, он разлагается и становится негодным к употреблению. Кроме того, при его использовании мощность мотора несколько снижается, он агрессивно влияет на резиновые элементы, а при низких наружных температурах наблюдается отложение воска.

Применение биодизеля аналогично использованию биоэтанола: оно в определенных пропорциях добавляется в солярку. Выгодной его стороной является отсутствие необходимости переделывать топливную систему.

Более интересный вариант

Все вышеперечисленные альтернативы нефтепродуктам плохи тем, что в чистом виде не могут быть залиты в бак. Тот же этиловый спирт, как известно, является весьма мощным растворителем, да к тому же имеет окислительные свойства. Куда привлекательнее биобутанол. Он может быть выгнан как из свеклы и тростника (сахарных), так и из опилок со щепками, то есть из отходов деревообрабатывающих предприятий. Энергетическая ценность его почти вдвое выше, чем у бензина. Разъедающими качествами биобутанол не обладает и может использоваться в чистом виде без всякого переоборудования авто. Кроме того, он без труда смешивается с обычным бензином, так что можно использовать оба вида топлива.

«Канализационный» газ

Еще не так давно прекрасной альтернативой топливу из нефтепродуктов считался природный газ. Однако его запасы тоже конечны, а в последние годы цена на метан заметно подскочила. «Альтернативой альтернативе» теперь считается биометан. «Канализационным» его называют за то, что добывается он при прессовке всякого рода биологических отходов – растительных остатков, соломы, древесных опилок и стружек. На выходе получается биогаз, представляющий собой смесь метана и диоксида углерода. После устранения последнего топливо спокойно можно закачивать в автомобильные баллоны. При этом в выбросах фактически отсутствуют вредные компоненты, а сам газ обладает высокой антидетонационной стойкостью. Правда, теплоотдача у него низкая (по сравнению с другими видами биотоплива), а для хранения и использования нужны достаточно тяжелые емкости. Но то же самое можно сказать и о природном газе.

Австралия: пиво в бак!

Современные виды биотоплива в большинстве требуют для своего изготовления выращивания исходников. И это главный их недостаток, поскольку процесс ведет не только к трудовым и финансовым затратам, но и к занятию сельскохозяйственных угодий, которые могли бы использоваться под зерновые или выпас скота. К тому же, если забрать площади под «автомобильные посевы», ожидаемо взлетят цены на продукты питания, чего хотелось бы избежать любому правительству. Да и комиссия по изменению климата в ООН опасается, что прямое производство «некоторых видов биотоплива» может потянуть за собой так называемые косвенные выбросы. Они повлекут за собой увеличение объемов отходов и вредных поступлений в атмосферу – и ситуация может стать еще хуже, чем при активном использовании нефтепродуктов.

По весьма креативному пути пошла пивоваренная компания DB Export из Австралии. Технологи начали разрабатывать оригинальный рецепт напитка, а заодно – феноменальную и по расчетам прибыльную систему утилизации отходов. Если точнее – пустить их на «питание» автомобилей. Теоретически производство биотоплива второго поколения должно оказывать на окружающую среду минимальное воздействие. И быть значительно дешевле, чем сделанное из выращенного материала.

Первая «проба пера» было произведена в Новой Зеландии. Доступное в денежном отношении биотопливо отгружается нынче в 60 сервис-центрах, расположенных во всех уголках острова.

«Пивной бензин» получил название Brewtroleum. В основе его производства лежит использование осадка, который остается в емкостях после окончания ферментации. Этот осадок представляет собой уже неактивные дрожжи. Обычно они сливаются в отходы, в лучшем случае – продаются местным фермерам на откорм скота. При этом 15 тыс. галлонов этого осадка достаточно для получения почти 80 тыс. галлонов топлива.

Этанол, сделанный из остатков пивного сусла, был подвергнут тщательнейшему изучению. Результат работы исследовательского центра компании DB Export был оценен крайне высоко: Brewtroleum признан абсолютно пригодным для автомобильного использования. Выводы экспертов весьма порадовали общественность. Опираясь на положительную реакцию ученых и потенциальных потребителей, оригинально мыслящий пивной трест запланировал ряд инноваций, которые должны будут дополнить пивное питание автомобилей. Они подробно освещены во время рекламной кампании: этот ход необходим не только для осведомления широких масс о новом биотопливе, но и для продвижении его идеи как таковой.

Трудно сказать, станет ли топливо на пиве долгосрочным бизнес-проектом и получит ли оно достаточное финансирование. С одной стороны, в глобальном смысле это биотопливо энергетический кризис не предотвратит. С другой – значительно его смягчит. Кроме того, крупные пивные компании вряд ли откажутся от дополнительного источника доходов. Пусть даже он и потребует предварительного серьезного финансирования.

Третье поколение – водоросли!

Многими исследователями наиболее перспективными в качестве источника сырья для топлива считаются водоросли. Они не претендуют на земельные ресурсы, не требуют особого ухода, воспроизводятся с огромной скоростью, а по объемам получаемого после переработки топлива лидируют с огромным отрывом от всех остальных исходных материалов.

В недавно закончившемся столетии в Штатах департамент энергетики занимался возможностью использования водорослей для получения топлива почти 20 лет. Ученые пришли к выводу, что для их промышленного разведения вполне подходят Гавайи, Калифорния и Нью-Мексико. Согласно их исследованиям, если под водоросли пустить всего пятую часть пригодных для них мест, сырья хватит для полного обеспечения топливом всего автопарка страны. Однако есть и некоторые проблемы. К примеру, водорослям требуется тепло пустынного климата, но без ночного падения температуры. Было предложено сооружать рядом с теплоэлектростанциями биореакторы: тогда водоросли можно выращивать практически где угодно, вне зависимости от климата. Неподходящими останутся разве что северные области.

Впрочем, в конце 20 столетия многообещающие исследования были свернуты: нефть стоит достаточно дешево, чтобы искать ей альтернативу. А на экологические программы любое правительство во все времена выделяет очень скудное финансирование. Изучение было возобновлено лишь после 2013. Естественно, времени прошло слишком мало для того, что вопрос достаточно близко продвинулся к решению.

Пожалуй, сколько бы видов альтернативного топлива ни было придумано разработчиками, широкого применения они вскорости не получат. Ведь пока есть нефтепродукты, что-то другое развивать кажется излишним. Это можно назвать инерцией мышления и восприятия. А когда понадобятся новые наработки, может оказаться уже поздно: энергетический кризис накроет планету. Или же на нее таки обрушится экологическая катастрофа.