Физика және техникалық пәндер кафедрасы
жүктеу/скачать 1,39 Mb.
|
Биомасса энергиясын қолдану 2
| Негізгі бөлім
Дүние жүзінде биомассаны қолдану Мұнайдан алынатын отындардың сарқылуы және қоршаған ортаны алаңдататын мәселелер биоотынды балама отын көзі ретінде қарастыруға мүмкіндік береді. Алайда мұнай отындарын биоотынмен толық ауыстыру өндірістік қуаттылық пен қозғалтқыштың тұрғысынан мүмкін емес. Дегенмен, биоотынды дизельге қарапайым ауыстыру мұнай ресурстарының сарқылуын қысқартуға және автомобильді ластаушы заттардың әсерінен климаттың өзгеруін жеңілдетуі мүмкіндік береді. Энергетикалық қауіпсіздік пен климаттың өзгеруі биоотынның жаһандық дамуының екі негізгі күші болып табылады, бұл агроөнеркәсіпті де ынталандыра алады. Дегенмен, биоотынды пайдаланумен байланысты басқа да мәселелер бар, мысалы, автомобиль қозғалтқыштарының ұзақ мерзімді пайдалану, сондай-ақ тағамдық майлы дақылдардан биоотын өндірумен байланысты азық-түлік қауіпсіздігі мәселелері. Сонымен қатар, биодизель күшті даттануга, көміртегі шөгінділеріне және қозғалтқыш бөліктерінің және отынмен жабдықтау жүйесінің элементтерінің тозуына әкеледі. Биодизельдің барлық осы артықшылықтары мен кемшіліктерін талқылай отырып, арнайы биодизельді қозғалтқыш биодизельді коммерцияландырудың түпкі шешімі болып табылады. Бразилия этанолға да, бензинге де арналған арнайы қозғалтқышы бар ынғайлы жанармай көліктерін (FFVs) енгізу арқылы биоэтанол маркетингін сәтті кеңейтті. Мұндай көзқарас биоотынды коммерцияландыру мен өндіруде ілгерілеуге әкелуі мүмкін. Осылайша, арнайы биоотын қозғалтқышы биоотынды жаппай коммерцияландыру және пайдалану үшін қиындық тудырады. Бұл дәрісте биоотынның жаһандық сценарийі биоотын саясаты мен стандарттары арқылы бағаланады. Сондай-ақ биоотынды өңдеудің әртүрлі әдістері жинақталған. Кейбір ұсыныстар биоотын қозғалтқыштары үшін берілген. Қозғалтқыштың кішігірім модификациялары арзан болуы мүмкін; бірақ үздіксіз зерттеулер мен даму әлі де қажет етеді. Биоотынның шикізаттары және олардың қолданылу мәселесіне тоқталып өтейік. Ең жиі қолданылатын екі биоотын – биодизель және биоэтанол, олар негізінен өсімдік майларынан, тұқымдардан және лигноцеллюлозадан өндіріледі. Дизельдік отынның орнына биодизельді, ал бензиннің орнына биоэтанолды қолдануға болады. Биодизельдің жалпы шикізаты рапс, соя, күнбағыс, пальма сияқты өсімдік майларынан және махуа, неем, каранжа, ятрофа сияқты кейбір басқа жеуге жарамсыз майлардан алынады. Сиыр майы мен өсімдік майы сияқты жануар майлары тазартылғаннан кейін биодизель ретінде де пайдаланылуы мүмкін, ал балдырлар сияқты жаңа көздер үшінші буын биоотын болып саналады (көзі: Википедия). Биодизельдің құрамында мұнай жоқ, бірақ аз немесе мүлде модификациясы жоқ дизельдік қозғалтқыштарда пайдалану үшін №2 дизельдік отынмен кез келген пропорцияда араластыруға болады. Жанармай түріндегі биодизель дұрыс өнімділік пен сапаны қамтамасыз ету үшін ASTM D6751 сияқты қатаң сипаттамаларға сәйкес трансэтерификация процесі арқылы өндіріледі.Екінші жағынан, биоэтанол негізінен қант қамысы, жүгері, бидай, жүгері және картопты ашыту арқылы өндіріледі. Бразилия биоэтанол мен биоэтанол-бензин қоспаларын қолдану үшін модификацияланған икемді отынмен жүретін көліктерді енгізу арқылы бензинге тәуелділігін сәтті төмендетті. Этанол және биодизель-өндіріс көлемі бойынша биоотынның негізгі түрлері. Отынның екі түрі де мұнай өңдеу өнімдерімен, тауарлық автомобиль отынын алу үшін, сондай - ақ соңғы кезден бастап авиациялық және кеме отынын алу үшін қолданылады. 2023 жылы техникалық этанол өндірісі тәулігіне 2.0 миллион баррельді немесе 92 миллион тоннаны құрады. Бұл автомобиль бензиндеріне сұраныстың 7.5% құрайды, бұның статистикасын төмендегі 1.1-суреттен көре аламыз. 1.1-сурет, 2023 жылғы әлемдік биоэтанол өндірісі (мың баррель/тәулік) статистикасы Биодизель кәдімгі дизельді алмастырғыш болып табылады. Оны Өсімдік майларын немесе ұзын тізбекті алкил эфирлерінен тұратын жануарлар майларын қолдану арқылы жасауға болады. Америка Құрама Штаттарында биодизель шикізатының қоспасына әдетте қайта өңделген пісіру майлары да кіреді. Кейбір қозғалтқыштар толығымен биодизельмен жұмыс істеуге арналған болса да, ол әдетте нарықта аралас отын пакетінің бөлігі ретінде ұсынылады. Дизельді жанармай құю станцияларының көпшілігі кем дегенде 5% биодизель қоспасын ұсынады. Кейбір жерлерде қоспаның деңгейі 20% дейін жетуі мүмкін. Жанармай сорғысындағы белгі бойынша қандай қоспаның қолданылатынын айта аласыз. Егер дизель B5 отыны деп аталса, онда оның 5% биодизель қоспасы бар. Егер бұл B20 отыны болса, онда сізде 20% биодизель қоспасы бар. Жанармай қоспаларының көпшілігі осы диапазонға түседі. Қазіргі заманғы биодизель қозғалтқыштардың жұмысының, отынның қауіпсіздігі мен сапасының қатаң стандарттарына сәйкес келеді. Қазіргі заманғы қозғалтқыштарда биодизельді кепілдікті өзгертпестен немесе жоймай пайдалануға болады. Оның көптеген артықшылықтарының арқасында салалық статистика, тенденциялар мен талдаулардың бүгінгі күні неге соншалықты маңызды екенін түсіну оңай. 1.2-сурет, 2023 жылғы әлемдік биодизель өндірісі (мың баррель/тәулік) статистикасы Америка Құрама Штаттары айына шамамен 148 миллион галлон биодизель шығарады. Өнімнің көп бөлігі АҚШ өндірісінің үштен екісін құрайтын орта Батыс Штаттарында өндіріледі. (АҚШ энергетикалық ақпарат басқармасы). Қазіргі уақытта АҚШ-та 200 биодизель зауыты бар. Бұл зауыттардағы жалпы өндіріс жылына шамамен 2,4 миллиард галлон отынды құрайды. (АҚШ энергетикалық ақпарат басқармасы / Ұлттық биодизель кеңесі). Германия, Қытай, Аргентина және Франция жылына 50 000 баррельден астам биоотын өндіреді, бұл олардың барлығын бүгінде әлемдегі ең ірі өндірушілердің ондығына қосады. (Дүниежүзілік Экономикалық Форум). 2023 жылғы қорытынды бойынша әлемдік биоотын өндірісінің жетекші елдері келесі диаграммада көрсетілген (1.3-сурет): 1.3- сурет, 2023 жылғы биоотын өндірісінің жетекші елдеріндегі пайыздық үлес диаграммасы Қазіргі уақытта Азиядағы ең ірі биоотын өндірушілер Индонезия, Малайзия, Филиппин, Таиланд, Қытай Халық Республикасы және Үндістан болып табылады [13]. Басқаша айтқанда, Оңтүстік-Шығыс Азия елдері екі экономикалық алпауыт – Үндістан мен Қытаймен қатар биоотын өнеркәсібінің бірден-бір қатысушысы болып табылады. Оңтүстік-Шығыс Азия елдері негізінен экспортқа бағдарланған болса, Үндістан мен Қытай жылдам экономикалық өсуді қамтамасыз ету және мұнайға тәуелділікті азайту үшін биоотын бағдарламаларын жүзеге асыруда.Малайзия: Малайзия және Индонезия сәйкесінше әлемдегі ең ірі және екінші ірі пальма майы өндірушілері [14], олар бірге әлемдегі пальма майының шамамен 85% өндіреді. Оңтүстік-Шығыс Азияда (ОҚО) пальмалық биодизель өндірісі оның жоғары әлеуеті мен кірістілік қатынасына байланысты күрт өсуде. Пальма өсіруге қолайлы тропикалық климат, сондай-ақ осы аймақтағы салыстырмалы түрде арзан жұмыс күші пальма биодизелі өндірісін тартымды етті [15]. Малайзиядағы биодизель өндірісі негізінен пальма майына негізделген; дегенмен, ятрофаны жаппай өндіріске енгізу жөнінде біраз бастама көтерілді. Пальма майы майлы пальма жемісінің целлюлозасынан алынады.Elias Guinensis. Пальма ағашы Батыс Африкадан (дәлірек айтқанда, Гвинея жағалауынан) келеді. Ол алғашында 1870 жылдары Малайзияға сәндік өсімдік ретінде және Екінші дүниежүзілік соғыстың алдында Тайландқа әкелінді. Малайзия мен Таиландта алғашқы коммерциялық плантациялар тек 1960 жылдары пайда болды [16]. Малайзия жыл сайын 0,5 миллион тонна пайдаланылған пісіру майын шығарады және пайдаланылған пальма мен кокос майын тазалау және қайта өңдеудің қарапайым процесі қалдықтарды сапалы биодизельге айналдыруды жеңілдетеді. Индонезия: Индонезияның Энергетика және минералдық ресурстар министрлігінің мәліметтері бойынша 2007 жылы 520 000 тонна биодизель өндірілді, бұл 590 000 кл. Индонезия 2010 жылға қарай 2,41 миллион кл жеткізуді жоспарлап отыр және осы уақытқа дейін ел өз жоспарының 24,4% орындады. Бүгінгі күні сегіз биодизель зауыты бар, ал 2011 жылға қарай тағы 15-17 болады, бұл жалпы биодизель өндірісіне шамамен 2 млн кл қосады [13]. Таиланд: Таиланд 2005 жылдың қаңтарында 2012 жылға қарай дизель отынының 10% биодизельге ауыстыру мақсатын қойғаннан бері жақсы жетістіктерге жетті.2007 жылы шамамен 800 жанармай құю станциялары B5 қоспаларын сатқан. Таиланд пен Индонезияның бұл сектордағы тұрақты ілгерілеуі негізінен әртүрлі шикізаттың болуына байланысты болды. Таиландтағы биодизельдің негізгі шикізаты пальма болып табылады, бірақ кокос жаңғағы, ятрофа және өсімдік майы да қолданылады2007 жылы шамамен 800 жанармай құю станциялары B5 қоспаларын сатқан. Таиланд пен Индонезияның бұл сектордағы тұрақты ілгерілеуі негізінен әртүрлі шикізаттың болуына байланысты болды. Таиландтағы биодизельдің негізгі шикізаты пальма болып табылады, бірақ кокос жаңғағы, ятрофа және қалдық пісіру майы да қолданылады. Биоэтанолды өндіру үшін шикізат негізінен меласса, маниок және қант қамысы болды. Екінші жағынан, Индонезия қант қамысы мен маниоктан биоэтанол шығарады. Керісінше, Малайзияның биоотын өндірісі пальмалық биодизельге көңіл бөлуге бейім болды, бұл Малайзияны май мен пальма майы (жеуге жарамды) бағасының ауытқуына бейім етеді. Бұл негізінен тағамнан биодизельге дейін пальма майының әмбебаптығына байланысты; осылайша оны әлемдегі ең сұранысқа ие өсімдік майына айналдырады. Үндістан: Халықаралық энергетикалық агенттіктің 2007 жылғы World Energy Outlook бағдарламасына сәйкес, 2030 жылы жаһандық энергияға сұраныс бүгінгіден 50%-ға жоғары болады. Осы сценарийдегі сұраныстың өсуінің 45% Қытай мен Үндістанға ғана тиесілі. Сонымен қатар, Үндістанның негізгі энергия көзі - электр энергиясын өндіру үшін пайдаланылатын көмір, ал мұнай қазіргі уақытта көлік отынына өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыру үшін импортталады. Үндістанда этанол нарығы биодизель нарығына қарағанда жетілген. 2003 жылы Мұнай және табиғи газ министрлігі этанолды араластыру бағдарламасының (EBP) бірінші кезеңін іске қосты, ол тоғыз штат (29 штаттан) және одақтың төрт аумағында (6-дан) 5% этанолды бензинмен араластыруды міндеттеді [18] ]. Үндістанда жеуге жарамды өсімдік майының артықшылығы болмағандықтан, оның биодизель өндірісі негізінен ятрофа, махуа, каранжа және неем сияқты жеуге жарамсыз өсімдік майларына бағытталған. Ұлттық биодизельдік миссия 2003 жылдың сәуірінде іске қосылды және Jatropha 2012 жылға қарай 20% мақсатқа жету үшін ең қолайлы майлы дақылдар зауыты ретінде анықталды. Осы мақсатқа жету үшін үкімет 11,2 миллион гектар аумақты көгалдандыру міндетін қойды. 2012 жылға қарай биодизельге сұранысты қанағаттандыру үшін жеткілікті майлы дақылдарды өндіру үшін ятрофаны өсіреміз. Демонстрациялық жобалардың алғашқы екі кезеңі жүзеге асырылды. Қытай Халық Республикасы (ҚХР): Қазіргі уақытта ҚХР-да этанол отынының 80% жүгеріден, ал қалғаны бидайдан өндіріледі. Маниок пен тәтті құмай тек тәжірибелік мақсатта қолданылады. Қытай азық-түлік қорын пайдаланбау үшін этанол өндіру үшін тек сапасы төмен жүгеріні пайдаланады. Этанолды өндіру мен сатудың барлығын мемлекеттік компаниялар бақылайды. Қазіргі уақытта биоотынның алты ықтимал шикізаты бар, яғни. жүгеріден алынған этанол; маниоктан алынған этанол; тәтті құмайдан алынған этанол; соядан алынған биодизель; Ятрофа жемісінен алынған биодизель; және пісіру майынан алынған биодизельді пайдаланды [19].тағамдық өсімдік майларының әлемдегі ең ірі импорттаушылардың бірі. Көптеген биодизель зауыттары шағын және үздіксіз жұмыс істемейді, мүмкін шикізат тапшылығына байланысты. Бұл үкімет биодизельді өндіруді ынталандырмауының нәтижесі болуы мүмкін [16]. Қытайдағы биодизель өндірісі этанол өндірісімен салыстырғанда аз. USDA мәліметтері бойынша олардың биодизель өндірісі шамамен 300 000 метрикалық тоннаны құрады. Өндірістің барлығы дерлік мал майы немесе қалдық өсімдік майына негізделген. Энергия өндіру үшін биомассаны пайдалану тұрақты дамуға және қоршаған ортаға теріс әсерді азайтуға бағытталған маңызды қадам болып табылады. Дүние жүзінде әртүрлі органикалық материалдардан алынған энергияның көптеген түрлері бар және олардың әрқайсысының энергетикалық қауіпсіздікті қамтамасыз етуде және парниктік газдар шығарындыларын азайтуда рөлі бар. Біздің планетамыздың тұрақты болашағын қамтамасыз ету үшін зерттеулерді жалғастыру және биомассаны пайдаланудың жаңа әдістерін әзірлеу маңызды. жүктеу/скачать 1,39 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|