Традиционные методы переработки биомассы в существующих условиях малоэффективны и требуют значительных инвестиций при сроках окупаемости 6-8 лет.
Использование всех этих дешевых и доступных ресурсов в качестве топлива может стать завершающей фазой производственных процессов, придавая им почти безотходный характер. Это стало бы эффективной мерой по охране окружающей среды, а также обеспечило бы полное энергообеспечение локальных потребителей.
- Само биотопливо - экологически чистый продукт. А как насчет процесса его производства? Так же ли он безопасен, ведь используются серная кислота, щелочи.
- Безусловно, при производстве биоэтанола иногда используются опасные реагенты, например, серная кислота и щелочные гомогенные катализаторы. Решением этой проблемы занимаются исследователи во многих странах мира. И правильные подходы уже определены. Например, разрабатываются технологии, которые предусматривают использование однородных по составу катализаторов в химических реакциях (гомогенная технология). Такой подход позволяет решить многие проблемы.
Гомогенная технология получения биодизеля, несмотря на простоту, имеет и недостатки. Полученную смесь продуктов необходимо разделять, нейтрализовать и тщательно промывать. В результате образуются большие количества солей, мыла и сточных вод, которые нужно утилизировать. Сам же катализатор при этом безвозвратно теряется. А глицерин, получаемый при этом полезный побочный, - загрязнен раствором солей, и требует дополнительной очистки. Все это повышает себестоимость биодизеля, что уменьшает конкурентноспособность этой технологии.
За последние пять лет резко возросло число работ, посвященных более экологически чистому способу получения биодизеля с применением разнородных по составу (гетерогенных) катализаторов основной и кислотной природы. Их преимущество не только в том, что их можно использовать многократно, но и в том, что биодизель получается гораздо более высокого качества. При этом исключается стадия предварительной обработки масла, минимизируется объем жидких отходов, не образуются соли и мыла. Однако к ним предъявляются особые требования: они должны быть устойчивы к воде, поскольку ее содержат исходные продукты.
- Какие наработки по созданию биотоплива есть в Институте катализа СО РАН? Какие из них наиболее эффективные?
- Все требования к безопасности производства биотоплива были учтены Институтом катализа СО РАН при разработке гетерогенных катализаторов. Акцент делался на стабильность работы в реальных условиях. В результате было установлено, что одним из наиболее перспективных катализаторов для получения биодизеля является гексаалюминат бария (кальция). Гексаалюминаты характеризуются относительно низкой активностью по сравнению с другими катализаторами, у них есть важное достоинство: они обладают высокой термостабильностью и устойчивостью к выщелачиванию. Особенно это относится к катализаторам, прокаленным при температуре 1200 °С.
Далее о наших наработках. В производстве биотоплива есть два основных этапа. Первый из них - быстрый пиролиз. Это термический процесс, протекающий без доступа воздуха, при котором происходит моментальный (1000—10000 °С/сек) нагрев и быстрое (буквально за пару секунд) охлаждение получаемых продуктов. При пиролизе древесины все ее компоненты частично разлагаются, образуя сложную смесь кислородсодержащих органических соединений. С помощью быстрого пиролиза из древесины можно получить продукт, условно названный 'бионефтью'. Это жидкость, похожая на разбавленный деготь. Из-за высокого (до 55%) содержания кислорода бионефть непригодна для использования напрямую в качестве моторного топлива. Из нее нужно удалить кислород и насытить водородом. И сегодня одна из важнейших задач в этой области - разработка соответствующих катализаторов.
Следующая стадия — гидродеоксигенация (удаление кислорода) полученной бионефти. В рамках международного проекта с акронимом BIOCOUP (Шестая Европейская рамочная программа) специалисты Института катализа СО РАН разрабатывают катализаторы нового типа, которые могли бы эффективно справиться с такой задачей. Мы предложили использовать несульфидированные никельсодержащие катализаторы.
Оказалось, что они превосходят свои коммерческие аналоги по всем главным характеристикам. Тестирование лучших образцов катализаторов гидродеоксигенации на реальной бионефти в университете Гронингена (Нидерланды) подтвердило их перспективность. Продукты деоксигенации бионефти могут использоваться для дальнейшей переработки на стандартном нефтеперерабатывающем оборудовании совместно с нефтяными фракциями.
- Как Вы думаете, какие есть перспективы у биотоплива?
- Одна из центральных задач XXI века, на мой взгляд, это постепенное изменение сырьевой базы первичных энергоресурсов. Необходимо активно использовать возобновляемые источники энергии - энергию ветра, рек, волн, приливов, гидротермальных источников, биомассы. Если в 2005 году инвестиции в сектор возобновляемой энергетики составляли $20 млрд./год (17% инвестиций в генерацию энергии), то к 2015 году, по оценкам экспертов, они возрастут до $80 млрд./год (прогноз Worldwatch Institute, 2003).
Авторы проекта 'Стратегии развития топливно-энергетического комплекса России до 2020 года', считают, что потенциал России в плане обеспечения возобновляемой ресурсной базы, весьма значителен. Есть два важных момента. Это технический потенциал, который определяет абсолютный прирост биомассы, и экономический потенциал, то есть экономически целесообразный объем сбора, транспортировки и переработки биомассы. Если говорить о техническом потенциале, то в России ежегодный прирост биомассы составляет 14-15 млрд т.у.т., то есть в 5 раз больше, чем современное энергопотребление РФ.
Если мыслить стратегически, то становится ясно, что научно-технический прогресс и рост цен на ископаемое топливо обеспечивают неуклонный рост экономической привлекательности биоресурсов.
Василий Щепетнёв: Двадцать восьмое желание
Автор: Василий Щепетнев
На Марс не полетел, и вряд ли сбудется. В Антарктиде не побывал - тут уж сам виноват, не проявил настойчивости. 'Наутилус' не отыскал. Но кое-что из желаний пионерского детства все-таки осуществилось. Из последних сбывшихся желаний, что писались вилами по воде, всего сорок пунктов или около того, - победа над сильным шахматистом, да не в парке на лавочке и даже не в сеансе одновременной игры, а в официальном соревновании. Ура.
В шахматы играю с детства, еще в пятилетнем возрасте порой выигрывал у взрослых дядек - понятно, любителей. Но с годами выяснилось, что таланта нет, да и способности к шахматной игре самые средненькие. Потолок - первый разряд, который был достигнут много лет назад, в докомпьютерную эпоху. Жил я тогда в райцентре Тульской губернии, нас, заядлых игроков, в районе было с полдюжины, и я, в поисках новизны, стал играть по переписке. Когда же появились компьютеры, играть всерьез перестал: слишком уж велико искушение пользоваться 'Гениусом', царившем тогда на олимпе игровых шахматных программ. Так, баловался иногда, не более.
Но в этом году товарищи-шахматисты искусили: давай, сыграй, все равно жизнь проходит. Как раз и турнир наклюнулся, под знаменем ICCF (International Correspondence Chess Federation - Международная федерация шахматной игры по переписке).
Ну, а как помощь программ, спросил я, каким способом можно ее исключить? Никаким, сейчас без помощи программ никто и не играет. Если запрет на применение компьютера не оговорен, пользуйся на здоровье. Это адвансом называется, игрой с использованием всех возможностей как собственной шахматной мысли, так и искусственного шахматного разума. Твои соперники будут использовать компьютер обязательно.
Я, понятно, походил по всяким-разным местам, почитал интервью шахматных титанов и удостоверился в том, что, собственно, я и раньше знал: переписка сегодня есть соревнование киборгов. Ладно, думаю, отчего б и не поиграть. Ведь, действительно, жизнь того... проходит. Подал заявку, стал готовиться. Но без фанатизма. Заядлые шахматисты непременно ставят 64-битную ОС, поскольку лучшие шахматные программы в 64-битных версиях считают заметно быстрее, чем в привычных 32-битных. Да еще и памяти
