Все новости

Российские ученые получат топливо при помощи мела и талька. У известных видов биотоплива есть свои недостатки, которых лишены новые «торрефицированные» пеллеты

Новая технология может превратить побочные продукты российских лесозаготовок в недорогое, но качественное топливо.

Ученые из МФТИ и Объединенного института высоких температур РАН предложили новый недорогой способ повышения качества биотоплива. До сих пор все предлагаемые варианты такого рода имели существенные недостатки, которых новый метод лишен. Соответствующие статьи опубликованы в Fuel Processing Technology и Energy.

Из-за озабоченности глобальным потеплением по всему миру ведутся поиски качественного биотоплива. Биотопливом называют растительные продукты, сжигание которых не освобождает углекислый газ из месторождений полезных ископаемых, а лишь возвращает в атмосферу недавно «занятый» у нее растениями CO2 — это не усугубляет глобальное потепление.

CO2

Однако биотопливо имеет и свои «узкие места». Удобные для использования в энергетике и промышленности виды биотоплива — это, например, этиловый спирт (из сахарного тростника) или рапсовое масло. Но их выращивание требует использования сельскохозяйственных земель, на которых можно было бы вырастить продукты питания. Есть и более разумные пути — скажем, сжигание опилок, пней и сучьев, остающихся после вырубки леса и часто составляющих десятки процентов от общей древесной биомассы. Увы, сами по себе такие опилки обычно довольно влажные, и энергетическая ценность их не так велика. Нередко транспортировка такого удельно менее теплоемкого топлива обходится дороже, чем полезный эффект.

Чтобы решить эту проблему, отходы лесозаготовок можно торрефицировать — нагреть без доступа кислорода до 200–300 °C. В итоге гемицеллюлоза в опилках разрушается и остаются более горючие целлюлоза и лигнин. Влаги в итоговых брикетах нет, они хорошо горят, по удельной энергоемкости близки к углю, то есть транспортировка их облегчается. Но, чтобы обеспечить обработку древесины без доступа кислорода, сегодня древесные отходы нагревают в атмосфере инертного газа (например, азота). Он и в особенности непростое герметичное оборудование для нагрева древесины стоят немалых денег, что удорожает доподгтовку биотоплива.

Схема процесса получения торрефицированных пеллет
Описание
Схема процесса получения торрефицированных пеллет

Авторы новых работ предложили принципиально иную технологию: брикеты древесных отходов, закладываемые в реактор для торрефикации, засыпают инертным минеральным наполнителем, таким как бентонитовая глина, тальк или мел. Все они недороги и инертны (не могут сами окислить целлюлозу и лигнин при нагреве), а также блокируют доступ кислорода к древесным отходам. Нагрев идет без использования инертных газов, а древесина все равно не окисляется. Что важно, до 10% от массы древесных отходов при этом выделяется в виде альдегидов, кетонов, спиртов и карбоновых кислот. Если наладить их сбор и продажу, то доподготовка биотоплива может оказаться частично самоокупаемой.

Исследователи особо подчеркивают, что установки для торрефикации в их схеме технически предельно просты и не требуют больших капитальных затрат. Это делает их привлекательными для малого и среднего бизнеса. Установки, использующие подобную технологию, можно размещать в местах непосредственной заготовки древесины — в районах вырубок, где сейчас пни, ветви деревьев и другие отходы лесозаготовки, как правило, вообще никак не используются. Хотя такое топливо по соотношению теплотворности и цены все равно будет дороже магистрального газа, последний есть в нашей стране далеко не везде, в том числе редок он и в удаленных районах России, где часто ведутся вырубки лесов.

 Иван Ортега