Biokraftstoffe: wie kann landwirtschaftlicher abfall

Früher oder später werden nicht erneuerbare Mineralien, die jetzt als Brennstoff verwendet werden, vollständig erschöpft sein. Daher werden auf der ganzen Welt verschiedene Technologien mit Biokraftstoffen eingeführt. In den meisten Bereichen des menschlichen Handelns kann es traditionelle Energiequellen ersetzen. Um diese zu erhalten, genügt es, landwirtschaftlichen Abfall auf besondere Weise zu recyceln.

Allgemeine Bestimmungen

Grundbegriffe

Beginnen wir damit, zu definieren, was Biokraftstoffe sind. Der betrachtete Energieträgertyp ist vollständig organisch und kann mit entsprechender Ausrüstung zum Beheizen von Wohngebäuden, zum Betanken von Autos, zum Betreiben von Industrieanlagen usw. verwendet werden.

Gasförmige, flüssige oder feste Biokraftstoffe können aus verschiedenen landwirtschaftlichen Anlagen (z. B. aus Raps) sowie aus Abfallprodukten von Tieren und Menschen (Biokraftstoff aus Gülle) hergestellt werden. Das heißt, die Rohstoffe für die Herstellung sind in der Regel die Produkte, die zuvor auf Deponien verbracht wurden.

Darüber hinaus können die Vorteile dieser Art von Energie auf ihre Umweltfreundlichkeit zurückgeführt werden. Bei der Verbrennung werden wesentlich weniger Schadstoffe freigesetzt, die sich auf den Zustand der Umwelt auswirken. Dies unterscheidet günstig Biokraftstoffkessel von Heizgeräten mit Diesel oder Gas, die für ihre krebserregenden Abgase bekannt sind.

Biokraftstoff hat jedoch erhebliche Nachteile:

• geringe Wärmekapazität - flüssiger Biokraftstoff, der im Wärmetauscher brennt, gibt weniger Wärme ab als eine ähnliche Menge Benzin oder Dieselkraftstoff;
• hohe Produktionskosten - moderne Technologien erlauben noch nicht die Produktion von flüssigen, festen oder gasförmigen Biokraftstoffen im industriellen Maßstab, da der Preis etwas höher ist als bei herkömmlichen Energieträgern;
• Starke Korrosionseigenschaften - Pflanzenöle und tierische Fette, die Teil organischer Energie sind, wirken sich stark auf die Mechanismen aus, was den Einsatz in Verbrennungsmotoren und ähnlichen Systemen erschwert.

Derzeit ist die Gewinnung von Biokraftstoffen mit weniger aggressiven Eigenschaften und billigeren Methoden eine der vorrangigen Richtungen der wissenschaftlichen Forschung von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt. Die enormen Fortschritte in diesem Bereich machen es möglich, mit Zuversicht zu sagen, dass es möglich sein wird, die meisten Mängel dieser Energieart in naher Zukunft zu beseitigen.

Biokraftstoffe werden bereits häufig für Gewächshäuser und andere landwirtschaftliche Strukturen eingesetzt. Das bei der Verarbeitung von Dung oder Pellets gewonnene Gas wird verwendet, um ein angenehmes Mikroklima zu schaffen, in dem verschiedene Kulturen wachsen. (Siehe auch den Artikel Heizung eines Gewächshauses im Winter: Merkmale.)

Beachten Sie! Im Gegensatz zu Erdöl und Erdgas, die nur an Ort und Stelle produziert werden, sind Biokraftstoffanlagen nicht an Lagerstätten gebunden und können überall in unserem Land installiert werden.

Erzeugung von Biokraftstoffen

Schon zu Beginn der Forschung im Zusammenhang mit der Entwicklung von Energie aus landwirtschaftlichen Abfällen äußerten die Wissenschaftler die Befürchtung, dass in Zukunft, wenn sich Biokraftstoffe ausbreiten, Nahrungsmittelprobleme auftreten könnten. Dies ist möglich, wenn Getreide (Mais, Raps, Mais) nicht für den vorgesehenen Zweck, sondern für die Destillation zu Brennstoff verwendet wird.

Um dies zu vermeiden, suchten die Wissenschaftler nach anderen Energiequellen für Biokraftstoffe. Als Ergebnis ihrer Forschung erschienen Biokraftstoffe der zweiten Generation und neuere Versionen davon.

Dazu gehören Substanzen, die nicht von den Pflanzen selbst stammen, sondern von ihren Abfällen: Blätter, Hülsen, Rhizome usw. Ein prominenter Vertreter dieser Art von Kühlmittel ist Biokraftstoff aus Sägemehl und Mist - ein Gas aus Methan und Kohlensäure, das im Alltag "Abwasser" genannt wird.

Es ist absolut identisch mit dem natürlichen fossilen Methan. Nach dem Entfernen unnötiger Elemente kann daraus Ethanol für Öfen hergestellt werden, die bestimmte Strukturen erwärmen.

Der innovativste Biokraftstoff - dessen Präsentation vor nicht allzu langer Zeit stattfand - besteht aus Algen. Diese Unterwasserpflanzen können in Teichen gezüchtet werden, die nicht für landwirtschaftliche Zwecke geeignet sind. Darüber hinaus können sie in sogenannten Phytobioreaktoren kultiviert werden.

Bei ihrer Entwicklung bilden diese Organismen molekulare Strukturen, die der Struktur von Öl in ihrer Struktur ähneln. Algen-Biokraftstoff ist die vielversprechendste Entwicklung, die praktische Anwendung ist jedoch noch weit entfernt.

Beachten Sie! Die positiven Aspekte der Verwendung von Algen können der Tatsache zugeschrieben werden, dass sie im Laufe ihres Lebens Kohlendioxid aufnehmen und so die Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre unseres Planeten reduzieren.

Biokraftstoff-Sorten

Biokraftstoff-Energiequellen werden jetzt trotz der in den vorangegangenen Abschnitten aufgeführten Mängel in der Zusammensetzung und in der Produktionstechnologie eingesetzt. In einigen Bereichen der menschlichen Tätigkeit ersetzen sie Elektrizität. Es gibt sogar ganze Kesselhäuser auf Biokraftstoffbasis, mit deren Hilfe die Beheizung von Wohngebäuden, Gewerbe- und Industriegebäuden durchgeführt wird.

Die am häufigsten verwendeten Biokraftstoffe sind:

• flüssig;
• solide.

Lassen Sie uns jeden einzelnen näher betrachten.

Flüssigkeit

Eine der geeignetsten Kulturen für die Herstellung von Biokraftstoff ist Raps.

Der Energieträger wird nach folgendem Schema hergestellt:

• Der gesammelte Rapssamen wird einer Feinreinigung unterzogen, wodurch Müll, Erde und andere Fremdkörper daraus entfernt werden;
• Danach werden die pflanzlichen Rohstoffe gebrochen und gequetscht, um den Kuchen zu erhalten.
• dann erfolgt die Veresterung von Rapsöl - flüchtige Ester werden mit speziellen Säuren und Alkoholen aus dieser Substanz extrahiert;
• Am Ende wird der entstehende Biodieselbrennstoff von unnötigen Ölverunreinigungen gereinigt.

Tipp! Die resultierende Substanz ist für den unabhängigen Gebrauch geeignet und kann auch als Zusatzstoff für Diesel verwendet werden, wodurch schädliche Emissionen in die Atmosphäre reduziert werden können.

Darüber hinaus ist der Biokraftstoff E-95, der herkömmliches Benzin ersetzt, weit verbreitet. Diese Art von Energieträger besteht aus Ethylalkohol mit Zusätzen, die die Korrosionswirkung auf die Metall- und Gummiteile von Verbrennungsmotoren verringern, die in Kraftfahrzeugen eingebaut sind.

Die Vorteile von biologischem Benzin sind wie folgt:

• Die Kosten für diese Art von Kraftstoff sind niedriger als die herkömmlichen;
• Bei seiner Verwendung erhöht sich die Betriebsdauer von Öl und Filterelementen;
• Die Verbrennung von Biokraftstoffen führt nicht zur Bildung einer Plakette an den Zündkerzen, die den Durchtritt eines Funkens verhindert.
• Ein Verbrennungsmotor, der mit Biobenzol betrieben wird, gibt keine schädlichen Substanzen in die Atmosphäre ab.
• Ethanol ist schlimmer entzündet und explodiert nicht bei Verkehrsunfällen;
• Organisches Benzin detoniert bei niedrigeren Temperaturen, da der Motor des Autos in der warmen Jahreszeit nicht überhitzt.

Trotz der oben genannten Vorteile hat flüssiger Biokraftstoff mehrere Nachteile, die seine weit verbreitete Einführung in die Wirtschaftstätigkeit verhindern:

1. Bei der Verwendung von organischem Benzin versagen Verbrennungsmotoren und andere Geräte schnell, weil die Substanzen, aus denen der natürliche Energieträger besteht, Korrosion verursachen und die Gummidichtungen der Aggregate zerstören. Wirksame Wege zur Bekämpfung dieses Phänomens wurden noch nicht gefunden.
2. Für den vollständigen Ersatz fossiler Brennstoffe durch biologische Anlagen ist es erforderlich, die landwirtschaftliche Nutzfläche erheblich zu erweitern, was derzeit nicht möglich ist. Darüber hinaus ist die für den Anbau von Pflanzen geeignete Fläche begrenzt. Die Lösung des Problems kann als Kraftstoff der dritten Generation dienen, an dessen Entwicklung noch nicht gearbeitet wurde.

Solide

Neben flüssigen Biokraftstoffen hat feste organische Energie bei Verbrauchern auf der ganzen Welt Anerkennung gefunden.

Ihre Eigenschaften sind wie folgt:

1. Hergestellt aus verschiedenen Rohstoffen biologischen Ursprungs. Dies können organische Abfälle von Menschen und Tieren sowie Teile verschiedener Pflanzen sein.
2. Der Kern des technologischen Verfahrens zur Herstellung fester Biokraftstoffe liegt in der effektiven Anwendung verschiedener Methoden der Zellulosespaltung. Gegenwärtig werden viele Studien durchgeführt, um die natürlichen Spaltungsprozesse im Verdauungstrakt lebender Organismen zu wiederholen.
3. Für die Herstellung von festem organischen Brennstoff wird die sogenannte biologische Masse verwendet, die eine bestimmte Konsistenz und Proportionen aufweist. Das fertige Produkt wird erhalten, indem dem Rohmaterial Feuchtigkeit entzogen und anschließend gepresst wird.

Am häufigsten wird feste Energie in den folgenden Formen geliefert:

• Briketts;
• Pellets;
• Granulat.

Unabhängige Produktion von Biokraftstoff

Notwendige Rohstoffe

Die Herstellung Ihres eigenen Biokraftstoffs ist einfach genug. Dies erfordert eine große Menge an Dung und nicht sehr komplexer Ausrüstung, die bei spezialisierten Firmen bestellt werden kann.

Die Kosten, die Ihnen in der Anfangsphase entstehen, werden sich in den nächsten Jahren auszahlen. Ein Biokraftstoffkesselhaus, in dem nicht nur landwirtschaftliche und Viehzuchtgebäude, sondern auch ein Wohnhaus beheizt werden, kann die Stromrechnung erheblich einsparen.

Aus energetischer Sicht am besten geeignet ist Pferdemist. Allerdings ist nicht jeder Betrieb mit der Zucht dieser Tiere beschäftigt, daher können in Anlagen zur Erzeugung von Biogas Abfälle anderer Tiere verwendet werden.

Folgende organische Mischungen können im Verfahren verwendet werden:

• Pferdeabfälle, gemischt mit Torf oder Stroh;
• Dünger vermischt mit den nach der Flachsverarbeitung verbleibenden Halmen;
• Gülle gemischt mit organischem menschlichen Abfall;
• Kuhmist gemischt mit Pferd im Verhältnis 50/50;
• Abfall von mit Sägemehl vermischten Kühen;
• Pferdemist gemischt mit abgefallenen Blättern.

Bevor Sie Biogas herstellen, muss das Rohmaterial in einen verschlossenen Bunker gebracht werden, wo es für längere Zeit einer Gärung unterliegt. Danach wird die überschüssige Flüssigkeit aus der biologischen Mischung verdampft und das resultierende Biomethan wird verwendet, um verschiedene wirtschaftliche Bedürfnisse zu erfüllen.

Selbst gemachte Biokraftstoffanlage

Die folgende Anleitung befasst sich mit der Technologie der Selbstherstellungseinheit, die zur Herstellung von Biokraftstoff verwendet werden kann.

Es ist notwendig, folgendes zu tun:

1. Graben Sie zunächst eine Grube der Größe, die Sie benötigen (abhängig von der Menge der verfügbaren Rohstoffe).
2. Die Wände der Grube sollten vorzugsweise mit Betonringen verstärkt werden. Dies verhindert, dass der Boden verschüttet. Fugen sollten sorgfältig mit einer Betonlösung unter Zusatz von Weichmachern versiegelt werden, um ein Auslaufen zu verhindern, durch das das erzeugte Biogas verdunsten kann.
3. Von oben ist die Konstruktion hermetisch abgedichtet mit einer Kuppel, in der Löcher gemacht und Rohrleitungen installiert werden, die zur Gasversorgung der Verbraucher erforderlich sind.
4. Um die Effizienz der Anlage zu erhöhen, können Heizer in Form von elektrisch betriebenen Spulen im Tank montiert werden.

Beachten Sie! Um organisches Gas zu verwenden, ist es erforderlich, die Heizungsanlage zu modernisieren oder die Brenner so zu rekonstruieren, dass mehr Sauerstoff in die Verbrennungskammer gelangt.

Der Prozess zur Gewinnung von Biokraftstoff ist wie folgt:

• organische Rohstoffe werden in den Tank gefüllt (ihre Zusammensetzung wird im vorherigen Abschnitt ausführlich beschrieben);
• Dort muss auch Wasser hinzugefügt werden, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt organischer Stoffe um bis zu 70% erhöht wird.
• Danach sollte das Heizelement eingeschaltet und die Dungtemperatur auf 35 Grad erhöht werden.
• Nach dem Beginn der Fermentation steigt die Temperatur des Gemisches noch weiter an, wodurch das Gas startet, das zur Versorgung dieser oder anderer Verbraucher verwendet wird.

Organischer Brennstoff für Kamine

Neben Biogas und organischem Benzin, dessen Einsatz noch nicht sehr verbreitet ist, spüren Sie bereits alle Vorzüge der Verwendung von Biokraftstoffen. Hierbei handelt es sich um die Planica fanola Flüssigkeit, die speziell für den Einsatz in Biokamingebäuden konzipiert ist und ohne Kamin und spezielle Belüftung verwendet werden kann.

Beim Verbrennen bildet diese Art von Brennstoff keine Verbrennung und Rauch und gibt auch keine schädlichen Substanzen ab, die den menschlichen Körper schädigen können.

Ein Liter Flüssigkeit, der in einem speziellen, im Kamin für Biokraftstoffe installierten Tank gezündet wird, kann mindestens 6 Stunden unter Abgabe von Wärme verbrennen, deren Leistung 3 kW Energie entspricht. Dies ist fast zweimal so viel wie das üblichere, aber weniger umweltfreundliche Brennholz.

Fazit

Biokraftstoff ist eine der vielversprechenden Entwicklungen, deren Nutzen in der Zukunft geschätzt werden. Dies hindert Sie jedoch nicht daran, selbst hergestellten Biokraftstoff für ein Gewächshaus oder ein Bad zu verwenden. Mehr dazu erfahren Sie im folgenden Video.