Евгений Панцхава - Биоэнергетика. Мир и Россия. Биогаз. Теория и практика. Монография

• Название: Биоэнергетика. Мир и Россия. Биогаз. Теория и практика. Монография
• Автор: Евгений Панцхава
• Жанр: Детская образовательная литература
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-4365-0155-0

Предлагаемая читателю монография, прежде всего, посвящается выдающимся отечественным ученым и специалистам, стоявшим у истоков создания отечественной биоэнергетики задолго до ее активного развития за рубежом. В книге представлены зарубежные и отечественные достижения по всем современным направлениям бурно развивающейся биоэнергетики как самостоятельного сектора общей мировой энергетики, ее теоретическим основам, технологиям, оборудованию и практическому применению.

Большое внимание уделяется теории и практики природного метаногенеза как сложнейшего биологического процесса, активно участвующего в кругообороте углерода в биосфере, роли этого процесса в эволюции живого на земле, его глобальному участию в образовании ископаемых углеводородов.

Книга рекомендуется для специалистов России, работающих в указанной области, для студентов, аспирантов и преподавателей кафедр, факультетов, вузов, изучающих и развивающих отечественную биоэнергетику.

---

3.15.1.2.2. Картофель

Вторым сырьевым источником крахмала для производства этанола в России является картофель. Из 1 тонны картофеля можно получать до 60 л этанола. При урожае картофеля в России в 2012 году в объеме 29.3 млн. тонн потенциальный объем этанола может составить 1.76 млн. куб. м на сумму 1.16 млрд.$ US.

Картофель – культура широко распространенная в России в регионах рискованного земледелия. Производство его для технических целей, например для производства этанола, может оказать существенное влияние на подъем экономики в этих регионах.

Для того чтобы выйти по производству этанола в объемах современного его производства в США в России нужно засевать картофелем до 15 млн. га.

3.15.1.2.3. Сладкое сорго

Третьим потенциальным сырьем для производства этанола в России может стать сладкое сорго, культивируемое на Северном Кавказе, Дальнем Востоке и в Поволжье.

Урожай сладкого сорго – 20–30 т/га. Из 1 тонны массы сорго получают 800–850 литров сока с содержанием 20 % углеводов, или можно получить до 80 литров этанола, или с 1 га – 2 куб. м на сумму 1320 $ US.

Таким образом, перспектива развития производства транспортного этанола в России с последующим его экспортом достаточно оптимистичны. Но, совершенно очевидно, что основным сырьем для его производства в России должна стать древесина, что требует создания современных технологий ее разложения на лигнин и целлюлозу.

3.16. Получение биоводорода

Один из методов получения биоводорода из биомассы – это бутиловое или ацетоно-бутиловое брожение сахарозы или крахмала.

3.6.1. Ацетоно-бутиловое брожение (Cl. Acetobutylicim)

2 М Глюкозы = 1 М Бутанола + 1 М ацетона + 4 М Водорода + 5 М СО2

На 1 тонну мелассы образуется 80 куб. м водорода, или на все произведенную мелассу в 2013 году- 124.8 млн. куб. м

С 1 гектара плантаций сахарной свеклы (мелассы) можно получить до 140 куб. м водорода.

Дополнительно к водороду с 1 тонны мелассы получают до 114 кг бутанола до 36 кг ацетона, или со всего годичного объема мелассы – Бутанола 177840 тонн, Ацетона -56160 тонн.

4.2 Бутиловое брожение (Cl. Butylicum)

3 М Глюкозы = 1 М Бутирата + 1 М Ацетата + 6 М СО2 + 9 М Водорода + 4 М Воды

На 1 тонну мелассы можно получить до 140 куб. м Водорода, или на всю произведенную мелассу в 2013 году можно получить 218 млн. куб. м Водорода, а с 1 гектара плантаций сахарной свеклы(меласса) – 315 куб. м.

В СССР до конца 70-х годов ХХ столетия в эксплуатации находилось 4 ацетоно-бутиловых завода: в г. Грозном, в г. Нальчике, в г. Талица (Свердловской области) и в г. Ефремов (Тульской области). К концу 90-х годов остались Грозненский и Ефремовский заводы.

Ефремовский завод производил в сутки до 50 тонн растворителей (бутанол: ацетон: этанол = 13:4:1) и до 29 тысяч куб. м водорода, или в год: 15000 тонн растворителей и до 8.7 млн. куб. м водорода.

Грозненский завод- в сутки: 74 тонны растворителей и 43 тысячи куб. м водорода, в год: 12.9 млн. куб. м водорода и до 22 тысяч тонн растворителей.

К сожалению, весь образующийся водород в то время выпускался в атмосферу (углекислота шла на производство жидкой и твердой углекислоты).

Ефремовский ацетоно-бутиловый завод можно восстановить.

В конце 60-х годов ХХ столетия на Ефремовском ацетонобутиловом заводе (1967) и Грозненском АБЗ (1969) были введены в эксплуатацию два цеха по производству кормового витамина В-12 методом термофильного метанового брожения жидких отходов этих производств – барды (3000 куб. м/сутки) Кроме витамина В-12 каждый цех производил в сутки до 30 тысяч куб. м биогаза, который целиком использовался для производства тепловой энергии для всего производственного цикла.

Таким образом, в конце 60-х годов в СССР впервые в мире были созданы крупномасштабные промышленные производства биотоплив из биомассы (биовородород, биометан, биобутанол, биоацетон и биоэтанол).

Картофель.

При ацетонобутиловом брожении с 1 тонны картофеля можно получить 25 куб. м водода, 340 кг Бутанола и 110 кг Ацетона.

С 1 гектара картофельных плантаций – 875 куб. м Водорода + 12 тонн Бутанола + 4 тонны Ацетона. При бутиловом брожении с 1 тонны картофеля – 42 куб. м Водорода, или с 1 гектара плантаций – 1500 куб. м водорода.

Сладкое сорго.

С 1 тонны стеблей сорго при ацетонобутиловом брожении можно получить до 30 куб. м Водорода + 114 кг Бутанола + 40 кг Ацетона.

При бутиловом брожении – 50 куб. м Водорода.

С 1 гектара плантаций сахарного сорго при ацетонобутиловом брожении: 900 куб. м Водорода + 3.4 тонны Бутанола + 1.2 тонны Ацетона, при бутиловом брожении – 1500 куб. м Водорода.

3.17. Биодизельное топливо – перспективы производства в России

Россия имеет все возможности для производства растительных масел с целью производства и экспорта биодизельного топлива. В России основными продуцентами растительных масел являются: подсолнечник, лен, горчица, небольшой объем занимают: кукуруза, соя и рапс.

Ведущее место занимает подсолнечник. В 2000 году Россия произвела более 4 млн. тонн растительных масел.

Очень перспективным для России является расширение посевов льна в Средней полосе (традиционное российское производство льна) с производством льняного волокна и семян для отжима масла, а также в Южных регионах: подсолнечника, сои, рапса.

В Мурманской области работают две крупных биогазовых установки с реакторами объемом в 50 м3.

Литература

3-1..Биотопливо – Википедия ru.wikipedia.org.

3-2. Панцхава Е.С., Березин И.В., Техническая биоэнергетика, // Биотехнология, 1986, № 3, с. 8–15.

3-3.O., Rosillo-Calle I7., 10 Biomass (Other then Wood)// Survey of Energy Resources., 1998, 18th Edition, p. 227–257.

3-4. Велихов Е., интервью, газета «Поиск», № 3, 13 марта 2001 г.

3-5. Zervos A., Lius Ch., Schrafer O., Tomorrow’s world// REW., 2004, v. 7, n 4, p. 238–245.

3-6. Bhattacharya S.C., Fuel for thought // REW, 2004, v. 7, n 6, p. 122–130. th

3-7. Raldow W., Research in the 6th FP-future, calls. Bioenergy enlarged perspectives. Budapest., 2003.

3-8. Sims R., Richard K., REW, 2004, n 2, p. 128–133.

3-9. FAO. Forestry, Fuels and the Future // Forestry Topics Report, 1996, n. 5, FAO Forestry Department Rome.

3-10. Rosillo-Calle F., Cortez L.A., Forward ProAlcochol 11: Re-viero of Brazilian National Bioethanol Program // Biomass and Bioenergy, 1996.

3-11. NUTEC, Federal Energy Research and Development for the challenges of the 21st Century // Report of the Energy Research and Devel-opment Panel, 1997. The President’s Committee of Advisors on Science and Technology., Washington DC.

3-12. Lourin A., Biodisel: Tomorrow’s Liquid Gö1d // Biologist 1998, 445. 11. p. 17

3-13. European Commission., 2004, Refined Biofuels Pellets and Briquettes (LAMNET).

3-14. Rakes Ch., Hotting up, REW, 2004, v. 7, n 4.

3-15. Kaizer W., Shimizu M., High- temperature gasification, Waste management world, 2004, n. 6.

3-16. Tonsing R., The new block gold, REW, 2004, v. 7, n 3.

3-17. Fulton L., Driving ahead, REW, 2004, v/ 7, n 4.

3-18. Экспресс-информ. Интернет- www.einform.com., ua.

3-19. Производство биоэтанола в США стремительно растет – Abercade abercade.ru.

3-20. Недельное производство биоэтанола в США побило… – ПроАгро www.proagro.com.ua/news/sng/4082037.htm.

3-21. Fulton L., Driving ahead, REW, 2004, v/ 7, n 4.

3-22. Экспресс-информ. Интернет- www.einform.com., ua.181/ 09.htmk.

3-23. Raavindranath N. H., Hall D.O., Estimates of feasible productivities of short rotation tropical forestry plantation // Energy for Sustainable Development, 1996, n 2, p. 14–20.

3-24. Natarajan I., Biogas for All // Wood Energy News, 1997, 12(2), p. 22., FAO, Bangkok.

3-25. Biomass for Energy – Danish Solutions // Danosh Energy Agency, 1996, Ministry of Environmental and Energy, Copenhagen.

3-26. Панцхава Е.С. и др., Биогазовые технологии, М., 2002.

3-27. Панцхава Е.С., Пожарнов в.а., Российские биогазовые технологии и их коммерциализация. // Сб. трудов Международной конференции «Энергоэффективность крупного промышленного региона», 79 июня 2004 г., Донецт, Украина.

3-28. Willumsen H., Landfill gas recovery plants., Waste management world, 2004.

3-29. Самая крупная в Дании установка по производству биогаза …www.lemvigbiogas.com/RU.htm

3-30. Denmark's largest biogas plant receives large amounts of fish waste…www.lemvigbiogas.com/GB.htm

3-31. Good practice examples on heat use of biogas plants in Denmark., www.e-sieben.at.

3-32. Биогаз в США, www.rosbiogas.ru.

3-33. Панцхава Е.С., Кошкин Н.Л., Использование энергии биомассы в России: Проблемы и перспективы. Тезисы германо – российской конференции, 1994, 24–26 октября, г. Фрайбург, ФРГ

3-34. Бензин и этанол – мировые перспективы – рынок топлива www.samoupravlenie.ru

3-35. Новости о конце света» Ресурсы планеты неисчерпаемы 2012over.ru

3-36. Биотопливо, Материал из Википедии – свободной энциклопедии ru.wikipedia.org/wiki.

3-37. 05 февр. 2007 г. – Биомасса ползет в бак, Галина Костина, expert.ru /expert/2007/05/biomassa.

3-38. Ольга Ракитова, Ресурсы, www.rg.ru.

3-39. «Новости о конце света» Ресурсы планеты неисчерпаемы 2012over.ru.

3-40. Иван Карташев, Зачем нужны биотоплива,

2007,www.computerra.ru.

3-41. Виды биотоплива 3-42. Отчет РЭА, 2011.

3-43. Биомасса(энергия биомассы) http://www.ecomuseum.kz) 3-44. Новости о конце света» Ресурсы планеты неисчерпаемы 2012over.ru/resursi-planeti-neischerpaemi.html.

3-45. Виды биотоплива

3-46. Биотопливо – альтернативный вид топлива 3-47. Альтернативное биотопливо – биодизель alternativenergy.ru.

3-48. Вместо бензина автомобили будут заправлять биотопливом, изготовленным из водорослей, biointernational.ru.

3-49. Я. М. Паушкин, Г. С. Головин, А. Л. Лапидус, А. Ю. Крылова, Е. Г. Горлов, В. С. Ковач, Получение моторных топлив из газов газификации растительной биомассы, www.promeco.h1.ru.