1.5 Биотопливо

Биотопливо, в отличие от традиционных нефти или газа, производится из возобновляемого биологического материала, например растений, навоза или отходов

Биотопливо разделяется на несколько видов топливо, являющих заменителем основного аналога.

- Биоэтанол - это биотопливный заменитель бензина. Производится из зерновых культур - по большей части пшеницы в Соединенном Королевстве, сахарной свеклы и маиса, соевых бобов и сахарного тростника в США и Южной Америке.

- Биодизель - биотопливный заменитель дизеля. Получают из масел зерновых культур - чаще всего семян репса в Соединенном Королевстве и пальмового масла в Южно-восточной Азии.

Две вышеперечисленные формы - так называемое "биотопливо первого поколения", так как они получены из сырого материала, который можно использовать в пищевом производстве.

- Биогаз - биотопливная замена природного газа. Его получают из органических отходов, включая отходы животноводческих хозяйств и мусора, полученного от муниципальных, коммерческих и индустриальных источников, прошедших процесс анаэробного разложения. В Соединенном Королевстве биогаз производится из отходов животных, а также за счет выделяющегося на свалках газа.

Выгода от использования

Основная практическая польза использования альтернативного биологического топлива это то, что в рамках определенных ограничений по объему, они могут быть объединены с традиционным "ископаемым" топливом и использованы в существующих энергетических системах, таких, как двигатели легковых машин и грузовиков.

В использовании биотоплива вместо ископаемого топлива существуют два основных природосберегательных фактора. Во-первых, биотопливо - возобновляемый ресурс, поэтому оно является долгосрочным, относительно дешевым и надежным источником энергии. Во-вторых, биотопливо в своем производственном цикле и использовании выделяет гораздо меньше парниковых газов.

Так называемое "второе поколение биотоплива", синтетическое топливо, хотя и получается из биомассы, имитирует химические характеристики ископаемого топлива. Это позволяет более глубоко интегрировать его в существующие топливные системы. Оно также может производится с большей долей "деревянной" биомассы, например из соломы, а не самой кукурузы.

Позиция Европы

Европейская комиссия поставила задачу использовать к 2020 году альтернативные источники энергии как минимум в 10% транспортных средств. Есть также промежуточная цель в 5,75% к 2010.

Правительство Великобритании анонсировало новые требования к использованию возобновляемого топлива в качестве меры, поддерживающей использование биотоплива и других возобновляемых источников энергии в транспортном секторе. Это позволит помочь Соединенному Королевству соответствовать требованиям Евросоюза.

В ноябре 2007 было создано Агентство по возобновляемому топливу, которое должно контролировать введение требований к использованию возобновляемого топлива. Председателем комитета стал Эд Галлахер (Ed Gallaher), бывший исполняющий директор Агентства по окружающей среде Великобритании.

Волнения по поводу жизнеспособности биотоплива на протяжении 2008 году привели к поправкам, внесенным Галлахером. Было рассмотрено непрямое влияние использования биотоплива на производство пищевых продуктов, разнообразие выращиваемых культур, цены на еду и площадь сельскохозяйственных земель. В отчете предлагалось снижение динамики внедрения биотоплива до 0,5% в год. Цель в 5 процентов таким образом должна быть достигнута не ранее чем в 2013/2014 гг, на три года позже, чем было изначально предложено. Более того, дальнейшее внедрение должно быть сопряжено с обязательным требованием к компаниям применять продвинутые технологии, которые бы поддерживали использование топлива второго поколения.

Проблемы

Существует несколько природоохранных и социальных факторов, связанных с производством биотоплива, два из которых суммированы ниже.

Эффективность биотоплива

Становится ясно, что источник биотоплива кардинально влияет на то, насколько оно целесообразно. Лучшие виды биотоплива могут выделять в 10 раз больше энергии, чем энергия, которая была задействована в их производстве, и при использовании выделяют лишь четверть того количества парниковых газов, которые бы выделились при использовании его ископаемого эквивалента. Этанол, получаемый из сахарного тростника в Бразилии часто приводится как пример "хорошего" биотоплива.

как пример "плохого" биотоплива.

Поправки Галлахера подчеркивают необходимость развития целесообразных видов биотоплива и стандартов, по которым можно было бы оценить эффективность В отличие от хорошего, худшие образцы биотоплива требует гораздо больше затрат энергии при производстве, и выделяют много парниковых газов. Увеличение выбросов парниковых газов может быть и не напрямую связано с самим топливом - например, увеличение выброса происходит за счет газов, выделившихся во время лесных пожаров, организованных для расчистки сельскохозяйственных площадей. Биодизель из пальмового масла, производящийся в Индонезии, часто приводится каждого вида топлива.

2. Разработки в Альтернативной энергетике.

На сегодняшний день остро стоит проблема об истощение полезных ресурсов, а так же ухудшению внешней среды, в результате деятельности гидро-, тепло и атомной энергетике, выбросов вредных веществ сгорания топлива. Поэтому многие высоко-технологички развитые страны ведут активные научно-иследователькие разработки в возможности выработки электроэнергии океанических течений, морских волн, морских ветров. Так же ведутся разработки в новых объектов способных использовать энергию ветров в верхних слоях атмосферы и нижних слоях тропосферы. В странах где нет таких возможностей, ведут разработки в эффективном использование геотермальных источников и солнечной энергии.

1. Разработки в потенциальном использование энергии мирового океана..

Основные разработки в этом направление ведут такие страны как США, Япония, Ирландия и попытки делает Англия.

Японский концерн Toshiba совместно с промышленной компанией IHI Corporation объявили о старте нового энергетического проекта на тихоокеанском побережье японских островов. Речь идет об установке и запуске комплекса подводных турбин, похожих на воздушных змеев, для использования океанической энергии.

Вокруг японского побережья проходит одно из семи основных и одно из двух крупнейших течений – Куросио, скорость которого может достигать 3 км/ч. Для питания подводной турбины такой скорости более чем достаточно. При этом немаловажны такие характеристики течения Куросио, как постоянство направления и скорости на протяжении года.

IHI Corporation, применяя свои многолетние наработки в области строительства морской техники и энергетики, разработала устройство, состоящее из пары турбин, соединенных в одном блоке и вращающихся в противоположных направлениях. Данные блоки крепятся к морскому дну, после чего свободно плавают по течению, что делает их похожими на воздушных змеев. Со своей стороны компания Toshiba обеспечит проект технологиями выработки и подачи электрической энергии с подводных турбин на сушу. 

Данный проект является очередной демонстрацией того, что компании с солидной историей понимают всю важность перехода на новые, более экологичные технологии. Компании еще не предоставили точный график развертывания подводных турбин, однако уже известно, что завершение проекта запланировано на 2017 год. Похожий проект разработала Ирландия.

У побережья Северной Ирландии заработала электростанция, получающая энергию из морских течений. Эту электростанцию нельзя назвать «приливной», поскольку энергию она получает из морских течений, причем не самых быстрых (от 1 м/с). Электростанция состоит из группы юнитов, каждый из которых представляет собой нечто вроде воздушного змея, только парящего в толще воды. Юнит располагается таким образом, чтобы оптимально использовать энергию течения. Каждый юнит снабжен «крыльями» с общим размахом в три метра, и турбиной, которую приводит в движение вода. К слову, кабель, на котором «висит» юнит, комплексный, состоящий из крепления, кабеля связи и энергокабеля.

Управляет всем этим оператор, который следит за работой каждого юнита, и направляет их так, чтобы общая эффективность работы была максимальной. Автором проекта является компания Minesto. К слову, пока что это — пилотный проект.

В Великобритании напротив ведется разработка электростанций способных преобразовывать энергию вол и приливов.

Относительно недавно шотландская компания Albatern презентовала инновационную модульную установку WaveNet, преобразовывающую энергию волн в электричество. Данное устройство представляет собой массив из плавающих генераторов-«кальмаров», чьи «ноги» двигаются вверх-вниз по волнам и собирают энергию. Они работают под водой, обнаруживая себя только плавающими надводными желтыми буями.

Генераторы можно объединить в узел из трех единиц, в результате чего получается большая плавающая сетка, гибкая по всех направлениям. Чем больше по площади эта сетка, тем эффективнее генерация волновой энергии, так как энергия извлекается из большего количества волновых движений (продольное движение, вертикальное и горизонтальное смещение, качание и вращение). Специалисты компании утверждают, что 1,25-километровая плавающая сетка из WaveNet может генерировать 100 Мегаватт.

Каждый генератор-«кальмар» оснащен центральной балластной стойкой и тремя подсоединенными к ней плавучими буями на кронштейнах. В месте соединения кронштейна со стойкой находится насос, создающий гидравлическую энергию при движении плавучих буев. Применяя общую гидростатическую трансмиссию, гидравлическая энергия от насосов собирается и с помощью модуля «отбора мощности» преобразуется в электроэнергию, передающуюся на берег.

Еще одна особенность новой системы состоит в том, что она устойчива к влиянию больших волн, так как сетка гибкая и соединяется в нескольких точках с дном океана. Компания Albatern предполагает применение системы на оффшорных предприятиях (включая фермы аква-культур и нефтяные вышки), а также в отдаленных прибрежных районах, в которых отсутствует доступ к прочим источникам энергии. 

2. Разработки в геотермальной энергетике.

На севере Австралии разрабатывается необычный вид экологически чистой энергии. Под бассейном Купер в центральной пустыне страны огромное количество гранита раскаляется из-за радиогенного распада. На глубине 4 000 метров находятся раскаленные скалы, до которых можно легко добраться, благодаря современным буровым технологиям.

В отверстие закачивают воду, и та вырывается на поверхность раскаленным паром, который можно использовать для производства электричества. 

Благодаря этой технологии мы можем легко удвоить мировой запас геотермической энергии. Целью компании GeoDinamix является преобразование подземного жара в электричество без лишних выбросов вредных веществ в атмосферу. Это первый удачный опыт компании, и вскоре первая электростанция начнет производить 1 МВт электричества. Использоваться она будет в основном для того чтобы продемонстрировать технологию государствам и потенциальным инвесторам, а добываемая энергия будет распределяться среди 12 населенных пунктов неподалеку. Если компании все удастся, то к 2016 году GeoDinamix будут обеспечивать электричеством около 800 тысяч человек. 

Если эта технология оправдает себя, то Австралия станет мировым поставщиком экологичной энергии. Если Австралия выйдет на мировой уровень, то им придется построить больше таких электростанций, они займут около тысячи километров. При современных технологиях добычи энергии затраты на поддержание всех электростанций составит всего 5%.