Biocarburanti: come utilizzare efficacemente i rifiuti

Prima o poi, i minerali non rinnovabili, che ora vengono usati come carburante, saranno completamente esauriti. Pertanto, varie tecnologie che utilizzano biocarburanti vengono introdotte in tutto il mondo. Può sostituire le tradizionali fonti di energia nella maggior parte delle attività umane e, per ottenerlo, è sufficiente riciclare i rifiuti agricoli in un modo speciale.

Disposizioni generali

Concetti di base

Iniziamo definendo cosa sono i biocarburanti. Il tipo di veicolo energetico considerato è completamente organico e, con attrezzature adeguate, può essere utilizzato per il riscaldamento di edifici residenziali, il rifornimento di automobili, l'alimentazione di impianti industriali e così via.

I biocarburanti gassosi, liquidi o solidi possono essere prodotti da varie piante agricole (ad esempio dalla colza), nonché da prodotti di scarto di animali e esseri umani (biocarburanti provenienti da letame). Cioè, le materie prime per la sua fabbricazione sono, di regola, quei prodotti che sono stati precedentemente inviati in discarica.

Inoltre, i vantaggi di questo tipo di energia possono essere attribuiti alla loro compatibilità ambientale. Durante la combustione vengono rilasciate sostanze molto meno nocive che influenzano lo stato dell'ambiente. Questo favorevolmente distingue le caldaie a biocarburanti dalle apparecchiature di riscaldamento su gasolio o gas, che sono famosi per i loro scarichi cancerogeni.

Ma i biocarburanti hanno notevoli svantaggi:

• bassa capacità termica - biocarburante liquido, che brucia in uno scambiatore di calore, emette meno calore di una quantità simile di benzina o gasolio;
• alti costi di produzione - le moderne tecnologie non consentono ancora la produzione di biocarburanti - liquidi, solidi o gassosi - su scala industriale, perché il loro prezzo è leggermente superiore rispetto ai tradizionali vettori energetici;
• Forti proprietà corrosive - oli vegetali e grassi animali che fanno parte di vettori energetici organici, hanno un forte effetto distruttivo sui meccanismi, il che rende difficile utilizzarli nei motori a combustione interna e in altri sistemi simili.

Attualmente, ottenere biocarburanti con proprietà meno aggressive e metodi più economici è una delle priorità della ricerca scientifica degli scienziati di tutto il mondo. Gli enormi progressi in questo settore consentono di affermare con sicurezza che sarà possibile sbarazzarsi della maggior parte delle carenze di questo tipo di energia nel prossimo futuro.

Biocarburanti già ampiamente utilizzati per serre e altre strutture agricole. Il gas ottenuto dalla lavorazione del letame o del pellet viene utilizzato per creare un microclima confortevole in cui crescono varie colture. (Vedi anche l'articolo Riscaldamento di una serra in inverno: caratteristiche.)

Fai attenzione! A differenza del petrolio e del gas naturale, che vengono prodotti solo nei luoghi in cui si verificano, le piante di biocarburanti non sono legate ai depositi e possono essere installate ovunque nel nostro paese.

Generazione di biocarburanti

Anche agli albori della ricerca relativa allo sviluppo di energia dai rifiuti agricoli, gli scienziati hanno espresso il timore che in futuro, quando i biocarburanti diverranno diffusi, potrebbero sorgere problemi alimentari. Ciò è possibile se le colture (mais, colza, mais) saranno utilizzate non per lo scopo previsto, ma per la distillazione in combustibile.

Per evitare ciò, gli scienziati stavano cercando altre fonti di energia per i biocarburanti. Come risultato della loro ricerca, sono apparsi i biocarburanti di seconda generazione e le versioni più recenti.

Questi includono sostanze derivate non dalle piante stesse, ma dai loro rifiuti: foglie, bucce, rizomi e così via. Un rappresentante di spicco di questo tipo di refrigerante è il biocarburante ottenuto da segatura e letame, un gas costituito da metano e acido carbonico, che nella vita di tutti i giorni viene chiamato "liquame".

È assolutamente identico nella composizione al metano fossile naturale. Dopo aver rimosso elementi non necessari da esso, può essere utilizzato per produrre etanolo per le fornaci che riscaldano determinate strutture.

Il biocarburante più innovativo - la cui presentazione è avvenuta non molto tempo fa - è costituito da alghe. Queste piante sottomarine possono essere coltivate in stagni che non sono adatti alle esigenze agricole. Inoltre, possono essere coltivati ​​nei cosiddetti fitobioreattori.

Mentre si sviluppano, questi organismi formano strutture molecolari che assomigliano alla struttura dell'olio nella loro struttura. Il biocarburante alle alghe è lo sviluppo più promettente, tuttavia la sua applicazione pratica è ancora molto lontana.

Fai attenzione! Gli aspetti positivi dell'uso delle alghe possono essere attribuiti al fatto che nel corso della loro vita assorbono anidride carbonica, riducendo la quantità di gas serra nell'atmosfera del nostro pianeta.

Varietà di biocarburanti

Le fonti energetiche di biocarburanti, nonostante le carenze nella composizione e nelle tecnologie di produzione elencate nelle sezioni precedenti, vengono ora utilizzate. In alcune aree dell'attività umana, sostituiscono l'elettricità. Esistono persino intere case caldaie a biocombustibile, con l'aiuto del quale viene effettuato il riscaldamento di edifici residenziali, edifici commerciali e industriali.

I biocarburanti più usati sono:

• liquido;
• solida.

Consideriamo ciascuno di essi in modo più dettagliato.

liquido

Una delle colture più adatte per la produzione di biocarburanti è lo stupro.

Il vettore energetico è prodotto secondo il seguente schema:

• La colza raccolta è sottoposta a una pulizia accurata, a seguito della quale da essa vengono rimossi spazzatura, terra e altri elementi estranei;
• dopo di ciò, le materie prime vegetali vengono schiacciate e spremute per ottenere la torta;
• si verifica quindi l'esterificazione dell'olio di colza - gli esteri volatili vengono estratti da questa sostanza con l'aiuto di speciali acidi e alcoli;
• alla fine, il combustibile biodiesel risultante viene pulito da impurità d'olio inutili.

Suggerimento: La sostanza risultante è adatta per un uso indipendente e può anche essere utilizzata come additivo per il diesel, che consente di ridurre le emissioni nocive in atmosfera.

Inoltre, il biocarburante E-95, che sostituisce la benzina tradizionale, è molto diffuso. Questo tipo di vettore energetico è costituito da alcol etilico con additivi che riducono l'effetto corrosivo sulle parti metalliche e in gomma dei motori a combustione interna installati nelle automobili.

I vantaggi della benzina biologica sono i seguenti:

• il costo di questo tipo di carburante è inferiore a quello tradizionale;
• al suo utilizzo aumenta il termine di funzionamento dell'olio e degli elementi filtranti;
• la combustione di biocarburanti non porta alla formazione di una placca sulle candele che impedisce il passaggio di una scintilla;
• un motore a combustione interna alimentato con biobenzene non emette sostanze nocive nell'atmosfera;
• l'etanolo si infiamma peggio e non esplode durante gli incidenti stradali;
• La benzina organica fa detonare a una temperatura più bassa, perché il motore dell'auto non si surriscalda nella stagione calda.

Nonostante i suddetti vantaggi, i biocarburanti liquidi presentano diversi inconvenienti che ne impediscono la diffusa introduzione nell'attività economica:

1. Quando si utilizza la benzina organica, i motori a combustione interna e altre apparecchiature si guastano rapidamente, perché le sostanze che costituiscono il vettore energetico naturale causano corrosione e rovinano le guarnizioni di gomma degli aggregati. Non sono ancora stati trovati modi efficaci per combattere questo fenomeno.
2. Per la sostituzione completa dei combustibili fossili con metodi biologici è necessario espandere significativamente l'area dei terreni agricoli, che è attualmente impossibile. Inoltre, l'area di terreno adatta alla coltivazione di piante è limitata. La soluzione al problema può fungere da combustibile di terza generazione, il cui sviluppo non è ancora stato completato.

una ditta

Oltre ai biocarburanti liquidi, l'energia organica solida ha guadagnato meritato riconoscimento tra i consumatori di tutto il mondo.

Le loro caratteristiche sono le seguenti:

1. Realizzato con varie materie prime di origine biologica. Questo può essere un rifiuto organico di esseri umani e animali e parti di varie piante.
2. L'essenza del processo tecnologico di produzione di biocarburanti solidi è l'uso efficace di vari metodi di scissione della cellulosa. Attualmente sono in corso numerosi studi, il cui scopo è quello di ripetere i processi naturali di scissione che si verificano nel tratto digestivo degli organismi viventi.
3. Per la produzione di combustibile organico solido viene utilizzata la cosiddetta massa biologica, che ha una certa consistenza e proporzioni. Il prodotto finito si ottiene rimuovendo l'umidità dalla materia prima e successiva pressatura.

Molto spesso, l'energia solida viene fornita nelle seguenti forme:

• bricchette;
• pellet;
• granuli.

Produzione indipendente di biocarburanti

Materie prime necessarie

Fare il proprio biocarburante è abbastanza facile. Ciò richiede una grande quantità di letame e attrezzature non molto complesse, che possono essere ordinate da ditte specializzate.

I costi che sosterrai nella fase iniziale si ripagheranno nei prossimi anni. Una caldaia a biocombustibile, che riscalda non solo i locali di produzione agricola e di allevamento, ma anche una casa residenziale, farà risparmiare in modo significativo sulle bollette.

Il più adatto dal punto di vista energetico è il letame di cavallo. Tuttavia, non tutte le aziende agricole sono impegnate nell'allevamento di questi animali, pertanto nelle piante per la produzione di biogas possono essere utilizzati rifiuti di altri animali.

Le seguenti miscele organiche possono essere utilizzate nel processo:

• rifiuti di cavallo, mescolati con torba o paglia;
• letame misto a gambi rimanenti dopo la trasformazione del lino;
• letame mescolato con rifiuti organici umani;
• sterco di vacca misto a cavallo nel rapporto di 50/50;
• spreco di mucche mescolate con segatura;
• concime equino mescolato con foglie cadute.

Prima di produrre biogas, la materia prima deve essere collocata in un bunker sigillato, dove sarà soggetta a fermentazione per un lungo periodo di tempo. Successivamente, il liquido in eccesso proveniente dalla miscela biologica viene evaporato e il biometano risultante viene utilizzato per soddisfare varie esigenze economiche.

Pianta biocarburante fatta in casa

Le seguenti istruzioni riguardano la tecnologia dell'unità di auto-produzione, che può essere utilizzata per la produzione di biocarburanti.

È necessario fare quanto segue:

1. Prima di tutto, scavare una buca delle dimensioni necessarie (in base alla quantità di materie prime disponibili).
2. Le pareti della fossa dovrebbero preferibilmente essere rinforzate con anelli di cemento. Ciò impedirà il terreno di spargimento. I giunti devono essere accuratamente sigillati con una soluzione concreta con l'aggiunta di plastificanti, per evitare perdite, attraverso cui il biogas prodotto può evaporare.
3. Dall'alto, la costruzione è sigillata ermeticamente con una cupola in cui sono fatti i fori e le tubazioni installate che sono necessarie per fornire gas ai consumatori.
4. Per aumentare l'efficienza dell'installazione, i riscaldatori possono essere montati nel serbatoio sotto forma di bobine funzionanti a elettricità.

Fai attenzione! Per utilizzare il gas organico, è necessario modernizzare l'apparecchiatura di riscaldamento o ricostruire i bruciatori in modo che più ossigeno entri nella camera di combustione.

Il processo per ottenere il biocarburante è il seguente:

• le materie prime organiche vengono immesse nel serbatoio (la sua composizione è discussa in dettaglio nella sezione precedente);
• è anche necessario aggiungere acqua lì, aumentando il contenuto di umidità della materia organica fino al 70%;
• successivamente, l'elemento riscaldante dovrebbe essere acceso e la temperatura del concime dovrebbe essere aumentata a 35 gradi;
• dopo l'inizio della fermentazione, la temperatura della miscela aumenterà ulteriormente, a seguito della quale inizierà il gas, che viene utilizzato per alimentare questi o altri consumatori.

Combustibile biologico per caminetti

Oltre al biogas e alla benzina organica, il cui utilizzo non è ancora molto diffuso, puoi già provare tutte le delizie dell'uso dei biocarburanti. Questo è il fluido Planica fanola, appositamente progettato per l'uso in biocamini e può essere utilizzato senza l'installazione del camino e una ventilazione speciale.

Bruciando, questo tipo di combustibile non forma combustione e fumo, e inoltre non emette sostanze nocive che possono danneggiare il corpo umano.

Un litro di liquido, acceso in un apposito serbatoio installato nel caminetto per i biocarburanti, può bruciare per almeno 6 ore con il rilascio di calore, la cui potenza è pari a 3 kW di energia. Questo è quasi due volte più della legna da ardere più comune, ma meno ecologica.

conclusione

Il biocarburante è uno degli sviluppi promettenti, i cui benefici saranno apprezzati in futuro. Tuttavia, questo non ti impedisce di utilizzare biocarburanti fatti in casa per una serra o un bagno. Puoi saperne di più su questo dal video qui sotto.