В последние годы исследования в области биотоплива сосредоточены на так называемом втором поколении биотоплива, то есть топливе, получаемом из недревесного сельскохозяйственного сырья или отходов. Это связано с тем, что первое поколение биотоплива, производимого в основном из пищевых культур, столкнулось с серьезной критикой из-за конкуренции с продовольственными ресурсами и выбросов парниковых газов.
Преимущества второго поколения биотоплива
Второе поколение биотоплива имеет ряд преимуществ:
Использование недревесного сельскохозяйственного сырья (остатков сельскохозяйственных культур, травянистой биомассы) и отходов (пищевых, древесных и т.д.) снижает конкуренцию с продовольствием.
Более эффективное использование сырья позволяет получать больше топлива с гектара.
Улучшенный баланс выбросов парниковых газов по сравнению с ископаемым топливом.
Создание рабочих мест и доходов для сельского населения за счет вовлечения в производство новых видов сырья.
Снижение зависимости от импортного топлива.
Основные технологии
Основными технологиями производства второго поколения биотоплива являются:
Производство биодизеля из водорослей
Водоросли обладают высоким содержанием липидов, которые могут быть переработаны в биодизель. Преимущества: высокие урожаи биомассы с гектара, возможность выращивания на непригодных для сельского хозяйства землях.
Пиролиз биомассы
Термохимическая переработка биомассы в отсутствие кислорода. Получаются биомасло, биоуголь и синтез-газ. Используется широкий спектр сырья.
Газификация биомассы
Превращение биомассы в синтез-газ (смесь CO и H2) при высоких температурах в присутствии частичного окисления. Из синтез-газа могут быть получены жидкие топлива, метанол, водород.
Гидролиз и ферментация целлюлозы
Разложение целлюлозы до простых сахаров с последующим брожением. Получают этанол 2-го поколения из отходов сельского хозяйства, лесоматериалов.
Перспективные виды сырья
Наиболее перспективными видами сырья для производства второго поколения биотоплива являются:
Солома зерновых культур
Багасса — отход сахарного тростника
Древесные отходы
Энергетические культуры (мискантус, тростник, просо прутьевидное)
Водоросли
Отходы животноводства
Бытовые отходы
Коммерциализация технологий
На данный момент технологии производства второго поколения биотоплива находятся на разных стадиях разработки и внедрения. Ряд крупных компаний, таких как Shell, BP, Poet-DSM уже запустили демонстрационные проекты по производству биоэтанола 2-го поколения.
Основными препятствиями для широкого распространения являются относительно высокая стоимость технологий и неразвитость рынков сбыта. Тем не менее, по мере совершенствования технологий и роста спроса на биотопливо, его второе поколение будет играть значительную роль.
Выводы
Второе поколение биотоплива обладает значительным потенциалом для устойчивого производства топлива из возобновляемого сырья при минимальном негативном воздействии на окружающую среду. Ключевыми факторами для его успешной коммерциализации являются снижение производственных затрат, развитие логистики поставок сырья, создание гарантированного спроса на рынке. При адекватной государственной поддержке технологии второго поколения могут внести значительный вклад в производство устойчивого топлива.
