Эксперт Агро | Виды сырья для производства биодизеля и их преимущества

09.07.2010 10:47

Виды сырья для производства биодизеля и их преимущества

Сырьём для производства биодизеля служат жирные, реже – эфирные масла различных растений или водорослей. Также применяется отработанное растительное масло, животные жиры, рыбий жир и т.д. При этом биодизель, полученный из различных масел, имеет некоторые отличия.

Рис. 1. Производство масла из различного сырья с гектара земли

Источник: The Global Petroleum Club

Рапсовое масло

Обладает относительно высокой стойкостью к окислению. Содержание йода (IV) в нем ниже чем 120 ед., оно удобно для использования в зимних условиях. Рапс дает большие урожаи, по-этому значительные площади заняты именно этой культурой под сырье для биодизеля.

Подсолнечное масло

В настоящее время урожаи подсолнечника ниже, чем урожаи рапса, однако он хорошо произрастает в странах с теплым и сухим климатом. Содержание йода (IV) в нем выше, чем 120 (согласно европейскому Стандарту EN 14214 его не должно быть более 120), поэтому его приходится сме-шивать с другими маслами, содержащими меньшее количество йода.

Животные жиры и отходы пищевых жиров

Применение этого вида сырья в Европе определяется Стандартом EN 14241. Животные и пищевые жиры содержат повышенное количество полимеров, но они получили распространение в тех странах, где они довольно дешевы и обеспечивают достаточную доходность.

Соевое масло

Оно получило широкое распространение в США и Аргентине. Масло сои имеет повышенное содержание йода (более 120), однако на него не распространяется действие европейского стандарта EN 14214, а американский стандарт D-6751-02 не содержит подобных ограничений.

Пальмовое масло

С 1987 г. широко используется в Малайзии для производства биодизеля. Из-за характерной для пальмового масла температуры снижения текучести при +11°C его применение ограничено странами с теплым климатом (или может использоваться в них только в смесях с другим сырьем).

Другие источники

Потенциальные возможности использования других семян масличных культур в качестве сырья для получения биодизеля полностью еще не исследованы. Применение ореховых масел начато в Никарагуа, опыты по использованию хлопкового масла успешно проведены в Греции.

Семена новых масличных культур

Для получения биодизеля с оптимизированными свойствами могут рассматриваться культуры:

• с минимальным содержанием полиненасыщенных жирных кислот типа линоленовой кислоты (18:3);
• с максимальным содержанием мононепредельных жирных кислот, типа олеиновой кислоты (18:1), чтобы обеспечить хорошую стабильность в сочетании с удобством зимнего использования;
• с минимальным уровнем насыщаемых жирных кислот (16:0) и стеариновой кислоты (18:0) для удобства зимнего использования.

Как видно из данных, приведенных в таблице, наиболее перспективным источником сырья для производства биодизеля являются водоросли. Красным цветом в таблице выделены масличные культуры, являющиеся в настоящее время наиболее распространенным сырьем для производства биодизеля.

Водоросли

Департамент Энергетики США с 1978 по 1996 гг. исследовал водоросли с высоким содержанием масла по программе «Aquatic Species Program». Исследователи пришли к выводу, что Калифор-ния, Гавайи и Нью-Мексико пригодны для промышленного производства водорослей в открытых прудах. В течение 6 лет водоросли выращивались в прудах площадью 1000 м2. Пруд в Нью-Мексико показал высокую эффективность в захвате СО2. Урожайность составила более 50 г. водорослей с 1 м2 в день. 200 тыс. гектаров прудов могут производить топливо, достаточное для годового потребления 5% автомобилей США. 200 тыс. гектаров – это менее 0,1% земель США, пригодных для выращивания водорослей. У технологии еще остаётся множество проблем. Например, водоросли любят высокую температуру, для их производства хорошо подходит жаркий климат, но требуется некая температурная регуляция при ночных перепадах температур.

Кроме выращивания водорослей в открытых прудах существуют технологии выращивания водорослей в малых биореакторах, расположенных вблизи электростанций. Сбросное тепло ТЭЦ способно покрыть до 77% потребностей в тепле, необходимом для выращивания водорослей. Эта технология не требует жаркого пустынного климата.

Некоторые важные свойства продуктов переэтерификации наиболее распространенных растительных масел метанолом приведены в таблице.

Рис. 2. Свойства биодизеля из различного сырья

Источник: The Global Petroleum Club

Наиболее распространенным биодизелем в настоящее время является так называемый рапс-метиловый эфир (РМЭ), который в заметном количестве используется в Швеции, Германии, Франции и других странах. Его можно добавлять к дизельному топливу в концентрации до 30% без дополнительной регулировки двигателя. В западноевропейских странах принято решение об обязательной добавке 5% РМЭ в дизельное топливо, но кое-где (например, в Швеции) его используют непосредственно. Стоимость РМЭ в настоящее время примерно в два раза выше, чем нефтяного дизельного топлива. Однако можно полагать, что объемы производства метилированных растительных масел будут увеличиваться, агротехнологии совершенствоваться, что приведет к снижению их себестоимости до приемлемого уровня.

Источник: Исследования Abercade