Словацкий художник создал биоразлагаемый стул Beleaf

Поделиться



Šimon Kern нашел нетрадиционный способ использования опавших листьев и создал «зеленую» мебель. Словацкий художник разработал Beleaf, биоразлагаемый стул, выполненный из переработанных листьев, биосмолы и стали. Создание стула началась во время учебы  Šimon Kern в университете Яна Евангелиста Пуркине в Усти-над-Лабем, Beleaf разрабатывался в качестве экологически чистой альтернативы пластиковой мебели.





Дизайнер изготовил сиденье стула, смешав опавшие листья с биосмолой, полученной из оставшегося после жарки масла, и поместив смесь в прессформу. После затвердевания и шлифовки сиденье закрепляется на конструкции, выполненной из стальных труб, которая символизирует ствол и ветви,  поддерживающие листья дерева.









Šimon Kern отмечает, что если сидение сломается, то оно может повторно использоваться в качестве удобрения для дерева. Опавшие листья для изготовления нового стула могут быть собраны под тем же деревом. «Мой проект ориентирован на практическое использование в мебельной промышленности листьев, становящихся мусором в городах», — сказал дизайнер. — «Если мы будем верить и использовать все наши силы, мы можем перейти от пластика к листьям. Вам просто нужно верить, что есть способ, с помощью которого мы можем изменить этот мир». опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: www.energy-fresh.ru/tech/design/?id=14209

Технология производства автомобильных шин из травы

Поделиться



Группа исследователей из Университета штата Миннесота, Массачусетского университета в Амхерсте и Центра устойчивых полимеров, финансируемого Национальным научным фондом, изобрела технологию производства автомобильных шин из биомассы древесины и травы.





Обычные автомобильные шины считаются экологически вредными, поскольку они преимущественно изготовлены из ископаемого топлива. Автомобильные шины, изготовленные из биомассы, будут по характеристикам идентичны существующим автомобильным покрышкам.

Новая технология запатентована университетом и доступна для лицензирования через коммерческий отдел. Результаты исследования опубликованы ведущим изданием Американского химического общества журналом ACS Catalysis.





— Нам удалось разработать химический процесс получения изопрена, ключевой молекулы в материале автомобильных покрышек, из натуральных продуктов, таких, как древесина, трава или кукурузный силос, – сказал Пол Дауенхауэр, доцент кафедры химической технологии и материаловедения Университета штата Миннесота.

Первой стадией нового процесса является ферментация сахаров, получаемых из биомассы, до промежуточного продукта: итаконовой кислотой. На второй стадии итаконовая кислота реагирует с водородом до образования вещества, называемого метилтетрагидрофуран. Исследовательская группа определила уникальную комбинацию металл-металл, которая служит высокоэффективным катализатором процесса. На третьей стадии метил-ТГФ обезвоживается до изопрена. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: green-city.su/rezina-iz-travy/

Cвет и квантовые точки превращают растения в водород

Поделиться



Водород является экологически чистым источником энергии, ведь при использовании его в качестве автомобильного топлива в атмосферу выделяется только водяной пар. Однако, производится водород обычно из природного газа или из других загрязняющих веществ, и такой процесс производства может нанести ущерб окружающей среде. Поэтому ученые постоянно ищут экологически чистый и эффективный способ получения водорода, и вот недавно исследователи из Кембриджского университета предложили свой метод производства этого газа.





Кембриджские ученые, как и многие другие исследователи до них, решили использовать биомассу в качестве источника водорода, в частности, они сосредоточились на лигноцеллюлозе, которая содержится в растениях.

«Лигноцеллюлоза является эквивалентом природного железобетона, она состоит из необычайно прочных целлюлозных волокон, которые соединены между собой лигнином и гемицеллюлозой, которые действуют как клей. Такая жесткая структура дает растениям механическую устойчивость», — рассказал Мориц Кюнель, один из авторов исследования.





Все предыдущие способы получения водорода из лигноцеллюлозы предполагали использование высоких температур, но в новом методе используется только свет, что позволяет значительно снизить энергоемкость процесса. Ученые добавили раствор щелочи, содержащий наночастицы (квантовые точки) сульфида кадмия, которые являются полупроводниками, к биомассе, которую затем подвергли воздействию света, благодаря чему из биомассы начал вырабатываться водород. В качестве биомассы исследователи использовали бумагу, листья и кусочки дерева.

«Наша технология обеспечивает производство чистого водорода из необработанной биомассы в естественных условиях. Мы рассматриваем его как новую и жизнеспособную альтернативу высокотемпературных методов производства водорода. В настоящее время мы изучаем возможности коммерциализации нашей технологии», — сказал Эрвин Рейснер, глава лаборатории Кембриджского университета, где проводились исследования.опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

 

Источник: newatlas.com/clean-hydrogen/48406/

Резервные твердотопливные изделия: композиты на основе биомассы, торфа и биоугля

Поделиться



Представлены достижения последнего 20-летия по созданию твердотопливных изделий из возобновляемого сырья, отходов лесо-, дерево-, торфопереработки и АПК. Рецептуростроение композитов с повышенной теплотворной способностью, гидрофобных и достаточно устойчивых к биоразложению открывает возможности применения их для экологически чистых технологий сжигания в котельных малой энергетики, обжиговых печах индустриальных производств. Эти топливные изделия пригодны для длительного хранения в качестве резервного топлива.

 





Проблема создания композитов на основе биомассы, торфа, отходов лесо- и деревопереработки, целлюлозно-бумажных производств, твёрдых коммунальных отходов и биоугля актуальна в научно-практическом плане. В научном плане актуальность связана с необходимостью создания теоретических основ рецептуростроения твердотопливных изделий на основе возобновляемого сырья, торфа и другое с заранее заданными свойствами. В практическом плане актуальность определяется вызовами по совершенствованию обращения с отходами.

В достижении цели снижения выбросов СО2 ключевая роль отводится полной или частичной замене каменного угля топливом на основе возобновляемого сырья. На текущий момент применение на угольных электростанциях взамен каменного угля, а в котельном оборудовании распределённой энергетики смеси древесных и биоугольных твердотопливных изделий либо композитных биоугольных брикетов и пеллет взамен мазута является малозатратным и реальным путём к снижению выбросов парниковых газов. Кроме того, возможно использование композитных топлив взамен кондиционных (природного газа и угля) в составе ресурсо- и энергосберегающих добавок в индустрии: в обжиговых печах цементных, а также стекольных и металлургических предприятий. Мы стоим на пороге бурного развития биоугольного рынка. По прогнозам консалтинговой инжиниринговой компании Poyry в 2020 году производство биоугля составит 7,5 млн тонн. Этот рост производства биоугля связан с двумя расширяющимися нишами на рынке его применения: в качестве составляющей топливных изделий и для обеспечения повышения плодородия почв.

В последние десятилетия к продуктовым линейкам на основе возобновляемого сырья был проявлен повышенный интерес как в связи с концепцией политики устойчивого развития, так и в связи с повышенной значимостью экологических вопросов. В результате рыночный потенциал этой экологически благоприятной продуктовой линейки стремительно растёт на 10-20 % в год. Это взаимосвязано с повышением технологического приоритетного потенциала агрополимеров и биомассы, который обусловливает тот факт, что биоразлагаемые полимеры стали темой многочисленных научных направлений не только в мировой науке, но и в маркетинге. Многие специалисты прилагают усилия, чтобы исследовать свойства, особенно теплофизические, «зелёных» полимеров и расширить их практическое применение.

Тем не менее, биоразлагаемость относится к числу особенностей топливных изделий на основе возобновляемого сырья, которые необходимо — и мы стремимся к этому — преодолевать, используя различные приёмы и составы композитных биотоплив, вводя в их состав, например, биоуголь и твёрдые гидрофобизирующие пластификаторы-связующие. Таким образом, статья посвящена попыткам расширения практического применения лигноцеллюлозных полимеров на основе возобновляемого сырья, в том числе в виде биотоплив, преимущественно основанное на монографиях, патентах и статьях автора [1-5].

Развитие химии и технологии производства экологически безопасных полимеров («зелёных» полимеров) также актуально в научно-практическом плане и является ключом к устойчивому развитию, которое может поддерживать нашу комфортную жизнь. Россия, как известно, богата не только углеводородными сырьевыми ископаемыми, но и биоэнергетическими ресурсами: её культурные пахотные земли включают 9 % общих мировых запасов однолетних лигноцеллюлозных материалов, а леса хранят в себе 25 % мировых запасов древесины (многолетние лигноцеллюлозные материалы). При этом ископаемые виды топлива доминируют в топливных балансах транспорта, производства тепла и электрической энергии.

Применение на угольных электростанциях взамен каменного угля, а в котельном оборудовании распределённой энергетики смеси древесных и биоугольных твердотопливных изделий либо композитных биоугольных брикетов и пеллет взамен мазута является малозатратным и реальным путём к снижению выбросов парниковых газов

Стратегия развития энергетики в России до 2020 года (утверждённая Постановлением Правительства Российской Федерации от 28.08.2003 №1234-ПП), в которой обозначена необходимость более активного использования торфа и различных типов отходов, включая твёрдые коммунальные отходы и остатки лесохимического производства/сельского хозяйства, при производстве тепла и электроэнергии предполагает увеличение доли возобновляемых источников энергии в объёме общего энергопотребления до 7 % после 2020 года. Технический потенциал биомассы в России составляет 53 млн тонн в угольном эквиваленте. Схема циркуляции полисахаридов, сахаридов и в природе показана на рис. 1.

Сейчас супермолекулярную структуру «зелёных» полимеров начали изучать на наноуровне, поскольку стало возможным наблюдать отдельные молекулы и молекулярные скопления под атомносиловой микроскопией (АСМ). АСМ непосредственно визуализирует неоднородность обоих биополимеров в кристаллическом или аморфном состоянии. Кроме того, морфологические наблюдения могут быть соотнесены с результатами, полученными другими физическими измерениями. АСМ была использована для того чтобы наблюдать за супермолекулярной структурой целлюлозы и лигнина, используя их водорастворимые производные, такие как натрий карбоксиметилцеллюлоза (NaCMC) и лигносульфонат натрия (ЫаЛС). Образцы, нанесённые на слюду, были обследованы с помощью АСМ.

На фотоизображениях АСМ №КМЦ отчётливо наблюдаются жёсткие нити. Толщина нитей, расположенных в моно- или двойных слоях, составляет около 0,7 нм. Считается, что гидрофобная часть молекулы прикрепляется к поверхности слюды, и карбоксиметил-группы распространяются на внешней поверхности. Ширина нитей колеблется от 15,2 до 18,2 нм. Результаты, полученные методом рентгеновской дифрактометрии, показали, что четыре-пять молекул были связаны вместе и наблюдались как нити [6].





Лигнины получают из возобновляемых ресурсов, таких как деревья, растения и сельскохозяйственные культуры. Около 30 % составляющих древесины — это лигнин. Лигнины нетоксичны и очень универсальны по физико-химическим и эксплуатационным характеристикам. Большинство промышленных лигнинов получено в процессах варки целлюлозы из крафта и сульфитной целлюлозы. Лигниновый крафт, как правило, сжигают в качестве топлива на целлюлозных заводах Годовой объём производства лигнина в Японии по оценкам составляет около 8 млн тонн. Кроме того, лигнин получают в процессе гидролиза в спиртовых производствах. Производство лигнина в мире составляет примерно 30 млн тонн в год. Тем не менее, следует отметить, что это значение только предположительное, так как нет достоверных статистических данных, потому что его зачастую сжигают непосредственно после производства. Около миллиона тонн водорастворимых производных лигносульфонатов, которые являются побочными продуктами варки сульфитной целлюлозы, используется в Японии в качестве таких химических веществ, как диспергаторы.

Промышленный лигнин является побочным продуктом целлюлозной промышленности, как уже упоминалось выше, и отделяется в основном из древесины при химическом процессе варки целлюлозы. Как описано выше, основные технологии делигнификации используются в процессах варки целлюлозы крафт-сульфитными методами. Другие технологии делигнификации — это процессы сольволиза с использованием органических растворителей или обработки паром высокого давления для удаления лигнина из растений.

Обычно лигнины — это природные полимеры с произвольной сетчатой структурой, их физические и химические свойства отличаются в зависимости от процессов экстракции. Высшая структура лигнина, которая состоит из элементов фенилпропана, аморфна. Три фенилпропановых мономера, таких как конифериловый спирт, синапиловый спирт и каумарильный спирт, соединены и создают трёхмерную сетку в процессе радикально-основанного биосинтеза лигнина. По указанной выше причине лигнин не имеет регулярной структуры (как, например, целлюлоза) — это физически и химически неоднородный материал, химическая структура которого точно не известна.

Поскольку каждая молекула лигнина имеет более двух гидроксильных групп, основанные на лигнине полиуретановые производные, производные поликапролактона и эпоксидные смолы могут быть получены с помощью использования гидроксильных групп.

Целлюлоза, структурная формула которой описана в [1, 2], является линейным полисахаридом, построенным из звеньев С6Н10О5. Цепочки, содержащие до 10 тыс. глюкозидных звеньев, стянуты в пучки посредством водородных связей. Перекрученные пучки образуют так называемые фибриллы, которые посредством гемицеллюлозных и лигниновых компонентов как бы «склеены» друг с другом в единую жёсткую структуру. Гемицеллюлозы — разветвлённые полисахариды, построенные в основном из звеньев С5Н8О4 с более короткими, чем у целлюлозы, цепочками.

Возобновляемые источники энергии на основе лигноцеллюлозного сырья могут обеспечивать широкий спектр энергетических услуг в течение длительного времени: надёжные поставки тепла, электричества, энергии для транспорта без эмиссий парниковых газов и влияния на климат (в соответствии с Киотским протоколом). Ратификация Россией Конвенции ООН об изменении климата 1994 года (Киотский протокол) и Парижское соглашение 2016 года дают понять, что необходимо искать и применять новые стратегии и технологические решения по снижению эмиссии углекислого газа. Более того, была принята Стратегия ООН развития энергетики до 2030 года, которая предполагает расширение сферы применения возобновляемых источников энергии с целью увеличения их доли в энергопотреблении до 7 °%. По некоторым оценкам, частичный переход от ископаемых топлив к биомассе в России позволит сохранить от 10 до 20 млн тонн ископаемых углеводородов и каменного угля в год. Также будет снижена эмиссия углекислого газа в атмосферу. Использование биомассы может создать дополнительные инвестиционные стимулы для регионов, а также новые рабочие места.

В настоящее время в России существуют два основных направления производства энергии из биомассы: использование отходов лесохимического производства и деревопереработки для выработки тепла и электроэнергии, производства топливных пеллет (основная часть их идёт на экспорт) и брикетов для внутреннего рынка; производство жидких биотоплив для транспорта — биодизеля и биоэтанола (рис. 2).





Биодеградация, то есть биоразложение биомассы, а также композитов, пеллет и брикетов на её основе в окружающей среде может быть обусловлена разными факторами и процессами: окисление, гидролиз, механотермическое разложение, фото- и биодеструкция

Располагая большими запасами растительного сырья, отходы которого можно использовать в качестве топлива, российские предприятия не могли ранее их реализовать на внутреннем рынке и на рынке Европы из-за ряда трудностей, обусловленных особенностями отходов биомассы — их низким насыпным весом (80-250 кг/м3), высокой влажностью, а также биоразлагаемостью.

Биодеградация (биоразложение) биомассы, а также композитов, пеллет и брикетов на её основе в окружающей среде может быть обусловлена разными факторами и процессами: окисление, гидролиз, механотермическое разложение, фото- и биодеструкция. Склонность или, наоборот, устойчивость к процессам биоразложения определяют на основе набора полевых и лабораторных тестов, который включает в соответствии со стандартом тестирования материалов ASTM измерение физико-механических параметров и химического состава продуктов разложения в результате аэробной и анаэробной деградации полимера в различных средах. Эти трудности распространяются на сохранность твердотопливных изделий при их складировании, транспортировке, а также ухудшении параметров сжигания и др.

Частичное решение указанной проблемы стало возможно за счёт увеличения насыпного веса и плотности, теплового эффекта сгорания путём гранулирования, то есть производства топливных гранул. Несмотря на факт развития отрасли производства топливных пеллет и оптимистические прогнозы, производство энергии из биомассы сталкивается с рядом преград, которые препятствуют её широкому распространению (как в России, так и в странах Европейского союза). Как отмечено в «Плане развития технологий на основе биомассы» Комиссии европейских сообществ, на данный момент из биомассы производится 4 % от общего числа необходимой энергии, а к 2020 году этот показатель возрастёт до 20 %. В энергетическом же балансе Российской Федерации по-прежнему будут преобладать ископаемые топлива. Следует также отметить, что Россия находится на третьем месте в списке государств с максимальными выбросами CO2 после США и Китайской Народной Республики.

Возобновляемое сырье для твёрдого биотоплива представляет собой целлюлозно-лигниновые смеси в составе однолетних сельскохозяйственных и многолетних растений — древесины (в виде щепы, кусков, стружки, опилок, порошка), отходы целлюлозно-бумажных промышленных производств, а также животного происхождения в пеллетированном или брикетированном виде — это разновидность сырья для промышленного производства. Из биомассы производится не только твёрдое топливо для печей, каминов и котлов автономных жилищ, ТЭЦ малой и средней мощности, но и жидкое или газообразное топливо для транспорта.

За последние годы в Западной Европе, Северной Америке и Японии резко растёт производство гранулированного биотоплива. Биогранулы в отличие от исходной биомассы имеют относительно высокую насыпную плотность (600-700 кг/м3), низкую влажность (менее 10 %), относительно высокую теплоту сгорания (в среднем 18 МДж/кг).

Автором разработаны и запатентованы рецептуры топливных пеллет, брикетов и технологии для их производства (как на основе воспроизводимого сырья, например, опилок и других отходов лесохимической и деревообрабатывающей промышленности, отходов ЦБК, агропромышленного комплекса, так и любых углеродсодержащих соединений угля, торфа, отходов нефтепереработки), а также запатентованы в 2016 году составы для производства твердотопливных изделий, которые имеют преимущества по отношению к традиционным за счёт новых присадок [3, 4] и могут быть использованы для создания резервного биотоплива, так как обладают гидрофобностью, прочностью и устойчивы к биоразложению.





За последние годы в Западной Европе, Северной Америке и Японии резко растёт производство гранулированного биотоплива. Биогранулы в отличие от исходной биомассы имеют относительно высокую насыпную плотность, низкую влажность, относительно высокую теплоту сгорания (в среднем 20 МДж/кг)

Тепловые свойства вышеупомянутых компонентов сырья и топливных композитов могут быть охарактеризованы различными видами физико-химических исследований, включающими термогравиметрию (ТГ), дифференциально-термический анализ (ДТА), дифференциальную сканирующую калориметрию (ДСК), термомеханометрию (TMA), динамический механический анализ (ДМА), калориметрию сжигания. Одновременно мы комбинировали теплофизические методы измерений с различными, в том числе со спектральными методами, такими как ТГ — преобразование Фурье — ИК-спектрометрия (ФТИР), а также ТГ-ДТА. Молекулярной структуре целлюлозы и лигнина исследователи уделяли особое внимание в течение последних 100 лет, так как оба биополимера являются основными компонентами растительного сырья. За последнее время появились более структурно-чувствительные методы, и кристаллическая структура целлюлозы была исследована с помощью рентгеновской дифрактометрии и спектрометрии твердофазного ядерного магнитного резонанса (ЯМР). С другой стороны, высшие структуры лигнина в аморфном состоянии пока почти не изучены.

Продолжается проведение опытнопромышленной апробации новых рецептур и способов производства топливных пеллет. Совместно с нашими партнёрами, располагающими оборудованием для производства пеллет и брикетов, планируется продолжение работ по совершенствованию составов и проведение апробации новых рецептур и способов производства топливных пеллет.

Преимущества и новизна патента на изобретение (2016 год [4]) и чистота технологии по сравнению с традиционными топливными изделиями описаны ниже:

1. Возобновляемое сырье, биоуголь и торф — основной материал биотоплива (твердотопливных изделий) и композитов. Это разновидность промышленного топлива. Твёрдый пластификатор в составе композитного топливного изделия — связующее, в отличие от жидких связующих типа клеев, а также горячей воды и её паров (которые традиционно используют для пластификации распариванием), обеспечивает совершенствование всех эксплуатационных параметров брикетов/пеллет и снижение биоразлагаемости:

  • повышает значения прочности (и снижает крошимость);
  • улучшает блеск поверхности и в ряде составов повышает белизну;
  • способствует повышению значений плотности до 1,2 г/см3 и более;
  • увеличивает продолжительности горения (горит без выделения дыма, ровно);
  • повышает теплотворную способность (тепловой эффект сгорания в пределах 16-18-30 МДж/кг);
  • понижает энергозатраты вследствие снижения давление при прессовании и «подсушивающего эффекта» по отношению к влажности исходного сырья.
2. Экологическая чистота — не выделяется в атмосферу ничего, кроме ничтожно малых количеств CO2(малый зольный остаток при сгорании, как и при естественном разложении древесины), и сжигание брикетов/гранул входит в естественный круговорот веществ в природе.

3. Повышение КПД брикетированного/пеллетированного топлива до 80-90 % по сравнению с каменным углем и дровами. Возможность трансформации получаемой энергии, например, из тепловой в электрическую. Отапливать жильё и производственные помещения брикетами/ пеллетами дешевле, чем электрической энергией.

4. Многофункциональность топливных изделий из биоугля и возможность использования для сжигания в котлах коммунально-бытового и производственного назначения, в энергетических установках тепловых и электрических станций или, например, в качестве сорбента. То есть возможность применения как на рынке топлив, так и на рынке продукции для улучшения почв.

5. Востребованность на европейском рынке — экспортируемый товар.

6. Топливные изделия, в отличие от исходной биомассы, имеют относительно высокую насыпную плотность (600-700 кг/м3), низкую влажность (менее 10 %), относительно высокую теплоту сгорания (в среднем 16-18 МДж/ кг, достигая 30 МДж/кг в соответствии с Патентом на изобретение РФ, 2016 год).

7. Автономность — в связи с низкой пожароопасностью удобны и хранение, и транспортировка (так как брикеты/ гранулы обладают высоким значением насыпной массы). Возможна автоматическая подача-загрузка в котёл и автоматизация процесса получения тепловой энергии.





Выводы

Таким образом, одним из важнейших достижений научно-технического прогресса в области изыскания новых энергоёмких систем (для частичной замены ископаемых угля и газа) за последнее 20-летие стало изучение, создание и внедрение в практику технологий производства твердотопливных композитных изделий, причём топливо отличается повышенной теплотворной способностью и сочетанием таких свойств, как, например, гидрофобность и устойчивость к биоразложению, которые способствуют его долговременному хранению и использованию в качестве резервного топлива, а также использованию по многоцелевому назначению, в том числе в составе строительных композитов и для повышения плодородия почв — в составе удобрений. опубликовано  

 

Источник: www.c-o-k.ru/articles/rezervnye-tverdotoplivnye-izdeliya-kompozity-na-osnove-biomassy-torfa-i-biouglya

Водоросли как пища и как топливо

Поделиться



Водоросли относятся к числу наиболее быстрорастущих живых организмов, что не могло не вызвать интереса к их использованию, как в пищевых, так и непосредственно энергетических целях — в качестве биотоплива. Активные исследования и культивирование водорослей идут начиная с 1960-х годов как в мире, так и в России. Статья рассказывает о реальности и перспективах пищевого и энергетического использования водорослей, экономических и экологических аспектах производства водорослевого биотоплива.

Водоросли в системе живых организмов

Начиная разговор о водорослях и их ценности для энергетики, нельзя не упомянуть, что вся энергия на Земле, за исключением приливной и геотермальной, является прямой или трансформированной энергией солнечных лучей.

Нагревание Солнцем поверхности суши приводит к движению воздуха, что создаёт ветряную энергию. В свою очередь, ветер на поверхности океана создаёт волновую энергию. Нагревание Солнцем водной поверхности ведёт к испарению воды и создаёт круговорот воды в природе, без которого не было бы энергии движущейся воды.





Наконец, без Солнца невозможны жизнь, прирост биомассы и биоэнергия. Более того, нефть, газ, уголь, торф — всё это именно биомасса, в различной степени трансформированная, и тоже производная от солнечной энергии.

Что касается водорослей, то эта группа живых организмов создаёт, без преувеличения, фундамент жизни на Земле, непосредственно используя солнечную энергию для роста.

Водоросли (лат. Algae) в обиходном понимании — это растения, связанные с водной средой обитания, что, однако, не всегда так. Водоросли — весьма неоднородная совокупность. Не все водоросли живут только в воде, равно как и не все водные растения относят к водорослям.

Живые организмы классифицируются различными способами. Принятая в настоящее время классификация включает два крупнейших подразделения (таксона) или две империи живых организмов:

1. Вирусы — доклеточные организмы.

2. Клеточные организмы. Клеточные организмы разбиваются на два основных таксона менее высокого порядка (надцарства или домена):

1. Прокариоты — организмы без выраженного ограниченного мембраной клеточного ядра.

2. Эукариоты — организмы с клеточным ядром.

Прокариоты включают в себя два царства организмов — археи или архебактерии и бактерии или эубактерии. Эукариоты — более обширная группа живых организмов, включающая уже известные царства грибов, растений и животных.

Организмы, объединяемые понятием «водоросли», находятся почти на всех ступенях таксономической лестницы клеточных организмов — от бактерий до растений (табл. 1) — и включают две основные группы: прокариотические водоросли — царство в домене прокариот, включающее подцарства (по другой классификации — отделы) сине-зелёных и прохлорофитовых водорослей; настоящие водоросли — подцарство в царстве растений, включающее ряд отделов.





Интересно, что таксономическое положение прокариотических сине-зелёных водорослей остаётся дискуссионным вопросом. Микробиологи Роже Стениер и Корнелис Ван Ниль, сформулировавшие теорию деления живых организмов на два глобальных домена — прокариоты и эукариоты, предложили считать термины «прокариот» и «бактерия» эквивалентными. С этого момента синезелёные водоросли классифицируются двояко — как бактерии (цианобактерии) и как растения, будучи фотосинтезирующими организмами. Кроме того, все клеточные живые организмы можно разбить на одноклеточные (простейшие, низшие, протисты) и многоклеточные (высшие) и выстроить классификацию на этой основе, выделяя простейших в отдельное царство. Среди водорослей есть и одноклеточные, и многоклеточные, а также колониальные организмы, образующие систему взаимосвязанных клеток.





Размеры водорослей варьируются в широком диапазоне — от 0,5–1 мкм (10–6 м) у ряда цианобактерий до десятков метров у некоторых растительных форм водорослей. Водоросли живут как в морских, так и в пресных водах, а также в почве.

Общим свойством зелёных растений и водорослей, в том числе прокариотических, является способность к фотосинтезу или преобразованию электромагнитной энергии солнечных лучей в энергию химических связей органических веществ, осуществляемому на свету благодаря наличию фотосинтезирующих пигментов — хлорофиллу у растений, бактериохлорофилла и бактериородопсина у прокариот.

Реакция фотосинтеза — трансформация углекислого газа и воды в глюкозу и кислород — выглядит так:





Для зелёных растений и водорослей фотосинтез является источником питания и роста. В свою очередь, именно фотосинтезирующим организмам мы обязаны появлением и сохранением пригодной для дыхания атмосферы.

Фотосинтезирующие организмы принадлежат разряду автотрофных, использующих для питания непосредственно неорганическое вещество, преобразуемое ими в органическое. Остальные организмы, в том числе животные и человек, — гетеротрофные, неспособные синтезировать органическое вещество из неорганического. Для них, в свою очередь, автотрофы создают необходимую кормовую базу и являются источником физического существования. Таким образом, водоросли относятся к организмам, с одной стороны, обязанным своим существованием непосредственно Солнцу, с другой — являющимся основой всей остальной органической жизни на Земле.

В связи с этим необходимо рассмотреть ключевые количественные показатели — объём и прирост биомассы растений и водорослей. Биомасса Земли в целом оценивается в 1,3 трлн тонн, из которых на фитомассу (растения) приходится более 1,2 трлн тонн, или более 95 % всей земной биомассы (табл. 2).





Отметим, что если в категориях биомассы рассматривать человека и население Земли, то она при населении около 7 млрд человек составит величину порядка 300 млн тонн — примерно 1/3000 или 0,03 % от всей земной биомассы и около 1 % от всей зоомассы.





При этом ежегодный прирост биомассы составляет 17 % от общей её величины или около 220 млрд тонн, в том числе океанической биомассы — более 87 млрд тонн.

Наиболее высокие скорости размножения и, соответственно, прироста биомассы характерны для мельчайших организмов, к числу которых относится и большая часть водорослей. В частности, только биомасса фитопланктона (плавучих морских водорослей) в Мировом океане оценивается (в сыром весе) в 1,5 млрд тонн, а его годовой прирост — в 550 млрд тонн. Иными словами, за год масса водорослей способна вырасти в 350 раз. По некоторым оценкам, на водоросли приходится 2/3 всей биомассы Земли. Точные же подсчёты в данном случае вряд ли возможны.





С наибольшей скоростью размножаются мельчайшие одноклеточные водоросли или микроводоросли — промежутки времени между делениями клеток в благоприятных условиях могут сокращаться до 20 минут и даже меньше. В этом случае всего за сутки одна клетка теоретически может дать примерно 5 × 1021 потомков. При массе одной клетки около 665 фемтограмм (6,65 × 10–16 кг или 6,65 × 10–13 г) их общая масса в течение суток превысит 100 тонн, а величина, равная всей нынешней биомассе Земли, будет достигнута ещё 12 часов спустя. Даже в реальных, а не идеальных условиях высокая скорость размножения водорослей, покрывающих поверхности водоёмов, хорошо известна, а при выращивании в пруду микроводоросль спирулина (Spirulina), как показывает практика, удваивает свою биомассу каждые двапять дней.

Водоросли как пища и как топливо

Благодаря столь огромному потенциалу размножения — при этом за счёт почти исключительно солнечной энергии и воды, без потребления органических веществ! — микроводоросли ещё несколько десятилетий назад стали объектом пристального внимания и исследований возможности использования в качестве пищевого и энергетического продукта.

Перспектива культивирования водорослей с ежегодным сбором десятков и сотен тонн биомассы с 1 га водной поверхности — в разы и даже на порядки больше, чем урожайность любой известной сельскохозяйственной культуры, и без существенных затрат — не могла не выглядеть крайне заманчивой.

Первоначальным было пищевое использование водорослей, имеющее давнюю историю. В частности, известно, что ацтеки, инки, а также народы Центральной и Восточной Африки, живущие в районах озера Чад и Великой рифтовой долины, употребляли в пищу лепёшки из высушенной спирулины.

В связи с этим, начиная с 1960-х годов в мире появляется интерес к водорослям (большей частью, к спирулине), прежде всего как пище — и для животных, и для человека. Был также обнаружен ряд полезных свойств водорослей, связанных с укреплением иммунитета, профилактикой и лечением ряда заболеваний, повышением продуктивности домашнего скота и сельскохозяйственных культур.

Во второй половине 1970-х годов спирулина в виде порошка или капсул появилась на мировых продовольственных рынках, где она презентовалась в качестве нового естественного продукта — энергетической натуральной пищевой добавки с высоким содержанием белка, то есть «пищи будущего».





В США предприятия по выращиванию микроводорослей в искусственных прудах, работающие в экспериментальном режиме, были созданы в 1977 году. Первые пруды появились в пустынной местности в графстве Имперская долина (Imperial Valley) на юго-востоке штата Калифорния. Условия там благоприятны благодаря сочетанию тёплой и солнечной погоды с возможностью подачи воды из реки Колорадо.

Параллельно выращиванием водорослей занялась Япония, далее в процесс включились предприятия в Индии, Китае, Таиланде, Тайване и Мексике.

В течение 1980-х годов и первой половины 1990-х годов производство микроводорослей в мире выросло до 1000 тонн. К концу 2000-х годов мировые объёмы производства микроводорослей, включая спирулину, хлореллу (chlorella), дуналиеллу (dunaliella), хематококкус (haematoccocus), достигли 10 тыс. тонн в сухом весе.

Почти в это же время, в 1980–1990-е годы, в СССР и России начали исследование и культивирование спирулины в пищевых целях, для использования в качестве биодобавок, как в пищу человеку, так и в корм для скота и птицы.

В этих работах активное участие принимали также и сотрудники Научно-исследовательской лаборатории возобновляемых источников энергии (НИЛВИЭ) географического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. Был установлен положительный эффект использования спирулины, в частности, в качестве пищевых добавок для птицы. В настоящее время в России существуют отдельные небольшие производства спирулины.

Что касается возможностей непосредственно энергетического использования водорослей — для получения биотоплива, то активные исследования в этом направлении начались также в 1960–1970-е годы. Лидерами в этих изысканиях стали, в частности, Французский институт нефти (Institut francais du petrole, IFP) и Национальная лаборатория возобновляемой энергии (National Renewable Energy Laboratory, NREL) Министерства энергетики США (Department of Energy, DoE).





NREL в 1978 году начала программу исследования возможностей получения топлива из микроводорослей Aquatic Species Program (буквально — Программа водных видов или водной флоры). Она была свёрнута к 1996 году, когда обнаружилось, что биотопливо из водорослей будет слишком дорогим по сравнению с ископаемыми углеводородами, однако в 2010 году было объявлено о возобновлении исследований в связи с нестабильностью цен на нефть и ростом требований к энергетической безопасности, экологической чистоте и снижению эмиссии парниковых газов.

В последние несколько лет биотопливо из водорослей получают и используют в экспериментальном режиме.

Параллельно исследования в этом направлении проходили в СССР, в том числе в НИЛВИЭ. В частности, в 1989–2002 годах лаборатория проводила исследования биопродуктивности и возможностей использования микроводорослей в качестве источника энергии, для получения биогаза и жидкого биотоплива, на базе экспериментального полигона Морского гидрофизического института АН УССР на южном берегу Крыму у посёлка Кацивели. Сотрудниками лаборатории была разработана и сконструирована система «Биосоляр», предназначенная для выращивания микроводорослей — фотосинтезирующие блоки или биогенераторы, с размещением в море и на суше, общей площадью несколько сотен квадратных метров.





В качестве объекта эксперимента была выбрана микроводоросль спирулина платенсис (Spirulina platensis), также называемая артоспира (Arthospira platensis). Одной из особенностей эксперимента была постепенная адаптация вида (в естественных условиях спирулина живёт в пресноводных субтропических и тропических водоёмах) к морской воде Чёрного моря. Опыты показали достаточно высокую продуктивность — годовой выход биомассы с каждого блока водорослевой плантации площадью 70 м2 достигал одной тонны. Экстраполируя — это более 140 тонн с 1 га, хотя достижение такого результата на больших площадях в российских условиях — отдельная задача.

Кроме того, исходное сырьё для получения биотоплива — липиды (жиры), содержание которых в разных видах различно. Спирулина обладает высокой долей белка — около 60 % сухой массы, что в числе прочего делает её ценным пищевым продуктом. В то же время содержание липидов — всего 7 %. Для сравнения, в семенах рапса и подсолнечника на липиды приходится 30–60 % массы, в семенах сои и кукурузы — 15–25 % и выше, в плодах масличной пальмы — 45–70 %. Именно эти культуры в настоящее время используются в качестве основного сырья для производства биотоплива. Поэтому идёт работа с микроводорослями, имеющими более высокое содержание липидов, пока носящая и в нашей стране (включая НИЛВИЭ), и в мире главным образом экспериментальный характер.





Водоросли как источник энергии – преимущества и недостатки

Итак, микроводоросли очень высокопродуктивны. Урожай с одного гектара теоретически может ежемесячно достигать тонн и даже десятков тонн в сухом весе, что в разы и даже на порядки выше, чем у традиционных сельскохозяйственных культур. При этом содержание липидов у ряда видов, таких как ботриококкус брауни (Botryococcus braunii), дуналиелла (Dunaliella), наннохлорис (Nannochloris), стихококкус (Stichococcus) в оптимальных условиях может достигать 80 %. Таким образом, теоретически возможный выход биотоплива в десятки и даже сотни раз выше, чем у используемых в настоящее время масличных культур (табл. 3).





При этом можно избежать конфликта с продовольственно-ориентированным использованием сельскохозяйственных земель. Плантации микроводорослей могут располагаться в естественных и искусственных водоёмах, на неудобных и неиспользуемых землях и морских акваториях, при этом занимая существенно меньшие площади.

Наконец, выращивание традиционных сельскохозяйственных культур на суше сопряжено с большим объёмом выбросов парниковых газов и других загрязняющих веществ. На фоне этого культивирование водорослей выглядит экологически абсолютно безопасным, более того, увеличивающим поглощение углекислого газа и выделение кислорода в атмосферу, что создаёт двойной положительный эффект — получение пищи и топлива, сопровождающееся не загрязнением, а с очищением среды. Проблема, как обычно, состоит в том, что реальные условия, как правило, далеки от оптимальных и теоретически возможных.

В рамках упоминавшейся выше программы ASP в США микроводоросли с большим содержанием липидов культивировались в открытых прудах в штате НьюМексико (юго-запад страны). Средняя продуктивность составляла 20 г/м2 в сутки (что соответствует 73 тонн с одного гектара в год), а в отдельные периоды — до 70 г/м2 в сутки.

Тем не менее, выяснилось, что невозможно в течение длительного времени поддерживать монокультуру микроводорослей в открытой системе, где неизбежно присутствуют и другие организмы. Кроме того, высокая продуктивность водорослей возможна при достаточно большой подкормке азотом, в отсутствие его она падает. В данном случае видно сходство с традиционными сельхозкультурами, также требующими азотных удобрений. В то же время при отсутствии азота содержание жиров в клетках водорослей выше. Итак, задача одновременного роста биопродуктивности и содержания липидов, обусловливающих энергоэффективность культуры, оказывается неразрешимой, и требуется поиск оптимального соотношения того и другого.

Японские исследователи из Научноисследовательского института инновационных технологий Земли (Research Institute of Innovative Technology for the Earth (RITE)), работавшие над этой же задачей в 1991–1999 годы, пришли к сходным результатам.

В 1997–2001 годах крупный исследовательский проект в этом же направлении осуществлялся на Гавайских островах, с микроводорослью хематококкус плювиалис (Haematococcus pluvialis), которую на первой стадии выращивали в закрытых фотобиореакторах, на второй — помещали в условия открытых водоёмов. Средняя продуктивность биомассы культивируемой водоросли составила 38 тонн с 1 га, максимальная превышала 90 тонн, выход биотоплива, соответственно, был 11,4–27,5 тонн с 1 га, что в несколько раз выше, чем у самых продуктивных масличных культур на суше.

В то же время, при выращивании в открытых условиях и биопродуктивность, и содержание липидов оказываются существенно ниже, а выращивание в закрытом биореакторе ведёт к существенно более высоким затратам.

В переводе на энергетический эквивалент получается, что для получения 1 л биодизеля из микроводорослей требуются энергозатраты, эквивалентные 0,56– 0,81 л топлива (в среднем около 0,7 л), включающие электроэнергию, питательные вещества и другое. В данном случае, помимо экономической составляющей, присутствует и экологическая — поскольку энергия, идущая на выращивание водорослей, добывается уже из невозобновляемых источников и экологически безопасной не является, то есть экологический эффект производства биодизеля в значительной степени обесценивается. Кроме того, существует отрицательный экологический эффект, связанный с азотной подкормкой и водопотреблением плантаций водорослей, то есть такой же, как и в традиционном сельскохозяйственном производстве. Кроме того, речь идёт о затратах без учёта инвестиций, оплаты труда, других издержек, связанных, в частности, с транспортировкой топлива.

Расчёты затрат на получение биодизеля из микроводорослей дают существенно различающиеся результаты, в очень высокой степени зависящие от вида и способа производства водоросли, природных условий и других факторов. В частности, по расчётам участников программы ASP, стоимость 1 л «водорослевого» биодизеля составила 26–86 центов ($ 39–127 за баррель), в гавайском проекте — около 40 центов ($ 56 за баррель), а исследователи из Британской Колумбии (Канада) дают существенно более высокие цифры — от $ 2,5 до $ 7 за 1 л.

По нашим расчётам, инвестиционные затраты на обустройство 1 га водорослевых плантаций в открытых условиях, включая монтаж культиваторов, оборудование для приготовления питания, перемешивания, сушки и фильтрации биомассы и другое, составят около $ 50 тыс.

Операционные затраты в крайне высокой степени зависят от местных условий, начиная от климата и заканчивая уровнем оплаты труда. Их можно оценить в $ 50–100 тыс. в год, но в условиях России они могут быть в несколько раз выше, в частности, из-за существенно большего по сравнению с субтропиками и тропиками расхода электроэнергии и короткого вегетационного периода при выращивании в открытых условиях.

Это вполне приемлемые условия при выращивании водорослей в качестве пищевых и лекарственных добавок, но как источник топлива они оказываются слишком дорогими.

При данных затратах, даже в случае сбора с 1 га 30 тонн биомассы ежегодно, каждая тонна будет обходиться в $ 1600– 3200 ($ 1,6–3,2 за 1 кг), даже без учёта первоначальных инвестиций и затрат на получение собственно биотоплива. Это близко к цифрам, приводимым канадскими исследователями.





Перспективы водорослевой энергетики

Интерес к водорослям в качестве источника биотоплива закономерен при ценах нефти в $ 100 за баррель и выше, как было во второй половине 2000-х годов. В настоящее время ситуация далеко не столь благоприятна, и вряд ли можно предсказать, изменится ли она в лучшую для возобновляемой энергетики сторону в обозримом будущем.

В настоящее время идёт и будет продолжаться поиск путей снижения затрат на производство биоэнергии из водорослей. Помимо прочего, он включает поиск, отбор и выведение культур водорослей с повышенным содержанием липидов, более продуктивных и жизнестойких.

В качестве же пищевого продукта (что тоже можно считать источником энергии) водоросли уже используются и имеют очевидные перспективы. Вероятно, как и в случае с торфом, в дальнейшем целесообразно комплексное использование выращиваемых водорослей с созданием целого спектра пищевых, лекарственных, энергетических продуктов на выходе. Для России это также могло бы стать одним из направлений среднеи долгосрочного инновационного роста и создания высокотехнологичной экономики на отечественной интеллектуальной и производственной базе. опубликовано  

 

Источник: www.c-o-k.ru/articles/vodorosli-i-energetika

Павловния — новый тренд в биоэнергетике и деревообрабатывающей промышленности

Поделиться



В сфере энергетики сегодня стоит открытым вопрос поиска новых возможностей и технологий. Одним из таких решений, являются самовосстанавливающиеся биоресурсы. И, несмотря на то, что темпы развития биоэнергетики в нашей стране очень отстают от темпов соседних государств, потенциал ее очень велик. 

На мировом рынке, альтернативой в направлении развития экологических и биоресурсов, был предложен искусственно выведенный клон – Paulownia Clone In Vitro 112® (Павловния Клон ин Витро 112®).





Павловнию относят к одному из видов растений, которое наилучшим образом подходит для увеличения производства лесоматериалов и биомассы. В Испании в искусственных условиях была выведена техническая форма этого растения. Она адаптирована для погодных условий Европы, устойчива к местным вредителям и заболеваниям. От естественного вида она также отличается темпами прироста и характеристиками самой древесины.





Этот клон был запатентован и получил все международные сертификаты и разрешения. Растение специально было выведено для создания быстро восстанавливающихся лесов, считается отличным пиломатериалом и биотопливом, а также благодаря большой листве может поглощать в большом количестве СО2 и озонирует окружающее пространство, что позволяет быть незаменимым посадочным материалом для парков городской черты и насаждений вдоль дорог и магистралей. Плюс ко всему, с каждого гектара можно собирать до 700 кг мёда, а листву использовать в качестве фуража для животных.

При оптимальных условиях выращивания данного клона, растение за 5 лет может достигнуть высоты 15-20 м и после среза за такой же период регенерирует до прежних размеров. Это даёт возможность не нарушать складывающийся десятками лет экобаланс. На почвах, которые подвержены эрозии, Paulownia Clone In Vitro 112® может быть использована как восстановитель. Благодаря глубокой корневой системе, она насыщает грунт азотом. Так же, из-за отсутствия в древесине смол, служит преградой в пожароопасных зонах, а в случае надобности – щитом от ветровых нагрузок.





При выращивании павловнии для полученная деловой древесины, благодаря своей устойчивости и легкости, она получила широкое применение в мебельной промышленности, в изготовлении трейлеров, напольного покрытия. Она используется как строительный материал для саун, тары, обшивки, музыкальных инструментов, элементов декора, лодок и досок для серфинга, бумаги и еще многого другого.

Древесина павлонии легко подвергается окраске, лакировке и проклейке, устойчива к влаге и горению. В строительстве можно использовать как доску, брус, фанеру, щит, шпон, внутренний и внешний изоляционный материал. Идеально подходит для получения тепловой энергии. Одно из направлений, которое является наиболее перспективным, может стать производство биоэтанола и изготовление пеллет. Энергетическая ценность древесины павловнии – 4670 ккал/кг, 2 кг этого растения заменяют литр дизельного топлива. опубликовано  

 

Источник: ecotechnica.com.ua/ekologiya/1720-pavlovniya-novyj-trend-v-bioenergetike-i-derevoobrabatyvayushchej-promyshlennosti.html

7 полезных идей что делать с опавшими листьями

Поделиться



С наступлением осени на садовом участке скапливается много опавшей листвы. Сбор листвы осенью – трудоёмкая работа, которая занимает много времени и сил. Кроме того, от собранных листьев нужно как-то избавиться или найти место для их хранения. Вот несколько советов по решению этой проблемы.

1. Сделайте листовой перегной. Это прекрасное средство улучшения почвы, хорошая мульча и подкислитель для выращивания растений-ацидофилов.

2. Разбросайте влажные листья на свободных участках грунта. Они будут естественной мульчой, которая остановит рост сорняков, выветривание почвы и вымывание из нее минеральных веществ. Весной перепревшие листья нужно будет собрать граблями, либо перекопать с грунтом.





3. Используйте листву для компоста. Часть опавших листьев, предварительно измельчив, добавьте к компостной куче, особенно если вы уже заложили туда в большом количестве зеленые садовые и овощные отходы. Листья станут грубым материалом, который уравновесит в компосте зеленые отходы.

4. Применяйте сухие листья как утепляющий и теплоизолирующий материал для укрытия в зимний период гортензии, розы и других кустарников, которые боятся морозов.

5. Примените эффективный способ уборки листьев с газона. С наступлением сухой погоды пройдитесь по ним газонокосилкой, предварительно сняв корзину. Измельченная листва останется на траве, и в скором времени просто растворится в грунте лужайки, при этом улучшив его состав.





6. Опавшие листья листопадных деревьев измельчите и перемешайте с однолетними сорняками. У сорняков удалите корни, цветы и семена. Уложите смесь в пластиковый пакет и поставьте для компостирования. Время от времени встряхивайте пакет или перемешивайте его содержимое. Когда разложение закончится, вы получите хороший мелкий грунт для выращивания комнатных растений и рассады.

7. Испрользуйте опавшую листву для декора. Соберите самые оригинальные и красивые листья и сделайте из них осенние декоративные композиции, также их можно использовать для занятий с детьми. опубликовано  

 

Источник: homester.com.ua/dacha-sad/opavshaya-listva/

Энергетическая верба. Бизнес из ивы в Украине

Поделиться



        Прошло всего лишь несколько лет, и то, что казалось для нас недосягаемым, стало реальным вызовом, к которому мы должны быть готовы. «Озеленение» экономики, альтернативная энергия, энергоэффективность, «зеленые» технологии, «чистые» технологии. Эти понятия прочно входят в нашу жизнь, и все больше информации поступает о возможностях возобновляемой энергетики, которые заложены в природе, и которые человек, при удобном случае, может использовать в своих целях…





    Одной из альтернатив традиционной энергии, имеющих перспективы, является биомасса. Великолепной биомассой являются энергетические культуры, которые могут быть экономически выгодным сырьем для производства альтернативного топлива. В соответствии с технологией выращивания, способами и сроками сбора энергетические сельскохозяйственные культуры разделяют на травянистые и древесные – однолетние злаковые (сахарное сорго, просо) и многолетние растения (мискантус, щавнат, сида, топинамбур и быстрорастущие деревья, в частности, энергетическая верба, тополь). И в Украине наряду с традиционными источниками биомассы, такими как отходы сельскохозяйственного производства, солома, стебли кукурузы, лузга подсолнечника, древесные отходы, есть колоссальный потенциал для развития энергетических растений. Энергетические плантации развиваются быстро, не требуют особых условий для выращивания, высаживаются они обычно на 25-30 лет и урожай собирают с участков через каждые три-шесть лет.

        Пока еще новое для нашей страны направление, но вполне реальное и, может, перспективное – энергетическая верба.





     В течение тысячелетий человек использует разные виды ивы в своей жизнедеятельности, и сегодня это растение проявляет свои выгодные преимущества как возобновляемый источник энергии, источник для ландшафтного украшения усадьбы и декорирования садовых объектов, материал для творчества и дизайна, да и просто для того, чтобы радовать глаз… Растение это для Украины отнюдь не экзотическое, а традиционное, даже можно сказать, народное. В украинской культуре верба имеет особое значение и олицетворяет символ жизни, живучести, своего рода оберег от «нечистой силы». Освящение вербы, обряды, связанные с растением, Вербное воскресенье, фразеологизмы, закрепившиеся в народе на протяжении многих веков. О ее живучести в народе говорили: «Верба – что луговая трава: ее выкосишь, а она опять вырастет». Еще наши предки обсаживали этим деревом дороги и огороды, ставки и берега, левады и дамбы.

        В последние годы, определенные сорта энергетической вербы (Salix) все чаще рассматривают в качестве перспективной культуры для получения твердого биотоплива в виде пеллетов или брикетов. Тем более, что, по мнению экспертов, производство твердого биотоплива на основе брикетов и пелеттов не требует больших капиталовложений. За три года энергетическая верба вырастает до шести-семи метров в высоту, и при этом у нее большое количество ростков. Посадки остаются продуктивными в течение 20–25 лет. И в этот период урожай можно собирать каждые три года в количестве 30 т/га сухого вещества. Теплотворная способность абсолютно сухой вербы составляет приблизительно 17–18 Мдж/кг. Одна тонна вербы с влажностью 40% обеспечивает 1 Гкал тепла, а такое же количество сухого сырья при влажности 15% дает 2 Гкал тепла. С одного гектара можно получать ежегодно 30-40 тонн альтернативного топлива!!!





        Опыт «зеленой» энергетики есть у Норвегии, Дании, Германии, Австрии, Польши, Великобритании. Европа, США, Канада многие годы занимаются изучением потенциала энергетических растений, и энергетические плантации в этих странах уже дают урожай. Наибольшие успехи в этой сфере демонстрирует Швеция. Тут плантации вербы занимают свыше 20 тысяч гектаров. Из нее получают сырье даже для теплоцентралей.

        И первые саженцы «энергетических» садов уже закладывают западные области (Волынь, Тернополь, Львов). В Ровенской области на технических полях, не используемых в сельском хозяйстве, в августе этого года заложены деньги из областного бюджета на закупку саженцев, и этот эксперимент будет продолжен в будущем. По оценкам специалистов, потенциальных ресурсов у Украины достаточно. И надо подумать, что, заложив энергетические рощицы сегодня в тех местах, где земля непригодна для сельского хозяйства, через несколько лет без особого труда можно вырастить свое «денежное» поле и в будущем иметь выгодный экономически целесообразный бизнес…

 

Источник: /users/104

Биотопливо из отходов пивоварения

Поделиться



Необычный вид топлива придумали новосибирские ученые из Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН.





«Одно из направлений деятельности нашей лаборатории — получение биотоплива из микроводорослей. Они подходят для этих целей, потому что быстро растут, широко распространены в природе, к тому же запасают большое количество липидов, которые можно потом перерабатывать в ценные химические вещества, например, в биодизель», — рассказывает младший научный сотрудник ИК СО РАН Александр Пилигаев.

Обычно жизненный цикл микроводорослей, за который они успевают вырасти и набрать биомассу, составляет порядка двух недель. Один из способов выращивания этой культуры — на сточных водах пищевой промышленности. Стоки пивоваренных производств относятся к пятому (наименьшему) классу опасности, так как содержат большое количество органического компонента, который микроводоросли способны потреблять и перерабатывать, сообщает издание «Наука в Сибири».

«Было бы эффективнее, чтобы туда поступали менее богатые органическими компонентами отходы. Как раз с этим могут справиться микроводоросли, которые способны осуществлять так называемую «предпереработку». То есть с помощью одной технологии можно убить сразу двух зайцев — и снизить нагрузку на городские сточные системы, и получать биотопливо», — объяснил Пилигаев.

К настоящему времени в специально сконструированных фотобиореакторах учёным уже удалось получить образцы биомассы микроводорослей, а также провести опыты по их переработке. Результат — экспериментальные образцы биотоплива. Сейчас ведутся дальнейшие исследования по увеличению продуктивности липидов и оптимизации переработки получаемого сырья.

Проблема в том, что если сейчас создавать такую технологию и воплощать её на практике, то топливо на выходе будет дороже традиционного из нефти в 5-6 раз. Получит ли это направление дальнейшее развитие, будет зависеть от того, насколько учёным удастся удешевить способы культивирования водорослей, извлечения из них масла, а из него – биотоплива.

Источник: greenevolution.ru

HORSE — компактная биоэнергетическая система

Поделиться



Проблема переработки огромного объема пищевых отходов носит глобальный характер. Компостирование является одним из действенных способов, но процесс этот требует времени, места и специальной инфраструктуры.
 
Одино из инновационных предложений в сфере переработки отходов — установка HORSE или High-solids Organic-waste Recycling System with Electrical Output разработана компанией Impact Bioenergy.





Эта портативная система анаэробного сбраживания может перерабатывать широкий спектр органических отходов, начиная с пищевых отходов и заканчивая макулатурой, а также генерировать как жидкое удобрение, так и энергию в виде биогаза или электроэнергии.
 
Компания-разработчик сообщает, что HORSE преобразовывает 25 тонн органических отходов в год при этом вырабатывает около 5400 галлонов жидкого удобрения и до 37 МВт (мегаватт-часов) энергии. Ежедневно установка может перерабатывать 61,2 кг органических отходов, при этом производя 2,5 кВт в час электроэнергии и до 360 000 БТЕ энергии в день практически без отходов, при этом основную работу здесь выполняют микробы.
 
Стоимость одного блока составлет $ 43,300 USD, для начала перехода от прототипа к массовому производству Impact Bioenergy проводит краудфандинговую кампанию на Kickstarter.



 
Доступное и портативное устройство анаэробного сбраживания может использоваться в сфере местного управления отходами, в сфере возобновляемых источников энергии, а также повлиять на снижение транспортных выбросов. Кроме того, компания предлагает использовать эту мини-биоэлектростанцию для питания электрических транспортных средств. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: www.energy-fresh.ru/energoeffect/?id=11950