49 подписчиков

Альтернативное топливо из мискантуса

24 сентября 202424 сен 2024

3 мин

Оглавление

Топливные пеллеты
Биоэтанол
Биодизель

В условиях растущего экономического и экологического давления на ископаемое топливо становится все более актуальным поиск альтернативных источников энергии. Мискантус представляет собой перспективное растение для производства биомассы, которая может быть использована как альтернативное топливо. Его быстрый рост, высокая урожайность и способность адаптироваться к некачественным почвам делают его привлекательным вариантом для замены ископаемых ресурсов.

Топливные пеллеты

Самый простой и недорогой способ переработки биомассы мискантуса является изготовление топливных пеллет. Они обладают высокой калорийностью, низкой зольностью и небольшим содержанием летучих веществ, что указывает на качественное горение с выделением большого количества тепла.

Пеллеты из мискантуса более экологичны, чем древесные, в основном из-за низкого потребления энергии во время гранулирования. Помимо этого, сжигание пеллет мискантуса не приводит к выбросам большого количества углекислого газа, т.к. мискантус гигантский относится к растениям класса с4-фотосинтез и накапливает СО2 в процессе роста гораздо больше, чем выделяет обратно при сжигании. По результатам исследований, 1 тонна пеллет из мискантуса дает углеродный след 121,6 кг экв. CO2, что на 8% ниже по сравнению с древесными пеллетами (Fusi A., Bacenetti J., Proto A. R., Tedesco D. E., Pessina D., Facchinetti D. Pellet production from Miscanthus: energy and environmental assessment // Energies. 2020. Vol. 14, no. 1. P. 73).

Посмотрите на таблицу ниже, где проведено сравнение пеллет из разного сырья. В совокупности всех параметров мискантус гигантский показывает лучшие показатели.

Сравнительная характеристика пеллет из разного сырья. Источник фото: ООО "Первый питомник"

Биоэтанол

Лигнинцеллюлозная биомасса мискантуса также является перспективным сырьем для получения биоэтанола. Технология включает процесс гидролиза, при котором биомасса мискантуса подвергается воздействию воды и катализаторов, чтобы разрушить целлюлозу и гемицеллюлозу до простых сахаров. Затем эти сахара ферментируются с помощью дрожжей для получения этанола с низким содержанием эфиров и сивушных масел. (О.В. Байбакова, Е.А. Скиба. Биотехнологические аспекты биосинтеза этанола из мискантуса).

Биодизель

Другой технологический подход по переработке биомассы мискантуса в жидкое топливо включает в себя выделение биодизеля путем пиролиза (по аналогии с процессом изготовления «бионефти» из древесины - К. В. Куликов, В. В. Литвинов, В. Н. Пиялкин, С. А. Забелкин, В. Н. Башкиров.ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЖИДКИХ БИОТОПЛИВ ИЗ БИОМАССЫ ДЕРЕВА МЕТОДОМ ПИРОЛИЗА) или с помощью микроорганизмов (обработка растительного сырья генно-модифицированными микроорганизмами в Калифорнийском университете совместно с компанией LSG (США)).

Биогаз

Еще одним перспективным направлением трансформации мискантуса в биотопливо является предварительная щелочная предобработка его биомассы с последующим метановым сбраживанием и, соответственно, получением биогаза на выходе.

Согласно проведенным исследованиям, наибольший кумулятивный выход метана (BMP, NmLCH4 gVS⁻1) при нормальной температуре и давлении имеют биомассы Мискантуса Гигантеуса генотипа H8, Мискантуса Сахарифлоруса генотипа H6 и Мискантуса Китайского генотипа H5 (Thomas H. L., Arnoult S., Brancourt-Hulmel M., Carrère H. Methane production variability according to miscanthus genotype and alkaline pretreatments at high solid content // BioEnergy Research. 2019. Vol. 12, no. 2. P. 325–337) .