НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА БИОТОПЛИВ канд. техн. наук В. Г. Чирков канд. биол. наук М. Ю. Росс д-р хим. наук Ю. М. Щекочихин ГНУ ВИЭСХ

ЭКОЛОГИЧНОСТЬ Преимущества растительной биомассы Отходы растениеводства и деревообработки: 1400 TВт-ч/год Доступные для коммерческого использования ресурсы (включая SRC): 1100 TВт-ч/год РоссияЕС Сохранение углеродного баланса Низкие уровни выброса SOx, NOx Безопасность транспортировки и хранения Сохранение природного ландшафта 6 CO H 2 O + 2,8 МДж C 6 H 12 O O 2

В СОЦИАЛЬНОЙ СФЕРЕ Создание рабочих мест в аграрном секторе Преимущества растительной биомассы чел.-ч/TДж Сжиженный газ УгольЭлектро- энергия Древе- сина

Проблемы использования в качестве топлива НИЗКАЯ ( < 20 МДж/кг (по абс. сухому веществу) КАЛОРИЙНОСТЬ Высокое содержание кислорода Высокая влажность НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНА КАК МОТОРНОЕ ТОПЛИВО ТРЕБУЕТСЯ ПЕРЕРАБОТКА

Энергетические продукты из растительной биомассы Бактерии Катализатор БиогазБионефтьБиоДТ Кокс Пиролизный газ Биоэтанол Нагрев Технология Сырье Биогаз Биоэтанол БиоДТ (ДМЭ) Пиролиз Процессы Продукты Эффек- тивность низкая средняя высокая газ жидкость Газ, жидк., тв. Анаэробное брожение Ферментиз. + ректифик. Катализ Термо- химические Все виды с\х отходов Сах. свкла, сладк. сорго, и т. п. Подсолн., рапс, и т. п. Любая органика Растительная биомасса Спец. применения Удобрения ТЭС ДВС

Основные стадии и продукты термохимической переработки растительной биомассы Бионефть Газообразные/парообразные продукты Пиролизный газ 850…1500 С100…25 С Нагрев Охлаждение Растительная биомасса 350…850 С Кокс

Выход газообразных, жидких и твердых продуктов пиролиза древесины Пиролизная жидкость Пиролизный газ Кокс Температура ( C) ,8 0,6 0,4 0,2 Массовая доля (отн. ед.)

Схема мини-ТЭС на основе ДВС Конденсатор Реактор пиролиза Дизель-электрический агрегат ДВС Бионефть Горячая вода Кокс Холодная вода ДТ (~ 15 %) Магистраль горячей воды Теплообменник Фильтр газа Пиролизный газ Раст. биомасса Электро- энергия Бионефть Био- нефть Холодная вода

9 High-Rate Heating (HRH) Very high performance (limited only by heat transfer capacity of an organic matter) Very high performance (limited only by heat transfer capacity of an organic matter) Controllability of the process and composition of products Controllability of the process and composition of products Relatively inexpensive technological equipment Relatively inexpensive technological equipment Low energy consumption Low energy consumption Power consumption (kW) Moisture content (mass %, wet basis) HRH Performance 100 kg/h Conventional Fast Pyrolysis

Почему микроводоросли? Амбициозные задачи ЕС и других стран в сфере «озеленения» энергетики Амбициозные задачи ЕС и других стран в сфере «озеленения» энергетики Вытеснение традиционных культур пищевого (и технического) назначения с посевных площадей Вытеснение традиционных культур пищевого (и технического) назначения с посевных площадей Потребность в источнике сырья, не создающего конкуренции традиционному растениеводству Потребность в источнике сырья, не создающего конкуренции традиционному растениеводству Преимущества: Возможность культивирования на землях, непригодных для использования в традиционных технологиях растениеводства Возможность культивирования на землях, непригодных для использования в традиционных технологиях растениеводства «Аномально высокая» продуктивность «Аномально высокая» продуктивность

«Аномально высокая» продуктивность Среднее (за год) производство масла-сырца Среднее (за год) производство масла-сырца л/га Кукуруза 200 Хлопок 300 Соя 500 Подсолнечник 900 Рапс 1200 Кокос 2700 Масличная пальма 6000 Микроводоросли95000

Питательные вещества % Белок60…70 Углеводы10…15 Жиры6,5…8 Клетчатка2 Зола7…8 Влага6 Минеральные компоненты мг/кг Кальций1200 Фосфор8300 Железо + марганец 500 Натрий300 Хлор4200 Магний3700 Цинк3 Калий1400 Медь + хром 3 Йод + молибден 3 Селен2 Витамины% -каротин -каротин1700 B121,6 B511 Фолиевая кислота 0,5 Инозитол350 Ниацин118 Пиридоксин3 Тиамин55 Токоферол190 Биохимический состав (Spirullina Platensis)

Замкнутый цикл хозяйственного использования микроводорослей Завод по производству био-ДТ Завод по экстракции пищевых, кормовых и фармацевтических компонентов, БАД, витаминов, масел… Биомасса Завод по производству биоэтанола Водорослевая ферма Остаточная биомасса Масла Биогазовая установка Пиролизная установка био-ДТ биоэтанол биогумус Бионефть, кокс Электроэнергия, горячая вода ТЭС Биогаз ТЭС Пиродизный газ Тепловая энергия электроэнергия, CO 2 Тепловая энергия, электроэнергия Тепловая энергия электроэнергия, CO 2 Тепловая энергия, электроэнергия Тепловая энергия электроэнергия, CO 2 Тепловая энергия, электроэнергия Пищевые и кормовые компоненты, БАД, витамины…

Основные технологии культивирования Открытые водоемы Водоемы-теплицы Фотобиореакторы Комбинированный цикл

БЛАГОДАРИМ ЗА ВНИМАНИЕ ! канд. техн. наук В. Г. Чирков канд. биол. наук М. Ю. Росс д-р хим. наук Ю. М. Щекочихин ГНУ ВИЭСХ