Паливо майбутнього

Вважається, що біопаливо не шкодить довкіллю, адже при його спалюванні у навколишнє середовище викидається стільки вуглекислого газу (CO2), скільки його встигла увібрати в себе сировина, тобто рослини. Однак такий розрахунок може виявитися помилковим, бо при промисловому виробництві біомаси виробники активно використовують азотисті добрива. А для їхнього видобутку потрібні великі енергозатрати, як правило, з використанням викопного палива.

Від біопалива ще більше шкоди?

Згідно з дослідженням міжнародної групи хіміків під керівництвом Пауля Круцена (Paul Crutzen) з Інституту хімії імені Макса Планка у Майнці, біопаливо може спричиняти більшу шкоду довкіллю, ніж чисте викопне паливо, тобто вугілля, нафта чи природний газ.

Зважаючи на це, а також на той факт, що для вирощування сировини для біопалива використовується велика кількість сільськогосподарських угідь, в ЄС вимагають, щоб таке пальне виділяло як мінімум на 35 відсотків менше парникових газів, ніж "традиційне".

Паливо з рослинної сировини виробляється зазвичай з рапсу, кукурудзи чи цукрової тростини. З рапсу, наприклад, можна також виробити й чисту рослинну олію. Олія для салатів, як виявляється, дуже добре спалюється у перероблених дизельних двигунах. Утім, через надмірну густину вона ж може й зашкодити деяким дизельним двигунам. Вирішення проблеми - використання біодизельного палива. Воно відрізняється від салатної олії хімічним складом. Якщо сільгоспвиробники можуть виготовити рослинну олію самотужки, то біодизель продукується з того ж самого рапсу, але на спеціально обладнаних, високотехнологічних установках.

Для роботи двигунів внутрішнього згорання треба використовувати біоетанол, якщо немає бажання використовувати бензин. Виготовлення біоетанолу чимось схоже на отримання самогону: спочатку відбуваються процеси бродіння цукрового буряку, тростини чи кукурудзи, а потім - дистилювання. У багатьох державах такий етанол змішується з бензином. У Німеччині ця суміш з'явилася на ринку у 2008 році під назвою "Супер Е10". Вона містить 10 відсотків біоетанолу. У деяких країнах Латинської Америки у бензин домішується зазвичай 20 відсотків біоетанолу.

Сировина - водорості та деревина

Сировиною для біопалива можуть бути й водорості з природним вмістом олії. Їхня велика перевага полягає у тому, що для вирощування певної кількості потрібно в десять разів менше площі, ніж для рапсу чи кукурудзи. Через те, що переробка деяких видів водоростей дозволяє отримати високу частку олії, їх можна використовувати для виробництва авіаційного керосину. Біокеросин - як його називають - до цього часу вироблявся з рапсової та пальмової олії, а також з олії горіхів "ятрофа".

Нині дослідники працюють над технологією отримання біоетанолу з дерева чи соломи, тобто з рослинних решток, які містять багато целюлози. Проблема поки що полягає у тому, що ця технологія потребує спеціальних ензимів для обробки волокон, тому ще не використовується на ринку.

Їхати з газом

Автомобілі з двигунами внутрішнього згорання можуть їхати не тільки на рідкому паливі, а й на газі. Заправками для автомобілів з такими двигунами вже нікого не здивуєш - їх достатньо у багатьох країнах. Особливо популярне використання таких двигунів у міських автобусних парках та на вантажівках, оскільки при зростанні цін на бензин та дизельне пальне вартість природного газу не змінюється. Крім того, газ згорає більш чисто, ніж дизель, оскільки у процесі згоряння продукується менше дрібного пилу. Тому автомобілі, які їздять на газі, видаються ідеальними у великих містах, перенасичених смогом.

Природний газ, утім, не обов'язково має викопне походження, його можна видобути з біомаси. Якщо рештки м'яса, фекалій та рослин згнивають у спеціальних установках, то виробляється біогаз. Це суміш різноманітних газів, що виділяються у процесі бродіння з високою часткою метану. Навіть на закритих сміттєзвалищах часто протягом наступних десятиліть можна здобувати біогаз, оскільки органічне сміття продовжує розкладатися.

Біогаз може використовуватись уже зараз на великих перероблених двигунах для вантажівок. Для того, щоб він був придатним для легкових автомобілів, з нього треба видобути більш якісний "біометан". Для цього з біогазу видаляється сірководень та вуглекислий газ. У порівнянні з біодизелем чи біоетанолом біометан показує кращі результати: для вироблення однакової кількості енергії з біометаном потрібна лише третина тої сільськогосподарської площі, що треба для виробництва рідкого біопалива.

Струм з газу

З водню чи чадного газу, а також з природного газу можна виробити рідке паливо. Уже з початку ХХ століття відома складна технологія здобуття синтетичного рідкого палива з газових сумішей. Для цього потрібен певний каталізатор. Але йому також треба енергія. Тому використання такої технології на практиці є більш затратним, ніж виробництво бензину чи дизелю.

Утім, шляхом каталізу водень також можна перетворити на природний газ. Так, у процесі Сабатьє (названому за ім'ям винахідника - француза Поля Сабатьє) метан виникає при реакції водню та діоксиду вуглецю при підвищеній температурі та тиску з використанням нікелевого каталізатора. Цей метан можна або спрямувати до мережі природного газу, або для автодвигунів.

Така технологія придатна також і для акумулювання енергії: якщо, наприклад, багато вітряків одночасно добре працюють або атомні станції короткостроково перевиробляють струм, за допомогою його надлишків можна видобувати водень. А його вже можна використовувати як паливо: у сучасних установках з водню продукується струм. За таким принципом, наприклад, можуть їздити електромобілі. З вихлопної труби витікає тільки вода.

Бум на викопне паливо

Водночас не тільки біопаливо завойовує ринок. Викопне паливо також останніми роками переживає ренесанс. Нові методи видобутку - як от гідравлічний розрив пластів - дозволяють освоювати зони, які ще кілька десятків років тому були недоступними.

Особливо великі економічні надії пов'язує з відкриттям нових місць видобутку природних копалин промисловість Канади, США та Естонії. Екологи натомість технологію "фрекінгу" критикують, оскільки під час видобутку газу хімічний коктейль під тиском потрапляє в землю.

Але новий тренд стрімко набирає обертів. Невдовзі США можуть посісти перше місце у світі як виробники викопного палива, залишивши позаду Саудівську Аравію.