Синтетическое топливо

Лидером в использовании биотоплива является Бразилия, обеспечивающая 40 % своих потребностей в топливе за счёт спирта^[17], благодаря высоким урожаям сахарного тростника и низкой стоимости рабочей силы.

Биотопливо формально не приводит к выбросам парникового газа: в атмосферу возвращаются лишь углекислый газ (СО₂), изъятый из неё в ходе фотосинтеза, и вода.

На 2008 год доля этанола в мировом потреблении моторного топлива составила 5,4 %. В том же году 89 % мирового производства этанола приходились на долю США и Бразилии.^[18]

Этанол является менее «энергоплотным» источником энергии, чем бензин (это касается только смесей с высоким содержанием этанола); пробег машин работающих на Е85 (смесь 85 % этанола и 15 % бензина; буква «Е» от английского Ethanol) на единицу объёма топлива составляет примерно 75 % от пробега стандартных машин. Обычные автомобильные ДВС не могут работать на Е85, хотя прекрасно работают на Е10 (некоторые утверждают что можно использовать даже Е15 и успешно используется Е40 (А95-Е)). На «настоящем» этаноле могут работать только т. н. машины «Flex-Fuel» (автомобиль с многотопливным двигателем). Эти автомобили также могут работать на обычном бензине (небольшая добавка этанола всё же требуется) или на произвольной смеси того и другого. Бразилия является лидером в производстве и использовании биоэтанола из сахарного тростника в качестве топлива. Автозаправки в Бразилии предлагают на выбор либо Е20 (иногда Е25) под видом обычного бензина, либо «acool» Е100, азеотроп этанола (96 % С₂Н₅ОН и 4 % (по весу) воды). Пользуясь тем, что этанол дешевле бензина, недобросовестные заправщики разбавляют Е20 азеотропом, так что его концентрация может негласно доходить до 40 %. Переделать обычную машину в «Flex-fuel» можно, но экономически нецелесообразно.

Критики производства биоэтанола заявляют, что для производства биоэтанола под плантации тростника часто вырубаются тропические леса. Хотя плантации сахарного тростника не являются первоочередной целью лесорубов. Тропические леса вырубаются нелегально. Нелегальные производители древесины вырубают участок леса. После ухода нелегальных дровосеков участок занимают фермеры для выпаса скота. Через 3 — 4 года выпас скота на этом участке прекращается, а участок занимают фермеры для производства сои и других культур.

Производство этанола из кукурузы в США в 5-6 раз менее эффективно по сравнению с его производством на основе сахарного тростника в Бразилии. В последнее время в южных штатах США начинается производство целлюлозного этанола, для чего проводятся посевы сладкого сорго.^[18]

Небольшие добавки метанола можно использовать в топливе существующих транспортных средств, добавляя ингибиторы коррозии. Так называемая европейская директива качества топлива (European Fuel Quality Directive) позволяет использовать до 3 % метанола с равным количеством присадок в бензине, продаваемом в Европе. Сегодня в Китае используется более 1 млрд галлонов метанола в год в качестве транспортного топлива в смесях низкого уровня, используемых в существующих транспортных средствах, а также высокоуровневые смеси в транспортных средствах, предназначенных для использование метанола в качестве топлива. Помимо применения метанола в качестве альтернативы бензину, существует технология применения метанола для создания на его базе угольной суспензии, которая в США имеет коммерческое наименование «метакол» (methacoal^[19]). Такое топливо предлагается как альтернатива мазута, широко используемого для отопления зданий (топочный мазут). Такая суспензия, в отличие от водоуглеродного топлива, не требует специальных котлов и имеет более высокую энергоёмкость. С экологической точки зрения такое топливо имеет меньший «углеродный след», чем традиционные варианты синтетического топлива, получаемого из угля с использованием процессов, в которых часть угля сжигается во время производства жидкого топлива.

Может использоваться в качестве добавки к традиционным видам топлива. Энергия бутанола близка к энергии бензина. Бутанол может использоваться в топливных элементах как сырьё для производства водорода. С 1950-х годов бутанол производится в основном из ископаемого топлива. Он также может быть получен путем ферментации из растительной биомассы (до 1950-х годов это был основной метод производства бутанола), обычно из соломы, а также из любых других растительных отходов, содержащих углеводы. Этот процесс происходит при участии бактерий Clostridium acetobutylicum и позволяет получать бутанол с концентрацией до 7 %. За последние несколько десятилетий были обнаружены и другие бактерии, способные эффективно производить бутанол (например, C. beijerinckii, C. aurantibutyricum и C. butylicum). Ведутся исследования по получению штаммов, продуцирующих бутанол в более высокой концентрации (более 9 %), что позволяет автоматически отделять бутанол от водной фазы во время ферментации. Бутанол, полученный путем ферментации биомассы, называется биобутанолом. В 2007 году в Великобритании начались продажи биобутанола в качестве добавки к бензину.

Может использоваться в качестве добавки к традиционным видам

Эфиры — бесцветные, подвижные, легкокипящие жидкости с характерным запахом. Метил-трет-бутиловый эфир (

Свойства некоторых эфиров[20].

Для получения бензинов АИ-95 и АИ-98 обычно используют добавки МТБЭ или его смесь с трет-бутиловым спиртом, которая называется Фэтэрол — торговое название Октан-115. Недостатком таких кислородсодержащих компонентов является улетучивание эфиров в жаркую погоду, что ведёт к понижению октанового числа.

Полиоксиметилендиметиловые эфиры могут использоваться в качестве компонентов дизельного топлива или полноценной альтернативы дизельному топливу. Полиоксиметилендиметиловые эфиры снижают выбросы сажи в процессе сгорания. Производственные затраты на производство ОМЕ сопоставимы с затратами на дизельное топливо. ^[21]

В некоторых странах третьего мира дрова и древесный уголь до сих пор являются основным топливом, доступным населению для отопления и приготовления пищи (так живёт около половины мирового населения)^[22]. Это во многих случаях приводит к вырубке лесомассивов, что в свою очередь приводит к опустыниванию и эрозии почвы. Одним из способов уменьшения зависимости населения от источников древесины является внедрение технологии брикетирования отходов сельского хозяйства или бытового мусора в топливные брикеты. Такие брикеты получают прессованием кашицы, полученной смешиванием отходов с водой на несложном рычажном прессе с последующей сушкой. Такая технология, однако, очень трудоемка и предполагает наличие источника дешевой рабочей силы. Менее примитивным вариантом получения брикетов является использование для этого гидравлических прессовальных машин.

Некоторые газообразные топлива можно считать вариантами синтетического топлива, хотя такое определение может быть спорным, поскольку двигатели, использующие такое топливо, нуждаются в серьёзной модификации. Одним из широко обсуждаемых вариантов уменьшения вклада автотранспортных средств в накопление углекислоты в атмосфере считается использование водорода в качестве топлива. Водородные двигатели не загрязняют окружающую среду и выделяют только водяной пар. В водородно-кислородных топливных элементах используется водород для непосредственного преобразования энергии химической реакции в электрическую. Поскольку водород получают либо методами, требующими большого расхода электроэнергии, либо окислением углеводородных топлив, экологические и, тем более, экономические преимущества такого топлива весьма спорны.

Полная статья Водородная энергетика.

Диметиловый эфир получают

В июле 2006 года Национальная Комиссия Развития и Реформ (NDRC) (Китай) приняла стандарт использования диметилового эфира в качестве топлива. Китайское правительство будет поддерживать развитие диметилового эфира, как возможную альтернативу дизельному топливу. В ближайшие 5 лет Китай планирует производить 5-10 млн тонн диметилового эфира в год.

В январе 2019 президент страны В. Путин подписал указ о создании компании «Российский экологический оператор», которая станет единым мусорным оператором страны в форме публично-правовой компании (ППК); функции учредителя будет осуществлять Минприроды. Оператор будет заниматься госпрограммами по обращению с отходами и привлекать инвесторов для проектов по их утилизации.^[23][24]

Инновации

Отходоперерабатывающие комплексы: Впервые в рамках отечественных исследований поставлена задача (2011 г.) объединить разрозненные передовые разработки по многим отраслям промышленности. Будут разработаны несколько вариантов экологически чистых, высокотехнологичных, конкурентоспособных на мировом рынке отходоперерабатывающих комплексов.
Оптимизация сырьевых, тепловых, газовых потоков обеспечит максимальное получение жидких топливных фракций и стройматериалов — без каких-либо технологических отходов, кроме сбросных каталитически очищенных газов. В результате переработки будет выпускаться рентабельная продукция: топливо, присадки, строительные материалы.

На 1-м этапе предполагается комплектация экспериментальной линии для проведения исследований, испытаний, сертификации и патентования. Данная работа будет проводиться совместно с Фондом «Сколково», участником которого является компания «Русэкойл».

Планируется строительство мобильных или стационарных перерабатывающих комплексов в составе 1-5 однотипных линий с годовым объёмом переработки 50-250 тыс. тонн подготовленных ТБО (вновь образуемых и полигонного захоронения), «хвостов» сортировки, иловых осадков, торфа, углешламов, деревоотходов и другой органики.
В результате переработки будет выпускаться товарной продукция:

• дизельное топливо
• химпродукция: (
  нефрас или объединённая фракция БТК
  ),
• цемент,
• газопенобетон.

• Альтернативное автомобильное топливо
• Синтетический природный газ
• Прямое сжижение угля
• Экономика метанола — гипотетическая энергетическая экономика будущего, при которой ископаемое топливо будет заменено метанолом.
• Сухая перегонка
• Способы переработки пластика
• GTL
  (англ. Gas-to-liquids — газ в жидкости) — процесс преобразования природного газа в высококачественные, не содержащие серу моторные топлива и другие (более тяжёлые) углеводородные продукты.
• Гидролизное производство
• Биотопливо
• Глобальная энергия
• Royal Dutch Shell-Основные проекты
• Солнечная печь
   — представляет собой простейшее устройство для использования солнечного света для приготовления пищи без использования топлива или электроэнергии
• Углеродно-нейтральное топливо — топливо, которое не вызывает выбросов парниковых газов.
• Электротопливо (Electrofuel, e-fuel) — новый класс углеродно-нейтральных заменяющих видов топлива.

• НЕФТЬ И АВТОСТРОЕНИЕ — Спирт и продукты оргсинтеза // vestnik.com, 2002
• Процесс производства топливных брикетов на экструдере ЕВ-350 (видео)