Покоління біопалива, Теоретичні відомості
Біопаливо першого покоління
Біопаливо першого покоління виготовляють із цукру, крохмалю, олії та тваринного жиру, використовуючи традиційні технології. Основними джерелами сировини є насіння чи зерна. Наприклад, насіння соняшника пресують для отримання рослинної олії, яка потім може бути використана в
біодизелі. З пшениці отримують крохмаль, після його зброджування - біоетанол. Однак такі джерела сировини займають місце в харчовому ланцюжку людей та тварин. А т.к. людство росте і вимагає дедалі більше їжі, то використання їх для біопалива зменшить кількість доступних продуктів харчування і збільшить їх вартість, що неприпустимо на тлі сьогоднішнього голоду в багатьох країнах світу.
Також багато видів біопалива першого покоління залежать від субсидій і не можуть змагатися за ціною з існуючими видами палива (наприклад, нафтою). Деякі з них надають лише невелике скорочення викидів парникових газів. Якщо брати до уваги викиди від виробництва та транспортування, оцінка життєвого циклу біопалив часто перевершує таку у традиційних копалин палива.
Біопалива другого покоління здатні вирішити вищезгадані проблеми.
Біопаливо другого покоління
Головне завдання технологій біопалива другого покоління – збільшити кількість екологічно стійкого біопалива, що випускається, використовуючи біомасу, що складається з залишкових нехарчових частин рослин, таких як стебла, листя, лушпиння, що залишаються після вилучення харчової частини. Також годяться нехарчові рослини (просо, ятрофа) та виробниче сміття: деревна стружка, шкірка та м'якоть від пресування фруктів тощо.
Технології біопалива другогопокоління покликані видобувати корисну сировину з деревної або волокнистої біомаси, що містить корисні цукри в целюлозі та лігніні. Всі рослини містять целюлозу та лігнін. Вони є складовими вуглеводами (молекули, засновані на цукрі). Лігноцелюлозний етанол отримують шляхом відокремлення молекул цукрів від целюлози, використовуючи ензими, нагрівання парою та інші дообробки. За допомогою бродіння з даних цукрів можна отримати етанол таким же шляхом, як і біоетанол першого покоління. Побічним продуктом цього процесу є лігнін, який може бути спалений як не впливає на концентрацію вуглекислого газу в атмосфері для вироблення тепла таенергії. Також лігноцелюлозний етанол скорочує викиди парникових газів на 90% порівняно з викопною нафтою.
Біопаливо третього покоління
Біопаливо третього покоління або водоростеве паливо виготовляється з водоростей. Водорості – одночасно дешева та високопродуктивна сировина для отримання біопалива. За даними експериментів заявляють, що можна виробити в 30 разів більше енергії з акра водоростей, ніж з акра наземних рослин, таких як соя. На тлі зростаючих цін на викопні види палива (наприклад, нафта), виявляють все більше інтересу до розведення водоростей. Одна з переваг біопалива над іншими видами палива - це його біологічна розкладність і відносна безпека для навколишнього середовища при його витоку. Проте водоростеве паливо має і свої труднощі при виробництві: необхідна велика площа для вирощування водоростей. Міністерство енергетики США вважає, що якщо замінити все нафтове паливо США на водоростеве, то на водоростеві ферми потрібно близько 15000 кв. миль (38,849 кв. кілометрів), що приблизно відповідає площіштату Меріленд або 1/7 площі, відведеної під зернові культури у 2000 році.
Більшість біопалива отримують шляхом перетворення органічної речовини на паливо, проте існує альтернативний підхід, заснований на тому, що деякі водорості від природи виробляють етанол, який можна збирати без знищення самої рослини. На даний момент компанія Алгенол намагається поставити цей метод на комерційну основу.
