Конец эры бензина: что будем заливать в баки в будущем — шесть альтернатив

Споры о том, как скоро иссякнут нефтяные запасы, длятся не первый год. Одни предрекают закат эры «черного золота» к середине XXI века, другие считают его запасы неиссякаемыми. Кто прав, покажет время. А пока изучаем, какие предлагаются альтернативы. Что придется заливать в баки на АЗС будущего?

Виски нам поможет: топливо с шотландским акцентом

1425573420Celtic_renewables_013

1425573420Celtic_renewables_013

Шотландцы недолго думая решили использовать для получения биотоплива свой излюбленный алкогольный напиток, а точнее — основные побочные продукты его производства: жидкие дрожжевые отходы, так называемый «эль из чана» и остатки зерна. Благо ежегодно их набирается огромное количество — 1,6 млрд литров жидких и 500 тыс. тонн твердых отходов. Ведь в процессе изготовления виски 90% всех принимающих участие в этом священнодействии ингредиентов — вода, дрожжи и зерно - превращаются в биологический мусор, который в лучшем случае применяют как удобрение или корм для скота, а в худшем сваливают в море.

1423828112eve

1423828112eve

Компания Celtic Renewables Ltd. совместно с учеными из Эдинбургского университета создала технологию по извлечению из переработанного сырья для виски спиртов — бутанола и этанола. Но в промышленных масштабах производитель намерен вырабатывать именно бутанол, который предполагается использовать не только для заправки автомобилей, но и в качестве топлива для воздушных и морских судов. Преимуществ у бутанола несколько: он на 25% энергоэффективнее по сравнению с этанолом, безопаснее в использовании, хорошо перемешивается с другими видами горючего, не требует изменения системы подачи топлива автомобиля, а также характеризуется низким уровнем выброса парниковых газов в атмосферу при сгорании. Но самое главное, бутанол признан властями Великобритании как биотопливо. По заверениям инноваторов, оригинальное биогорючее с шотландским акцентом станет доступным для британских водителей всего через три года. Ввиду экологической значимости проекта правительство Туманного Альбиона уже выделило на строительство завода в Шотландии грант в размере 11 млрд фунтов стерлингов.

Солнце взамен нефтяной вышки

Isopropanol-3D-balls

Isopropanol-3D-balls

Растения обладают способностью аккумулировать солнечное излучение. Этот поистине волшебный трюк под названием фотосинтез они мастерски проделывают уже на протяжении нескольких миллиардов лет, чтобы добывать себе пропитание из энергии света. Американским ученым из Гарвардского университета тоже удалось извлечь пользу из солнечной энергии: они придумали, как с помощью бактерий Ralstonia eutropha получить из нее жидкое топливо.

maxresdefault

maxresdefault

В основе изобретения лежит система, работающая по принципу искусственного листа. Неорганический катализатор так называемого «бионического листа» заставляет солнечный свет расщеплять воду на водород и кислород. Далее водород подается в биореактор, где под воздействием бактерий вместе со вступившим с ним в реакцию диоксидом углерода (углекислым газом) преобразуется в жидкое топливо — изопропанол (изопропиловый спирт). Всего за два года исследований ученым почти удалось достичь 1-процентной эффективности перевода солнечного света в биомассу, что соответствует результативности природного фотосинтеза. Следующий этап — добиться 5%-ной производительности своей установки. Полученный таким образом изопропанол можно использовать по мере необходимости, в том числе для заправки автомобилей будущего чистым спиртовым горючим или его смесью с бензином или дизельным топливом.

Уринотерапия для автомобиля

adblue_infrastruktur.2015-04-24-16-47-45

adblue_infrastruktur.2015-04-24-16-47-45Мочевина уже сегодня широко применяется в автомобилестроении. Правда, до сих пор она нужна была для очистки отработавших газов.
Мочевина уже сегодня широко применяется в автомобилестроении. Правда, до сих пор она нужна была для очистки отработавших газов.

Корейские ученые доказали возможность использования человеческой мочи в производстве топливных элементов для автомобилей. Согласно их недавним исследованиям, они научились получать дешевую электроэнергию путем извлечения атомов углерода, накапливающихся в этой физиологической жидкости.

По мнению исследователей, атомы углерода станут полноценной заменой дорогостоящей платине, применяемой в настоящее время в этом электрохимическом устройстве в качестве катализатора. Именно углерод отвечает за процесс химического преобразования водорода и кислорода, в ходе которого генерируется электроэнергия. Такая замена поможет устранить основную причину, тормозящую внедрение топливных элементов в жизнь взамен традиционных двигателей внутреннего сгорания, — их высокую цену.

Поэтому вполне возможно, что уже в ближайшем будущем моча, до сих пор считающаяся абсолютно бесполезным побочным продуктом человеческой жизнедеятельности, сможет в одночасье превратиться в ценное сырье, став частью автомобильного двигателя. Для справки: ежедневно человечество производит около 10,5 млрд литров жидкости, которой можно заполнить 4200 бассейнов олимпийского размера.

Солярка на халяву

20150422_368792303887019

20150422_368792303887019

Вода и воздух, а точнее углекислый газ (диоксид углерода) — вот и все, что потребовалось компании Audi совместно с немецким стартапом Sunfire, чтобы создать практически из ничего экологически чистое дизельное топливо e-diesel. В апреле 2015 года на экспериментальном заводе в Дрездене была получена первая партия синтетической солярки нового поколения. Это знаковое для автомобильного мира событие не прошло мимо немецкого правительства. Йоханна Ванка, министр образования и научных исследований Германии, лично залила несколько литров «свежайшего» дизельного топлива в свой Audi A8, чтобы проверить его на деле.

Для производства e-diesel за основу берется так называемая голубая нефть-сырец. Зарождается она с генерации электричества из природных возобновляемых источников энергии: ветра, солнца или воды. Добытая таким образом энергия используется для извлечения из воды, нагретой до парообразного состояния, водорода путем высокотемпературного электролиза. Затем водород смешивается с CO 2, который в результате двух химических реакций преобразуется в СО (угарный газ). А путем дальнейших процессов на выходе образуется жидкость, состоящая из длинноцепочечных углеводородов. Это и есть та самая «голубая нефть».

20150422_87846115346825605

20150422_87846115346825605

После этого она поставляется на ректификационный завод, где из нее получают уже конечный продукт — синтетический e-diesel. Пока углекислый газ, необходимый для производства, поставляет специальное биогазовое предприятие. В дальнейшем он будет частично забираться прямо из окружающей среды на радость борцам с парниковыми газами. Кроме того, защитников природы порадует и экологическая чистота синтетического дизельного топлива. Ведь оно не изготавливается из ископаемой нефти, а значит, не содержит серы и при сгорании образует меньше загрязняющих веществ. К тому же, как отмечают изобретатели, двигатели на этом топливе работают тише. Синтетическое дизельное топливо можно использовать как в чистом виде, так и в смеси с обычной соляркой.

В ближайших планах компаний Audi и Sunfire построить завод, способный выпускать e-diesel в промышленных масштабах. По предварительным прогнозам, стоимость нового топлива составит от 1 до 1,5 евро за литр, что в целом соответствует или немного превышает текущую рыночную цену на солярку в Европе.

Растительный бензин

Encounter — The Audi Technology Magazine 1/2014

Encounter — The Audi Technology Magazine 1/2014

Не прошло и нескольких недель после того, как компания Audi громогласно заявила о создании синтетического дизельного топлива из углекислого газа и воды, как немецкий автопроизводитель вновь удивил мир. Он представил на всеобщее обозрение совместную с французской Global Bioenergies разработку — первый в мире синтетический бензин из растительного сырья, получивший название e-benzin. Из сахаров, извлеченных из растительной биомассы, к примеру, из кукурузы, в ферментационном аппарате вырабатывают газообразный изобутан. Затем он проходит стадию очистки и под давлением переводится в жидкое состояние. Полученное сырье путем химических реакций преобразуют в изооктановое топливо, получая на выходе чистый бензин с октановым числом 100.

Researchers produce first Audi “e-benzin”

Researchers produce first Audi “e-benzin”

В настоящее время изооктан используется как добавка для улучшения качества традиционных видов топлива. Но по заверениям специалистов компании Audi, e-benzin можно будет применять и в чистом виде. При сгорании он не загрязняет окружающую среду, так как не содержит серы и бензола, а его высокое октановое число помогает увеличивать мощность двигателя.

Пока проводятся тестовые испытания нового вида топлива. Кроме того, в Германии уже приступили к строительству завода по производству изооктана и высокоочищенного изобутана, который начнет работать в 2016 году. Дальнейшие планы компаний Audi и Global Bioenergies еще интереснее. Они хотят разработать технологию получения синтетического бензина без применения биомассы, используя для этого только воду, водород, углекислый газ и солнечный свет.

Солярка с родных полей

49_raps1_

49_raps1_Рапсовое поле
Рапсовое поле

Наши исследователи тоже не лыком шиты и не теряют времени даром. Ученые из Иркутского национального исследовательского технического университета и Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН наглядно доказали, что можно не только сжигать солярку на полях во время посевной и уборочной, но и превратить зеленые нивы в возобновляемые экологически чистые источники биодизтоплива. В ходе экспериментов ученые сделали ставку на выращивание масличных растительных культур как наиболее подходящих, по их мнению, для производства биологического горючего. Горчица, рапс, масличная редька, крамбе, сурепица и рыжик — все эти растения (а точнее, масла, извлеченные из них) в скором времени могут превратиться в горючее, на котором поедут российские автомобили. По предварительным оценкам, стоимость такого топлива составит не больше 20 руб. за литр. Теперь дело за предпринимателями, которые смогут воплотить это изобретение в жизнь.

***

Многие страны могут похвастаться своими разработками альтернативного топлива. Так, в Латвии научились производить бутанол из борщевика, злостного и к тому же ядовитого сорняка, доставляющего массу проблем жителям сельской местности. Уникальность созданной латышскими учеными установки в том, что для расщепления биомассы они применяют не химические вещества, а энзимы, извлеченные из грибов. Во Вьетнаме придумали, как делать горючее из скорлупы кокосовых орехов. А еще можно вырабатывать топливо из водорослей, древесной щепы, отработанного пищевого масла, бытового мусора и много чего еще. Так что в случае истощения нефтяных запасов топливный коллапс человечеству точно не грозит.

Фото: компании-производители
Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Комментарии (36)

Самые новые

ничего мы не будем заливать кроме масла. уже есть безтопливные генераторы

Ответить#
0

Если появится альтернатива бензину,  то Россия полностью обанкротится. У нас кроме нефти и газа нечего продавать.

Ответить#
0

Так в чём же дело? Давайте из «эля из чана» делать добротное дешёвое топливо! Где же вы раньше были с этой панацеей от энергетического кризиса?????

Ответить#
0

«Для производства 1 кВт электроэнергии солнечными батареями их нужно купить на 10 000 долларов»

Вы путаете мощность (кВт) и энергию (кВт*ч). Мощность нельзя производить, можно производить энергию.

И нет, чтобы установить 1 кВт номинальной мощности, нужно не 10000 долларов, а 700 долларов, а сами панели стоят 350. Вот ссылка: ссылка

Ответить#
0

Господин Mikhail Akopov, воинствующее невежество...

«Для производства 1 кВт электроэнергии солнечными батареями их нужно купить на 10 000 долларов»

Вы путаете мощность (кВт) и энергию (кВт*ч). Мощность нельзя производить, можно производить энергию.

И нет, чтобы установить 1 кВт номинальной мощности, нужно не 10000 долларов, а 100 долларов. Вот ссылка: ссылка

Ответить#
0

Так на бензине и будем ездить, пока нефть не кончится. Все эти альтернативные источники.. разговоры в пользу бедных и пиар.

Ответить#
0

И вам пожалуйста картиночка, для просвещения.

Ответить#
0

нуна заливать водород
и получать воду на выхлопе
или брагу
и получать первач там же

Ответить#
0

водород, во-первых, требует баллонов под таким давлением, которое уже вполне позволяет считать их за взрывные устройства.
Во-вторых, водород имеет способность просачиваться, не через щели/сальники даже, а прямо сквозь стенки. Что предъявляет качественно иные требования к материалам, причём с учётом их деградации за годы эксплуатации.
В-третьих, диапазон взрывоопасных концентраций водорода — самый широкий из всех видов горючего. А применять отдушки, как в бытовом газе, для лёгкого обнаружения утечек, нельзя. Топливные ячейки этого не любят.

Ответить#
0

Портативный термоядерный реактор.Самая лучшая альтернатива.Накидал всякой дряни.И катайся несколько лет.Как в усовершенствованном DeLorean.))))

Ответить#
0

Меньше натовского кино смотри, так вообще соображать перестанешь...

Ответить#
0

Пока нефть есть, все нефтяные компании готовы будут тратиться и уж делают все, чтобы разработки нового топлива длились как можно дольше.

Ответить#
0

Нефтяные компании сами заинтересованны в производстве синтетического топлива, потомучто технология производства очень близка и именно эти кампании обладают ресурсами для постановки производства синтетического топлива на поток... Нефть будет не всегда и это все понимают... И нефтяным компаниям и через 40 лет надо будет чем-то зарабатывать... В США при нефти в 110 долларов каждые две недели открывали новый завод по производству биотоплива, в Калифорнии кажется более 90% топлива — это биоэтанол, а вся Латинская Америка уже давно заправляет биоэтанол, Европа в бензин добавляют около 15% в топливо биоэтанол... Нет никакого заговора, цена вопроса стоимость бензина из нефти... Когда цены нефти высока, производство биотоплива — выгодно, а когда низка, делать более дорогое топливо не нужно, это не выгодно...

Ответить#
0

В латинской Америке действительно ездят на этаноле. Вот и вырубают леса Амазонки.

Ответить#
0

Интересная статья, спасибо.

Ответить#
0

Прежде всего надо учесть, что в целом биотопливо — это гигантский вред природе. Даже при изготовлении из отходов расходуется такое количество природных ресурсов, что ничего, кроме вреда — это не означает. Ну, ещё бюджет пилить — очень даже.

Ответить#
0

В чем вред? В выработке углекислого газа? А знаешь сколько вулканы сжигают кислорода? На их фоне человек вообще не заметен... Весь вред выхлопных газов в высокой концентрации в городах... Все решаемо... Парки, деревья вдоль дорог, снижение выбросов машинами и т.п. Надо двигаться вперед, даже Солнце не вечно, потому надо развиваться...

Ответить#
0

Вред от биотоплива обилен и многогранен:
1. Состав растительных или животных продуктов очень сложен, выделение чистого вещества (другими словами, очистка топлива от примесей) — чрезвычайно сложная и затратная по природным ресурсам задача. Дизель-то напрямую на рапсовом масле работает, но выхлоп при этом гораздо сложнее по составу и опаснее солярочного.
2. Топливная доля в отходах мизерна, проблемы отходов это не решает никак.
3. Как результат, биотопливо в промышленных масштабах никто и не думает получать из отходов. Для этого высаживают масличные культуры. Итого — огромный вред почве (масличные культуры гораздо сильнее прочих её обедняют). Занимаются дополнительные площади под сельхозоборот, причём площади продуктивные, и отбираются у той самой природы, за которую якобы идёт борьба. Сельское хозяйство вообще гораздо более страшный враг природы, чем любая, самая ядовитая промышленность. Естественные виды растений и животных уничтожаются напрямую, как мешающие урожайности, разносящиеся сотни тысяч тонн почти-клоновой пыльцы убивают генное разнообразие, животные (от червей до птиц и млекопитающих) лишаются естественной пищи, убежищ, мест для миграции.
Всё это обостряется ещё и усугублением проблемы монокультур. Для примера можно почитать, что сделал с природой Узбекистана хлопок.

Ответить#
0

Почему-то для отечественных разработок привели пример того, что мир уже пережил лет 20 назад, и доказал малую эффективность! Неужели это все?

Ответить#
0

Умные все такие. А у кого дома ветряк, солнечный коллектор и батарея ?

Ответить#
0

на хуторе, куда коммуникации тянуть громоздко и дорого — имеет смысл. В остальном — только вред природе, по сумме факторов.

Ответить#
0

Человечество использует меньше процента поступающей на землю солнечной энергии.
Будем ездить на электричестве полученном от солнечных батарей.

Ответить#
0

Для производства 1 кВт электроэнергии солнечными батареями их нужно купить на 10 000 долларов!!! А еще нужны аккумуляторы, стабилизаторы и прочие... В чем экономия-то? А зимой как быть, когда снегом все накроет и световой день короткий?

Ответить#
0

Мало того, нужно добавить серьёзнейшие расходы на обеспечение устойчивости энергосистем, в которые включена ветросолнечная генерация. Это моя профессиональная область, и, поверьте, это очень серьёзная и очень затратная проблема. Её скромно не вписывают в стоимость альтернативной энергетики — но кто-то же должен эту работу делать и оплачивать?

Что же касается конкретных цифр — то самый дорогой (пока) в мире аккумулятор построен, чтобы улучшить показатели ветропарка мощностью 160МВт на 10%. То есть эквивалентен 16МВт производства. А стоит он — сто миллионов долларов в проекте и заметно больше в реале. И прослужит... несколько лет, после чего пойдут эксплуатационные затраты на замену ячеек, которые ещё нужно произвести, а старые — утилизировать.

В сумме современные электромобили, тем более с включением альтернативной энергетики — для природы _вреднее_ бензиновых старичков.

Ответить#
0

«тем более с включением альтернативной энергетики»

EROEI для солнечных батарей равен от 10 до 30 в зависимости от модели и региона установки,  то есть затраты энергии на производство панели окупаются раз в год. Батарея может с точки зрения энергозатрат удваиваться каждый год.

Ответить#
0

Вообще-то нижняя граница EROEI солнечных батарей ниже 1. Очень оптимистичная оценка — 10. А уж 30 встречается только в проспектах продаванов :-)
Реально места с высоким EROEI солнечных батарей требуют строительства линий для передачи энергии и часто — подводно-кабельных. Что в стоимость _почему_то_ не закладывается, а там, где закладывается — в Мали, например, оптимистичная оценка 4.
Кроме того, оценки эксплуатационных расходов — на замену деградирующих элементов, на мытьё (пыль за месяц убавляет до 4% генерации минимум, между прочим), занижены обычно в десятки раз. Та же история, что была с ветряками, которые сейчас ре/демонтируют «за отдельные деньги».

Ну и про биотопливо тогда уж добавлю. Та же афёра на распил бюджета.
EROEI для подавляющего большинства источников колеблется вокруг 1. В идеале, _теоретически_, для специфически сахарных культур (биоэтанол) или специфически масличных (биодизель) EROEI от 5 до, максимум, 8. И, заметьте, это только учёт расхода топлива на производство, уничтоженная природа не в счёт.

Но, как ни странно — я вёл речь не об этом. Все виды EROI считаются по непосредственной генерации. Но для приёма ветросолнечной генерации в общую сеть требуется нести очень серьёзные расходы, _снижать_ надёжность электроснабжния, увеличивать риск техногенных аварий...
Обеспечение устойчивости сетей передачи энергии — занятие хотя и малоизвестное, но серьёзное и _недешёвое_. И выражается она не только в том, что лампочка в туалете может погаснуть.

Ответить#
0

«а замену деградирующих элементов, на мытьё (пыль за месяц убавляет до 4% генерации минимум, между прочим»

Неправда ваша. Гугл проводил исследования на собственных батареях. Выяснил что наклонные батареи мыть не нужно. Расположенные горизонтально нужно, но их и не делают. И деградации никакой не происходит кроме ожидаемой.

Вся эта устойчивая передача энергии ваша —- ерунда. Нет больше такой вещи, как сеть от электростанции потребителю. Сейчас под электросетью имеется в виду именно сеть, обеспечивающая распределенную генерацию. Других не делают в индустриально развитых странах.

И непонятно почему вы призываете учитывать кабели для солнечной генерации, не призываете учитывать эти же кабели для угольных и прочих электростанций, рядом с ними жить извините тоже никто не хочет и приходится их удалять от жилья. И опять же, распределенная генерация, новых проводов не надо, конечно распределенная генерация дороже (в примеру вдвое), но ведь покупая дом почему бы не купить батареи, снизить себе стоимость владения домом.

Короче все эти теоретические расчеты сводятся к стоимости киловатт-часа. В развитых странах стоимость почти сравнялась с традиционной генерацией, пусть с субсидиями, зато углеводороды у стремных стран покупать не надо. И график с логарифмической шкалой впечатляет. И глобальное потепление в РФ по понятным причинам не популярно, но объективно существует.

Ответить#
0

«ожидаемая деградация» тоже не учитывается в EROI, там стоимость строительства.

«Вся эта устойчивая передача энергии ваша —- ерунда» — Вы, извините, полный чайник и глупости пишете.

«пусть с субсидиями» — ага, четырёхкратными. Реальный тариф на производство электроэнергии в Германии уже должен бы быть вчетверо выше нынешнего — именно благодаря ветрогенерации. Когда с рынка начнут уходить «традиционалисты», а они уже начали, так как перекошенный дотациями рынок непригоден для промышленности (любой) — придётся выравнивать тариф, ещё больше его повышая.

Дальность доставки энергии от даже угольной станции во многие разы меньше, чем от солнечной.

Ну и да, купите батареи себе в дом и потом, через 20 лет, расскажите, насколько снизилась стоимость владения. Только не забудьте включить в стоимость их многократной замены, стоимость места под их размещение, включая обеспечение пожарной безопасности и т.п. В общем, именно полную стоимость владения.

Ответить#
0

«Shi Zhengrong has said that, as of 2012, unsubsidised solar power is already competitive with fossil fuels in India, Hawaii, Italy and Spain. He said „We are at a tipping point. No longer are renewable power sources like solar and wind a luxury of the rich. They are now starting to compete in the real world without subsidies“. „Solar power will be able to compete without subsidies against conventional power sources in half the world by 2015“ —- вот вам цитата из википедии.

Ответить#
0

Ну, ясно, откуда же ещё Вы можете черпать такой чудный оптимизм, как не из вики :-D
Мне, увы, приходится с иными источниками информации работать. Скучными...

Ответить#
0

«ожидаемая деградация» тоже не учитывается в EROI, там стоимость строительства" —- а я думаю, что вы не освоили материал даже в объеме википедии. Позиционируете себя как профессионал. Смешно.

Ответить#
0

я не осваиваю этот материал, а, в некоторой степени, его создаю. При этом я _не_ ангажирован ни одной из сторон. Мне, в принципе, всё равно. Даже лучше — заказов на матмодели энергосистем станет больше из-за расширения списков оборудования.

Конечно, это резко снижает мою ценность для диванных экспертов. Где уж нам, сирым, сравниться.

Ответить#
0

Чувствую, требуется дополнение:
Первое — о Вашем, и не только о Вашем, энтузиазме.
Понятно, что хочется простых решений по выходу из очевидного кризиса идеи бензинового автомобиля. Потому даже при самых старательных поисках Вам «почему-то» будут попадаться и казаться ценными и обоснованными именно источники, живописующие блестящее будущее. Но в реальной жизни простые решения обладают большой разрушительной силой.

Второе — сейчас Европа и США находятся в состоянии, когда нужно как можно больше тратить. Не будем уклоняться в финансово-экономические факторы, но это — так. В таких случаях всегда находится деятельность, способная бесследно поглотить лишнее. И хорошо, хоть в данном случае это не большая война.

Третье — альтернативная энергетика подобна войне ещё в одном смысле. Не давая никакой пользы в заявленном направлении, они приводят к развитию технологий, которые окажутся полезными в, скорее всего, совсем других областях. В этом смысле я даже приветствую ветросолнечную генерацию, пусть их, польза будет. Например, идея закритического регулирования турбины просто-таки красива. Она не так молода, но отладят её как раз на ветряках.

Ну, и в-четвёртых, солнечная генерация может быть действительно полезна — для жарких, но бедных территорий.

Что печалит — фактически уводится внимание и ресурсы от действительно перспективных технологий в энергетике.

Ответить#
0

изучите вопрос — оптимизма поубавится. Изучите хорошо — станете и скептиком.

Ответить#
0

Ну, что сказать? Проблемы индейцев шерифа не интересуют.
От российских углеводородов в Арктике — крути педали, пока не дали.
Это по мелочи. По большому — будет термояд. Вся надежда человечества на 
российскую науку. Остальные — так... статисты..

Ответить#
0

Если нефть закончится, во что я не верю в свете последних исследований, всё эти заменители топлива будут не более, чем аппарат поддержания жизни для безнадёжного старца которому уже ставят прогулы на кладбище. Если всё же нефтяные и газовые скважины иссякнут, автомобили в нынешнем виде — детища эпохи углеводородов вымрут как динозавры и их место займут другие конструкции которые большинство сейчас даже и представить не может.

Ответить#
0