जैव ईंधन: ठोस, तरल और गैसीय ईंधन की तुलना

जैव ईंधन के पेशेवरों और विपक्ष

जैव प्रौद्योगिकी का विकास जैविक अपशिष्ट निपटान की समस्या को हल करता है, साथ ही वैकल्पिक ईंधन के साथ तेल और गैस के प्रतिस्थापन की समस्या को भी हल करता है। लेकिन उनका नासमझ उपयोग जलवायु के साथ-साथ पारिस्थितिक तंत्र के साथ अतिरिक्त समस्याएं पैदा कर सकता है। इस उद्योग के विकास में कुछ प्रमुख बिंदुओं पर विचार करें:

• जैव ईंधन सस्ते कच्चे माल के साथ अक्षय ऊर्जा स्रोत हैं।
• जैविक कचरे के प्रसंस्करण पर आधारित प्रौद्योगिकियां जहां कहीं भी लोग और औद्योगिक परिसर हैं, वहां लागू होती हैं।
• जैव ईंधन के उत्पादन से वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर कम हो जाता है, और पारंपरिक ईंधन के बजाय इसके उपयोग से कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन कम हो जाता है।
• बड़े पैमाने पर (जैव ईंधन के लिए फीडस्टॉक के रूप में) मोनोकल्चर बढ़ने से मिट्टी की संरचना में कमी आती है और जैव विविधता में कमी आती है, जो जलवायु को प्रभावित करती है।

जैव ईंधन के उत्पादन के लिए एक उचित दृष्टिकोण पर्यावरण की सबसे तीव्र पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने में सक्षम है।

अन्य वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की तुलना में गतिशीलता

वर्तमान में, सौर ऊर्जा और पवन ऊर्जा जैसी अधिक "कट्टरपंथी" वैकल्पिक ऊर्जा प्रौद्योगिकियों में एक बड़ी समस्या है - गतिशीलता। चूंकि सूर्य और हवा स्थायी नहीं हैं, इसलिए ऐसी ऊर्जा प्रौद्योगिकियों में उच्च शक्ति प्रदान करने के लिए अपेक्षाकृत भारी बैटरियों का उपयोग करना पड़ता है (लेकिन प्रौद्योगिकी के सुधार के साथ, यह समस्या धीरे-धीरे हल हो रही है)। दूसरी ओर, जैव ईंधन परिवहन के लिए काफी आसान हैं, वे स्थिर हैं और काफी बड़े "ऊर्जा घनत्व" हैं, उनका उपयोग मौजूदा प्रौद्योगिकियों और बुनियादी ढांचे में मामूली संशोधन के साथ किया जा सकता है।

लागत में कमी

वर्तमान में जैव ईंधन की कीमत बाजार में उतनी ही है जितनी पेट्रोल। हालांकि, जैव ईंधन का उपयोग करने के अधिक लाभ हैं क्योंकि यह एक स्वच्छ ईंधन है और जलने पर कम उत्सर्जन करता है। किसी भी वातावरण में अच्छा प्रदर्शन करने के लिए जैव ईंधन को मौजूदा इंजन डिजाइनों के अनुकूल बनाया जा सकता है।हालांकि, ऐसा ईंधन इंजनों के लिए बेहतर है, यह इंजन दूषण नियंत्रण की समग्र लागत को कम करता है और इसलिए, इसके उपयोग के लिए कम रखरखाव लागत की आवश्यकता होती है। जैव ईंधन की बढ़ती मांग के साथ, यह संभावना है कि वे भविष्य में सस्ते हो जाएंगे। इस प्रकार, बटुए पर जैव ईंधन का उपयोग कम भारी होगा।

नवीकरणीय स्रोत

गैसोलीन कच्चे तेल से प्राप्त किया जाता है, जो नवीकरणीय संसाधन नहीं है। जबकि आज का जीवाश्म ईंधन भंडार कई और वर्षों तक चलेगा, वे अंततः किसी दिन समाप्त हो जाएंगे। जैव ईंधन विभिन्न प्रकार के फीडस्टॉक्स जैसे खाद, फसल अवशेष और विशेष रूप से ईंधन के लिए उगाए गए पौधों से बनाए जाते हैं। ये नवीकरणीय संसाधन हैं जो संभवत: जल्द ही समाप्त नहीं होंगे।

ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करना

जब जलाया जाता है, तो जीवाश्म ईंधन बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करते हैं, जिसे ग्रीनहाउस गैस माना जाता है और यह ग्रह पर सूर्य को गर्म रखने का कारण है। कोयला और तेल जलाने से तापमान बढ़ता है और ग्लोबल वार्मिंग होती है। ग्रीनहाउस गैसों के प्रभाव को कम करने के लिए जैव ईंधन का उपयोग किया जा सकता है। अध्ययनों से पता चलता है कि जैव ईंधन ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को 65 प्रतिशत तक कम करता है। इसके अलावा, जब जैव ईंधन के लिए फसलें उगाते हैं, तो वे आंशिक रूप से कार्बन मोनोऑक्साइड को अवशोषित करते हैं, जो जैव ईंधन प्रणाली को और भी अधिक टिकाऊ बनाता है।

उन देशों के लिए आर्थिक सुरक्षा जिनके पास ईंधन का बड़ा भंडार नहीं है

हर देश में बड़े तेल भंडार नहीं होते हैं। तेल आयात देश की अर्थव्यवस्था में एक महत्वपूर्ण अंतर छोड़ देता है।यदि लोग जैव ईंधन के उपयोग की ओर झुकना शुरू कर देंगे, तो आयात पर निर्भरता कम हो जाएगी। जैव ईंधन उत्पादन में वृद्धि के लिए धन्यवाद, अधिक रोजगार सृजित होंगे, जिसका देश की अर्थव्यवस्था पर सकारात्मक प्रभाव पड़ना चाहिए।

जैव ईंधन क्या है

जैव ईंधन जीवित पदार्थ से बने ईंधन हैं। जैव ईंधन के निर्माण में जीवाश्म ईंधन की तुलना में कम समय लगता है। जैव ईंधन मुख्य रूप से जैविक प्रक्रियाओं के माध्यम से उत्पादित होते हैं। जैव ईंधन उत्पादन का अंतिम उत्पाद ठोस, तरल या गैसीय हो सकता है।

जैव ईंधन के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक यह है कि यह ऊर्जा का नवीकरणीय स्रोत है। अक्षय ईंधन अक्षय संसाधनों से प्राप्त ईंधन है। चूंकि जैव ईंधन बायोमास से बनते हैं, और बायोमास एक नवीकरणीय संसाधन है, जैव ईंधन नवीकरणीय ईंधन हैं।

जैव ईंधन के सबसे आम प्रकार बायोएथेनॉल और बायोडीजल हैं।

बायोएथेनॉल

बायोएथेनॉल सूक्ष्मजीवों और एंजाइमों का उपयोग करके जैविक प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित ईंधन है। अंतिम उत्पाद एक ज्वलनशील तरल है। जैव ईंधन उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले स्रोत गन्ना और गेहूं हैं। इन स्रोतों से चीनी को इथेनॉल बनाने के लिए किण्वित किया जाता है। अंतिम उत्पाद में शामिल अन्य घटकों से बायोएथेनॉल को अलग करने के लिए आसवन किया जाता है। कार्बन मोनोऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने के लिए बायोएथेनॉल का उपयोग गैसोलीन के साथ एक योज्य के रूप में किया जा सकता है।

बायोडीजल

बायोडीजल का उत्पादन वनस्पति तेल और वसा का उपयोग करके ब्याजकरण नामक प्रक्रिया में किया जाता है। मुख्य संसाधनों में सोयाबीन, रेपसीड, आदि शामिल हैं।बायोडीजल हानिकारक गैस उत्सर्जन को कम करने के लिए ईंधन मिश्रणों में उपयोग किए जाने वाले सबसे अच्छे एडिटिव्स में से एक है। बायोडीजल इन उत्सर्जन को 60% तक कम कर सकता है।

हालांकि, जैव ईंधन जलाने से कार्बन कणों, कार्बन मोनोऑक्साइड और अन्य प्रतिकूल गैसीय उत्सर्जन के माध्यम से वायु प्रदूषण में योगदान होता है। लेकिन प्रतिशत के लिहाज से यह योगदान जीवाश्म ईंधन से कम है।

चित्र 1: शैवाल का उपयोग जेट ईंधन बनाने के लिए किया जा सकता है

जैव ईंधन के उपयोग के लाभों में कम उत्सर्जन, नवीकरणीयता, जैव निम्नीकरणीयता और सुरक्षा शामिल हैं। जैव ईंधन जीवाश्म ईंधन की तुलना में कम ग्रीनहाउस गैसों का उत्पादन करते हैं। जैव ईंधन आसानी से जैविक सामग्री से प्राप्त किया जा सकता है। चूँकि जैविक पदार्थ जैसे पादप बायोमास हमारे द्वारा उगाए जा सकते हैं, जैव ईंधन को नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत माना जाता है। चूंकि ये जैव ईंधन कार्बनिक पदार्थों से बने होते हैं, इसलिए वे बायोडिग्रेडेबल होते हैं और इस प्रकार एक ईंधन रिसाव से पर्यावरणीय क्षति नहीं होगी। चूंकि जैव ईंधन केवल जमीन पर उगने वाले पौधों से बनाए जाते हैं, वे खनन या अन्य जटिल उत्खनन से जुड़े तरीकों की तुलना में अधिक सुरक्षित होते हैं।

ईंधन प्राप्त करना और उसका उपयोग करना:

सबसे अधिक मांग वाला ठोस ईंधन कोयला (पत्थर, भूरा और एन्थ्रेसाइट) है। दूसरे स्थान पर लकड़ी और पीट हैं। कोयले का उपयोग बड़े ताप विद्युत संयंत्रों में, धातु विज्ञान में किया जाता है। लकड़ी का उपयोग निर्माण, फर्नीचर उत्पादन और स्टोव, फायरप्लेस, स्नान परिसरों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है।

दुनिया में इस्तेमाल होने वाले 80% से अधिक तरल ईंधन तेल आसवन के उत्पाद हैं।

तेल शोधन के मुख्य उत्पाद - गैसोलीन और मिट्टी के तेल की मांग मोटर वाहन और विमानन ईंधन के रूप में है। सीएचपी संयंत्र ईंधन तेल पर चलते हैं। इस मामले में, दहन उत्पादों से सल्फर यौगिकों को हटाने की समस्या को हल करना आवश्यक है। मूल तेल के ग्रेड के आधार पर, ईंधन तेल में इस तत्व का 4.3% तक हो सकता है। सल्फर का प्रतिशत जितना अधिक होगा, उपकरण के रखरखाव की लागत उतनी ही अधिक होगी, पहनने का स्तर उतना ही अधिक होगा।

गैस ईंधन सीधे गैस क्षेत्रों से और तेल से जुड़े उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है। बाद के मामले में, मीथेन की मात्रा को कम करते हुए गैस में अधिक उच्च हाइड्रोकार्बन होते हैं। यह बेहतर जलता है और अधिक गर्मी देता है।

खाद के ढेर और लैंडफिल बायोगैस के स्रोत बन जाते हैं। जापान में, विशेष छोटे कारखाने बनाए जा रहे हैं, जो छांटे गए कचरे से प्रतिदिन 20 m3 तक गैस प्राप्त करने में सक्षम हैं। यह 716 kW तापीय ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है। चीन में, यूनेस्को के अनुसार, सड़ने वाले कार्बनिक पदार्थों से बायोगैस का उत्पादन करने के लिए कम से कम 70 लाख कारखाने और संयंत्र खोले गए हैं।

हाइड्रोजन का उपयोग ईंधन के रूप में भी किया जाता है। इसका मुख्य लाभ यह है कि भंडार भौगोलिक रूप से ग्रह के कुछ क्षेत्रों से बंधे नहीं हैं, और जब जला दिया जाता है, तो साफ पानी बनता है।

टीम "गैस"

बायोमास भी गैसीय ईंधन का उत्पादन करता है, जो कारों के लिए भी उत्कृष्ट है। उदाहरण के लिए, मीथेन तेल के शोधन के दौरान प्राप्त प्राकृतिक और तथाकथित संबद्ध गैसों के मुख्य घटकों में से एक है। ऐसा खनिज आसानी से जैविक कचरे के एक अनावश्यक पहाड़ की जगह ले सकता है - केले की खाद से लेकर मछली, मांस, डेयरी और सब्जी उद्योगों के कचरे तक। यह बायोमास बायोगैस उत्पन्न करने वाले जीवाणुओं द्वारा पोषित होता है।कार्बन डाइऑक्साइड गैस से इसे साफ करने के बाद तथाकथित बायोमीथेन प्राप्त होता है। पारंपरिक मीथेन से इसका मुख्य अंतर, जिस पर कई उत्पादन मॉडल चलते हैं, यह है कि यह खनिज नहीं है। पहले से ही कुछ है, लेकिन ग्रह पर जीवन के अंत से पहले खाद और पौधे खत्म नहीं होंगे।

बायोमीथेन उत्पादन की योजना (माउस क्लिक द्वारा पूर्ण आकार में खुलने वाली सभी योजनाएं और टेबल):

जैव ईंधन का उपयोग करना बेहतर क्यों है?

जैव ईंधन पृथ्वी पर ऊर्जा का एक वैकल्पिक, नवीकरणीय स्रोत है।

इसके मुख्य लाभ निम्नलिखित हैं:

1. वहनीयता मानव जीवन के सभी क्षेत्रों में इस प्रकार के ईंधन के उपयोग की अनुमति देती है।
2. नवीकरणीयता। गैसोलीन पर एक महत्वपूर्ण लाभ जैव ईंधन के नवीकरणीय होने की क्षमता है।
3. जैव ईंधन वैश्विक परिवर्तन को धीमा करने में योगदान करते हैं। इसके प्रयोग से ग्रीनहाउस प्रभाव कम हो जाता है (65% तक)
4. जैव ईंधन का उत्पादन करने वाले देशों के लिए, इस उत्पाद के आयात पर निर्भरता कम हो रही है।
5. कार के लिए उत्कृष्ट गैस स्टेशन।

हरित प्रौद्योगिकियां, जैव ईंधन

खाद से जैव ईंधन

लंबे समय तक, कृषि और खाद्य उद्योग के कचरे का उपयोग विशेष रूप से उर्वरकों के उत्पादन के लिए किया जाता था, लेकिन आज यही अपशिष्ट जैव ईंधन का उत्पादन संभव बनाते हैं। पशुधन और मुर्गी की खाद, साथ ही शराब बनाने वाले के अनाज, बूचड़खाने का कचरा, शराब के बाद के अवशेष, सीवेज, चुकंदर का गूदा, और इसी तरह ईंधन के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

ऐसे कचरे के प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप, गैसीय जैव ईंधन प्राप्त होता है, जो किण्वन के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है। परिणामी बायोगैस का उपयोग आवासीय भवनों को गर्म करने के लिए बिजली या बॉयलर हाउस में उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।इसके अलावा, ऐसे ईंधन का उपयोग कारों में किया जाता है।

हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कारों के लिए गैसीय जैव ईंधन प्राप्त करने के लिए, किण्वन के परिणामस्वरूप प्राप्त बायोगैस को CO2 से साफ किया जाना चाहिए, जिसके बाद इसे मीथेन में परिवर्तित किया जाएगा।

दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन

दूसरी पीढ़ी का जैव ईंधन एक प्रकार का ईंधन है जो इथेनॉल, मेथनॉल, बायोडीजल आदि के विपरीत गैर-खाद्य नवीकरणीय फीडस्टॉक्स से उत्पन्न होता है। दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन के उत्पादन के लिए पुआल, शैवाल, चूरा और किसी भी अन्य बायोमास का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया जा सकता है।

इस प्रकार के ईंधन का सबसे बड़ा लाभ यह है कि इसे ऐसे उत्पादों से बनाया जाता है जो हमेशा उपलब्ध होते हैं और लगातार नवीकरणीय होते हैं। कई वैज्ञानिकों के अनुसार, यह जैव ईंधन की दूसरी पीढ़ी है जो ऊर्जा संकट को हल कर सकती है।

शैवाल से जैव ईंधन

आज तक, वैज्ञानिकों ने शैवाल से दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन प्राप्त करने के लिए एक विशेष तकनीक विकसित की है।

इस तकनीक का विकास जैव ईंधन की दुनिया में और क्रांति लाएगा, क्योंकि मुख्य कच्चे माल (शैवाल) को विशेष देखभाल की आवश्यकता नहीं होती है और इसे उर्वरकों की आवश्यकता नहीं होती है (इसे बढ़ने के लिए पानी और धूप की आवश्यकता होती है)। इसके अलावा, वे किसी भी पानी (गंदे, साफ, नमकीन और ताजे) में उगते हैं। साथ ही शैवाल सीवर लाइनों की सफाई में मदद कर सकते हैं।

शैवाल से जैव ईंधन के उत्पादन का एक और सकारात्मक पहलू यह है कि बाद वाले में सरल रासायनिक तत्व होते हैं जिन्हें आसानी से संसाधित और तोड़ा जा सकता है। इस प्रकार, सभी लाभों के कारण, शैवाल जैव ईंधन प्रौद्योगिकी में सबसे बड़ी क्षमता है।

गैसीय जैव ईंधन

गैसीय ईंधन दो मुख्य प्रकार के होते हैं:

• बायोगैस
• बायोहाइड्रोजन

बायोगैस

जैविक कचरे का एक किण्वन उत्पाद, जिसका उपयोग मल अवशेष, सीवेज, घरेलू अपशिष्ट, वध अपशिष्ट, खाद, खाद, साथ ही साइलेज और शैवाल के रूप में किया जा सकता है। यह मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड का मिश्रण है। बायोगैस के उत्पादन में घरेलू कचरे के प्रसंस्करण का एक अन्य उत्पाद जैविक उर्वरक है। उत्पादन तकनीक मीथेन किण्वन को अंजाम देने वाले बैक्टीरिया के प्रभाव में जटिल कार्बनिक पदार्थों के परिवर्तन से जुड़ी है।

तकनीकी प्रक्रिया की शुरुआत में, कचरे के द्रव्यमान को समरूप बनाया जाता है, फिर तैयार कच्चे माल को लोडर की मदद से एक गर्म और अछूता रिएक्टर में खिलाया जाता है, जहां मीथेन किण्वन की प्रक्रिया लगभग 35 के तापमान पर सीधे होती है। -38 डिग्री सेल्सियस। कचरे का द्रव्यमान लगातार मिश्रित होता है। परिणामी बायोगैस गैस टैंक (गैस को स्टोर करने के लिए प्रयुक्त) में प्रवेश करती है, और फिर बिजली जनरेटर को खिलाया जाता है।
परिणामी बायोगैस पारंपरिक प्राकृतिक गैस की जगह लेती है। इसका उपयोग जैव ईंधन के रूप में किया जा सकता है या इससे बिजली उत्पन्न की जा सकती है।

बायोहाइड्रोजन

इसे बायोमास से थर्मोकेमिकल, बायोकेमिकल या बायोटेक्नोलॉजिकल तरीकों से प्राप्त किया जा सकता है। प्राप्त करने की पहली विधि बेकार लकड़ी को 500-800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म करने से जुड़ी है, जिसके परिणामस्वरूप गैसों के मिश्रण की रिहाई शुरू होती है - हाइड्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड और मीथेन। जैव रासायनिक विधि में, बैक्टीरिया रोडोबैक्टर स्पेरियोड्स, एंटरोबैक्टर क्लोएके के एंजाइम का उपयोग किया जाता है, जो सेल्युलोज और स्टार्च युक्त पौधों के अवशेषों के टूटने के दौरान हाइड्रोजन का उत्पादन करते हैं। प्रक्रिया सामान्य दबाव और कम तापमान पर आगे बढ़ती है।बायोहाइड्रोजन का उपयोग हाइड्रोजन के उत्पादन में किया जाता है ईंधन कोशिकाएं परिवहन और ऊर्जा। अभी तक व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया है।

ईंधन सुविधाएँ

ऐसे ईंधन का उपयोग करने का एक उल्लेखनीय लाभ कालिख की नगण्य मात्रा है। जब चिमनी में जलाया जाता है, तो जली हुई मोमबत्ती से ज्यादा कालिख नहीं निकलती है। इसमें कार्बन मोनोऑक्साइड भी नहीं होता है, जो स्वास्थ्य के लिए हानिकारक होता है।

जब बायोएथेनॉल का उपयोग किया जाता है, तो फायरप्लेस में थोड़ी मात्रा में पानी और थोड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन होता है। यह सामान्य नारंगी लौ की अनुपस्थिति का कारण है।

अधिकतम स्वाभाविकता प्राप्त करने के लिए, बायोएथेनॉल की संरचना में एडिटिव्स जोड़े जाते हैं, जो लपटों को एक विशिष्ट नारंगी रंग देते हैं। वे लौ की अधिकतम स्वाभाविकता प्राप्त करने में भी मदद करते हैं।

वैश्विक जैव ईंधन बाजार के विकास में रुझान

जैव ईंधन के प्रसार के लिए चालक ऊर्जा सुरक्षा, जलवायु परिवर्तन और आर्थिक मंदी से संबंधित खतरे हैं। दुनिया भर में जैव ईंधन उत्पादन के प्रसार का उद्देश्य स्वच्छ ईंधन की खपत में वृद्धि करना है, विशेष रूप से परिवहन में; कई देशों के लिए आयातित तेल पर निर्भरता कम करना; ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करना; आर्थिक विकास। जैव ईंधन तेल से प्राप्त पारंपरिक ईंधन का एक विकल्प है। 2014 में जैव ईंधन उत्पादन के विश्व केंद्र संयुक्त राज्य अमेरिका, ब्राजील और यूरोपीय संघ हैं। जैव ईंधन का सबसे आम प्रकार बायोएथेनॉल है, इसका हिस्सा जैविक कच्चे माल से दुनिया में उत्पादित सभी ईंधन का 82% है।इसके प्रमुख उत्पादक अमेरिका और ब्राजील हैं। दूसरे स्थान पर बायोडीजल है। 49% बायोडीजल उत्पादन यूरोपीय संघ में केंद्रित है। लंबी अवधि में, भूमि, वायु और समुद्री परिवहन से जैव ईंधन की लगातार बढ़ती मांग वैश्विक ऊर्जा बाजार में वर्तमान स्थिति को काफी हद तक बदल सकती है। तरल जैव ईंधन के उत्पादन के लिए कृषि कच्चे माल के उपयोग और उनके उत्पादन में वृद्धि ने कृषि उत्पादों की मांग को बढ़ा दिया है, जिससे जैव ईंधन के उत्पादन में उपयोग की जाने वाली खाद्य फसलों की कीमतों पर असर पड़ा है। दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन का उत्पादन लगातार बढ़ रहा है, और 2020 तक दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन का विश्व उत्पादन 10 अरब लीटर तक पहुंच जाना चाहिए। 2020 तक जैव ईंधन के विश्व उत्पादन में 25% की वृद्धि होनी चाहिए और इसकी मात्रा लगभग होनी चाहिए। 140 बिलियन लीटर। यूरोपीय संघ में, जैव ईंधन उत्पादन का बड़ा हिस्सा तिलहन (रेपसीड) से उत्पादित बायोडीजल से आता है। पूर्वानुमानों के अनुसार, यूरोपीय संघ के देशों में गेहूं और मकई के साथ-साथ चुकंदर से बायोएथेनॉल का उत्पादन बढ़ेगा। ब्राजील में, बायोएथेनॉल का उत्पादन त्वरित गति से बढ़ने की उम्मीद है, जो 2017 तक लगभग 41 बिलियन लीटर तक पहुंच जाएगा। सामान्य तौर पर, बायोएथेनॉल और बायोडीजल का उत्पादन, पूर्वानुमान के अनुसार, 2020 तक तेजी से बढ़ेगा और क्रमशः 125 और 25 बिलियन लीटर होगा। एशिया का जैव ईंधन उत्पादन तेजी से बढ़ने लगा है। 2014 तक, चीन बायोएथेनॉल के उत्पादन में तीसरे स्थान पर है, और यह उत्पादन अगले दस वर्षों में प्रति वर्ष 4% से अधिक बढ़ने की उम्मीद है।भारत में, शीरे से बायोएथेनॉल का उत्पादन प्रति वर्ष 7% से अधिक बढ़ने का अनुमान है। साथ ही जटरोफा जैसी नई फसलों से बायोडीजल का उत्पादन बढ़ रहा है।

विश्व ऊर्जा एजेंसी (IEA) के पूर्वानुमान के अनुसार, 2025 में तेल की कमी 14% होने का अनुमान लगाया जाएगा। IEA के अनुसार, भले ही 2021 तक जैव ईंधन (बायोएथेनॉल और बायोडीजल सहित) का कुल उत्पादन 220 बिलियन लीटर हो, तो इसका उत्पादन दुनिया की ईंधन मांग का केवल 7% ही पूरा करेगा। जैव ईंधन उत्पादन की वृद्धि दर उनके लिए मांग की वृद्धि दर से काफी पीछे है। यह सस्ते कच्चे माल की उपलब्धता और अपर्याप्त धन के कारण है। जैव ईंधन के बड़े पैमाने पर व्यावसायिक उपयोग का निर्धारण तेल से प्राप्त पारंपरिक ईंधन के साथ मूल्य संतुलन की उपलब्धि से होगा। वैज्ञानिकों के अनुसार, 2040 तक अक्षय ऊर्जा स्रोतों की हिस्सेदारी 47.7% और बायोमास - 23.8% तक पहुंच जाएगी।

प्रौद्योगिकी विकास के वर्तमान स्तर पर, जैव ईंधन उत्पादन वैश्विक ऊर्जा आपूर्ति का एक छोटा सा हिस्सा होगा, ऊर्जा की कीमतें कृषि कच्चे माल की लागत को प्रभावित करेंगी। खाद्य सुरक्षा पर जैव ईंधन के अलग-अलग प्रभाव हो सकते हैं - जैव ईंधन उत्पादन से प्रेरित वस्तुओं की बढ़ती कीमतें खाद्य आयातकों को नुकसान पहुंचा सकती हैं, दूसरी ओर, छोटे किसानों द्वारा घरेलू कृषि उत्पादन को प्रोत्साहित करती हैं।

ठोस जैव ईंधन - छर्रों

हाल ही में, कई तरह की अफवाहें या अजीबोगरीब "किंवदंतियां" भी सामने आई हैं कि छोटे व्यवसाय के सबसे आशाजनक और अत्यधिक लाभदायक प्रकारों में से एक ईंधन छर्रों का उत्पादन हो सकता है - एक विशेष प्रकार का जैविक ईंधन। आइए ठोस दानेदार ईंधन के फायदे और इसे प्राप्त करने की प्रक्रिया पर करीब से नज़र डालें।

ईंधन छर्रों का उत्पादन क्यों और कैसे किया जाता है

लॉगिंग, वुडवर्किंग उद्यम, कृषि परिसर, और कुछ अन्य उत्पादन लाइनें आवश्यक रूप से मुख्य उत्पादों के अलावा, बहुत बड़ी मात्रा में लकड़ी या अन्य पौधों के कचरे का उत्पादन करती हैं, जो ऐसा प्रतीत होता है, अब कोई व्यावहारिक मूल्य नहीं है। अभी तक नहीं दिया गया है, वे बस जला दिए गए थे, वातावरण में धुआं फेंक रहे थे, या यहां तक ​​​​कि विशाल "ढेर" द्वारा कुप्रबंधन भी किया गया था। लेकिन उनके पास बहुत बड़ी ऊर्जा क्षमता है! यदि इन कचरे को ईंधन के रूप में उपयोग के लिए सुविधाजनक राज्य में लाया जाए, तो निपटान की समस्या को हल करने के साथ-साथ आप लाभ भी कमा सकते हैं! इन्हीं सिद्धांतों पर ठोस जैव ईंधन - छर्रों का उत्पादन आधारित है।

वास्तव में, ये संकुचित बेलनाकार दाने होते हैं जिनका व्यास 4 5 से 9 10 मिमी और लंबाई लगभग 15 50 मिमी होती है। रिलीज का यह रूप बहुत सुविधाजनक है - छर्रों को आसानी से बैग में पैक किया जाता है, वे परिवहन के लिए आसान होते हैं, वे ठोस ईंधन बॉयलरों को स्वचालित ईंधन आपूर्ति के लिए महान होते हैं, उदाहरण के लिए, स्क्रू लोडर का उपयोग करना।

छर्रों को प्राकृतिक लकड़ी के कचरे और छाल, टहनियों, सुइयों, सूखे पत्तों और लॉगिंग के अन्य उप-उत्पादों दोनों से दबाया जाता है। वे पुआल, भूसी, केक से प्राप्त होते हैं, और कुछ मामलों में चिकन खाद भी कच्चे माल के रूप में काम करता है। छर्रों के उत्पादन में, पीट का उपयोग किया जाता है - यह इस रूप में है कि यह दहन के दौरान अधिकतम गर्मी हस्तांतरण प्राप्त करता है।

बेशक, विभिन्न कच्चे माल परिणामी छर्रों की अलग-अलग विशेषताएं देते हैं - उनकी ऊर्जा दक्षता, राख सामग्री (शेष गैर-दहनशील घटक की मात्रा), आर्द्रता, घनत्व, कीमत के संदर्भ में।उच्च गुणवत्ता, हीटिंग उपकरणों के साथ कम परेशानी, हीटिंग सिस्टम की दक्षता जितनी अधिक होगी।

उनके विशिष्ट कैलोरी मान (मात्रा के संदर्भ में) के संदर्भ में, छर्रे सभी प्रकार की जलाऊ लकड़ी और कोयले को पीछे छोड़ देते हैं। ऐसे ईंधन के भंडारण के लिए बड़े क्षेत्रों या किसी विशेष परिस्थितियों के निर्माण की आवश्यकता नहीं होती है। संपीड़ित लकड़ी में, चूरा के विपरीत, क्षय या बहस की प्रक्रिया कभी शुरू नहीं होती है, इसलिए इस तरह के जैव ईंधन के आत्म-प्रज्वलन का कोई जोखिम नहीं है।

अब गोली उत्पादन के मुद्दे पर। वास्तव में, पूरा चक्र सरल और स्पष्ट रूप से आरेख में दिखाया गया है (कृषि कच्चे माल को दिखाया गया है, लेकिन यह समान रूप से किसी भी लकड़ी के कचरे पर लागू होता है):

सबसे पहले, कचरा क्रशिंग चरण से गुजरता है (आमतौर पर चिप्स के आकार तक 50 मिमी लंबा और 2 3 मिमी मोटा)। फिर सुखाने की प्रक्रिया का पालन करता है - यह आवश्यक है कि अवशिष्ट नमी 12% से अधिक न हो। यदि आवश्यक हो, तो चिप्स को और भी महीन अंश में कुचल दिया जाता है, जिससे इसकी अवस्था लगभग लकड़ी के आटे के स्तर पर आ जाती है। इसे इष्टतम माना जाता है यदि पेलेट प्रेसिंग लाइन में प्रवेश करने वाले कणों का आकार 4 मिमी के भीतर हो।

इससे पहले कि कच्चा माल दानेदार में प्रवेश करता है, इसे हल्के से उबाला जाता है या कुछ समय के लिए पानी में डुबोया जाता है। और, अंत में, पेलेट प्रेसिंग लाइन पर, यह "लकड़ी का आटा" एक विशेष मैट्रिक्स के अंशांकन छेद के माध्यम से दबाया जाता है, जिसमें एक शंक्वाकार आकार होता है। चैनलों का यह विन्यास निश्चित रूप से, इसके तेज ताप के साथ कटी हुई लकड़ी के अधिकतम संपीड़न में योगदान देता है। इसी समय, किसी भी सेल्यूलोज युक्त संरचना में मौजूद लिग्निन पदार्थ सभी छोटे कणों को मज़बूती से "एक साथ चिपक जाता है", एक बहुत ही घना और टिकाऊ दाना बनाता है।

मैट्रिक्स से बाहर निकलने पर, परिणामस्वरूप "सॉसेज" को एक विशेष चाकू से काट दिया जाता है, जो वांछित लंबाई के बेलनाकार दाने देता है। वे बंकर में प्रवेश करते हैं, और वहां से - तैयार पेलेट रिसीवर तक। वास्तव में, यह केवल तैयार दानों को ठंडा करके बैग में पैक करने के लिए ही रहता है।

जैव ईंधन की किस्में

जैव ईंधन ऊर्जा स्रोत, पिछले अनुभागों में सूचीबद्ध संरचना और उत्पादन तकनीक में कमियों के बावजूद, पहले से ही उपयोग किए जा रहे हैं। मानव गतिविधि के कुछ क्षेत्रों में, वे बिजली की जगह लेते हैं। यहां तक ​​​​कि पूरे जैव ईंधन बॉयलर भी हैं जो आवासीय भवनों, वाणिज्यिक और औद्योगिक परिसरों को गर्म करते हैं।

सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले जैव ईंधन हैं:

• तरल;
• कठिन।

आइए उनमें से प्रत्येक पर करीब से नज़र डालें।

तरल

यह भी जैव ईंधन के प्रकारों में से एक है।

जैव ईंधन उत्पादन के लिए सबसे उपयुक्त फसलों में से एक रेपसीड है।

निम्नलिखित योजना के अनुसार ऊर्जा वाहक का उत्पादन किया जाता है:

• कटा हुआ रेपसीड ठीक सफाई से गुजरता है, जिसके परिणामस्वरूप इसमें से मलबा, मिट्टी और अन्य विदेशी तत्व हटा दिए जाते हैं;
• उसके बाद, केक प्राप्त करने के लिए सब्जी कच्चे माल को कुचल दिया जाता है और निचोड़ा जाता है;
• तब रेपसीड तेल का एस्टरीफिकेशन होता है - विशेष एसिड और अल्कोहल की मदद से इस पदार्थ से वाष्पशील एस्टर निकाले जाते हैं;
• अंत में, परिणामी बायोडीजल ईंधन को अनावश्यक तेल अशुद्धियों से शुद्ध किया जाता है।

रेपसीड से तरल ईंधन बनाया जाता है

इसके अलावा, ई -95 जैव ईंधन, जो पारंपरिक गैसोलीन की जगह लेता है, का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।इस प्रकार के ऊर्जा वाहक में एडिटिव्स के साथ एथिल अल्कोहल होता है जो कारों में स्थापित आंतरिक दहन इंजन के धातु और रबर भागों पर संक्षारक प्रभाव को कम करता है।

बायोगैसोलिन के लाभ इस प्रकार हैं:

• इस प्रकार के ईंधन की लागत पारंपरिक से कम है;
• इसका उपयोग करते समय, तेल और फिल्टर तत्वों का सेवा जीवन बढ़ जाता है;
• जैव ईंधन के दहन से स्पार्क प्लग पर पट्टिका का निर्माण नहीं होता है जो एक चिंगारी के पारित होने को रोकता है;
• बायोगैसोलिन पर चलने वाला एक आंतरिक दहन इंजन वातावरण में हानिकारक पदार्थों का उत्सर्जन नहीं करता है;
• इथेनॉल कम ज्वलनशील है और यातायात दुर्घटनाओं के दौरान विस्फोट नहीं करता है;
• कार्बनिक गैसोलीन कम तापमान पर विस्फोट करता है, इसलिए गर्म मौसम में कार का इंजन ज़्यादा गरम नहीं होता है।

जैविक गैसोलीन पर्यावरणीय समस्याओं से निपटने में मदद करेगा

ऊपर सूचीबद्ध लाभों के बावजूद, तरल जैव ईंधन के कई नुकसान हैं जो आर्थिक गतिविधियों में इसके व्यापक परिचय को रोकते हैं:

1. कार्बनिक गैसोलीन का उपयोग करते समय, आंतरिक दहन इंजन और अन्य उपकरण जल्दी से विफल हो जाते हैं, क्योंकि प्राकृतिक ऊर्जा वाहक बनाने वाले पदार्थ जंग का कारण बनते हैं और इकाइयों के रबर गैसकेट को नुकसान पहुंचाते हैं। इस घटना से निपटने के प्रभावी तरीके अभी तक नहीं खोजे जा सके हैं।
2. जैविक ईंधन के साथ जीवाश्म ईंधन को पूरी तरह से बदलने के लिए, कृषि भूमि के क्षेत्र का विस्तार करना आवश्यक है, जो वर्तमान में असंभव है। इसके अलावा, बढ़ते पौधों के लिए उपयुक्त भूमि का क्षेत्र सीमित है। समस्या का समाधान तीसरी पीढ़ी का ईंधन हो सकता है, जिसका विकास अभी तक पूरा नहीं हुआ है।

ठोस

तरल जैव ईंधन के अलावा, ठोस जैविक ऊर्जा वाहकों को दुनिया भर के उपभोक्ताओं के बीच अच्छी तरह से मान्यता प्राप्त है।

उनकी विशेषताएं इस प्रकार हैं:

1. वे जैविक मूल के विभिन्न कच्चे माल से बने होते हैं। यह मानव और पशु जीवन के जैविक अपशिष्ट और विभिन्न पौधों के हिस्से दोनों हो सकते हैं।
2. ठोस जैव ईंधन के उत्पादन के लिए तकनीकी प्रक्रिया का सार सेल्यूलोज को विभाजित करने के कुछ तरीकों का कुशल उपयोग है। वर्तमान में बहुत सारे शोध किए जा रहे हैं, जिसका उद्देश्य जीवों के पाचन तंत्र में होने वाली विभाजन की प्राकृतिक प्रक्रियाओं को दोहराना है।
3. ठोस जीवाश्म ईंधन के निर्माण के लिए तथाकथित जैविक द्रव्यमान का उपयोग किया जाता है, जिसमें एक निश्चित स्थिरता और अनुपात होता है। तैयार उत्पाद कच्चे माल से नमी को हटाकर और बाद में दबाकर प्राप्त किया जाता है।

ठोस जैव ईंधन की किस्में

अक्सर, ठोस ऊर्जा वाहक की आपूर्ति निम्नलिखित रूपों में की जाती है:

• ब्रिकेट्स;
• छर्रों;
• दाने

बायोडीजल कैसे बनता है

बायोडीजल की खपत में वृद्धि ने इसके उत्पादन के लिए उपकरणों की आवश्यकताओं को सख्त करने में योगदान दिया। सामान्य तौर पर, बायोडीजल उत्पादन तकनीक के निम्नलिखित रूप होते हैं। सबसे पहले, अशुद्धियों से शुद्ध किए गए वनस्पति तेल में मिथाइल अल्कोहल और क्षार मिलाया जाता है। उत्तरार्द्ध ट्रांससेरिफिकेशन प्रतिक्रिया के दौरान उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। उसके बाद, परिणामस्वरूप मिश्रण गरम किया जाता है। बसने और बाद में ठंडा होने के परिणामस्वरूप, तरल एक हल्के और भारी अंश में अलग हो जाता है। प्रकाश अंश, वास्तव में, बायोडीजल है, और भारी अंश ग्लिसरीन है।इस मामले में ग्लिसरीन एक उप-उत्पाद है, जिसे बाद में डिटर्जेंट, तरल साबुन या फॉस्फेट उर्वरकों के उत्पादन में इस्तेमाल किया जा सकता है।

पहले उपयोग की जाने वाली प्रौद्योगिकियां चक्रीय क्रिया के सिद्धांत पर आधारित थीं और इसके कई नुकसान थे, जिनमें से मुख्य प्रक्रिया की लंबी अवधि और उपकरणों की कम उत्पादकता में व्यक्त की गई थी।

ग्लोबकोर की प्रौद्योगिकियां हाइड्रोडायनामिक अल्ट्रासोनिक पोकेशन रिएक्टरों के उपयोग के माध्यम से बायोडीजल उत्पादन के प्रवाह सिद्धांत के कार्यान्वयन के लिए प्रदान करती हैं। इस मामले में, बार-बार रुचिकरण प्रतिक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए बायोडीजल उत्पादन प्रक्रिया की अवधि कई गुना कम हो जाती है।

इसके अलावा, हाइड्रोडायनामिक अल्ट्रासोनिक पोकेशन रिएक्टरों के उपयोग से अतिरिक्त मेथनॉल जोड़ने और इसके बाद की वसूली की समस्या को हल करना संभव हो जाता है। गुहिकायन प्रौद्योगिकियों का उपयोग करते समय, प्रतिक्रिया के लिए केवल न्यूनतम मात्रा में अल्कोहल की आवश्यकता होती है, जो सख्ती से स्टोइकोमेट्रिक संरचना से मेल खाती है।

ग्लोबकोर 1 से 16 क्यूबिक मीटर प्रति घंटे की क्षमता के साथ हाइड्रोडायनामिक कैविटेशन तकनीक पर आधारित बायोडीजल कॉम्प्लेक्स का उत्पादन करता है। ग्राहक के अनुरोध पर, अधिक उत्पादकता के लिए उपकरण बनाना संभव है।