Альтернативні джерела енергії відрізняються екологічністю і поновлювані, а в деяких випадках і нескінченністю, як, наприклад, сонячна енергія або енергія руху повітряних мас. Біопаливо відноситься до поновлюваних і екологічно чистих джерел енергії. Воно являє собою продукт біологічного походження, твердий, рідкий або газоподібний. Виготовлення та застосування біопалива на базі власного господарства дозволяє отримати автономію від покупних енергетичних джерел, а заодно і вирішити проблему утилізації різноманітних органічних відходів, починаючи від вмісту вигрібної ями і закінчуючи бур'янами, віддаленими з грядок.
У використанні біологічного палива є свої мінуси і одним з них є висока вартість, яку вимагає виробництво біопалива. При вирішенні організувати отримання енергії з біосировини, необхідно прорахувати, скільки коштів піде на будівництво заводу з виробництва палива, скільки буде коштувати обладнання, скільки можна буде мати прибутку, і яка буде економія споживачів при використанні біопалива. Практика показує, що завод, який випускає біопаливо, досить рентабельний, якщо налагоджений збут продукції споживачам.
Виробництво паливних гранул (пеллет)
Пелети, паливні гранули, як і паливні брикети, виробляються з тирси, інших деревних відходів, лушпиння соняшнику, соломи. Рослинна маса поміщається в біоустановки, тобто ємності, де відбувається подрібнення. Виходить практично борошно з відходів рослинного виробництва. Ця маса надходить в сушарку, де випаровується рідина. Саме цей процес готує масу до якісної пресуванні.
У пресі-грануляторі при стисненні рослинної борошна підвищується температура маси. У рослинних частинках міститься лігнін, за складом схожий зі смолою. Він розтоплюється і склеює висушені частинки рослин, виходять гранули того розміру, який заданий при налаштування обладнання.
Для гранулювання використовують спеціальні прес-форми, так звані кільцеві штампи. Вони обертаються за допомогою роторних вальців, і при обертанні рослинна маса надходить в круглі отвори прес-форми, тобто в фільєри. Схема апарату нагадує звичайну м'ясорубку з ножем, який зовні зрізає циліндрики гранул.
Це простий опис технології, яке завершується охолодженням і упаковкою. Обсяг однієї упаковки мінімум 2 кг, але кожен завод, як правило, продає гранули і врозтіч, це зручно покупцям - промисловим підприємствам.
Виробництво паливних брикетів
Деякі види сировини для виробництва брикетів необхідно нагрівати до дуже високої температури - до 350 градусів. У деревній сировині дуже багато лігніну, тому пресування йде відмінно. При використанні однорічних рослин лігніну не вистачає, тому виробництво паливних брикетів із соломи йде з додаванням в'яжучих речовин.
При високій температурі найбільше оплавляется поверхню брикетів, що робить їх міцними. Це дуже важливо, тому що транспортування може істотно травмувати біопаливо.
Циліндричні брикети отримують за допомогою ударних механізмів, довжина вироблених брикетів може бути нескінченна, нарізка на шматки виробляється за бажанням. Розрізняють цільні брикети і брикети з отвором всередині. Щільність пресування дуже висока, близька до кам'яного вугілля. Обсяг виробленого брикету в 10 разів менше, ніж обсяг первинної сировини, взятого для виробництва.
виробництво біогазу
Біогаз, як біопаливо, дуже цінний продукт, який суттєво здешевлює звичайне паливо і робить його екологічно безпечнішим і чистим. Процес виробництва біогазу - це створення умов, в яких без доступу повітря йде розкладання біологічних відходів за допомогою біобактерій.
Виробництво біопалива - біогазу вимагає спеціального пристрою. Перший етап - подрібнення сировини. Певна кількість соломи, лушпиння, тирси тощо. Надходить в реактор, тобто резервуар, в якому воно нагрівається. До цього резервуару йде спеціальний завантажувач, іноді використовується насосна установка. Все обладнання серйозно утеплено для збереження температури всередині. Подрібнення і періодичне перемішування здійснюється вмонтованими міксерами. Виготовляється установка із залізобетону, іноді використовується сталь зі спеціальним стійким покриттям.
Усередині реактора створюється живильне для бактерій середовище, тобто туди поміщаються рослинні відходи виробництва. А виробляють бактерії біогаз. Отже, для виробництва біологічного газу потрібно рослинна сировина, тепло (до +38 градусів), і перемішування міксером. Утворений газ надходить в газгольдер, там він очищається і потім транспортується до котла споживача або на електрогенератор. Доступ повітря в реактор перекритий, тому ніякої небезпеки вибуху немає.
Опис технології з використанням пташиного посліду або гною дещо відрізняється, воно включає додаткову фазу фільтрації.
виробництво біоетанолу
Якість виробництва біоетанолу та схожого з ним біобутанолу поступово підвищується, так як вчені виводять все нові види бактерій, які покращують і здешевлюють процес виробництва. Перевага такого біопалива - легкість зберігання, не потрібно спеціальне обладнання для транспортування, так як біоетанол не змішується з водою.
виробництво біодизеля
Міні-завод по виробництву біодизеля
Біодизель виробляється також з рослинної сировини за допомогою реакції переетерифікації. Рослинна олія або жир під впливом каталізатора перетворюється в ефір метилу. Виробництво біодизеля передбачає використання масел ріпаку, сої та деяких інших рослин. Основне завдання технологів в цьому процесі - правильно підібрати каталізатор. Тоді реакція йде швидше і на виході виходить якісний біодизель. На даний момент вже освоєна технологія отримання біодизелю не тільки з соломи, а й з деревної сировини, з тирси і щепи.
На великих заводах застосовується найсучасніша технологія виробництва біодизеля, в корені відрізняється від домашніх способів. Замість застарілих рекуперації та мийки палива водою застосовується струменевий гідродинамічна кавітація, ультразвукова, високочастотна і повністю керована. Сучасні установки можуть виробляти до 16 тисяч літрів біопалива на годину! Гідродинамічна кавітація в минулому служила тільки військовим, і тепер знайшла своє мирне застосування у виробництві біодизеля.
В окремий вид біопалива на сьогоднішній день виділяється дизель з водоростей, тобто паливо третього покоління. Для виробництва використовують біоустановки - біореактори, в які в якості поживного середовища поміщається двоокис вуглецю. Особливий вид водоростей багатий маслами, з яких і виробляється біопальне.
Еволюція біогазових систем: