Виды экологического топлива для отопления дома

Для максимально комфортного проживания в частном доме, требуется высокоэффективная система отопления. Следует учитывать, что совсем не каждый дом имеет возможность быть подключенным к газоснабжению, а котлы электрические являются причиной больших финансовых затрат. Отличной альтернативой при обогреве дома может стать применение биологической энергии для отопления, так называемого экотоплива, с видами которого, а также особенностями использования познакомимся в нашей статье.

Что такое экотопливо или биотопливо

Топливо биологическое – горючее для обогрева животного или растительного происхождения. Его использование предполагает постепенную замену традиционных видов топлива из ресурсов, которые могут закончиться, на те виды, которые можно произвести из возобновляемого материала.

Примером такого экотоплива можно назвать простые дрова или масло рапсовое, но бензин и дизель своей дешевизной быстро вытеснили подобные виды топлива, так как активная автомобилизация хотела все больших и больших объемов топливных ресурсов.

Экотопливо – почему же интерес людей вновь к нему вырос? Пожалуй, одной из первых причин можно назвать – кризис в климате, который с каждым годом лишь ухудшается за счет выбросов парниковых газов от повсеместного использования ископаемого топлива. Второй причиной можно назвать поиск источников энергии, которые можно возобновить, ведь запасы угля и нефти когда-то могут закончиться, кроме того, в мире постоянно меняются цены на углеводороды, что негативно сказывается на их использовании.

Виды экотоплива: жидкое и твердое, а также газообразное.

Твердое экотопливо

Стандартным и древнейшим видом твердого экотоплива являются дрова. Н в наши дни, в чистом виде больших масштабов они практически не встречаются. Самой ходовой их разновидностью считаются пеллеты, которые формируются из опилок или коры дерева, косточек оливы или скорлупы орехов и шелухи от семечек, соломы. Кроме того, встречаются пеллеты, сделанные из навоза от крупного рогатого скота.

Такой вид, как пеллеты, способны полностью заменить чистый вид дров, солярку и даже уголь. Сгорая, пеллеты практически не выделяют дым, а также не выделяют вредных веществ в воздух, кроме того, у них отличная энергоэффективность.

Огромным преимуществом пеллетов является минимальное содержание золы после сгорания, а это значительно снижает затраты финансовые и временные на обслуживание котлов и печей. Также, у них космически низкая стоимость в сравнении с другими видами экотоплива.

Жидкое экотопливо

• Биоэтанол — пожалуй самое массовое по популярности жидкое экотопливо, получают его с помощью ферментации сахара или крахмала. Лидерами по производству данного топлива являются такие страны как Соединенные Штаты Америки и Бразилия. В Америке этанол получают из кукурузы, и чтобы получить гибридное топливо, производят его смешивание с бензином, в Бразилии его производят из сахарного тростника, а в Англии для этих целей используют сахарную свеклу.
• Биобутанол — спирт четырехуглеродный также считается экологическим топливом и производится из такого же сырья, которое применяется при производстве этанола, но плюсом биобутанола в том, что его не смешивают с водой, а соответственно на выходе получается более высокое содержание выделяемой энергии и минимальное давление паров, что ведет к низкой летучести при испарении.
• Биодизель — производится чаще из масличных растений – сои или пальмы масличной, но встречается производство из отходов кулинарного жира после фритюра. В основном идет смешивание с дизельным топливом из нефти, применяется для заправки дизельных двигателей.
• Диметиловый эфир. Возможно его получение из биомассы, однако в масштабах промышленности, сырьем для изготовления все же служит природный газ. Энергоэффективность данного топлива практически не уступает дизельному топливу, но плотность энергии почти в два раза ниже, таким образом топливный бак потребуется аж в два раза больше.

В наши дни, ведутся активные разработки жидкого экотоплива нового поколения, в основе которого будут водоросли, которые выращиваются на специальных фермах, превращая свет солнца в энергию, сохраняют ее в виде масла. Водоросли проходят механическую обработку, а последующая переработка и очистка дают возможность извлечь масло для дальнейшего использования в качестве альтернативного вида топлива.

Газообразное экотопливо

• Биогаз — смесь метана и углекислого газа в разных пропорциях, что зависит от состава того вещества, из которого его получили. Наиболее часто в качестве источников биогаза используются сточные воды, разнообразные отходы животноводства и сельского хозяйства, а также органика из бытовых отходов. Его получение происходит как результат биологического разложения без доступа к массе кислорода.
• Биоводород — что-то вроде обычного водорода, получение которого происходит из биомассы при помощи термохимического способа, который представляет из себя нагревание сырья до больших температур, конечно же без доступа кислорода. Если используется биохимический способ, то тогда в биомассу происходит добавление микроорганизмов, процесс разложение происходит при помощи данных специальных микроорганизмов, как результат происходит выделение водорода.

Плюсы и минусы экотоплива

Преимущества:

• Возобновляемость ресурса. Поскольку, топливо ископаемое является источником энергии, которое со временем может закончиться, то экологическое топливо в основе содержит растительные вещества, которые по сути могут возобновляться.
• Максимальное снижение вредного влияния на окружающую среду. Сжигая экотопливо, выделяемое количество углекислого газа падает до 65%, что существенно снижает вброс вредных веществ, которые могут влиять на изменение климата. Помимо этого, биоэтанол и биодизель в составе имеют намного меньше содержание таких веществ, как сера и хлор, а это значит одно, что экотопливо способно значительно снизить выбросы таких загрязнителей в окружающую среду.
• Экономическая безопасность. Экотопливо есть возможность получать на месте, в своей области, то есть там же, где и будет происходить его потребление, что дает большую экономию в сокращении транспортных расходов. К тому же, занимаясь производством экологического топлива в своем регионе, значительно снижается зависимость не только регионов, но и страны в целом от поставок нефти.
• Долговечность двигателя. Так как экотопливо практически не содержит вредных примесей, то и загрязнение двигателей будет намного меньше, а соответственно и служить будет дольше.

Недостатки:

• Уничтожение лесов. Получение экотоплива потребует достаточно больших территорий, для получения сырья, что со временем может стать существенной проблемой, которое выльется в массовую выработку лесов.
• Продовольственный кризис. Если большое количество территорий может отводиться под выращивание ресурсов для производства экотоплива, это может стать причиной кризиса в экономике. Некоторые продукты питания могут стать просто не доступны или продаваться в ограниченном количестве, кроме того, цены также могут значительно подрасти, ведь основная часть земель будет отводиться под рост культур, которые используются для изготовления экотоплива.
• Деградация почвы. Использование для выращивания монокультур создаст такие проблемы, как истощение почвы и неминуемый рост числа вредителей. Чтобы от них избавиться, применяются пестициды, естественно, теряется плодородие почвы.
• Использование ресурсов. То количество энергии, которое дает экотопливо в разы меньше, чем от сгорания ископаемого топлива, что значит одно, что для того, чтобы удовлетворить потребности в энергии в равном количестве, потребуется затратить намного больше воды, земли и удобрений.
• Энергетические затраты. Чтобы полностью оценить экономическую выгоду при использовании экотоплива, следует обязательно учесть ту энергию, которая будет затрачена на его производство. Возьмем, к примеру, кукурузу как один из ресурсных материалов, чтобы ее вырастить будут использованы ископаемые виды топлива, применяемые при создании удобрений, транспортировке ресурса и дальнейшей перегонке этанола. Таким образом, если все тщательно просчитать, то можно понять, выигрыш в энергии получится совсем небольшим.

Где применяется экотопливо

В основном пока использование экотоплива происходит в условиях дома. Твердые виды экотоплива чаще применяют в бедных странах для стирки, уборки и приготовления пищи там, где нет других источников энергии. Большая часть, около 80% использования приходится именно на это, в то время как лишь малая часть, около 18% применяется в промышленной области как источник энергии и всего лишь 2% приходится на транспортную область, где используется в качестве альтернативного топлива для машин.

Перспективы экотоплива

В наши дни, самым крупным производителем экотоплива считается США, его доля в производстве охватывает около 40% от мирового рынка. Однако из-за пандемии коронавирусной инфекции рынок производства экотоплива упал первый раз за 20 лет почти на 8%.

Несмотря на то, что у такого вида топлива есть приличный шанс занять свою значимую нишу на мировом рынке, текущий момент, это может быть лишь достаточно незначительная часть такого рынка, ведь достаточно часто, потенциал экотоплива ограничивают искусственно. К примеру, Евросоюз запрещает использовать больше 7% натурального сырья для производства экотоплива.

В краткосрочной перспективе экотопливо не требует полной замены текущей на сегодняшний день инфраструктуры и двигателей, шансов у того, что это может произойти, практически нет.

Далее, рассмотрим несколько подробнее один из видов экотоплива, являющимся наиболее востребованном при отоплении частного дома.

Что это такое?

Пеллеты – это созданные из отходов деревообрабатывающего производства гранулы, которые создаются путем прессования. Производят подобное сырье из экологически чистого сырья, которое не содержит опасных химических соединений. Отопление с помощью пеллет относят к современным отопительным системам.

Из чего делают пеллеты?

Частенько возникает вопрос, что же входит в состав пеллетов. И здесь надо сказать, что многие хозяева частных владений могут изготовить пеллеты самостоятельно. Потребуются дробилка, сито, сушилка и собственно сам гранулятор. В качестве сырья можно использовать любые отходы от дерева: опилки, стружки и обрезки, горбыль, а также древесная мука.

Получаемые гранулы могут быть разных цветов, встречаются светлые, сероватого оттенка и черные.

При производстве серых гранул, древесные отходы часто перемешиваются с корой деревьев. Такие пеллеты в основном формируются по крупным мешкам и отправляются в продажу. Чаще всего применяются в котельных европейского типа, которые известны внушительной мощностью.

По аналогии производятся известные древесные наполнители для кошачьих лотков.

Кроме того, пеллеты производят также из сельхозотходов, в данном случае, в качестве компонентов выступают сено и солома.

Большинство фермеров способны самостоятельно создавать пеллеты для отопления, используя в качестве сырья не только сено, но и камыш, кожуру семечек и рисовую шелуху, и прочие сельскохозяйственные отходы.

Что касается их переработки, то если не брать рисовую шелуху, проблемы практически не возникает. Достаточно элементарного оборудования, имеющего матрицу кольцевого типа, таким образом, переработка заберет минимальное количество свободного времени и не потребует значительных финансовых вложений.

Пеллеты также можно производить из торфа, ведь результат обладает значительной теплотой сгорания, но при этом и повышенной зольностью. Надо сказать, заготовка сырья из торфа считается сезонной процедурой, которая требует специализированного оборудования и определенных расходов.

Преимущества и недостатки

В наши дни, на пеллетное отопление обращают внимание все больше владельцев частных домов, особенно в тех регионах, где нет возможности подключиться к газовой магистрали. Данный способ отопления имеет достаточно весомые преимущества.

• Безопасные и экологически чистые материалы, которые не навредят.
• Натуральное топливо из гранул не взорвется, в отличии от газа, соответственно обладает хорошими характеристиками безопасности.
• В основном, использование пеллетов отличается низкой зольностью, исключая гранулы из торфа.
• Используя пеллеты, полученную золу можно вполне применить дальше.
• Использование гранулированных пеллетов для отопления не требует различных согласований и разрешений.
• Чтобы хранить пеллеты не требуется специального отведенного места, достаточно подобрать сухое помещение.
• Производство пеллет достаточно простое, когда это касается отходов из дерева. К тому же, изготовить их можно самостоятельно, имея необходимую технику.
• Котлы на основе пеллет имеют высокий КПД.
• В основном, пеллеты при горении издают прозрачный дым, без цвета, а также не выделяются резкие запахи.
• Имеют повышенную теплотворность, к примеру, при сгорании 1 тонны пеллет, количество энергии вырабатывается равным при сжигании 500 литров дизеля, а также 1,6 тонны дерева.
• Котлы, которые работают на подобном экотопливе, достаточно удобны в использовании – привлечение человека по сути происходит раз в неделю, все остальное выполняется в автоматическом режиме.
• В век использования высоких технологий в приоритете экологическая безопасность топлива, а потому выбор многих владельцев частных домов останавливается на пеллетном отоплении.

Но, несмотря на множество плюсов новейшей разработки, у нее имеются и недостатки.

• Достаточно дорогие котлы, их стоимость иногда даже несколько выше, чем у стандартных газовых котлов.
• Такая техника требует постоянного ухода, тепловой обменник в котле необходимо регулярно очищать при помощи специального ершика. Более современные версии котлов имеют встроенную систему самоочистки.
• Пеллетное топливо может оказаться несколько дороже использования обычных дров.
• Обслуживание пеллетных котлов частенько обходится владельцам в приличную сумму.
• Часть моделей пеллетных котлов невозможно использовать в российском климате.

Особенности пеллетных котлов

Пеллетные котлы имеют высокий коэффициент полезного действия, однако и цена у них достаточно большая. Что входит в конструкцию данной системы отопления:

• Горелка
• Модуль авторозжига
• Камера для пеллетов
• Механизм, отвечающий за подачу гранул
• Модуль управления, имеющий датчики и ответственный за правильный температурный режим.

В пеллетных котлах могут встречаться горелки разных типов.

• Факельная. Воздушный поток, поступая из нагнетателя, формирует факел. Температура при использовании данного вида горелки может достигать 1200 градусов.
• Каминная. У данного вида горелки есть другое название – колосниковая. Гранулы автоматически попадают в чашу горелки, а подача воздуха происходит через боковой воздуховод или сквозь дыры в самой чаше.
• Объемного сгорания, называются также роторными. Представлены чугунной или стальной чашей, в которую пеллеты попадают снизу, через центр реторты, горение осуществляется полностью по поверхности.

Механизм подачи топлива может быть шнековым или пневматическим.

Стоит учесть такой момент, в продаже частенько встречаются пеллеты не очень хорошего качества, их использование может не совсем хорошо сказаться на работоспособности котла. Кроме того, следует учитывать то, что в основном данная техника зависит от электричества, если будут случаться перебои в подаче электроэнергии, то могут возникнуть проблемы с обогревом дома.

Основным минусом использования таких отопительных агрегатов заключается в очень большой цене на горелки пеллетного типа. Чаще всего используются горелки производства Италии, Германии, а также Испании и некоторые из брендов стоят от 3-6 тыс. евро, однако в магазинах можно встретить горелки и отечественного производства, которые намного дешевле их зарубежных собратьев.

В наши дни, большинство владельцев частных домов выбирают пеллетное отопление. Важной характеристикой такого выбора является экологическая безопасность. Сгорая, данное топливо не издает резких и неприятных запахов, отсутствует также едкий дом. Кроме того, многие домовладельцы, в качестве плюса упоминают то, что пеллеты поступают в продажу фасованными, таким образом облегчается хранение и перевозка.