Трудно предсказать все возможные пути
энергетической проблемы, но взоры ученых все чаще и чаще обращаются к
растениям. Помимо залежей каменного угля, нефти, газа, которые запасли
для нас древние растения, мы можем получать горючие вещества из
некоторых видов, произрастающих в разных регионах земного шара.
Ученые обратили внимание на некоторые экзотические "нефтяные" растения,
содержащие в млечном соке углеводороды, подобные тем, какие находятся в
составе обычного бензина. Нельзя сказать, что о "нефтяных" растениях
ничего не было известно раньше. На Филиппинах есть, например, растение
под местным названием ханга
(Pittosporum resiniferum). Плоды ханги
сильно пахнут керосином и легко воспламеняются при поднесении зажженной
спички. Эфирное масло плодов содержит много углеводородов, особенно
гептана. Масло горит ярко-синим пламенем. Местные жители издавна
используют сок ханги для освещения вместо дорогого керосина. В
настоящее время в Юго-Восточной Азии резко возрос спрос на хангу.
Предполагается, что она может стать важным альтернативным источником
горючих материалов, которые до сих пор вырабатывают из нефти. При этом
масло ханги не надо подвергать перегонке. Оно прекрасно горит в
автомобильных моторах, давая менее токсичный выхлоп, чем бензин. На
Филиппинах разработали план создания плантаций, на которых будут
получать "растительное горючее" в промышленных масштабах. К ханге
проявили интерес японские специалисты, заинтересованные в сокращении
импорта нефти в свою страну.
В Бразилии и Калифорнии найдены два вида молочая, в млечном соке
которых содержатся жидкие бензиновые углеводороды. Высказывается идея
выращивания их на плантациях в Бразилии и в штатах Северная Каролина и
Калифорния. Исследования показали, что один гектар экспериментальной
плантации дает около 4 т "растительной нефти" в год. После
соответствующей обработки из нее получаются точно такие же продукты,
как из самых ценных фракций сырой нефти. И по себестоимости продукты из
сока растений вполне конкурентоспособны.
В Бразилии широко распространено дерево кобайфер. При
надрезании его
коры вытекает сок, который непосредственно можно заливать в бак
автомобилей.
Большой интерес представляет хохоба
(Simmondsia chinensis) - небольшой
вечнозеленый кустарник с маленькими жесткими листочками серо-голубого
цвета, который называют "нефтяной скважиной в миниатюре". И в этом
образном сравнении большая доля правды. Его сок, как и продукты
переработки нефти, можно широко использовать в промышленности; создание
многочисленных плантаций по его выращиванию сулит в недалеком будущем,
возможно, не меньшие доходы, чем нефть. Растет кустарник на чрезвычайно
засушливых землях, может переносить большую жару. Родина его -
мексиканская пустыня в штате Сонора. Жителям Нового Света растение
известно давно. Европейцы впервые узнали о нем от испанского миссионера
Хуниперо Серра. В 1769 году в своих записках об образе жизни индейцев,
населявших тогда просторы Калифорнии, он упоминал что те используют сок
растения для заживления ран. Но только сегодня человек начал раскрывать
для себя истинную тайну хохобы. Помимо Мексики, ее интенсивным
разведением занимаются в южных штатах США, в ряде районов Южной
Америки, в африканских странах Сахельской зоны, в Южной Африке, на
Ближнем Востоке, в Индии, Австралии.
Шведские ученые разработали способ получения искусственной нефти из
хорошо известного всем растения - вербы
(Salix acutifolia). В
лабораторных условиях из 100 г веток вербы после специальной обработки
получено 35 г "сырой нефти". По составу она близка к ближневосточной,
но содержит в несколько раз меньше серы, что свидетельствует о ее более
высоком качестве.
На планете ежегодно пропадает большое количество органического
вещества, из которого можно было бы получить 60 ... 80 млрд т жидкого
горючего, а это в 20 ... 30 раз больше, чем добывается из всех нефтяных
и газовых скважин. Это биомасса различных растений.
Те страны, у которых нет или мало горючих ископаемых, уже давно
обратили внимание на растительное сырье. Так например, в Бразилии в
интересах энергетики применяется до 30% всей биомассы. Один гектар
особых плантаций дает там сырье, эквивалентное 28 т нефти. По вопросам
создания лесных энергетических плантаций ведутся интенсивные
исследования в Швеции, Финляндии, США и других странах. В северной
Швеции созданы специальные плантации быстрорастущих древесных пород,
таких как ива и ольха,
которые созревают всего за один-два года.
Наша страна, пожалуй, как ни одна другая, богата полезными ископаемыми,
в том числе нефтью и газом. Но и ее богатства не безграничны.
Необходимо начать выращивать для энергетических целей специальные
породы деревьев. Ученые московского Института горючих ископаемых
рекомендуют быстрорастущую белую акацию. Из этого дерева с помощью
различных технологий можно получить до 67% жидких углеводородов,
пригодных в качестве компонентов моторных топлив или сырья для
нефтехимического синтеза.
Понятно, акация далеко не единственная быстрорастущая порода, пригодная
для энергетических целей. Исследования в этом направлении только
начинаются. Результаты исследований говорят о возможности получения
синтетической нефти из опилок. Выход полезной продукции составляет в
среднем от 70 до 92%, в том числе образуются газ, бензин и остаток типа
мазута. Бензин (в виде сырой фракции) можно применять не только для
производства моторного топлива, но и в нефтехимии. А остаток типа
мазута может найти применение как котельное топливо. Из этих материалов
можно получить и другие продукты.
Осваиваются ресурсы, которые до недавнего времени вообще не
рассматривались как источники энергии. В ход пошли
"альтернативы-альтернативам" - от миндальной скорлупы и персиковых
косточек до яблочных очисток. И не без успеха. "Сам даймод гроверс оф
Калифорния" производит 4,5 мегаватт электроэнергии за счет сжигании
скорлупы грецких орехов -
побочного продукта их переработки. Таким
образом, в течение года экономится 11 тыс. т нефти. Как заявил один из
руководителей компании, "грецкий орех дает превосходное и не
загрязняющее окружающую среду топливо, оно не содержит серы и дает
очень мало золы". Фирма "Имотек инкорпорейшн" вырабатывает 8,5 мегаватт
электроэнергии путем сжигания миндальной скорлупы, косточек персика и
слив.
А в Канаде в качестве энергетического ресурса используют яблочные
очистки. Оказывается, высушенные, они горят, как стружка
или лучина.
Топливо, получаемое из очисток, высококалорийно. Сырья дли его
производства достаточно. Ежегодно на консервных заводах страны остается
до 60 тыс. т яблочных отходов.
Основное достоинство растительного энергетического сырья - его
возобновляемость. Каждый год на нашей планете зеленая биомасса
прирастает на 117 млрд т (сухая масса), в том числе на 80 - в лесах, 18
- в саванне и степях, 9 млрд т на обрабатываемых полях, на столько же в
пустынях, в тундре и на болотах. Энергия, которой обладает такое
количество биомассы, составляет 1,75х1021
джоулей, что эквивалентно
примерно 40 млрд т нефти. Общие же запасы растительной биомассы на
Земле насчитывают более 1800 млрд т, что эквивалентно 640 млрд т нефти.
В качестве горючего в моторах тракторов, автомобилей можно использовать
растительное масло. В начале 80-х годов на сельскохозяйственной
выставке в США демонстрировался трактор, в бак которого вместо
дизельного горючего было залито подсолнечное масло. Аромат выхлопных
газов поразил присутствующих.
Пока трудно представить себе замену природного горючего подсолнечным
маслом, поскольку тонна его обходится намного дороже тонны
нефти. Но
цены на нефть быстро растут, так что может оказаться, что уж и не в
столь отдаленное время многим фермерам в странах, бедных нефтью, будет
выгодно заправлять свои тракторы подсолнечным маслом. При хорошем
урожае гектар подсолнечника
дает до тонны и более масла, мало
уступающего по своим энергетическим "возможностям" керосину и дизельным
маслам. В США изучаются перспективы его использования в качестве
топлива для тракторов и других сельскохозяйственных машин. В штате
Небраска, к примеру, двигатель трактора "Форд-7000" отлично работал на
подсолнечном масле более четырех суток, а на смеси из 20% этого масла и
80% дизельного топлива - около 42 суток, причем без каких-либо
изменений в конструкции двигателя.
А в Австрии обнадеживающие результаты дали опыты по замене дизельного
топлива маслом, получаемым из рапса.
В ходе испытания обычный
тракторный двигатель проработал на рапсовом масле почти девять суток.
При осмотре двигателя специалисты не обнаружили каких-либо существенных
изменений по сравнению с теми, которые обычно наблюдаются при работе
двигателей на дизельном топливе.
В Малайзии - крупнейшем производителе пальмового масла -
завершается
строительство экспериментальной установки для выработки дизельного
топлива из этого растительного масла.
На Филиппинах масло кокосовых орехов смешивают с дизельным топливом. В
1982-1983 годах это помогло сэкономить 2,2 % дизельного топлива.
