Biocarburants: comment utiliser efficacement les déchets

Tôt ou tard, les minéraux non renouvelables, qui servent maintenant de combustible, seront complètement épuisés. Par conséquent, diverses technologies utilisant des biocarburants sont introduites dans le monde entier. Il peut remplacer les sources d'énergie traditionnelles dans la plupart des domaines d'activité humaine et, pour l'obtenir, il suffit de recycler les déchets agricoles de manière particulière.

Dispositions générales

Concepts de base

Commençons par définir ce que sont les biocarburants. Le type de vecteur d’énergie considéré est totalement organique et, avec un équipement approprié, peut être utilisé pour chauffer des bâtiments résidentiels, alimenter des voitures en carburant, alimenter des installations industrielles, etc.

Les biocarburants gazeux, liquides ou solides peuvent être produits à partir de diverses plantes agricoles (par exemple du colza), ainsi que de déchets d’animaux et d’êtres humains (biocarburant issu du fumier). C'est-à-dire que les matières premières pour sa fabrication sont, en règle générale, les produits qui étaient auparavant envoyés à la décharge.

De plus, les avantages de ce type d’énergie peuvent être attribués à leur respect de l’environnement. Pendant la combustion, beaucoup moins de substances nocives sont émises qui affectent l’état de l’environnement. Cela distingue favorablement les chaudières à biocarburant des équipements de chauffage au diesel ou au gaz, réputés pour leurs gaz d'échappement cancérigènes.

Mais le biocarburant présente des inconvénients importants:

• faible capacité thermique - le biocarburant liquide qui brûle dans l’échangeur thermique émet moins de chaleur que la même quantité d’essence ou de carburant diesel;
• Coût de production élevé - les technologies modernes ne permettent pas encore la production de biocarburants - liquides, solides ou gazeux - à l'échelle industrielle, car leur prix est légèrement supérieur à celui des vecteurs énergétiques traditionnels;
• Fortes propriétés corrosives - les huiles végétales et les graisses animales qui font partie des vecteurs d’énergie organiques ont un fort effet destructeur sur les mécanismes, ce qui rend difficile leur utilisation dans les moteurs à combustion interne et autres systèmes similaires.

Actuellement, l’obtention de biocarburants avec des propriétés moins agressives et des méthodes moins chères est l’une des priorités de la recherche scientifique menée par les scientifiques du monde entier. Les énormes progrès réalisés dans ce domaine permettent d'affirmer avec certitude qu'il sera possible de remédier dans un proche avenir à la plupart des faiblesses de ce type d'énergie.

Biocarburants déjà largement utilisés pour les serres et autres structures agricoles. Le gaz issu du traitement du fumier ou des pellets sont utilisés pour créer un microclimat confortable dans lequel diverses cultures poussent. (Voir aussi l'article Chauffage d'une serre en hiver: caractéristiques.)

Faites attention! Contrairement au pétrole et au gaz naturels, qui ne sont produits que dans les lieux où ils se trouvent, les usines de biocarburants ne sont pas liées à des gisements et peuvent être installées n’importe où dans notre pays.

Production de biocarburants

Même à l'aube des recherches sur le développement de l'énergie à partir de déchets agricoles, les scientifiques ont exprimé la crainte qu'à l'avenir, lorsque les biocarburants se généraliseront, des problèmes alimentaires puissent survenir. Cela est possible si les cultures (maïs, colza, maïs) ne seront pas utilisées aux fins prévues, mais pour être transformées en carburant.

Pour éviter cela, les scientifiques recherchaient d’autres sources d’énergie pour les biocarburants. À la suite de leurs recherches, des biocarburants de deuxième génération et de nouvelles versions de ceux-ci sont apparus.

Ceux-ci incluent des substances dérivées non pas des plantes elles-mêmes, mais de leurs déchets: feuilles, cosses, rhizomes, etc. Les biocarburants issus de sciure de bois et de fumier constituent un représentant de premier plan de ce type de liquide de refroidissement: un gaz composé de méthane et d’acide carbonique, appelé dans la vie quotidienne «eaux usées».

Sa composition est absolument identique à celle du méthane naturel fossile. Après en avoir retiré les éléments inutiles, il peut être utilisé pour produire de l’éthanol pour des fours chauffant certaines structures.

Le biocarburant le plus innovant - dont la présentation a eu lieu il n'y a pas si longtemps - est fabriqué à partir d'algues. Ces plantes sous-marines peuvent être cultivées dans des étangs qui ne conviennent pas aux besoins agricoles. De plus, ils peuvent être cultivés dans ce qu'on appelle des phytobioréacteurs.

En se développant, ces organismes forment des structures moléculaires qui ressemblent à la structure du pétrole dans leur structure. Le biocarburant à base d'algues est le développement le plus prometteur, mais son application pratique est encore très éloignée.

Faites attention! Les aspects positifs de l'utilisation des algues peuvent être attribuées au fait qu'elles absorbent du dioxyde de carbone au cours de leur vie, réduisant ainsi la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère de notre planète.

Variétés de biocarburants

Les sources d’énergie des biocarburants, malgré les lacunes dans la composition et la technologie de production énumérées dans les sections précédentes, sont actuellement utilisées. Dans certains domaines d'activité humaine, ils remplacent l'électricité. Il existe même des chaufferies complètes à base de biocarburants, qui permettent de chauffer des bâtiments résidentiels et des bâtiments commerciaux et industriels.

Les biocarburants les plus utilisés sont:

• liquide;
• solide.

Examinons chacune d’elles plus en détail.

Liquide

Le colza est l’une des cultures les mieux adaptées à la production de biocarburant.

Le vecteur d’énergie est fabriqué selon le schéma suivant:

• La graine de colza collectée est soumise à un nettoyage minutieux qui en extrait les ordures, la terre et d’autres éléments étrangers;
• après cela, les matières premières végétales sont écrasées et pressées pour obtenir le gâteau;
• il se produit ensuite une estérification de l'huile de colza - des esters volatils sont extraits de cette substance à l'aide d'acides spéciaux et d'alcools;
• à la fin, le carburant biodiesel résultant est nettoyé des impuretés d'huile inutiles.

Astuce! La substance obtenue convient à un usage indépendant et peut également être utilisée comme additif pour le diesel, ce qui permet de réduire les émissions nocives dans l'atmosphère.

En outre, le biocarburant E-95, qui remplace l’essence traditionnelle, est très répandu. Ce type de vecteur énergétique est composé d’alcool éthylique et d’additifs réduisant l’effet corrosif sur les pièces métalliques et en caoutchouc des moteurs à combustion interne installés dans les automobiles.

Les avantages de l’essence biologique sont les suivants:

• le coût de ce type de carburant est inférieur à celui traditionnel;
• lors de son utilisation, la durée de fonctionnement de l'huile et des éléments filtrants augmente;
• la combustion de biocarburants n'entraîne pas la formation d'une plaque sur les bougies qui empêche le passage d'une étincelle;
• un moteur à combustion interne fonctionnant au biobenzène n'émet pas de substances nocives dans l'atmosphère;
• l'éthanol s'enflamme davantage et n'explose pas lors d'accidents de la route;
• L'essence organique explose à une température plus basse, car le moteur de la voiture ne surchauffe pas pendant la saison chaude.

Malgré les avantages susmentionnés, le biocarburant liquide présente plusieurs inconvénients qui empêchent son introduction généralisée dans l'activité économique:

1. Lors de l'utilisation d'essence organique, les moteurs à combustion interne et autres équipements échouent rapidement, car les substances qui constituent le vecteur d'énergie naturel provoquent la corrosion et endommagent les joints d'étanchéité en caoutchouc des agrégats. Des moyens efficaces pour lutter contre ce phénomène n’ont pas encore été trouvés.
2. Pour remplacer complètement les combustibles fossiles par des ressources biologiques, il est nécessaire d’élargir considérablement la superficie des terres agricoles, ce qui est actuellement impossible. De plus, la superficie de terrain propice à la culture de plantes est limitée. La solution au problème peut servir de carburant de troisième génération, dont les travaux de développement ne sont pas encore terminés.

Solide

Outre les biocarburants liquides, l’énergie organique solide a acquis une reconnaissance méritée parmi les consommateurs du monde entier.

Leurs caractéristiques sont les suivantes:

1. Fabriqué à partir de diverses matières premières d'origine biologique. Il peut s’agir de déchets organiques d’êtres humains et d’animaux, ainsi que de parties de plantes diverses.
2. L’essence du processus technologique de production de biocarburants solides réside dans l’utilisation efficace de diverses méthodes de fractionnement de la cellulose. Actuellement, de nombreuses études sont en cours dans le but de répéter les processus naturels de division qui se produisent dans le tube digestif des organismes vivants.
3. Pour la fabrication de combustible organique solide, on utilise la masse dite biologique, qui présente une certaine consistance et des proportions. Le produit fini est obtenu en éliminant l'humidité de la matière première et en appuyant ensuite sur celle-ci.

Le plus souvent, l’énergie solide est fournie sous les formes suivantes:

• des briquettes;
• des pellets;
• granules.

Production indépendante de biocarburant

Matières premières nécessaires

Fabriquer son propre biocarburant est assez facile. Cela nécessite une grande quantité de fumier et un équipement peu complexe, qui peut être commandé auprès d'entreprises spécialisées.

Les coûts que vous aurez engagés lors de la phase initiale seront rentables au cours des prochaines années. Une chaufferie à biocarburants, qui chauffe non seulement les locaux d'agrotechnique et d'élevage de bétail, mais également une maison d'habitation, permettra de réduire considérablement les factures d'électricité.

Le plus approprié du point de vue énergétique est le fumier de cheval. Toutefois, toutes les exploitations n’étant pas engagées dans l’élevage de ces animaux, les installations destinées à la production de biogaz peuvent donc être utilisées comme des déchets d’autres animaux.

Les mélanges organiques suivants peuvent être utilisés dans le processus:

• déchets de cheval, mélangés avec de la tourbe ou de la paille;
• fumier mélangé avec les tiges restant après le traitement du lin;
• fumier mélangé à des déchets humains organiques;
• bouse de vache mélangée à un cheval dans un rapport 50/50;
• déchets de vaches mélangés à de la sciure de bois;
• fumier de cheval mélangé à des feuilles mortes.

Avant de produire du biogaz, la matière première doit être placée dans un bunker scellé, où elle sera soumise à une fermentation pendant une longue période. Après cela, le liquide en excès du mélange biologique est évaporé et le biométhane résultant est utilisé pour répondre à divers besoins économiques.

Usine de biocarburant maison

Les instructions suivantes concernent la technologie de l'unité d'auto-fabrication, qui peut être utilisée pour la production de biocarburant.

Il est nécessaire de faire ce qui suit:

1. Tout d'abord, creusez une fosse de la taille dont vous avez besoin (en fonction de la quantité de matières premières disponibles).
2. Les parois de la fosse doivent de préférence être renforcées avec des anneaux en béton. Cela empêchera le sol de se perdre. Les joints doivent être soigneusement scellés avec une solution de béton additionnée de plastifiants, évitant les fuites et permettant l'évaporation du biogaz produit.
3. De là-haut, la construction est scellée hermétiquement avec un dôme dans lequel sont percés des trous et où sont installés les pipelines nécessaires pour fournir du gaz aux consommateurs.
4. Pour augmenter l'efficacité de l'installation, des réchauffeurs peuvent être montés dans le réservoir sous forme de serpentins fonctionnant à l'électricité.

Faites attention! Pour utiliser le gaz organique, il est nécessaire de moderniser les équipements de chauffage ou de reconstruire les brûleurs afin que plus d'oxygène pénètre dans la chambre de combustion.

Le processus d'obtention de biocarburant est le suivant:

• des matières premières organiques sont introduites dans le réservoir (sa composition est discutée en détail dans la section précédente);
• il est également nécessaire d'y ajouter de l'eau en augmentant la teneur en humidité de la matière organique jusqu'à 70%;
• après cela, l'élément chauffant doit être allumé et la température du fumier doit être augmentée à 35 degrés;
• après le début de la fermentation, la température du mélange augmentera encore davantage, ce qui provoquera le démarrage du gaz utilisé pour alimenter ces consommateurs ou d'autres consommateurs.

Combustible organique pour les cheminées

Outre le biogaz et l'essence organique, dont l'utilisation n'est pas encore très répandue, vous pouvez déjà ressentir tous les délices de l'utilisation des biocarburants. Il s’agit du fluide Planica fanola, spécialement conçu pour être utilisé dans les bio-cheminées et peut être utilisé sans aménagement de la cheminée ni ventilation particulière.

En brûlant, ce type de carburant ne forme pas de fumée et ne dégage pas de substances nocives pouvant nuire au corps humain.

Un litre de liquide, enflammé dans un réservoir spécial installé dans la cheminée pour les biocarburants, peut brûler pendant au moins 6 heures avec le dégagement de chaleur, dont la puissance est égale à 3 kW. C'est presque deux fois plus que le bois de chauffage plus commun, mais moins écologique.

Conclusion

Le biocarburant est l’un des développements prometteurs dont tous les avantages seront appréciés à l’avenir. Toutefois, cela ne vous empêche pas d'utiliser du biocarburant fabriqué par nos soins pour une serre ou un bain. Vous pouvez en apprendre plus à ce sujet dans la vidéo ci-dessous.