Транспортний газогенератор на біопаливі

Транспортний газогенератор — це пристрій для отримання газу придатного для спалювання у двигуні. Це відбувається завдяки процесу газифікації твердих матеріалів, що вміщують вуглець. Для цього можливо використовувати різні матеріали, наприклад біомасу — це може бути деревина, яку вирощували на паливо кілька років, або пресовані паливні гранули.

Історія

Історія використання відома. Спершу використовували у промисловості, а на початку 20-го століття у автомобільному транспорті. Інформація з відкритих джерел:

«

Перший промисловий газогенератор деревного газу, можливо, було побудовано Густавом Бішофом 1839 року в м. Лаухгаммері (Німеччина). 1931 року у Франції нараховувалося 879 машин з газогенераторними установками. В червні-липні 1936 року НАТІ разом з іншими організаціями в Загорську проводив експлуатаційні випробування імпортних і радянських газогенераторних автомобілів. Результати випробовувань були наступні:

У 1942 році (коли деревний газ ще не досяг вершини своєї популярності), було близько 73 000 автомобілів на деревному газі в Швеції (у листопаді 1940 р. було 22 000 автомобілів на газі зареєстрованих в Швеції, а той же час в наступному році їх налічувалося 71 000), у Франції — 65000, в Данії — 10000, і майже 8000 в Швейцарії. У 1944 році в Фінляндії було 43000 автомобілів на деревному газі, з яких 30 000 автобусів і вантажних автомобілів, 7000 приватних автомобілів, 4000 тракторів і 600 човнів. З 1940 по 1945 рр. в Німеччині було виготовлено близько 500 000 транспортних газогенераторних установок Після закінчення Другої світової війни парк автомобілів обладнаних газогенераторними установками скоротився лише протягом 1949 року з 1 млн до 50 000 одиниць, уступивши місце попиту на більш дешеві нафтопродукти і вугілля. У США Федеральне агентство з надзвичайних ситуацій (FEMA) в березні 1989 року опублікувало книгу в якій описується, як побудувати газовий генератор у випадку надзвичайної ситуації, коли нафта буде недоступна (“Конструкція спрощеного генератора деревного газу для живлення двигунів внутрішнього згоряння в умовах нафтової надзвичайної ситуації” Автори: Х. Лафонтейн, Фонд енергії біомаси, Маямі, Флорида Також: Ф. П. Циммерман, Національна лабораторія Оук-Рідж, Відділ енергетики, Міжвідомча угода FEMA, номер: EMW-84-E-1737. Для: Федеральне агентство з надзвичайних ситуацій, Вашингтон, округ Колумбія, 20472, 1989 рік). 

»

Агентство Rol. фото автомобілей  з газогенераторами:

Фото автобусів з газогенератором у Лондоні під час Другої світової війни:

Як працює технологія транспортного газогенератора

Найлегше його адаптувати до ДВЗ з карбюратором. Було проведено багато різних досліджень та практичних випробувань. Щоб зрозуміти технологію та процес треба звернутися до цих джерел.

Схема роботи системи :

Найбільш показово це завжди практика, простий приклад процесу отримання газу:

Клюс Сергій Володимирович у своїй роботі “Енергоефективне перетворення біомаси в горючий газ і біовугілля в газогенераторах щільного шару палива” зрозуміло надає опис:

« 

Одним із напрямків енергетичного використання біомаси є газифікація.

Газифікацією називається процес перетворення органічного палива в горючі гази, який відбувається під дією вільного або зв’язаного у вигляді Н₂О або СО₂ кисню за високих температур.

Процеси газифікації палива близькі до процесів горіння. Основа цих процесів полягає в хімічному з’єднанні вуглецю і водню палива з окиснювачем (киснем). Відмінність лише в тому, що при горінні відбувається повне окиснення палива в умовах надлишку кисню, а газифікація відбувається за умови дефіциту кисню, при цьому вуглець окиснюється лише частково.

Газоподібне паливо (генераторний газ) має ряд суттєвих переваг у порівнянні з твердим паливом:

– газ згорає без диму і кіптяви. Коефіцієнт використання тепла згоряння газу вищий, ніж твердих видів палива, навіть тих, які згоряють у пиловидному стані;

– при спалюванні газу просто регулювати температуру та подачу тепла;

– можна створювати довгий факел полум’я, який охоплює предмет, що нагрівається, а також концентрувати горіння в короткому факелі;

– спалювання газу відбувається майже з теоретичною кількістю повітря, а газ можна змішувати з повітрям до спалювання, завдяки чому збільшується швидкість згоряння, шляхом попереднього підігріву повітря температура згоряння може бути збільшена;

– газ вільний від всіх природних недоліків твердого палива – золи, вологи і інших домішок.

Генераторний газ можна транспортувати трубопроводами, в тому числі в суміші з природним газом.

Генераторний газ в залежності від призначення поділяється на такі види:

– котельний, призначений для спалювання у пальниках котельних;

– технологічний, призначений для синтезу рідких біопалив;

– моторний (силовий), призначений для спалювання у двигунах внутрішнього згоряння або газових турбінах.

В залежності від способу газифікації та параметрів процесу калорійність генераторного газу перебуває в межах 4,2–21 МДж/м_³.

Газифікація біопалива відбувається в основному в газогенераторах з щільним шаром палива, які, в залежності від напряму потоків палива, повітря, що надходить, та газу, що відходить, можна поділити на прямий, обернений, двозонний та горизонтальний.

Умовно у процесі газифікації можна виділити три етапи:

1 − нагрівання і сушіння біопалива;

2 − пірогенетичний розпад біопалива на леткі речовини і твердий коксовий залишок;

3 − газифікація коксового залишку.

В газогенераторах відбуваються пов’язані між собою процеси сушіння і пірогенетичного розпаду біопалива з утворенням біовугілля, взаємодії газів дуття з вуглецем біовугілля, а також взаємодія утворених під час газифікації газів між собою і вуглецем палива. В цілому процес газифікації біопалива становить складну сукупність окиснювально-відновлювальних хімічних реакцій, склад яких визначається головним чином видом дуття, температурою і тиском процесу.

При газифікації за прямим процесом, який має найбільше розповсюдження, повітря підводиться в нижню частину газогенератора. Газовий потік при цьому рухається через шар палива знизу вгору. На колосниковій решітці виникає зона окиснення. Вуглець палива з'єднується з киснем повітря. Це з'єднання, згідно з сучасними уявленнями про процес газифікації твердого палива, відбувається за такими екзотермічними реакціями :

С + О₂ = СО₂ + 407 МДж/кмоль вуглецю, 

С +0,5 О₂ = СО + 123 МДж/кмоль вуглецю. 

Внаслідок теплоти, яка виділяється в зоні згоряння, нагрівається і розпікається паливо в зоні відновлення.  Проходячи через розпечений кокс вуглекислий газ реагує з новими порціями вуглецю згідно з ендотермічною реакцією, що відома як реакція Будуара:

CO₂ + C ⇄ 2CO − 161,5 МДж/кмоль вуглецю.

У відновлювальній зоні також відбуваються ендотермічні реакції розпаду водяної пари на розпеченому коксі (реакції водяного газу):

С + Н₂О = CO + Н₂ – 118,7 МДж/кмоль вуглецю; 

С + 2Н₂О = СО₂ + 2Н₂ – 75,5 МДж/кмоль вуглецю. 

Водяна пара, яка реагує з коксом, може бути отримана внаслідок термічного розпаду клітковини палива (так звана пірогенна або хімічна вода) і за рахунок гігроскопічної вологи палива.

При прямому процесі газифікації в реакції водяного газу приймає участь головним чином, пірогенна вода, a гігроскопічна вода випаровується в бункері до моменту згоряння палива. Зони згоряння і відновлення утворюють так звану активну зону (зону газифікації), в якій відбуваються основні реакції газогенераторного процесу.

Таким чином, при взаємодії окиснювачів з вуглецем утворена суміш газів складається з двох горючих компонентів: оксид вуглецю і водень. В газовій фазі можуть відбуватися й інші реакції. Так, можлива реакція між оксидом вуглецю і водяною парою:

СO+Н₂О ⇄ CO₂ + Н₂ + 43,6 МДж/кмоль. 

При підвищеному тиску процесу реакції утворення метану протікають швидше:

C + 2Н₂ = CН₄ + 74,5 МДж/кмоль вуглецю; 

CО + 3Н₂ = СН₄ + Н₂О + 206,4 МДж/кмоль вуглецю; 

2CО + 2Н₂ = СН₄ + СО₂ + 248,3 МДж/кг моль вуглецю; 

СО₂+ 4Н₂ = СН₄ + 2Н₂О + 161 МДж/кг моль вуглецю. 

Над активною зоною розміщуються зони сухої перегонки палива і підсушки.

Сухою перегонкою палива, як відомо, називається процес нагрівання палива до відповідної температури без доступу повітря. Так, при нагріванні біопалива до 105 °С в зоні сушіння виділяється гігроскопічна волога палива. До того часу, поки не випарується вся гігроскопічна волога, температура палива не підвищується. Після закінчення сушки температура палива починає швидко збільшуватися і при подальшому нагріванні до 200 °С з біомаси виділяється вуглекислий газ СО₂. При нагріванні понад 280 °С починається бурхливий розпад біомаси, який відбувається екзотермічно і закінчується в основному за температури 400 °С. Кількість тепла, що виділяється при цьому, становить приблизно 6% від теплоти згоряння деревини, a кількість газів і пари із зони сухої перегонки становить до 30% від газів активної зони.

При відборі газу з верхньої частини газогенератора продукти газифікації механічно змішуються з продуктами сухої перегонки (леткими речовинами), внаслідок чого збільшується теплота згоряння генераторного газу. Проте при охолодженні генераторного газу відбувається конденсація смоли, води, фенолу та інших речовин, які необхідно виділяти. Такий газ використовується переважно для спалювання у пальниках котлів. Використання цього газу для роботи двигунів внутрішнього згоряння як силового можливе лише після його багатоступінчастого очищення від пилу і смоли. Тому в газогенераторах прямого процесу газифікації використовують паливо з низьким вмістом летких речовин (кокс, антрацит, деревне вугілля).

Палива з високим вмістом летких речовин, які ще називають бітумінозними і до яких належать деревина, торф, солома, газифікують в генераторах оберненого процесу. В газогенераторі оберненого процесу повітря подається в середню за висотою частину газогенератора, а газ, що отримується, відводиться знизу. При такому напрямку газового потоку зона горіння розміщується над зоною відновлення, тобто вони міняються місцями порівняно з газогенератором прямого процесу, а зони сушіння і сухої перегонки залишаються на попередньому місці. Тому продукти сухої перегонки палива мають пройти через активну зону перед виходом із газогенератора. При проходженні через активну зону частина продуктів сухої перегонки згоряє, інша частина крекінгується, а частина водяної пари розкладається за реакціями водяного газу. В реакціях водяного газу приймає участь як гігроскопічна, так і пірогенна вода палива, тобто кількість водяної пари, що прореагує з коксом більша, ніж при прямому процесі.

Бітумінозні палива мають низький відсоток вуглецю, високий відсоток кисню і під час термічного розпаду дають високий вихід смоли, кислот і пірогенної води. Як встановлено дослідженнями , кількість пірогенної води, яка утворюється з бітумінозного палива, достатня для реакцій водяного газу. Таким чином, вся гігроскопічна волога, яка входить до складу робочого палива, є баластом. Вона поглинає теплоту на своє випаровування, потім змішується з генераторним газом і погіршує його якість.

Підписуйтеся на наші соцмережі

Так, зі збільшенням вологості деревини зменшується вміст СО і збільшується вміст СО₂. Максимальний вихід Н₂ відповідає вологості 20%. Тому абсолютна вологість деревини для оберненого процесу газифікації не повинна перевищувати 20–25%. В газогенераторі оберненого процесу висота активної зони чітко фіксується відстанню від місця подачі повітря до колосникової решітки. Генераторний газ оберненого процесу містить незначну кількість смоли, має більш сталий хімічний склад і використовується як моторний для роботи двигунів внутрішнього згоряння.

Численні порівняльні аналізи складу генераторного газу прямого і оберненого процесів газифікації деревини і торфу свідчать, що вміст пари смоли, оцтової кислоти, фенолу та інших шкідливих домішок в генераторному газі оберненого процесу в десятки і сотні разів менший, ніж у газі прямого процесу. Зазначена перевага дає змогу значно спростити технологічні схеми газогенераторних установок, оскільки зменшується кількість апаратури для очищення генераторного газу.

Одним з найважливіших показників генераторного газу є його якість, під якою розуміється вміст у газі твердих частинок у вигляді пилу та конденсуючих домішок у вигляді смоли. Тому підвищення ефективності виробництва генераторного газу з біопалива полягає у вдосконаленні технологій і конструкцій для одержання насамперед малосмольного газу.

»

Ярош Ярослав Дмитрович також проводив дослідження, та описав у своїй роботі «Наукове-технічне обґрунтування енергетичної автономності агроекосистеми на основі біомаси» отримання газу із деревини та соломи. 

« 

Установка містила розроблений дослідний газогенератор зворотного процесу. Обсяги споживання палива та повітря двигуном фіксувалися за допомогою роторних лічильників G-6-РЛ. Для перетворення механічної енергії двигуна в електричну було використано синхронний генератор. В якості двигуна та електрогенератора було обрано бензоелектричний агрегат змінного струму АБ-4-Т/400-М1. Даний агрегат був оснащений двоциліндровим двигуном УДА-25Г, що розвиває номінальну потужність 5,9 кВт при 3000 об/хв колінчастого валу. Електрогенератор має номінальну потужність 4 кВт та виробляє трьохфазний струм з напругою 220 В.

Для проведення експериментальних досліджень роботи електростанції на солом’яному горючому газі використовувалася спеціальна дослідна установка. Було виконано дослідну перевірку параметрів роботи електростанції на солом’яному генераторному газі (зокрема, виробленої корисної потужності) із фіксованим рівнем наддуву повітря в область горіння газогенератора, причому рівень наддуву відповідав максимальній концентрації монооксиду карбону в газі. Наддув забезпечувався повітродувкою Goorui GHBH0D5-34-1R2. Дослідна установка містила розроблений дослідний газогенератор зворотного процесу, особливістю якого є те, що в ньому відсутня горизонтальна колосникова решітка та сформовано круговий рух повітря в зоні горіння палива. Дані конструктивні особливості забезпечують ефективне утворення горючого газу, в процесі термохімічних перетворень біомаси в зоні відновлення газогенератора, без утворення відкладень золошлакових агломератів при різних режимах подачі повітря до зони горіння палива газогенератора. У газогенератор завантажувалися солом’яні гранули.

»

Кожна частина системи вивчалась на практиці і існують приблизні розрахунки виходячи із характеристик двигуна.

Існує формула для розрахунку скільки потрібно газу із дров отримати для підтримки роботи двигуна на оптимальних обертах. Скорочуючі розрахунок, можливо отримати об'єм газу: 0,00895783*(об’єм двигуна у л)*(кількість обертів валу).

Існує приклад для двигуна Ford A — 3,28 л, 2200 об/хв: 0,00895783 * 3,28 * 2200 = 64,63 м³ приблизно відповідає літературному значенню 66,3 м³. Знаючи кількість газу яку можна отримати із 1 кг біомаси, можна визначити скільки приблизно треба кг за 1 годину роботи двигуна та визначити параметри установки. Ця кількість може бути різна, отримана із практичних значень: 2,15; 2,29; 2,9; 3. Якщо 2,15, то 64,63/2,15=30,06 кг/год біомаси. Біомаси треба приблизно 3 кг замість 1 л бензину при цьому деяка частина потужності двигуна втрачається — приблизно 15%.

Існують табличні значення камери газифікації газогенераторів Імберта, які можуть швидко зорієнтувати у розмірах установки, хоча є і розрахунок по формулам.

Знаючи який об'єм газу потрібен, можливо вибрати найближчі параметри за якими виготовити газогенератор.

Можливо у верхній частині газогенератору зробити ємність для збору конденсату з палива. Якщо насипна щільність біомаси 0,3, то 30,06/0,3 = 100,2 л розмір ємності з паливом на 1 годину роботи, але рекомендують не спалювати більше 2/3 об'єму, тобто треба 150,3 л, а якщо менше, то частіше ніж 1 раз на годину додавати паливо. Для невеликих авто додавати паливо, видаляти золу кожні 30-50 км і невеликою установкою компромісне рішення. Розраховують або приймають об'єм накопичувача золи.

Очищення газу від смоли та пилу спочатку рекомендується у грубому фільтрі — циклоні. Та після охолодження газу — у фільтрі тонкої очистки, який може мати кілька варіантів, наприклад ємність із кільцями Рашига. Кільцями Рашига — це сталеві кільця, відомий приклад товщиною 0,4 мм та діаметром 15мм, а кількістю 25 000 шт. Площа поверхності у цьому випадку буде 35 м², а кількість пилу у газі після очищення 0,1-0,15 г/м³. Фільтрувальні кільця промивають з періодичністю яка залежить від практики, наприклад після пробігу 1000-5000 км. Фільтр може бути тирсою, сіткою. Випускаючи газогенератори за ліцензією Імберт фірма Рено постачала свої змішувачі клапанним вакуумним регулятором – байпасом, який необхідний для стабілізації обертів холостого ходу. У зоні згоряння палива найбільше температура впливає на метал, тому якщо система є розбірною, ця частина потребує заміну через деякий час, який залежить від конструкції та товщини металу.

Додатково перевіримо вірність значень. Бензин має питому теплоту згоряння 41.1 МДж/кг або 32,2 МДж/л, 1л бензину, 0,75кг = 3 кг деревини.

Для генераторного газу беремо найнижче значення питомої теплоти згоряння 4,2 МДж/м³.

3 (кг) * 2,15 м³ = 6,45 м³, 6,45 м³ * 4,2 МДж/м³ = 27,09 МДж;

середній показник питомої теплоти згоряння деревини 10,2 МДж/кг, 3кг*10,2 МДж/кг = 30,6 МДж.

Питома теплота згоряння газу з 3кг деревини у порівнянні з 1л бензином:

27,09 МДж / ( 32,2 МДж / 100%) = 84,13%,

різниця складає: 100% — 84,13% = 15,87 %.

Відомо, що у середньому ДВЗ втрачає близько 15% потужності через нижчу питому теплоту згоряння газу.

Можна зробити висновок, що розрахунок заміни деревиною бензину вірний.

Альф ван Бім зняв кілька фото авто 1928 року з газогенератором у 2013 році в музеї Форда (був розпроданий у 2018) Дена Хартога у м. Хіллегом (Нідерланди):

Є приклад авто у робочому стані:

Приклад законодавства Аргентини щодо саморобних або вироблених невеликими партіями авто

У Аргентині після дозволу реєструвати самостійно зібрані авто або вироблених невеликими партіями, прийняли окремі технічні вимоги до них, також і положення щодо викидів категорій таких авто. В Аргентині згідно Положення 352/2018 Національного агентства з безпеки дорожнього руху:

«

Для категорій:

Репліка транспортного засобу : точна копія конкретної оригінальної моделі, виробництво якої припинилося щонайменше за тридцять (30) років до початку виробництва її репліки.

Неопублікований транспортний засіб : складається з конструкції та кузова оригінального та неопублікованого дизайну.

Ті, що є результатом реставрації або реконструкції існуючих транспортних засобів. Відремонтований транспортний засіб, який був конструктивно модифікований та/або оснащений модернізованим двигуном.

Критерії:

1 Дозволені значення викидів газів для автомобілів згідно з цим законом:

Забруднювач та граничне значення:

Чадний газ 2,5%

Вуглеводи на холостому ходу 400 ppm

2 Дозволені значення шумового випромінювання:

Рівень шуму вихлопних газів: 82 дБ (+10)

3 Дозволені значення шумового випромінювання:

Дозволений рівень шуму звукового сигналу: мінімум 87 дБ, 112 дБ максимум

»

Біопаливо для транспорту та екологія

Біопаливо не може бути єдиним джерелом енергії для потреб людства сьогодні. Існує статистика виробництва електроенергії, використання усіх видів джерел енергії, виробництво палива.

Графіки виробництв енергії та палива:

Відомо що рівень моря, CO₂ та температура у минулому коливалися. Дослідження мають різні значення, але дають приблизне розуміння. Більшу частину часу коли вже суходол був заселений рослинами і тваринами ці показники були більші за теперішній.

Результати досліджень історичних рівнів у графіках:

Є природні явища що впливають на зміни клімату, це сонячна активність,тектоніка і прецесія планети, але людство прискорює процес потепління за рахунок викидів. Скорочення використання викопного палива зменшить негативний вплив. Рослини поглинають CO₂ під час зростання, а після їх спалювання CO₂ яке виділяється у атмосферу є нейтральними викидами, лише інші гази є забруднюючими, але їх рівень не є значно більшим за викиди від викопного палива. 

ГДК CO₂ у США є 5000 ppm, де ppm це млн^-1 або 10^-6. Рівень CO₂ у шкільних класах може бути вищим у кілька разів за звичайний, це вимірювали різні дослідники. У статті за авторством Гаетано Сеттімо, Лучіана Індіннімео, Марко Інглессіс, Марко Де Феліче, Роберта Морліно, Анналіза ді Косте, Фабіана Карр'єра, Крістіна Ді Фіоре та Паскуале Авіно “Рівень CO₂ у класах: які дії вжити для покращення якості середовища та простору.” наведений графік концентрації у різний час:

CO₂ важливий для зростання рослин та врожаю. Є стаття Брюса Данна “Тепличні добавки вуглекислого газу”, в ній розглянуто як впливає рівень CO₂ на рослини у теплиці, та представлений графік залежності зростання:

Клюс С. В. у своїй роботі «Енергоефективне перетворення біомаси в горючий газ і біовугілля в газогенераторах щільного шару палива» вказує:

«

Вплив біопалива на довкілля визначали за величиною емісії парникових газів і шкідливих речовин, які утворюються внаслідок використання викопного палива на стадії вирощування біомаси та перетворення її в генераторний газ, а також на стадії спалювання генераторного газу. На сучасному етапі для газифікації використовуються деревина та її відходи, солома та рослинні рештки, енергетичні культури.

На зростання природних лісів, кущів, трави антропогенна енергія не витрачається.

В той же час на вирощування і збирання врожаю сільськогосподарських культур, енергетичних рослин, штучних лісів витрачається енергія викопного палива. Чим більша кількість технологічних операцій під час вирощування рослин, тим більшою буде емісія СО₂ внаслідок спалювання органічного палива в двигунах сільськогосподарських машин. Найменша емісія СО₂ буде на лісових площах, закладених людиною, тому що витрати енергії на закладку і санітарне чищення лісу менші від 1 ГДж/га в рік . За даними німецьких дослідників витрати антропогенної енергії на енергетичні рослини становлять 3–7 ГДж/га щорічно. Набагато більше антропогенної енергії витрачається на вирощування сільськогосподарських культур (11,9−32,8) ГДж/га в рік. Витрати енергії органічного палива 15 ГДж/га в рік є граничними, після їх перевищення відбувається забруднення довкілля. Таким чином, при вирощуванні сільськогосподарських культур, призначених для виробництва енергії, відбувається незворотне забруднення довкілля, насамперед, викидами СО₂.

На величину емісії шкідливих речовин, що утворюються при спалюванні генераторного газу, суттєве значення має вміст хімічних елементів в біопаливі, з якого вироблено генераторний газ, а саме азоту, сірки та хлору.

В зоні високих температур утворюються окиси азоту (NO_x) і закис азоту (N₂О).

»

Зола яка утворюється у процесі роботи газогенератора може бути внесена у землю як одне із складових добрив для рослин.

Приклади використання газогенератора у транспорті

Приклади застосування газогенератора в Україні:

Євген Коливан надав інформацію про газогенератори що він використовував.

«

8 версія: Я проїхав на близько 8000-9000 км. Все зроблено з заліза товщиною від 0,5 мм до 1,0 мм, крім решітки.

9 версія: Газогенератор був виготовлений з нержавіючої сталі товщиною 0,5 мм. Проїхав 22 тисячі кілометрів. Підняті фурми (приблизно на 20 градусів). Змінилася кількість фурм – тепер їх сім, діаметр фурми 8,2 мм. Зміна днища газифікаційної камери, а саме знімне днище з горловиною. Саме днище камери та горловина виконано з тепловими зазорами та не має жорсткого кріплення. Також доданий тепловий екран та рухомі грати. Також є екран для утримання вугілля на решітці, що зменшує винесення великих фракцій. Охолоджувач 0,8 мм, і він оцинкований з обох боків. Його загальна площа поверхні становить майже 2 квадратні метри.

» 

Економічний вплив

Голубець Михайло Андрійович у своїй книзі “Екосистемологія ” приводить опис та дані продуктивності екосистем:

«

Розрізняють кілька видів продуктивності:

- валова первинна продуктивність, або валова продуктивність автотрофного блоку (продуцентів) екосистеми — швидкість накопичення органічної речовини автотрофами в процесі фотосинтезу за одиницю часу на одиниці площі, включаючи й ту органічну речовину, яка на період визначення була витрачена на дихання;

- чиста первинна продуктивність — швидкість накопичення органічної речовини в рослинних тканинах, яка використовується на забезпечення росту і розвитку, тобто без тієї кількості речовини, що була витрачена на дихання;

- вторинна продуктивність — швидкість накопичення органічної речовини консументами на одиницю площі за одиницю часу.

Окрім згаданих, для характеристики біопродукційних ознак в екосистемології вживаються й інші терміни:

- біомаса — кількість живої органічної речовини в екосистемі, накопиченої всією сукупністю рослинних, тваринних, грибних і бактеріальних організмів, виражена в одиницях маси або енергії на одиницю площі;

- фітомаса — загальна маса всіх рослинних організмів екосистеми чи її структурних компонентів (фітоценозу, біогеогоризонту, біогеопарцели та ін.), виражена в одиницях маси або енергії на одиниці площі.

» 

Лише частина земель використовують для с/г, але % цих земель у кожній країні відрізняється. Біопаливо можливо вирощувати у більшості країн світу. Попит та підтримка біопалива може стимулювати вирощувати всередині країни біопаливо для транспорту.

З відкритих джерел відомо, що площа суходолу планети 148 940 000 км². Землі, що використовуються для сільського господарства 49 240 000 км², з яких 14 070 000 км² рілля. Ліса займають площу 40 600 000 км². 1 км² = 100 га. Пустелі займають 33% суші. Ліс складає 17,2% території України. Сільськогосподарські угіддя займають 70 % загального земельного фонду України, 78,9 % сільськогосподарських угідь — орні землі та багаторічні насадження. Частину земель яка не використовується для отримання прибуткової продукції можливо використовувати для отримання біопалива. Є швидкозростаючі дерева, кущі, трав’янисті рослини. Використовуючи добрива можливо отримувати більше біомаси.

Зараз дозволено реєструвати транспортні засоби повною масою до 3,5т які зібрані особисто. І вони мають відповідати усім вимогам до транспортних засобів, а викиди з двигунів на біопаливі вимірюють за нормами для бензину.

Транспортні засоби — авто, трактори на біопаливі не потребують складних систем. Можливо виробляти копії історичних моделей з деякими змінами але без електронних помічників водію. Дозволити більший рівень викидів ніж для бензину, враховуючи приклад Аргентини, та те що біопаливо має нейтральні викиди CO₂. Дозволити використання ДВЗ не дивлячись на можливі обмеження у інших країнах або з як альтернатива ДВЗ — використання парового котлу з паровим двигуном. Такі транспортні засоби можуть мати попит всередині країни без переміщення за кордон. Такий транспорт можливо обмежити максимальною швидкістю меншою за максимально дозволену на дорогах загального користування. Це може бути 80-70-60 км/год. Приклади різних обмежень з постанови Кабінету Міністрів України ”Про Правила дорожнього руху”:

«

12.6. Поза населеними пунктами на всіх дорогах та на дорогах, що проходять через населені пункти, позначені знаком 5.51, дозволяється рух із швидкістю:

а) автобусам (мікроавтобусам), що здійснюють перевезення організованих груп дітей, легковим автомобілям з причепом і мотоциклам — не більше 80 км/год.;

б) транспортним засобам, якими керують водії із стажем до 2 років, — не більше 70 км/год;

в) вантажним автомобілям, що перевозять людей у кузові, та мопедам, — не більше 60 км/год;

г) автобусам (за винятком мікроавтобусів) — не більше 90 км/год;

ґ) іншим транспортним засобам: на автомобільній дорозі, що позначена дорожнім знаком 5.1 — не більше 130 км/год., на автомобільній дорозі з окремими проїзними частинами, що відокремлені одна від одної розділювальною смугою — не більше 110 км/год., на інших автомобільних дорогах — не більше 90 км/год.

» 

Якщо будуть впроваджені окремі норми для біопалива, з деякими відступами від загальних вимог можливо отримати:

- дешеві і ремонтопридатні транспортні засоби з великим часом експлуатації, які не мають значних додаткових викидів;

- це буде актуально малому бізнесу, громадянам;

- може створити додаткові замовлення серійних комплектуючих середньому бізнесу всередині країни;

- створить попит на вирощування біомаси з швидкозростаючих дерев, кущів, соломи або на закупівлю відходів переробки деревини та лісового господарства;

- зменшить купівлю іноземного транспорту.

Висновки

Технологія відома, було проведено багато досліджень різними авторами. Ця технологія може принести користь як використовуючись у автомобілях так і у с/г техніці. Технологію можливо використовувати разом з ДВЗ або парового котла та парового двигуна. У 20 ст. використовували також парові авто на твердому паливі або керосині, останні можливо використовувати для спалювання газу з біомаси.

Вільям Говард Тафт 27-й Президент США (4 березня 1909 — 4 березня 1913) використовував парове авто на керосині, яке наразі зберігається у музеї.

ККД парових авто нижчий за ДВЗ — 11% для тих, що мають тиск до 12 атм та використовують звичайні сталі та 20% для тих, що мають тиск до 100 атм, підвищену температуру пару, та виготовлені з нержавіючої сталі.

Застосування технології газифікації біомаси призведе до зменшення використання викопного палива. Попит на авто на біопаливі буде серед малого бізнесу, жителів сільської місцевості, власників приватних будинків. Зменшення купівлі іноземної техніки покращить торгівельний баланс з іншими країнами.

Біопаливо можливо використовувати як резервне джерело енергії під час надзвичайних ситуацій. Можливо виробляти генератори електрики які використовують біопаливо.