Российские ученые разработали биокеросин из опилок и лузги подсолнечника

Москва, 28 сен - ИА Нефтегаз.РУ. Специалисты из России создали метод получения авиационного биокеросина из сосновых опилок и лузги подсолнечника.
Об этом сообщило официальное издание Сибирского отделения Российской академии наук «Наука в Сибири».

Испытания подтвердили, что полученное топливо отвечает экологическим стандартам Международной организации гражданской авиации (ICAO).

Биокеросин имеет преимущества перед керосином, который производят из нефтепродуктов. Актуальные требования ICAO включают не только снижение вредных выбросов, но и уменьшение уровня шума.

Этот показатель также исследовался. Изменение уровня звукового давления связано с изменением компонентного состава топлива и, соответственно, шума при его горении. Отсутствие ароматических соединений ведет к снижению шума при сжигании топлива.

Вредные выбросы при сжигании биокеросина присутствуют так же, как и при сжигании нефтяного керосина. Однако уровень эмиссии вредных выбросов компенсируется за счет их поглощения растительностью, которая выступает сырьем для получения биотоплива. Так достигается замкнутый цикл без образования накопительных вредных газов в атмосфере.

Полученный SAF-керосин специалисты испытали при сжигании в газотурбинной установке по дроссельным характеристикам, уровню звукового давления и концентрациям антропогенных выбросов. Они также сравнили характеристики работы двигателя на керосине из нефтяного сырья и биокеросине. В результате исследователи установили, что новое синтезированное биотопливо отвечает требованиям устойчивой и стабильной работы авиационных двигателей. Кроме того, SAF-керосин соответствует экологическим стандартам Международной организации гражданской авиации (ICAO).

В разработке участвовали сотрудники Института теплофизики им. С. Кутателадзе СО РАН, Томского политехнического университета, Южно-Российского государственного политехнического университета им. М. Платова, Института нефтехимии и катализа Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук и Научно-исследовательского института Нанотехнологии и новые материалы.

Для производства биокеросина ученые использовали сосновые опилки и лузгу подсолнечника. Такое сырье относят к непищевой биомассе второго поколения. Его выбор обусловлен отсутствием конкуренции с продовольственным сектором: оно не применяется в пищевой промышленности. Помимо этого, снижается углеродный след по сравнению с ископаемым топливом.

Сырье широко доступно в России. Страна входит в число мировых лидеров по валовому сбору подсолнечника, благодаря чему здесь ежегодно образуются миллионы т лузги. Сырье для биотоплива из непищевой массы отвечает требованиям экологической эффективности, технологической доступности и имеет коммерческий потенциал. Это делает его перспективным решением для снижения углеродного воздействия на атмосферу от авиационной отрасли.

Тестирование синтетического авиационного топлива включало три этапа. Сначала анализировали состав и физико-химические свойства. Затем изучали особенности подготовки топлива к сжиганию - проводили опыты с испарением и зажиганием капель.

На третьем этапе выполняли огневые испытания на малогабаритной газотурбинной установке. В ходе испытаний фиксировали тягово-экономические характеристики, выбросы, сажу и шум. Испытания проводили на стенде, имитирующем работу авиадвигателей в разных режимах.

Доцент Томского политехнического университета Д. Антонов сообщил, что специалисты моделировали реальные условия сжигания экологичных синтетических авиационных топлив на газотурбинной установке - от режима холостого хода до крейсерского. Расход топлива составлял 600 мл/мин.

В результате испытаний на огневом стенде ученые подтвердили перспективность применения разработанного топлива в газотурбинных установках. По словам исследователей, SAF-топливо обеспечивает значительное улучшение экологических показателей. Снижение выбросов оксидов азота достигает 70%, диоксида серы - 90%, оксида углерода - 50%. Одновременно шум уменьшается на 10 дБ.

Несмотря на улучшение экологических характеристик, отмечается снижение тяги на 10% относительно керосина нефтяного происхождения. При этом наблюдается ключевое преимущество SAF-керосина - повышение стабильности работы двигателя. Оно проявляется в отсутствии гистерезиса дроссельной характеристики - запаздывания или несовпадения значений выходного параметра в зависимости от степени открытия заслонки. Это обеспечивает плавные переходы между режимами.

Биотопливо второго поколения производят из непищевого растительного сырья, включая отходы сельского хозяйства и лесопереработки. Такой подход позволяет снижать нагрузку на продовольственные ресурсы и считается одним из инструментов уменьшения углеродного следа транспорта. Сосновые опилки и лузга подсолнечника относятся к лигноцеллюлозному сырью, пригодному для термохимической переработки в синтетические углеводороды.