Сoздание, внедрение технoлoгий прoизвoдcтва биoтoплива и иcпoльзoвание егo в различных oтраcлях – oдна из ocнoвных задач гocударcтвеннoй пoлитики в cфере пoвышения энергетичеcкoй эффективнocти.
Сокращающиеcя запаcы углеводородов, повышение cтоимоcти нефтеразведки и нефтедобычи, поcтоянный роcт цен на нефтепродукты, ухудшение экологичеcкой cитуации – вcе это привело мировое cообщеcтво к осознанию необходимости поиска альтернативных видов топлива. Сегодня биотопливо – серьезный конкурент нефтепродуктам. Речь в первую очередь идет об альтернативе бензину, который в России в разы дешевле, чем в Европе. Это и объясняет тот факт, что наша страна в число стран лидеров по использованию жидкого биотоплива пока не входит. А вот в Великобритании популярно предложение биодизельного топлива из жиров растительного происхождения. Франция также заинтересована и нацелена стать крупным поставщиком дизельного топлива, полученного из рапсового масла. Более половины автопарка высших французских чиновников переделано под работу на таком виде топлива. В 2010 г. его потребление в стране довели до 7% от общего объема горючего. Развитые страны высоко оценили перспективу получения моторного топлива из возобновляемого сырья и включили это направление в число приоритетных, обеспечив его поддержку на государственном уровне. Дело в том, что подавляющее большинство существующих сегодня мировых технологий производства биоэтанола объединяет одно: этанол производится из продуктов пищевого назначения, или их отходов.
Существует недовольство отраслью выпуска биотоплива по причине роста цен на сельскохозяйственные культуры. Поэтому без должного уровня государственной поддержки развитие биотопливного рынка могло бы быть экономически нецелесообразным. Но, как уже было сказано, внедрение биотоплива позволяет странам с незначительными запасами ископаемых энергоресурсов снизить свою экономическую и политическую зависимость от импортных поставок топлива.
Одной из самых первых занялась и решила проблему биотоплива – Бразилия. В этой стране еще после первого нефтяного кризиса 70-х гг. наладили производство этанола из кукурузы и сахарного тростника. В Тайланде в качестве заменителя дизельного топлива выступает пальмовое масло.
Получением горючего из морских водораслей занимаются в Японии и в Кембриджском университете. Исследователи обратили внимание, что если в воде, в которой живут водоросли, уменьшается содержание азота, то в ответ на это сами водоросли увеличивают количество особого липида. Таким образом, чтобы увеличить производство биотоплива из водорослей количество исходного продукта т.е. водорослей должно быть просто циклопическим. Но в тоже время, чтобы сохранить эффективность, нужно уменьшить производственные расходы. По сравнению с уже использующимися источниками биотоплива вроде рапса или кукурузы – тут не требуется ценная пахотная земля. Водоросли также не требуют ухода, они растут сами по себе. Все, что им нужно, – это вода. Нужно просто обеспечить достаточные по объему резервуары, но они все равно не сопоставимы по размеру с полем. Биотопливо, полученное из водорослей, поможет сэкономить к 2030 г. более 70 млрд л обычного горючего.
Обычное дело твердое биотопливо – топливные брикеты, сделанные из переработанного мусора, древесной щепы, про старый добрый торф уже не говорим. Студент из Англии, из Ноттингема, по имени Джои придумал отапливать дома банановыми листьями. Простой подсчет показывает, что на 1 т бананов приходится 10 т верхней жесткой кожуры. А есть еще и другие отходы, на банановой плантации их масса. Брикеты, изготовленные в основном из банановых листьев, годятся на то, чтобы топить ими печку, использовать для приготовления пищи и подогрева воды. Идея особенно актуальна для африканского континента, где вырубка ценных пород дерева ведется практически бесконтрольно. Эту идею может осуществить любой: не требуется ничего кроме ступки и пестика, с помощью которых листья превращаются в крошево плюс немножко древесной крошки в качестве соединительного элемента и все.
Вернемся к альтернативному бензину жидкому биотопливу для двигателей внутреннего сгорания. По статистике основной объем производства биоэтанола приходится на Бразилию и США. До четверти американского урожая кукурузы сегодня идет на реализацию биотопливных технологий.
Биоэтанол представляет собой абсолютизированный спирт, в котором практически отсутствует вода. Во многих передовых с экономической точки зрения странах приняты законы, в которых производителей обязывают использовать экологически чистое топливо – биоэтанол. В Европе существует стандарт экологически чистого топлива для двигателей внутреннего сгорания – Е 85 , который предписывает содержание в топливе примерно 80% абсолютизированного спирта (этанола) и 20% бензина.
Перед требованиями, предъявляемыми к автомобильному топливу, этанол имеет ряд важных преимуществ по сравнению с бензином: низкое содержание вредных выбросов – главный. Выделяемый при сжигании биоэтанола углекислый газ имеет первичное атмосферное происхождение. Его могут опять ассимилировать растения. Следовательно, не нарушается естественный природный баланс. При использовании биоэтанола в качестве моторного топлива не происходит накопления углекислого газа в атмосфере, приводящего к парниковому эффекту. Таким образом, его использование благоприятно сказывается на выполнении требований киотского протокола и создает дополнительные резервные условия для развития промышленности.
К дополнительным преимуществам этанола относятся следующие свойства: его температура самовоспламенения существенно выше, чем у бензина. Благодаря этому этанол выдерживает более высокую степень сжатия. Пары этанола рассеиваются быстрее, чем пары бензина. Этанол менее токсичен, не содержит канцерогенных компонентов. Вязкость этанола выше, чем у бензина. Таким образом, в холодную погоду эксплуатировать двигатель лучше на этаноле. Для России это особенно актуально.
У нас есть свое российское ноу-хау, инновационный прорыв в сфере производства биоэтанола – разработки специалистов Кировского «Биохимзавода». Они уникальны тем, что в качестве исходной массы используются простые опилки, отходы лесной деревообрабатывающей промышленности. Таким образом, продовольственный сектор экономики не затрагивается. Промышленное производство биоэтанола из отходов лесного хозяйства первое не только в нашей стране, но и во всем мире успешно осуществляется на базе Кировского Биохимзавода. В реконструкцию этого предприятия уже вложено 60 млн руб. однако по оценкам экспертов за счет производства конкурентноспособного по цене биотоплива все капиталовложения окупятся уже через 2 года. Важным фактором низкой себестоимости кировского этанола стало отсутствие необходимости транспортировки биомассы из других регионов. Одновременно созданный полигон решает важную экологическую проблему утилизации древесных отходов. От произведенного биотоплива может питается как сам завод, так и соседний поселок, а также авто и электрозаправочные станции.
В настоящий момент на кировском заводе производится реконструкция с целью увеличения объемов производства биоэтанола с 20 млн до 80 млн л. Специалисты нацелены на внедрение в производство процесса расщепления целлюлозы термофильными бактериями. Это так называемый третий уровень биотоплива.
Биотопливо стандарта Е85 производится на предприятии с 2007 г. Все проведенные за это время испытания автотранспорта показали отличные результаты.
Олег Пантюхин, первый заместитель гендиректора Биохимзавода (Киров):
«Наш завод – профильное предприятие по производству этилового спирта. На сегодняшний день мы пока единственные в России, кто попробовал из данного продукта сделать экологически чистое топливо, которое соответствует европейским стандартам. Во всем мире уже в обязательном порядке добавки биоэтанола в размере от 10 до 15%. Это позволяет во – первых повысить октановое число бензина, сокращает выброс СО2. У биоэтанола – высокооктановый компонент, поэтому на порядок уменьшается износ и детонация двигателя. На данном виде топлива автомобили ездят гораздо лучше и гораздо меньше приносят вреда окружающей среде».
Для успешного развития промышленного производства этанола в России должна быть создана своя государственная программа, предусматривающая создание производств биоэтанола, завершение исследовательских работ и экономическую поддержку производителей. Производство жидкого биотоплива – этанола на основе отходов лесного хозяйства (стужки, опилок) имеет огромный экономический потенциал и может стать одним из локомотивов экономики. Производство и использование биоэтанола может повысить надежность общенациональной системы обеспечения топливом.
Екатерина Борисова
