Биотоплива - перспективные решения проблемы в сельскохозяйственных регионах (стр. 4 )

Биотопливо третьего поколения производится из водорослей. Перспективность этого направления развития биотопливной отрасли связана со спецификой состава водорослей. По характеристикам, которые могут заинтересовать специалистов биотопливной отрасли, они значительно превосходят растения, средой обитания для которых является суша. Если говорить упрощенно - водоросли «жирнее», так, например, в штамме водорослей содержание жиров составляет от 75 до 85% сухого веса. Выше мы уже упоминали об исключительной эффективности жира, при использовании его для производства биотоплива – «чем больше жира – тем больше выход энергии». Дополнительным преимуществом водорослей является то, что с одной технологической площадки можно собирать до 35 урожаев в год. Также, весьма интересным моментом является тот факт, что если размещать площадки для культивирования «биотопливных водорослей» ниже сброса тепла ТЭЦ, можно «покрыть» до 77 % потребностей в тепле, необходимом для выращивания водорослей.[7]

ІІ. Увеличение потребности биотоплива в современном мире

2.1 Применение биотоплива и страны лидеры по использованию сырья

По оценкам Worldwatch Institute в 2007 году во всём мире было произведено 54 миллиарда литров биотоплив, что составляет 1,5 % от мирового потребления жидких топлив. Производство этанола составило 46 миллиардовлитров.

  США и Бразилия производят 95 % мирового объёма этанола. В Бразилии поиском альтернативного нефти источника топлива занялись в конце 1960-х – начале 1970-х гг. Им стал этанол, получаемый из сахарного тростника. В 1975 г. в стране была принята Национальная программа (Pro-Alcool), направленная на стимулирование использования этанола как топливного заменителя бензина и увеличения его производства. За 10 лет существования программы в отрасль было инвестировано 6,5 млрд долл. США, создано 500 тыс. рабочих мест. Интересен факт, что уже в 1985 г. в Бразилии 2,5 млн. машин использовало чистый этанол, и 80% бензина на заправочных станциях содержало 22% биоэтанола.[6]

Страны ЕС являются крупнейшим мировым производителем и потребителем биодизеля. На их долю приходится около 60% мирового производства и потребления этого вида топлива. По предварительным оценкам Европейского совета по биодизелю, в 2007 г. производство этого вида топлива в регионе выросло 2,5 раза относительно уровня 2006 г. и превысило 8 млн. т. При этом ожидается, что производство биоэтанола, объемы которого в 2005 г. составили 830 тыс. т., к 2008 г. должно вырасти до 3,7 млн. т. (около 4,5 млрд. литров), или в 4,5 раза.

Надо отметить, что интерес стран ЕС к альтернативным и возобновляемым видам топлива резко вырос после перебоев с поставками нефти в 1973 и 1979 гг.

В Германии, Франции и Италии активизировались научные исследования в данной области, были созданы высокоэффективные, экономичные автомобильные двигатели, работающие на биотопливе.

Крупнейшим потребителем биотоплива в Европе является автотранспорт. 45% производимого биодизеля используют, преимущественно в чистом виде, на грузовом и общественном автотранспорте, 50% – в качестве добавки к традиционному дизельному топливу, оставшиеся 5% – в фермерских хозяйствах.

Европейская комиссия поставила задачу использовать к 2020 году альтернативные источники энергии как минимум в 10 % транспортных средств. Есть также промежуточная цель в 5,75 % к 2010 г.

В ноябре 2007 в Великобритании было создано Агентство по возобновляемому топливу (англ. Renewable Fuels Agency), которое должно контролировать введение требований к использованию возобновляемого топлива. Председателем комитета стал Эд Галлахер (Ed Gallaher), бывший исполнительный директор Агентства по окружающей среде.[8]

Дебаты по поводу жизнеспособности биотоплива на протяжении 2008 года привели к повторному всестороннему исследованию проблемы комиссией, возглавляемой Галлахером. Было рассмотрено непрямое влияние использования биотоплива на производство пищевых продуктов, разнообразие выращиваемых культур, цены на продовольствие и площадь сельскохозяйственных земель. В отчете предлагалось снижение динамики внедрения биотоплива до 0,5 % в год. Цель в 5 процентов таким образом должна быть достигнута не ранее чем в 2013/2014 г., на три года позже, чем было изначально предложено. Более того, дальнейшее внедрение должно быть сопряжено с обязательным требованием к компаниям применять новейшие технологии, ориентированные на топливо второго поколения.

C 1 апреля 2011 года на более чем 300 шведских заправочных станциях можно приобрести новый дизель. Швеция стала первой страной в мире, где можно заправлять машины эко-дизелем, сделанным на основе масла шведских сосен. «Это хороший пример того, как можно использовать многие ценные составляющие леса и как наше „зеленое золото“ может дать и больше рабочих мест и лучше климат» — министр сельского хозяйства страны Эскиль Эрландссон/Eskil Erlandsso.

8 марта 2013 года был выполнен первый коммерческий трансатлантический авиарейс на биотопливе. Рейс выполнил самолет Боинг-777-200 авиакомпании KLM по маршруту Амстердам — Нью-Йорк.[4]

По мнению ученых, в России производство биоэтанола является более реальным, чем биодизеля. Проблема связана с сырьем. Если биоэтанол можно получать практически из любой биомассы, то биодизель является продуктом переработки растительных масел и животных жиров. Современный уровень производства масличных культур в России позволяет удовлетворять лишь продовольственные нужды страны.

По расчетам ученых, Россия, располагающая огромным потенциалом сельскохозяйственных земель (2 место в мире по площади сельхозугодий на душу населения) могла бы обеспечить до 50% потребностей сельского хозяйства в энергоресурсах за счет производства рапсового масла для последующей переработки в биодизельное топливо. В 2005 г. в России рапсом было засеяно 250 тыс. га, в то время как в Германии – 1,5 млн. га. Ресурсы для производства этанола из мелассы и зерна в стране поистине неисчерпаемы, не считая других источников для производства топливного этанола в виде целлюлозы, отходов деревообработки и спиртовой промышленности.

Однако учитывая зарубежный опыт производства биодизельного топлива из рапса и высокие цены на этот вид топлива на внутреннем рынке России, Министерство сельского хозяйства и продовольствия России разработало ведомственную программу производства рапса в РФ, в которой предусмотрено четырехкратное увеличение производства семян этой культуры к 2008 г. (до 1,3 млн. т) за счет расширения посевных площадей до 1 млн. га.

По данным Росстата, в 2010 году российский экспорт топлива растительного происхождения (в том числе солома, жмых, щепа и древесина) составил более 2,7 млн тонн. Россия входит в тройку стран экспортеров топливных пеллет на европейском рынке.

Всего около 20 % произведённых биотоплив потребляется в России..
Потенциальное производство в России биогаза — до 72 млрд мі в год. Потенциально возможное производство из биогаза электроэнергии составляет 151 200 ГВт, тепла — 169 344 ГВт.

В 2012—2013 годах был введен в эксплуатацию более 50 биогазовых электростанций в 27 регионах России. Установленная мощность каждой станций составит от 350 кВт до 10 МВт. Суммарная мощность станций превысит 120 МВт. Общая стоимость проектов составит от 58,5 до 75,8 млрд рублей (в зависимости от параметров оценки). Реализацией данного проекта занимаются ГК "Корпорация «ГазЭнергоСтрой» и Корпорация «БиоГазЭнергоСтрой». [7]

Казахстан в этом вопросе имеет конкурентное преимущество. В августе 2007  года в Республике начала работу Казахстанская биотопливная ассоциация.  Основной целью ее деятельности является консолидация организаций, предприятий и предпринимателей, направленная на развитие биотопливной промышленности. В развитых странах биоэтанол, как средство заправки автомобилей, и древесные пеллеты находят все большее применение.

В Республике Казахстан имеются все экономические условия для производства и использования биотоплива, свободные площади для выращивания зерновых и масличных культур, технический и кадровый потенциал, рост внутренней потребности в более дешевых и экологически чистых видах энергии. Процесс все более широкого использования биотоплива в сельскохозяйственном производстве не должен снижать уровень продовольственной безопасности Республики Казахстан, поэтому в качестве сырья будут использоваться растениеводческая продукция технического характера, в том числе пшеница 3-го и 4-го класса. Это позволит произвести около 800 тыс. тонн биотоплива с низкой себестоимостью. Цена такого топлива будет в полтора-два раза дешевле произведенного в Европе биологического топлива.

Как сообщает пресс-служба Минсельхоза, Ассоциация намерена участвовать в разработке нормативно-правовых актов в области производства и оборота биотоплива, определять экономическую эффективность производства альтернативного вида топлива и связанных с ним смежных производств в каждом конкретном регионе страны. Как известно, биотопливо сейчас рассматривается как одна из основных альтернатив бензину и дизелю.[11]

2.2 Факторы, влияющие на развитие биотоплива

Поскольку разложение органических отходов происходит за счет деятель­ности определенных типов бактерий, существенное влияние на него оказы­вает окружающая среда. Так, количе­ство вырабатываемого газа в значи­тельной степени зависит от температу­ры: чем теплее, тем выше скорость и степень ферментации органического сырье. Именно поэтому, вероятно, пер­вые установки для получения биогаза появились в странах с теплым клима­том. Однако применение надежной теплоизоляции, а иногда и подогретой воды позволяет освоить строительство генераторов биогаза в районах, где тем­пература зимой опускается до --20°. Существуют определенные требования и к сырью: оно должно быть подхо­дящим для развития бактерий, содер­жать биологически разлагающееся ор­ганическое вещество и в большом ко­личестве воду (90—94%). Желательно, чтобы среда была нейтральной и без веществ, мешающих действию бакте­рий: например, мыла, стиральных по­рошков, антибиотиков.[5]