Энергетическая эффективность использования биодизеля на основе рапса

1.6. Биотопливо: надежды и риски

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОДИЗЕЛЯ НА ОСНОВЕ РАПСА

О.Н. Кухарев, д.т.н., проф., сотр., И.В. Гнусарев, асп. Пензенской государственной сельскохозяйственной академии

Из года в год сельскохозяйственные предприятия России потребляют около 5,5 млн т дизельного топлива и 2 млн т бензина, получаемого из нефти. Однако разведанные запасы ее небезграничны и по прогнозам некоторых ученых при сегодняшних темпах добычи иссякнут через 140 лет. Кроме того, обостряются экологические проблемы, связанные с использованием традиционных моторных топлив, ежегодный ущерб от использования которых в России составляет 3-4 млрд долл. США или около 1,5% валового национального продукта (ВНП). Если не будут приняты соответствующие меры, то к 2012 г. этот показатель увеличится еще на 30-40%.

Ориентация на экспортные поставки нефти, увеличение цен на моторное топливо в пять раз за последние десять лет негативно влияют на себестоимость сельскохозяйственной продукции, в структуре которой доля затрат на топливо на сегодняшний момент достигает 25-30%.

В создавшейся ситуации уменьшить вредное воздействие на экологию, повлиять на расширение сырьевой энергетической базы и снижение себестоимости сельскохозяйственной продукции можно путем использования альтернативных видов топлива. С этой целью наиболее перспективно производство биотоплива из растительных масел, например из семян рапса.

В России посевы рапса в 2007 г. достигли 780 тыс. га из них 300 озимый и 480 тыс. га яровой. В 2008 г. площадь посевов рапса достигла 1 млн га

Тенденция увеличения производства рапса нашла свое отражение в Постановлении Правительства РФ от 14 июля 2007 г. N 446 «О Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 годы». Ведомственной целевой программе Министерства сельского хозяйства Российской Федерации «Развитие производства и переработки рапса в Российской Федерации на 2008-2010 годы», учитывая при этом предполагаемое продолжение программных мероприятий до 2012 г. включительно.

Согласно программе планируется увеличить посевную площадь под посевами рапса к 2012 году до 2 млн. га. Валовой сбор семян рапса возрастет до 3000 тыс. тонн или в 3,12 раз. При этом рост урожайности панируется до уровня 1,5 т/га. Для реализации данной программы из федерального бюджета до 2012 года выделяется 4567,1 млн руб. из них 247,7 млн руб. на НИОКР (научно-исследовательские и опытноконструкторские работы). Основными регионами производства семян рапса должны стать Центральный, Поволжский, Волго-Вятский, Уральский, Западно-Сибирский и Восточно-Сибирский.

В данной программе содержится пункт, согласно которому субсидии регионам из федерального бюджета

будут предоставляться только в том случае, если сами регионы будут финансировать программу не менее чем на 30% от объема федеральных средств. Поэтому в регионах разработаны свои программы развития рапса. Так в Пензенской области в областной целевой программе «Развитие сельского хозяйства Пензенской области (2008-2012 годы)», предусматривается к 2012 г. увеличение площадей занятые этой культурой до 90,0 тыс. га и валового сбора семян рапса до 155 тыс. т.

Но для широкого внедрения необходимо научное обоснование энергетической эффективности производства таких культур. Энергетические показатели (суммарные энергетические затраты, энергетическая эффективность, удельная энергоемкость и др.) позволяют достоверно определить затраты сельскохозяйственного производства в энергии.

Согласно проведенным расчетам уста-новлено, что суммарные энергетические затра-ты на 1 га посевов рапса в зависимости от урожайности будут возрастать с 16608 МДж при 0,6 т/га до 22120 Мдж при 3,3 т/га семян. При урожайности 0,9 т/га энергоемкость будет равна затратам энергии на его получение. Затраты энергии на производство 1 т семян с увеличением урожайности с 0,6 до 3,3 т/га уменьшатся в 4,13 раза (рис. 1).

Применительно к производству сельскохозяйственной продукции энергетическая эффективность технологии оценивается отношением энергии полученных продуктов к приведенным энергетическим затратам технологического цикла в расчете на 1 га. Из приведенного рис. 2 коэффициент энергетической эффективности производства рапса изменяется от 0,72 до 2,98. Для эффективного производства энергии из рапса данный показатель должен превышать показатель - 1,5, что возможно только при урожайности выше 1,4 т/га.

Очень важно также оценить количество полученного биодизельного топлива с 1 га посевов рапса с учетом потраченного топлива на его производство. При урожайности 0,9 т/га будет получено всего 0,243 т биодизеля, при этом дизельного топлива (без учета других видов энергии) при традиционной технологии будет израсходовано - 0,240 т, при минимальной обработке почвы - 0,14 т (рис. 3). То есть при традиционной технологии до урожайности в 1,0-1,1 т/га весь полученный биодизель будет расходоваться на обработку площадей, занятых самим рапсом. И только при достижении соотношения полученного биодизеля к затраченному топливу в 2 и более раз можно серьезно говорить об использовании топлива из рапса. Данное соотношение достигается при традиционной технологии при урожайности 1,8 т/га, при минимальной обработке почвы -1,1 т/га. Дальнейшее увеличение урожайности приводит к резкому росту данного показателя, и он может достигнуть при урожайности 3,0 т/га - 3,5 и 6,0 соответственно при разных технологиях.

70000.00

60000.00

50000.00

40000.00

30000.00

20000.00 10000,00

0,00

0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3 3,3

♦ Затраты энергии на 1 га посевов рапса, МДЖ —Затраты энергии на 1 т рапса, К1Д1Ж —*—Энергоемкость 1 т рапса, 1Ч4ДЖ ““—Энергоемкость конечного продукта , КХДж

Рисунок 1 - Энергетическая эффективность производства рапса

Рисунок 2 - Коэффициент энергетической эффективности производства

рапса

1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10

0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3 3,3 Ф Затраты топлива по традиционной технологии на 1 га посевов рапса, т —Затраты топливам при минимальной технологии на 1 га посевов рапса, т —*—Можно произвести топлива с 1 га посевов рапса, т

Рисунок 3 - Количество произведенного биодизеля с 1 га посевов рапса

Таким образом, несмотря на то, что биотопливо на основе рапсового масла является практически безотходным и возобновляемым, доступным для сельхозтоваропроизводителя. Его производство на основе ярового рапса в Российской Федерации по традиционной технологии (при средней урожайности за последние три года в 1,0-1, 1 т/га) энергетически не эффективно. При планируемой в Государственной программе урожайности в 2012 г. - 1,5 т/га мы можем выйти только на низшую границу уровня энергетической рентабельности. Поэтому основное внимание должно быть направлено не на бездумное увеличение площадей, а на повышения эффективности их использования. Для этого необходимо:

- использовать современные двунолевые сорта;

- применять разработанные современные ресурсосберегающие технологии возделывания рапса;

- разработать специальные машин для возделывания, уборки и послеуборочной доработки рапса на семена;

- должны быть проведены научные исследования, подготовка и издание научно-методических пособий, практических рекомендаций по выращиванию рапса в перспективных технологиях.

Программа финансирования выращивания рапса в России направлена на будущее, на фоне удорожания цен на нефть и нефтепродукты производство биотоплива будет становиться все более привлекательным и выгодным, с учетом повышения энергетической эффективности.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БИОТОПЛИВА В АПК

С.Ю. Маркин, к.э.н., ст. науч. сотр., и.о. зав. отд., Г.А. Бахматова, мл. науч. сот. Всероссийского НИИ экономики и нормативов

Для устойчивого развития сельского хозяйства необходима известная степень защиты от негативного влияния внешней конъюнктуры. Одним из элементов этого является диверсификация источников энерго-

обеспечения. Это можно достигнуть посредством развития производства биотоплива, которое можно использовать для двигателей мобильной техники, так и для местного энергетического хозяйства.