Перспективы использования биотоплива для России

ность аграрного сектора и способствовать его экономическому росту и созданию конкурентоспособной продукции. Другими направлениями научно-исследовательской работы могут стать разработка ресурсосберегающих технологий, разработка и внедрение мероприятий экологической безопасности. При должном финансировании работа в этом направлении могла бы дать больший эффект.

Задача РКЦРС сводилась бы к поиску инвесторов; привлечению специалистов из различных областей науки; активной работе с институтами, разрабатывающими новые технологии для сельского хозяйства. Возможно, что некоторые технологии были бы востребованы и социальной сферой, особенно ресурсосберегающей ее области.

Рыночные отношения, сложившиеся на сегодняшний день в России, мягко говоря, отвергают многофункциональность сельского хозяйства, однако не потому, что не осознается вся ее важность, а оттого, что государство и субъекты экономики не выработали эффективный механизм взаимодействия. Предложенная выше идея создания РКЦРС призвана обеспечить взаимодействие предприятий, государства и населения и в должной мере реализовать многофункциональность сельского хозяйства.

Литература

1. Румянцев, В. Российское село: расширенное воспроизводство бедности/ В.Румянцев // РФ сегодня. - 2005. - № 6. - [Электронный ресурс] www.russia-todav.ru/2005/no06/06 ^ 1.

Раздел 2. ПРОИЗВОДСТВО БИОТОПЛИВА - НОВАЯ ОТРАСЛЬ

АГРАРНОЙ ЭКОНОМИКИ

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОТОПЛИВА ДЛЯ РОССИИ

О. А. Александрова, к.э.н., доц., К.Ю. Кимаев, студент Башкирского государственного

аграрного университета

Последнее десятилетие характеризуется увеличением использования сырья и энергетики. Ежегодное использование нефти изменяется и прямо пропорционально зависит от экономической конъюнктуры в мире. Долгосрочный прогноз допускает, что из-за непрерывного роста потребления полезных ископаемых (газ, уголь, нефть) растет концентрация токсичных элементов в атмосфере. Дизелизация автомобильного, морского, речного, железнодорожного транспорта ведет к увеличению потребления дизельного топлива. При сохранении нынешних темпов добычи и использования этих ископаемых источников энергии хватит лишь на 30-40 лет. Кроме того, использование нефтепродуктов приводит к загрязнению окружающей среды. Такое положение ведет к поиску альтернативных источников энергии. Самым перспективным нетрадиционным источником энергии является биотопливо.

На данный момент существуют две разновидности биотоплива - это пеллеты, или топливные гранулы, и биобизель.

Что же собой представляют пеллеты? Это топливные или древесные гранулы прессованные цилиндры диаметром 4-10 мм, длиной 2-5 см, переработанные из высушенных остатков отходов лесоперерабатывающего производства: древесных опилок, стружки, коры, сучков, веток и т.д. Содержание энергии в 1 кг древесных гранул соответствует 0,5 л жидкого

топлива. Кроме экономического эффекта использование пеллет способствует снижению вредных выбросов в атмосферу.

Различают два вида пеллет. Это гранулы для отопления жилых домов, которые из-за особой белизны называют «белыми». Этот качественный вид гранул продается по более высоким ценам, чем гранулы для больших котельных - промышленные пеллеты, которые, как правило, большего диаметра, чем «белые». Промышленные гранулы из-за наличия в них высокой доли коры не имеют такого белого цвета, как гранулы для жилых помещений. Соотношение потребления гранул для частного отопления и промышленными системами составляет примерно 1:10. Только небольшая часть всех выпускаемых в мире древесных гранул продается через торговые розничные сети.

Гранулы больших размеров называются брикетами. Топливные брикеты выпускаются на специальном оборудовании. Также серийно выпускаются прессы, которые могут выпускать одновременно и гранулы, и брикеты, и они уже используются в России. Древесностружечные брикеты, как правило, используются для бытовых систем отопления и имеют различные размеры и форму.

Цена на пеллеты для отопления жилых помещений составляет от 140 до 160 евро за 1 т. Они реализуются либо в мешках, либо в спе-

циальных контейнерах. Подача древесных гранул (пеллет) в котельные крупных производственных объектов и отопительных систем осуществляется автоматически. Цена на промышленные пеллеты составляет в среднем 85 евро за 1 т. Если сравнивать с ценами на нефть, то при цене 1 барреля нефти в районе 60 долл. получится соотношение цен примерно 200:180200. Но при учете стоимости переработки нефти соотношение цен изменится в сторону явного преимущества топливных гранул и составит примерно 327:180-200, т.е. выгода в цене будет примерно 70-75%. Если сравнивать промышленные пеллеты, то соотношение будет определенно в их пользу и будет находиться в районе 327-112, т.е. выгода при использовании этого вида биотоплива составит 190-200%. Стоимость древесных брикетов на европейском рынке может быть иногда выше стоимости гранул, но они занимают и значительно меньший сегмент рынка сжатых топлив. Соотношение выпуска топливных брикетов и гранул в мире составляет примерно 1:20.

Древесные гранулы не являются новым сырьем. Еще в XIX в. отапливали дома стружкой и опилками, а для их перевозки и складирования массу уплотняли. В 1996 г. древесные гранулы впервые были сертифицированы в Германии как вид топлива. Почему именно сегодня появился такой интерес и спрос на биотопливо? Древесные гранулы как производные от древесины являются возобновляемым сырьем. А такое топливо, как нефть или газ, на которое с каждым годом растут цены, вскоре закончится. Пеллеты обладают высокой энергоконцентрацией при незначительном объеме. В зависимости от породы древесины, удельного веса и влажности теплотворная способность пеллет составляет от 4 500 до 6 000 кВт/т, а экологический эффект несравним с использованием нефтепродуктов и т.п. Кроме этого, гранулы могут перемещаться в автоматических печах и котлах, легко транспортируются и могут вдуваться на склад и транспорт. При использовании биотоплива зола составляет только 1,5% от его массы. Пепел убирается в современных печах и котлах раз в два года. Цены на топливные гранулы не зависят от колебания цен на ископаемые виды топлива и на увеличивающиеся экологические налоги.

Но, по сути, пеллеты представляют собой все те же дрова. Они являются хорошим топливом для домашнего отопления, но их использование, например, в автомобильном или другом виде транспорта проблематично.

На данный момент самым перспективным нетрадиционным источником энергии являются растительные и животные жиры, которые могут быть использованы для производства биодизельного топлива (биодизеля). Мас-

личные культуры «производят» масло на всех уровнях: под землей (земляные орехи); на земле (соя); над землей (рапс, лен, горчица, подсолнечник); на кустах (рицину-с, хлопок, фундук); на деревьях (оливы, бук, пальмы). Более 150 видов растущих по всему миру растений, способных вырабатывать масла, - это шанс, позволяющий регионам самостоятельно, на местном уровне решать свои региональные энергетические проблемы, так как выращивание этих культур возможно во многих регионах России. Для получения энергии выделяющейся при сгорании 1 кг дизельного топлива необходимо сжечь примерно 1,1739 кг биодизеля. Но для получения 1 кг биодизеля необходимо 1,11 кг масла (при использовании рапса), а для получения 1 кг дизеля - 3,35 кг нефти. Кроме этого, в процессе производства биодизеля получается шрот, который идет на корм скоту. Использование шрота полностью обеспечит годовую потребность в комбикормовых. Если учесть, что средние цены мирового рынка на рапсовый шрот (135-140 долл. за 1 т), то это может способствовать существенным валютным поступлениям от реализации этого продукта.

Вторым по значимости за биодизелем является глицерин. Глицерин можно использовать по многим направлениям. Производственно очищенный глицерин используют для производства технических моющих средств. После глубокой очистки получают фармакопейный глицерин, тонна которого на рынке может стоить 75 тыс. р. Добавляя фосфорную кислоту к техническому глицерину можно получить фосфорные удобрения, которые используют для нужд сельского хозяйства. Т.е. можно отказаться от импортных технических моющих средств и обеспечить потребность в фосфорных удобрениях

Биодизельное топливо уже получило распространение во многих странах Европы и Америки. К примеру, в Германии выпускают около 1 300 тыс. т, во Франции - 780 тыс. т; в Польше - 230 тыс. т, в декабре 2003 г. был введен в эксплуатацию завод в Литве, а в декабре 2004 г. - цех в Латвии. Что интересно, так это то, что цех в Литве построен компанией «Лукойл». Это значит, что крупные нефтяные компании не хотят выпускать альтернативное топливо из своих рук. На заправочных станциях по желанию владельца автомобиля возможно заливать чистое биотопливо либо его смеси с дизтопливом (от 5 до 35%). Так, в Германии биодизельное топливо продают по

0,79 евро за 1 л.

Каждый новый внедорожник Jeep Cherokee CDR с дизелем Common Rail будет сходить с конвейера с баком, заправленным 5%-ным биодизельным топливом (смесь обычного дизтоплива и биотоплива). Об этом сооб-

щается в распространенном пресс-релизе московского представительства Daimler Chrysler [4]. «Это первый важный шаг к широкому использованию экологически более чистого топлива из возобновляемых ресурсов», - так прокомментировал новую инициативу Chrysler глава этой компании Дитер Цетше. Биодизельное топливо производится из растительного масла. В данном случае речь идет о переработке сои, произрастающей в штате Огайо, где выпускают Jeep Cherokee. Применение биодизельного топлива снижает выбросы твердых частиц, углеводородов и окиси углерода. Более того, биотопливо при сгорании не оказывает дополнительного воздействия на окружающую среду, так как выброшенное из выхлопной трубы количество СО пропорционально тому объему, которые поглотили соевые культуры во время своего роста. С начала года Chrysler уже получил 25 тыс. запросов от потенциальных покупателей, которые интересовались характеристиками и стоимостью дизельных Jeep Cherokee (Jeep Liberty CRD в США). Эта цифра в 5 раз превышает их запланированный тираж на текущий год. Всплеск интереса к дизельным моделям объясняется стремительным ростом цен на бензин. Дизельный Cherokee на 30% экономичнее, чем бензиновая версия с 3,7литровым бензиновым мотором V6. На американском рынке модель с биотопливом, по предварительным данным, будет на 1 тыс. долл. дороже бензиновой. В настоящее время сельскохозяйственные штаты США рассматривают перспективы перевода некоторых АЗС на торговлю биотопливом. С этого года все дизельное топливо, продаваемое в штате Миннесота, содержит 2%-ные биодобавки. Аналогичные проекты готовят штаты Миссури и Делавэр.

Производство биодизеля также выгодно. Биодизель - это не что иное, как метиловый эфир, обладающий свойствами горючего материала и получаемый в результате химической реакции из растительных жиров.

Известно, что молекулы жира состоят из так называемых триглицеридов: соединений трехвалентного спирта глицерина с тремя жирными кислотами. Для получения метилового эфира к девяти массовым единицам растительного масла добавляется одна массовая единица метанола (т.е. соблюдается соотношение 9:1), а также небольшое количество щелочного катализатора. Все это смешивается в специальных реакторах при температуре 60° С и нормальном давлении. В результате химической реакции образуются, в первую очередь, желаемый метиловый эфир, а также побочный продукт - глицерин, широко используемый в фармацевтической и лакокрасочной промышленностях. Полученный эфир отличается хорошей воспламеняемостью, обеспечиваемой высоким цетановым

числом. Если для минерального дизтоплива характерен показатель 50-52%, то метиловый эфир уже изначально содержит 56-58% цетана. Это позволяет использовать его в дизельных двигателях без прочих стимулирующих воспламенение веществ. Благодаря такому свойству метиловый эфир, получаемый из растительных масел и жиров, и был назван биодизелем. Можно так же отметить такие его полезные свойства, как:

• растительное происхождение; подчеркнем, что биодизель не обладает бензоловым запахом;

• «биологическая безвредность»; биодизель подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за 28 дней перерабатывают 99% биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озер при переводе водного транспорта на альтернативное топливо;

• меньшее количество выбросов СО2; при сгорании биодизеля выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являвшихся исходным сырьем для производства масла, за весь период его жизни;

• это относительно «чистое» топливо; в мировой практике лимитируется ряд компонентов выхлопных газов, среди них: монооксид углерода СО, несгоревшие углеводороды СП, окислы азота ШХ и сажа;

• малое содержание серы; не секрет, что выбросы вредных веществ можно минимизировать при помощи катализатора - оксиката, превращающего углеводороды и окись углерода в воду и углекислый газ; но следует отметить, что оксикат чувствителен к присутствию в горючем серы, «отравляющей» катализатор на длительное время и приводящей к увеличению выброса остаточных частиц; поэтому особенную роль играет тот фактор, что биодизель в сравнении с минеральным аналогом почти не содержит серы (< 0,001 %, минеральный - < 0,2 %);

• хорошие смазочные характеристики; достигается увеличение срока службы самого двигателя и топливного насоса в среднем на 60%;

• высокая температура воспламенения; для биодизеля ее значение превышает 100° С, что позволяет назвать биогорючее относительно безопасным веществом.

Подводя итог, можно отметить, что при производстве биотоплива Российская Федерация получит возможность обеспечить сбыт сельхозпродуктов, производить более 7,5 млн т биодизеля и увеличить производительность в сельском хозяйстве. Тем самым улучшится состояние окружающей среды и здоровье граждан, увеличатся доходы фермерских хо-

зяйств, а вместе с тем - благосостояние в сельских районах. Более того, расширится импортное поле для торговли выбросами парниковых газов в рамках Киотского протокола.

Литература

1. www.biomageco.com.

2. www.biodiesel.com.

3. www.cxem.net.

4. www.crvslerjeep.ru.

5. www.apk-exp0.ru.

6. www.porzelack.ru.

7. Некрасов, Б.В. Основы общей химии/ Б.В.Нек-расов. - М.: Москва-химия, 1974.

8. Хомченко, Г.П. Органическая химия/ Г.П.Хом-ченко. - М.: Высшая школа, 1976.

ПРОИЗВОДСТВО БИОТОПЛИВА - ПЕРСПЕКТИВА РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА Ю.В. Шишкина, асп. Пензенской государственной сельскохозяйственной академии

Закат нефтяной эпохи уже начался -когда впервые в истории мировой нефтедобычи объемы извлекаемой нефти стали больше прироста ее ресурсов. Рост мирового объема добычи нефти за последние 30 лет потребовал увеличения ежегодных затрат на ее добычу более чем в 16 раз. Поэтому рост цен на нефть в долгосрочной перспективе уже не прекратится никогда; специалисты совершенно спокойно обсуждают цену на нефть в 100 долл. за баррель и выше уже в ближайшем будущем. Но, говоря об имеющихся ресурсах любого полезного ископаемого, необходимо четко представлять, сколько готов за него платить потенциальный потребитель. Вряд ли мировую экономику устроит нефть по цене урана.

Поскольку нефть не единственный невозобновляемый энергетический ресурс, все возрастающая мировая тенденция использования экологически чистого вида топлива привела к стремительному росту производства его альтернативных видов, прежде всего, биоэтанола. У этого горючего по сравнению с нефтью есть ряд безусловных преимуществ. Во-первых, это возобновляемый ресурс. Во-вторых, оно экологически чистое, при его сгорании не выделяются вредные вещества. Такое топливо биоразлагаемо и не загрязняет природные водные системы. В-третьих, производство биоэтанола безотходное, сопутствующие продукты идут, например, на корм животных. В-четвертых, это высокоэффективное топливо с октановым числом 108, а так же смесь бензина с этанолом уменьшает образование нагара и снижает количество вредных веществ в двигателе автомобиля, сохраняя двигатель чистым и обеспечивая оптимальную его работу.

Производство топливного этанола из зерновых культур стремительно растет. Уже сегодня в мире ежегодно производится около 36 млрд л биоэтанола. К 2010 г. объем потребления этого продукта превысит 56 млрд л. Причем такой прогноз учитывает только состоявшиеся решения стран по использованию биоэтанола. Но круг государств, стимулирующих использование биотоплива, все время расширяется.

Являясь крупнейшим в мире игроком на рынке углеводородного сырья, Россия, с учетом ее аграрного потенциала, может занять такое же место и в сфере производства альтернативного топлива.

На сегодняшний день идет подготовка федерального законопроекта, в котором прорабатываются налоговые преференции и обязательные нормы использования этого топлива внутри страны, примером служат стран Евросоюза, США, Китай, Япония и другие государства.

Производство биоэтанола - инвестиционно привлекательный бизнес, что особенно важно для Пензенской области, где производится в основном фуражное зерно - главный источник сырья для выпуска растительного топлива.

По данным Пензенской хлебной инспекции, в нашей области в 2004 г. было получено пшеницы 4-го класса в 4 раза больше, чем пшеницы 3-го класса. Эта тенденция прослеживается по годам (табл. 1).

Прослеживающаяся тенденция снижения уровня товарности зерна с незначительными колебаниями в сторону увеличения в отдельные годы, характерная как для РФ, так и для Пензенской области, вызванная невысокими ценами реализации (табл. 2 и 3), говорит о необходимости переработки фуражного зерна в биотопливо и реализации его на более выгодных условиях.

Поскольку этанол можно производить из любого сахаро- и крахмалосодержащего сырья, то главными критериями выбора сырья для завода являются его доступность и наличие для переработки в течение всего года. Учитывая, что стоимость сырья составляет 70-80% себестоимости этанола и что строить завод мощностью менее 75 млн л в год нецелесообразно (известен выход продуктов с 1 т сырья - сухой помол) (табл. 4), наиболее оптимальным вариантом завода в Пензенской области будет завод мощностью около 100 млн л в год. Сырья, в частности, пшеницы, потребуется от 250 до 270 тыс. т, что составляет в среднем 35-40% от валового сбора пшеницы за последние годы.