CC BY
114
УДК 338.432.5;338.24.01
Екатерина Титова,
аспирант,
Наталья Бондарчук,
доктор экономических наук, профессор, Елена Романова,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Российский университет дружбы народов, г. Москва
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ НЕКОТОРЫХ РАСТЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ СЫРЬЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ БИОТОПЛИВА
Цель исследования — анализ особенностей культивирования некоторых масличных растений, используемых в качестве сырья при производстве биотоплива (ятрофа, клещевина, рыжик посевной, сафлор красильный, рапс, подсолнечник и кукуруза). В работе использовали библиоме-трический анализ информационных массивов, имеющихся в отечественной научной электронной библиотеке и интернет-базах данных, а также факторный анализ и другие экономические методы. В результате показано, что количество ежегодных публикаций, которые индексируются в базе данных PubMed NCBI, и обнаруживаются по ключевым словам «биотопливо из растительного сырья» в последнее десятилетие существенно увеличилось, и в 2015 г. превысило тысячу. Проведенный анализ позволил охарактеризовать многообразие возможностей и производственных сочетаний при использовании сельскохозяйственных культур в качестве естественно-биологического ресурса, оптимального для применения в инновационном процессе создания и использования биотоплива с экономической, технологической и экологической точки зрения. Показано, что наиболее высокие выходы растительного масла способны обеспечить клещевина (1413 л/га) и рапс (1190 л/га). Достаточно высокие выходы масла могут давать также сафлор красильный и рыжик посевной. При этом применение с указанными целями подсолнечника с сопоставимым выходом масла (952 л/га) вряд ли целесообразно, так подсолнечное масло в первую очередь представляет интерес как традиционный пищевой продукт. Таким образом, в Российской Федерации в качестве сырья при производстве биотоплива целесообразно культивировать клещевину и технический рапс, а также при соответствующих условиях сафлор красильный и рыжик посевной. При этом переориентация оборудования, производящего традиционные виды топлива, на альтернативные не требует существенных капитальных затрат за счет его эквивалентности, что открывает перспективы для развертывания подобного производства в России. Такая деятельность может способствовать защите климата за счет сокращения выбросов парниковых газов и окружающей среды — за счет переработки промышленных отходов.
S u m m a r y
Purpose of the research is some oleaginous plants, used as raw materials for biofuel production (jatropha, castor-oil plant, false flax, bastard saffron, colza, sunflower and maize). The research has been conducted using national scientific e-library and Internet data bases bibliometric analysis, also factorial analysis and other economic methods. The research shows that the number of annual publications by key worlds «plant biofuel» in PubMed NCBI data base increased essentially in 2015 and exceeded a thousand. Leaded analysis shows opportunities to use crops combinations as natural and biological resource, optimized for economic, technology and ecology factors of biofuel creation and using innovative process. The biggest yield of oil can be provided with castor-oil plant (1413 l/ha) and colza (1190 l/ha), also bastard saffron and false flax. In this case sunflower production with matched yield of oil (952 l/ha) is not so useful because of sunflower oil value as a nutrition product. It's useful to cultivate for biofuel production in Russian Federation castor-oil plant, colza, bastard saffron and false flax. Production facility retargeting from traditional to alternative fuel doesn~t require capital costs because of its equivalence and offer the challenge for making such production in Russian Federation to protect climate from greenhouse emission, to protect environment processing manufacturing waste.
Ключевые слова: экономика производства биотоплива, экономика культивирования, ятрофа, клещевина, рыжик посевной, сафлор красильный, рапс.
Keywords: biofuel production economy, plants cultivation economy, jatropha, castor-oil plant, false flax, bastard saffron, colza.
Введение
Регулирование и стимулирование функционирования и развития энергетического сектора в направлении нетрадиционной энергетики является важной частью экономической и промышленной политики государства, нацеленной на формирование доступного, надежного и безопасного энергоснабжения потребителей. С момента ратификации Киотского протокола (1997) произошло смещение ориентиров глобальной энергетической политики в направлении экологизации, основанной на сокращении выбросов парниковых газов. В 2015 г. по результатам проведения Парижской конференции по изменению климата подписан документ о поддерж-
ке развития возобновляемых источников энергии; Всемирные банки подписали соглашение о кредитовании низкоуглеродных энергетических проектов [1, 2], что еще раз подтверждает общемировую тенденцию развития альтернативной энергетики.
Геополитическая нестабильность, мировые энергетические кризисы, высокая волатильность цен на энергоносители показали высокую зависимость отдельных стран от любых изменений в условиях производства и потребления энергии.
Возобновляемые источники энергии рассматриваются как средство сокращения зависимости национальных энергетических систем от импорта газа и нефти, а также как способ снижения воздействий
использования традиционных источников энергии на мировую климатическую ситуацию. В ряде государств приняты национальные программы развития альтернативных источников энергии, особое внимание в которых уделено производству энергии из биомассы (биотоплива).
В соответствии со ст. 3 Федерального закона от 26.03.2003 г. № 35-ФЗ (ред. от 03.07.2016) «Об электроэнергетике» Российской Федерации возобновляемые источники энергии включают в себя различные виды биомасс, которые образуют специально выращенные для получения энергии растения (в том числе деревья) [по 3].
Кроме того, к возобновляемым источникам энергии относят образующийся биогаз,
а также отходы производства и потребления (за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива) [по 4]. Таким образом, изучение условий, определяющих возможности и целесообразность использования растений в качестве сырья при производстве биотоплива в России и сопоставление соответствующих показателей с материалами, накопленными за рубежом, представляется важной и актуальной задачей.
В начале XXI века ряд сельскохозяйственных растений во многих странах стали рассматривать, как важное сырье для производства жидкого биотоплива [5-7]. В частности, Canakci M., Sanli H. (2008) [5] представили широкий список масличных культур, включающий подсолнечник (Sunflower), рапс (Rapeseed), сою (Soybean) и другие, которые уже нашли применение при производстве биодизеля. Вместе с тем, в связи с увеличивающимися потребностями в продовольствии для растущего населения Земли, весьма актуальными остаются не только вопросы повышения урожайности, но и создания стратегии рационального использования сельскохозяйственной продукции [8]. В качестве альтернативы традиционным продуктам, предназначенным для продовольственных целей, предлагается культивирование растений, которые по своим характеристикам не могут служить пищей ни для человека, ни для животных (или подобное их применение резко ограничено).
Еще одним направлением, способным оптимизировать производство биотоплива, может стать вовлечение в соответствующие технологические процессы в качестве сырья различных отходов сельскохозяйственной и других видов хозяйственной деятельности [9, 10].
К настоящему времени для переработки некоторых видов растительного сырья уже разработаны эффективные технологии, которые привели к созданию новых видов продуктов, получивших название «биотопливо», второго и даже третьего поколения [11-13]. Однако в целом при производстве биотоплива второго и третьего поколений в качестве сырья используют непищевые, масло- и/или целлюлозосодержащие растения.
Существующие прогнозы роста производства биотоплива из растительного сырья в среднесрочной перспективе [6] явно указывают на необходимость анализа экономических аспектов культивирования различных растений, как важного возобновляемого ресурса, способного занять достойное место в «зеленой» энергетике.
Результаты изучения существующих экономических предпосылок, условий и применяемых технологий получения некоторых перспективных видов растительного сырья при производстве биотоплива,
излагаемые в данной работе, имеют целью представить комплекс аргументов в пользу развития данного направления в Российской Федерации.
Методологическая и
информационная база
Исследование проводилось с использованием библиометрического анализа информационных массивов [9], имеющихся в отечественной научной электронной библиотеке (URL: http://elibrary.ru/), а также в базах данных Национального центра биотехнологической информации США (PubMed NCBI и др.). Параллельно анализировались нормативно-правовые акты Российской Федерации, материалы Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (URL: http://resourceirena.irena.org/), Федеральной службы государственной статистики Российской Федерации (URL: http:// www.gks.ru/).
Использовался и ряд других общедоступных источников информации, включая сведения Организации Объединенных Наций (URL: http://www.un.org/), Информационно-аналитического центра возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (URL: http://www.afdc. energy.gov/).
В работе использовался также ряд экономических методов, в частности факторный метод анализа, применяемый для выявления ключевых факторов производства растительного сырья [14, 15].
Результаты и обсуждение
Результаты проведенного библиометрического анализа публикационной активности за последнее десятилетие (2006-2015 гг.) свидетельствуют о кратном увеличении числе ежегодно публикуемых статей. Так, если количество ежегодных публикаций, индексированных в базе данных PubMed NCBI и обнаруживаемых по ключевым словам «биотопливо из растительного сырья», с 2006 г. к 2010 г. увеличилось от нескольких десятков до нескольких сотен, то в 2014 г. и 2015 г. оно превысило тысячу (рис. 1) [16]. При этом число публикаций, найденных по ключевым словам «биотопливо из отходов производства» также выросло от нескольких десятков и приблизилось к пятистам в год.
При этом сведения, прямо свидетельствующие о росте мирового производства биотоплива во втором десятилетии XXI века, удалось найти в базе данных Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (рис. 2) [17].
Результаты библиометрического анализа публикационной
активности 1095
Год 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
■ Количество ежегодных публикаций, найденных по ключевым словам "бнототшпво из растительного сырья"
■ Количество ежегодных публикатш, найденных по ключевым словам "биотопливо из отходов производства"
Рисунок 1
Динамика установленной мощности производства биотоплива по визам. 2010-2015 гг.. MRr
Год 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Твердое биотопливо Биогаз Жидкое биотопливо —Всего
Рисунок 2
- 55
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 1 / 2017
Проведенный анализ показал, что в рассматриваемый период экономически целесообразным признается культивирование и использование в качестве сырья некоторых масличных растений, а также водорослей, переработка которых может обеспечить высокий выход конечного продукта — биотоплива второго и третьего поколений [12, 13, 18]. Более того, при этом была разработана концепция специализированного производства биотоплива, имеющего сходство с нефтеперерабатывающим заводом. В соответствии с данной концепцией, биомассу следует подвергать фракционированию и переработке в целое семейство продуктов, включая биотопливо, а также препараты различных биомолекул, биоматериалы и пищевые продукты [12, 13, 18]. Например, рассматривается возможность комбинированного производства из масличных растений и водорослей биодизеля, а также многоатомных спиртов (полиолов), этиленглико-ля, омега-3 жирных кислот [13]. Естественно, к полезным результатам подобного производства относят получение тепловой и/или электроэнергии.
Некоторые масличные растения как сырье для производства биотоплива. С указанными целями уже более 10 лет ведутся исследования по оптимизации культивирования ятрофы — растения семейства молочайных. Ятрофа известна как многолетнее травянистое растение, легко адаптирующееся к различным почвам. Оно ядовито и поэтому непригодно для употребления в пищу, но его семена содержат значительное количество растительного масла, что создает хорошие возможности для производства биотоплива из этого сырья [19]. Однако накопленный опыт выявил и ряд существенных проблем (включая экономические), возникающих при культивировании ятрофы. Например, уже в первом десятилетии XXI века соответствующие материалы появились в Индии [20].
В соответствии с инициативами Правительства Индии, были развернуты работы по выращиванию масличных видов ятро-фы (Jatropha curcas L.) на землях непригодных для сельского хозяйства, поскольку считалось, что эти растения отличаются высоким содержанием масла и характеризуются ранней урожайностью. С указанной целью началась масштабная программа, в которую включились миллионы мелких фермерских хозяйств, начавших культивирование ятрофы по всей территории Индии [20].
Примеру культивирования ятрофы для целей производства биотоплива последовал Китай, засеяв данной культурой свыше 1 млн га малопродуктивных угодий. В целом к 2008 г. посадками ятрофы было занято около 900000 га в мире, из которых
в Азии — 85%, в Африке — 13%, а остальные в Латинской Америке [20].
Однако полученные результаты оказались безрадостными. Например, к началу второй декады XXI века в Индии, в соответствии с проведенными исследованиями, 85% фермеров прекратили культивирование ятрофы, поскольку производственные показатели оказались далекими от ожидаемых, а в Китае производство биодизеля из семян ятрофы фактически осталось на зачаточном уровне [20]. Особенно неудовлетворительные результаты были зафиксированы в Танзании [20]. Оказалось, что оценки чистой стоимости пятилетних инвестиций в плантации ятрофы выявили убытки в размере 65 долл США с каждого га земли при урожайности 2 т/га семян. При этом в среднем урожайность семян ятрофы на неплодородных почвах составляла всего 1,7-2,2 т/га [по 20].
Считается, что возникшие проблемы экономической целесообразности выращивания могут быть преодолены путем выведения новых сортов ятрофы, обладающих улучшенными качествами для культивирования, в частности повышенной урожайностью. Для этого уже привлечен ряд молекулярно-биологических технологий, которые позволяют выполнить соответствующую коррекцию на уровне генома растений [19, 21, 22, 23].
Среди семейства масличных растений помимо ятрофы в качестве возможного сырья для биотоплива второго и третьего поколений рассматривают клещевину обыкновенную {Ricinus communis) [13, 18]. Подобно ятрофе, клещевина обыкновенная ядовита для человека и животных из-за содержания рицина и рицинина. В странах умеренного климата {Россия и другие) она культивируется как однолетнее растение высотой до 2-3 м, которое используется для производства касторового масла, а также как декоративное садовое растение. Семена клещевины богаты растительным маслом (40-60%), что определяет их пригодность в качестве сырья для производства биодизеля и других продуктов [18].
К весьма перспективным для производства биотопилива масличным растениям относят и представителей рода Рыжик {Camelina). Считается, что представители этого рода обладают рядом агротехнических свойств как масличные культуры [24]. Благодаря относительно высокому содержанию длинноцепочечных жирных кислот (эйкозеновой и эруковой, суммарно до 17-24%), характеризующихся высокой теплотой сгорания, рыжик перспективен в качестве сырья для переработки на биодизельное топливо [25]. В одном из последних обзоров, посвященных использованию представителей рода Рыжик в качестве сырья, приводятся данные, сви-
детельствующие о том, что на основе данного вида растений можно создать промышленную платформу для получения как определенных типов биотоплива, так и ряда липидных препаратов [24].
Имеются сведения и о попытках использования для производства биотоплива ряда других масличных растений. Например, в некоторых публикациях для указанных целей предлагался сафлор красильный (Carthamus tinctorius), однолетнее растение из семейства астровых. По результатам химического и спектрометрического анализа отмечалось, что биомасла, полученные из семян этого растения, можно рассматривать как экологически чистое сырье для производства биотоплива и некоторых химических веществ [26].
Особого упоминания заслуживают материалы о культивировании рапса (Brassica napus) для последующего использования при промышленном получении биотоплива [27, 28]. Широко известно, что рапс выращивается на обширных площадях во многих странах, включая Россию. Значимость этой сельскохозяйственной культуры во многом определяется тем, что из семян рапса делают пищевое растительное рапсовое масло. При этом рапс находит применение и в кормовых целях.
Среди масличных культур можно также выделить подсолнечник и кукурузу, которые преобразуют в биотопливо различными методами, включая получение масла из семян с дальнейшей переэтерификацией, либо пиролизом [по 29, 30]. Следует подчеркнуть, что используемые в настоящее время при производстве биотоплива второго поколения технологии обеспечивают получение экономически эффективной продукции из рапса — биоэтанола с выходом до 12,4 г этанола на 100 г биомассы [27], а также получение биодизеля из рапсового масла [28].
Таким образом, для принятия решения о выборе конечных целей при культивировании рапса и других культур существенную роль должны играть экономические предпосылки использования их в качестве сырья для производства биотоплива. В таблице 1 представлены обобщенные сведения о производстве и переработке рассмотренных выше масличных растений, а также ряда других распространенных сельскохозяйственных культур [31, 32].
Из приведенных данных видно, что среди масличных растений, рассматриваемых как потенциальное сырье при изготовлении биотоплива, наиболее высокие выходы растительного масла способны дать ятрофа, клещевина, технический рапс. Достаточно высокие выходы масла могут давать также сафлор красильный и рыжик посевной. При этом применение с указанными целями подсолнечника, обеспечивающего сопоставимый выход масла, вряд ли
Таблица 1
Показатели производства и переработки некоторых масличных растений, используемый в качестве сырья для производства биотоплива
Культура Урожайность, ц/га Содержание масла (в семенах, плодах), % на сухое вещество Содержание масла, л/га
Ятрофа 40 40 1892
Клещевина 10-20 47-53 1413
Рыжик посевной 5,7 28-33 583
Сафлор красильный 9,8-16,5 60 779
Рапс технический 11,2 33-45 1190
Подсолнечник 14,2 33-57 952
Кукуруза 208 18-50 172
целесообразно, так как подсолнечное масло в первую очередь представляет промышленный интерес как традиционный пищевой продукт.
Поскольку, по имеющимся данным, урожайность ятрофы сильно варьирует [по 20] и пока работы, направленные на преодоления этого недостатка, нельзя считать завершенными [19, 21, 22, 23], то при производстве биотоплива в России целесообразно рассмотреть другие масличные растения. В целом приведенные сведения показывают, что к наиболее перспективным видам можно отнести клещевину, технический рапс, сафлор красильный и рыжик посевной, которые могут успешно выращиваться в различных регионах России, где климат характеризуется как умеренный и имеются подходящие посевные площади. При этом очевидно, что для переработки соответствующих биомасс в биотопливо необходимо применять технологии второго поколения, которые обладают достаточно высокой экономической эффективностью.
Промышленные отходы органического происхождения как сырье для производства биотоплива. Накопление промышленных отходов, включая отходы растительного происхождения, необходимость их утилизации привлекают внимание к данной проблематике многих исследователей. В начале XXI века перспективы использования таких отходов для производства биотоплива стали одним из активно обсуждаемых аспектов общей проблемы, что нашло отражение в ряде обзоров [33-36].
По некоторым данным, в мире накопление сырья, содержащего лигноцеллю-лозу, может достигать около 200 млрд т в год, и этот ресурс доступен для преобразования в биоэтанол, а также в другие продукты, которые не используются для коммерческого производства биотоплива, но обладают существенной добавленной стоимостью. При этом особо отмечается, что биоэтанол является полностью возобновляемым видом биотоплива, поскольку при его горении образуется углекислый газ, который снова ассимилируется растениями
и с помощью фотосинтетических процессов превращается в углеводы [33].
К настоящему времени предложен целый ряд технологических решений для экономически выгодной утилизации в промышленных масштабах органических отходов, содержащих лигноцеллюлозу, с получением в качестве конечных продуктов различных видов биотоплива и некоторых органических соединений [33-36]. Так, в Индии, США и Бразилии уже существуют заводские комплексы, предназначенные для переработки различных промышленных отходов как в биоэтанол, так и в биодизель.
Обобщив материалы ряда недавних публикаций зарубежных и отечественных исследователей [35-38], современную организацию производства различных видов биотоплива (второе поколение) можно представить в виде схемы, включающей пять основных этапов (рис. 3).
На каждом из указанных этапов присутствует множество различных факторов, каждый из которых вносит свой вклад в себестоимость конечной продукции и способен оказать существенное влияние на рентабельность производства. При планировании производства биотоплива (в частности, в конкретных российских регионах) предварительное определение этих и других экономических показателей представляется весьма важными задачами. При этом, по сообщениям некоторых зарубежных авторов, производство, организованное подобным образом, способно из растительного и другого сырья ежегодно выпускать, например, около 100000 т биодизельного топлива [по 35]. Очевидно, что в России при организации производства биотоплива среди сырья, содержащего лигноцеллюлозу, видное место могут занимать отходы деревообрабатывающей промышленности, а также другие материалы растительного происхождения.
Подходы к определению экономических показателей (себестоимости, рентабельности и других) при производстве биотоплива. Считается, что снижение себестоимости и повышение рентабельности при производстве биотоплива может обеспечить использование недорогих видов растительного сырья, к которым можно отнести биомассы, получаемые в настоящее время благодаря культивированию таких видов растений, как клещевина, технический рапс [13, 18, 27, 28], а также сафлор красильный [26] и рыжик посевной [24, 25]. Недорогим сырьем следует признать и
Схема современной организации производства биотоплива
Термохимический метод Биохимический метод Метод анаэробного брожения
Выбор и приобретение экономически обоснованного сырья Лигоноцелгаолоза Растительное и органическое сырье
Подготовка сырья к переработке Пиролиз Переработка биомассы Предварительная обработка Термический гидролиз
Газификация
Очистка от примесей Гидролиз Анаэробное брожение
Исполнение биотехноло гических решений для получения продуктов Газоподготовка Преобразование (ферменты, кислоты, тепловая энергия)
Синтез Ферментация
Подготовка продуктов к реализации Обогащение Подготовка и улучшение Дистилляция Очистка
Представление продуктов конечному потребителю Биоводород Биоэтанол, смешанные спирты Биометан
Рисунок 3
промышленные отходы, включая отходы органической природы, в частности растительного происхождения [33-36].
За рубежом созданные технологии для переработки подобного сырья уже успешно применяются, но конкурентоспособность получаемой продукции, в свою очередь, оказывается зависимой от ряда различных факторов [35, 36, 37, 39]. В России только начинается обсуждение соответствующих технико-экономических решений. Например, на официальном сайте «Альтернативная энергетика» в разделе «Биотопливо из рапса» [40] приведено описание минизавода и последовательности технологических процессов (с указанием типов машин), которые могут обеспечить производство 300-500 т в год биотоплива на основе рапсового масла. Авторы считают, что при стоимости семян рапса 12,4 руб./кг и используемой щелочи (КОН) — 9,57 руб./кг, с тарифом на электроэнергию — 1,50 руб./кВт и заработной плате обслуживающего персонала — 30 руб./ч (одного работника), а также с учетом доходов от реализации побочной продукции, себестоимость производства биотоплива составит 15,3 руб./кг. При указанных условиях может быть достигнута даже экономия денежных средств на топливо (в сравнении с дизельным). В этом случае срок окупаемости оборудования для такого условно принятого хозяйства составит не более одного года [по 40].
По всей видимости, представленный расчет был выполнен в первом десятилетии XXI века (примерно 2005 г.) с использованием соответствующих ценовых показателей, которые существенно меняются со временем. Более того, этот расчет можно характеризовать как весьма упрощенный, и его результаты, фактически, мало применимы при планировании современного производства биотоплива, при котором, по крайней мере, с нашей точки зрения, требуется разделять расходы на создание самого производства и эксплуатационные расходы.
Как видно из рисунка 3, при определении эксплуатационных расходов производимого биотоплива следует полностью учитывать затраты, необходимые
для осуществления всех пяти этапов производства. При этом определение затрат на каждом этапе может осуществляться с использованием факторного анализа. Например, только суммарные затраты на первом этапе (I,), как минимум, должны включать: стоимость выбранного сырья (fs — от feedstock), транспортные расходы по доставке сырья на предприятие (tr — от transportation), затраты на сохранение сырья перед началом использования технологий для его подготовки к переработке (wa — от warehousing), средства для оплаты труда (wp, — от wage payment). Тогда итоговая формула приобретет следующий вид: I, = fs + tr + wa + wp,.
В этой формуле представляется целесообразным выбрать в качестве рефе-ренсного показателя переменную wp,, поскольку уровни зарплаты при однотипных работах в разных регионах страны можно принять сходными, что позволяет рассчитывать на прямо пропорциональную зависимость величины wp, от уровня усредненных затрат на оплату труда работников, занятых в производстве биотоплива из органического сырья (x,, x2, x3, ... xn), то есть в общем виде wp, = xn. Далее при составлении ковариационных матриц оценки величин других переменных станет возможным определять как кратные величине wp,. При этом важно отметить, что величина fs при использовании в качестве сырья промышленных отходов может стремиться к нулю или даже приводить к отрицательным значениям за счет различных бонусов производству, обеспечивающему утилизацию таких отходов.
Аналитические зависимости, используемые для расчетов расходов на следующих этапах, естественно, будут более сложными, включающими расходы, связанные с закупками расходных материалов, амортизацией оборудования, расходованием электроэнергии и др. Очевидно, что эти экономические аспекты, как и анализ расходов на создание производства биотоплива в России (минизаводы и/или др.) нуждаются в отдельном рассмотрении.
Более сложные подходы, включающие математическое моделирование, для установления влияния производственных и
рыночных факторов на экономические характеристики биотоплива, разрабатывают и применяют отдельные авторы за рубежом [41, 42]. Подобные подходы могут быть весьма полезными и для организации производства биотоплива в России, но их адаптация к российским технико-экономическим и климато-географическим условиям требует специальных исследований, выходящих за рамки данной работы.
Стратегическим фактором, способным поддерживать конкурентоспособность биотоплива, может стать экономическая государственная политика. В настоящее время мощную государственную поддержку производителям биотоплива осуществляют США, Бразилия, страны ЕС, Китай и ряд других стран [например, по 43]. Как результат правительства этих стран, используя различные экономические инструменты, уменьшают риски и неопре-деленнность для инвесторов. Кроме того, продолжается совершенствование технологий, способных обеспечивать глубокую переработку различного растительного и другого сырья в биотопливо второго и даже третьего поколений [35-37]. Предпринимаемые усилия позволили к 2016 г. приблизить ценовые показатели некоторых видов биотоплива, произведенных в США, к соответствующим показателям топлива углеводородного происхождения (табл. 2 [по 44]).
Из данных таблицы 2 следует и то, что по теплотворной способности указанные виды биотоплива все же уступают образцам топлива углеводородного происхождения. Более того, необходимо отметить, что происходящие в настоящее время значительные изменения цен на нефть стали принципиально важным фактором, влияющим на конкурентоспособность биотоплива как и других альтернативных источников энергии. Тем не менее, очевидно, что сложившиеся тенденции к расширению производства биотоплива в рамках глобальной энергетической политики будут сохраняться, поскольку они во многом ориентированы и на защиту климата за счет сокращения выбросов парниковых газов, и окружающей среды — за счет переработки промышленных отходов.
Таблица 2
Характеристика ценовых показателей и теплотворной способности некоторых видов биотоплива
в сравнении с традиционным
Цена, долл. США/ л Теплотворная способность, Дж/л
2010 г. 2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г.
Бензин 0,73 0,91 1,01 0,91 0,88 0,62 0,60 37,13
Дизельное топливо 0,81 1,01 1,09 1,03 1,00 0,68 0,65 37,21
Этанол 0,64 0,84 0,92 0,80 0,76 0,58 0,53 22,42
Пропан 0,75 0,81 0,68 0,78 0,81 0,77 0,73 24,48
Биодизель(B20) 0,83 1,03 1,10 1,06 1,01 0,70 0,67 6,90
Биодизель(B99-B100) 1,01 1,10 1,16 1,10 1,11 0,90 0,80 34,49
Выводы
По результатам проведенного исследования можно сделать вывод о многообразии возможностей и производственных сочетаний при использовании сельскохозяйственных культур в качестве естественно-биологического ресурса, оптимального для применения в инновационном процессе создания и использования биотоплива с экономической, технологической и экологической точки зрения. Проведенный анализ показал, что для России в качестве сырья при производстве биотоплива в настоящее время наиболее целесообразно культивировать такие виды масличных растений, как клещевина, технический рапс, а также сафлор красильный и рыжик посевной. В перспективе с появлением новых сортов с устойчивой и достаточно высокой урожайностью в данный перечень может быть включена ятро-фа. Переориентация оборудования, производящего традиционные виды топлива, на альтернативные не требует существенных капитальных затрат за счет его эквивалентности. Использование технологий, способных обеспечивать глубокую переработку различного растительного и другого сырья в биотопливо второго и даже третьего поколений, открывает перспективы для развертывания подобного производства в Российской Федерации с учетом того, что эта деятельность может способствовать защите климата за счет сокращения выбросов парниковых газов, и окружающей среды — за счет переработки промышленных отходов.
Литература
1. Портал МГИМО [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://mgimo.ru/about/ news/experts/itogi-parizhskoy-konferentsii-po-izmeneniyu-klimata/
2. Официальный сайт Организации Объединенных Наций [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.un.org/
3. Федеральный закон «Об электроэнергетике» от 26.03.2003 (ред. от 03.07.2016) № 35-Ф3 // Российская газета.
4. Постановление Правительства Российской Федерации от 7 октября 2014 г. № 1016 «О внесении изменений в требования к схемам теплоснабжения, утвержденные постановлением Правительства Российской Федерации от 22 февраля 2012 г. № 154» // Российская газета.
5. Canakci M., Sanli H. Biodiesel production from various feedstocks and their effects on the fuel properties // Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 2008. Volume 35, Issue 5. P. 431-441.
6. Варфоломеев С.Д., Ефременко Е.Н., Крылова Л.П. Биотоплива // Успехи химии. 2010. Т. 79. № 6. С. 544-564.
7. Лукомец В.М., Зеленцов С.В., Кривошлы-ков К.М. Перспективы и резервы расширения
производства масличных культур в Российской Федерации // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 201S. Вып. 4 (164). С. 81-102.
8. Wu W., Ma B. Integrated nutrient management (INM) for sustaining crop productivity and reducing environmental impact: a review // Science of The Total Environment. 201S. Volumes S12-S13. P. 415-427.
9. Chen H., Jiang W., Yang Y., Yang Y., Man X. Global trends of municipal solid waste research from 1997 to 2014 using bibliometric analysis // Journal of the Air & Waste Management Association. 2015. Volume 65 (10). P. 1161-1170.
10. Arizzi M., Morra S., Pugliese M., Gullino M.L., Gilardi G., Valetti F. Biohydrogen and biomethane production sustained by untreated matrices and alternative application of compost waste // Waste Management. 2016. Volume 56. P. 1S1-1S7.
11. Aditiya H.B., Chong W.T., Mahlia T.M., Se-bayang A.H., Berawi M.A., Nur H. Second generation bioethanol potential from selected Malaysia's biodiversity biomasses: A review // Waste Management. 2016. Volume 47. P. 46-61.
12. Yang L., Ma R., Ma Z., Li Y. Catalytic conversion of Chlorella pyrenoidosa to biofuels in supercritical alcohols over zeolites // Bioresource Technology. 2016. Volume 209. P. 313-317.
13. Moncada J., Cardona C.A., Rincon L.E. Design and analysis of a second and third generation biorefinery: The case of castorbean and microal-gae // Bioresource Technology. 2015. Volume 198. P. 836-843.
14. Balabin R.M., Safieva R.Z. Biodiesel classification by base stock type (vegetable oil) using near infrared spectroscopy data // Analytica Chimica Acta. 2011. Volume 689, Issue 2. P. 190-197.
15. Payne C.E., Wolfrum E.J. Rapid analysis of composition and reactivity in cellulosic biomass feedstocks with near-infrared spectrosco-py // Biotechnology for Biofuels. 2015. Volume 8. 14 pages.
16. Национальный центр биотехнологической информации США (PubMed NCBI) [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www. ncbi.nlm.nih.gov/
17. Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (International Renewable Energy Agency (IRENA)) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://resourceirena. irena.org/
18. Ruiz Olivares A., Carrillo-Gonzalez R., Gonzalez-Chavez Ma. del Carmen A., Soto Hernandez R.M. Potential of castor bean (Ricinus commu-nis L.) for phytoremediation of mine tailings and oil production // Journal of Environmental Management. 2013. Volume 114. P. 316-323.
19. Maghuly F., Laimer M. Jatropha curcas, a biofuel crop: functional genomics for understanding metabolic pathways and genetic improvement // Biotechnology journal. 2013. Volume 8 (10). P. 1172-1182.
20. Kant P., Wu S. The extraordinary collapse of Jatropha as a global biofuel // Environmental Science & Technology. 2011. Volume 45. С. 7114-7115.
21. Wu P., Zhou C., Cheng S., Wu Z., Lu W., Han J., Chen Y., Chen Y., Ni P., Wang Y., Xu X., Huang Y., Song C., Wang Z., Shi N., Zhang ., Fang X., Yang Q., Jiang H., Chen Y., Li M., Wang Y., Chen F., Wang J., Wu G. Integrated genome sequence and linkage map of physic nut (Jatropha curcas L.), a biodiesel plant // The Plant Journal. 2015. Volume 81. P. 810-821.
22. King A.J., Montes L.R., Clarke J.G., Itzep J., Perez C.A., Jongschaap R.E., Visser R.G., van Loo E.N., Graham I.A. Identification of QTL markers contributing to plant growth, oil yield and fatty acid composition in the oilseed crop Jatropha curcas L. // Biotechnology for Biofuels. 2015. Volume 8. 17 pages.
23. Tao Y.B., He L.L., Niu L., Xu Z.F. Isolation and characterization of the Jatropha curcas APETALA1 (JcAP1) promoter conferring preferential expression in inflorescence buds // Planta. 2016. Volume 244, Issue 2. P. 467-478.
24. Bansal S., Durrett T.P. Camelina sativa: An ideal platform for the metabolic engineering and field production of industrial lipids // Biochimie. 2016. Volume 120. P. 9-16.
25. Чекмарев П.А., Смирнов А.А., Прахо-ва Т.Я. Интродукция нетрадиционных масличных культур // Достижения науки и техники АПК. 2013. № 7. С. 3-5.
26. Sensoz S, Angin D. Pyrolysis of safflower (Charthamus tinctorius L.) seed press cake in a fixed-bed reactor: part 2. Structural characterization of pyrolysis bio-oils // Bioresource Technology. 2008. Volume 99, Issue 13. P. 5498-5504.
27. Lopez-Linares J.C., Ballesteros I., Touran J., Cara C., Castro E., Ballesteros M., Romero I. Optimization of uncatalyzed steam explosion pre-treatment of rapeseed straw for biofuel production // Bioresource Technology. 2015. Volume 190. P. 97-105.
28. Sharma R.V., Somidi A.K., Dalai A.K. Preparation and properties evaluation of biolubricants derived from canola oil and canola biodiesel // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2015. Volume 63, Issue 12. P. 3235-3242.
29. Tyler M. Harrisa, Gregory G. Zaimesb, Vikas Khannab, Amy E. Landisa Sunflower Cultivation on Coal Mine Refuse Piles in Appalachia for Diesel Biofuel Production from a Life-cycle Perspective // Procedia Engineering. 2015. Volume 118. P. 869-878.
30. Fereshteh Pourazar, Giulia Vico, Birgitta Bath, Martin Weih. Nitrogen use efficiency and energy harvest in wheat, maize and grassland ley used for biofuel — implications for sustainability // Procedia Environmental Sciences. 2015. Volume 29. P. 22-23.
31. Официальный сайт ООО «ГЛОУБ-КОР» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://biodiesel.globecore.ru/
32. Федеральная служба государственной статистики Российской Федерации [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.gks.ru/
33. Chandel A.K., Singh O.V. Weedy lignocel-lulosic feedstock and microbial metabolic engineering: advancing the generation of 'Biofuel' // Applied Microbiology and Biotechnology. 2011. Volume 89, Issue 5. P. 1289-1303.
- 39
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 1 I 2017
34. Mata-Alvarez J., Dosta J., Mace S., Astals S. Codigestion of solid wastes: a review of its uses and perspectives including modeling // Critical Reviews in Biotechnology. 2011. Volume 31, Issue 2. P. 99-111.
35. Oliveira FJ., Santana D.D., Costa S.S., Olivei-ra L.D., Liduino V.S., Servulo E.F. Generation, characterization and reuse of solid wastes from a biodiesel production plant // Waste Management. 2016.
36. Valdivia M., Galan J.L., Laffarga J., Ramos J.L. Biofuels 2020: Biorefineries based on lignocellu-losic materials // Microbial Biotechnology. 2016. Volume 9, Issue 5. P. 585-594.
37. Arne Martin Fevolden, Antje Klitkou. A fuel too far? Technology, innovation, and transition in failed biofuel development in Norway // Energy Research & Social Science. 2017. Volume 23. P. 125-135.
38. Титова Е.С., Бондарчук Н.В. Анализ инновационных подходов к созданию и использованию альтернативных источников энергии на примере биотоплива // Российский экономический интернет-журнал. 2017. № 1. 15 с.
39. Macrelli S., Galbe M., Wallberg O. Effects of production and market factors on ethanol profitability for an integrated first and second generation ethanol plant using the whole sugarcane as feedstock // Biotechnology for Biofuels. 2014. Volume 7, Issue 1. 16 pages.
40. Официальный сайт Альтернативная энергетика. Раздел «Биотопливо из рапса» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://elettracompany.com/node/100
41. Shafiei M., Karimi K., Zilouei H., Taherza-deh M.J. Economic impact of NMMO pretreatment on ethanol and biogas production from pine-wood // BioMed Research International. 2014. Volume 2014. 13 pages.
42. Wang R., Unrean P., Franzen C.J. Modelbased optimization and scale-up of multi-feed simultaneous saccharification and co-fermentation of steam pre-treated lignocellulose enables high gravity ethanol production // Biotechnology for Biofuels. 2016. Volume 9:88. 13 pages.
43. Официальный сайт CLEANDEX Центра маркетинговой компетенции в области чистых технологий маркетинговой группы «Те-карт» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.cleandex.ru/articles/2008/07/07/ biofuels-trends-2007
44. Министерство энергетики США. Информационно-аналитический центр возобновляемых источников энергии [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.afdc.energy.gov/
Literatura
1. Portal MGIMO [Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://mgimo.ru/about/news/experts/ itogi-parizhskoy-konferentsii-po-izmeneniyu-klimata/
2. Oficial'nyj sajt Organizacii Ob"edinennyx Nacij [Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http:// www.un.org/
3. Federal'nyj zakon «Ob elektroenergetike» ot 26.03.2003 (red. ot 03.07.2016) № 35-FZ // Rossijskaya gazeta.
4. Postanovlenie Pravitel'stva Rossijskoj Feder-acii ot 7 oktyabrya 2014 g. № 1016 «O vnesenii izm-enenij v trebovaniya k sxemam teplosnabzheniya, utverzhdennye postanovleniem Pravitel'stva Rossijskoj Federacii ot 22 fevralya 2012 g. № 154» // Rossijskaya gazeta.
5. Canakci M., Sanli H. Biodiesel production from various feedstocks and their effects on the fuel properties // Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 2008. Volume 35, Issue 5. P. 431-441.
6. Varfolomeev S.D., Efremenko E.N., Krylo-va L.P. Biotopliva // Uspexi ximii. 2010. T. 79. № 6. S. 544-564.
7. Lukomec V.M., Zelencov S.V., Krivosh-lykov K.M. Perspektivy i rezervy rasshireniya proiz-vodstva maslichnyx kul'tur v Rossijskoj Federacii // Maslichnye kul'tury. Nauchno-texnicheskij byul-leten' Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta maslichnyx kul'tur. 2015. Vyp. 4 (164). S. 81-102.
8. Wu W., Ma B. Integrated nutrient management (INM) for sustaining crop productivity and reducing environmental impact: a review // Science of The Total Environment. 2015. Volumes 512-513. P. 415-427.
9. Chen H., Jiang W., Yang Y., Yang Y., Man X. Global trends of municipal solid waste research from 1997 to 2014 using bibliometric analysis // Journal of the Air & Waste Management Association. 2015. Volume 65 (10). P. 1161-1170.
10. Arizzi M., Morra S., Pugliese M., Gullino M.L., Gilardi G., Valetti F. Biohydrogen and biomethane production sustained by untreated matrices and alternative application of compost waste // Waste Management. 2016. Volume 56. P. 151-157.
11. Aditiya H.B., Chong W.T., Mahlia T.M., Se-bayang A.H., Berawi M.A., Nur H. Second generation bioethanol potential from selected Malaysia's biodiversity biomasses: A review // Waste Management. 2016. Volume 47. P. 46-61.
12. Yang L., Ma R., Ma Z., Li Y. Catalytic conversion of Chlorella pyrenoidosa to biofuels in supercritical alcohols over zeolites // Bioresource Technology. 2016. Volume 209. P. 313-317.
13. Moncada J., Cardona C.A., Rincon L.E. Design and analysis of a second and third generation biorefinery: The case of castorbean and microal-gae // Bioresource Technology. 2015. Volume 198. P. 836-843.
14. Balabin R.M., Safieva R.Z. Biodiesel classification by base stock type (vegetable oil) using near infrared spectroscopy data // Analytica Chimica Acta. 2011. Volume 689, Issue 2. P. 190-197.
15. Payne C.E., Wolfrum E.J. Rapid analysis of composition and reactivity in cellulosic biomass feedstocks with near-infrared spectroscopy // Biotechnology for Biofuels. 2015. Volume 8. 14 pages.
16. Nacional'nyj centr biotexnologicheskoj in-formacii SSHA (PubMed NCBI) [Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/
17. Mezhdunarodnoe agentstvo po vozob-novlyaemym istochnikam energii (International Renewable Energy Agency (IRENA)) [Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://resourceirena. irena.org/
18. Ruiz Olivares A., Carrillo-Gonzalez R., Gonzalez-Chavez Ma. del Carmen A., Soto Hernandez R.M. Potential of castor bean (Ricinus communis L.) for phytoremediation of mine tailings and oil production // Journal of Environmental Management. 2013. Volume 114. P. 316-323.
19. Maghuly F., Laimer M. Jatropha curcas, a biofuel crop: functional genomics for understanding metabolic pathways and genetic improvement // Biotechnology journal. 2013. Volume 8 (10). P. 1172-1182.
20. Kant P., Wu S. The extraordinary collapse of Jatropha as a global biofuel // Environmental Science & Technology. 2011. Volume 45. C. 7114-7115.
21. Wu P., Zhou C., Cheng S., Wu Z., Lu W., Han J., Chen Y., Chen Y., Ni P., Wang Y., Xu X., Huang Y., Song C., Wang Z., Shi N., Zhang X., Fang X., Yang Q., Jiang H., Chen Y., Li M., Wang Y., Chen F., Wang J., Wu G. Integrated genome sequence and linkage map of physic nut (Jatropha curcas L.), a biodiesel plant // The Plant Journal. 2015. Volume 81. P. 810-821.
22. King A.J., Montes L.R., Clarke J.G., Itzep J., Perez C.A., Jongschaap R.E., Visser R.G., van Loo E.N., Graham I.A. Identification of QTL markers contributing to plant growth, oil yield and fatty acid composition in the oilseed crop Jatropha curcas L. // Biotechnology for Biofuels. 2015. Volume 8. 17 pages.
23. Tao Y.B., He L.L., Niu L., Xu Z.F. Isolation and characterization of the Jatropha curcas APETALA1 (JcAP1) promoter conferring preferential expression in inflorescence buds // Planta. 2016. Volume 244, Issue 2. P. 467-478.
24. Bansal S., Durrett T.P. Camelina sativa: An ideal platform for the metabolic engineering and field production of industrial lipids // Biochimie. 2016. Volume 120. P. 9-16.
25. Chekmarev P.A., Smirnov A.A., Praxova T.Ya. Introdukciya netradicionnyx maslichnyx kul'tur // Dostizheniya nauki i texniki APK. 2013. № 7. S. 3-5.
26. Sensoz S, Angin D. Pyrolysis of safflower (Charthamus tinctorius L.) seed press cake in a fixed-bed reactor: part 2. Structural characterization of pyrolysis bio-oils // Bioresource Technology. 2008. Volume 99, Issue 13. P. 5498-5504.
27. Lopez-Linares J.C., Ballesteros I., Touran J., Cara C., Castro E., Ballesteros M., Romero I. Optimization of uncatalyzed steam explosion pretreatment of rapeseed straw for biofuel production // Bioresource Technology. 2015. Volume 190. P. 97-105.
28. Sharma R.V., Somidi A.K., Dalai A.K. Preparation and properties evaluation of biolubricants derived from canola oil and canola biodiesel // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2015. Volume 63, Issue 12. P. 3235-3242.
29. Tyler M. Harrisa, Gregory G. Zaimesb, Vikas Khannab, Amy E. Landisa Sunflower Cultivation on Coal Mine Refuse Piles in Appalachia for Diesel Biofuel Production from a Life-cycle Perspective // Procedia Engineering. 2015. Volume 118. P. 869-878.
30. Fereshteh Pourazar, Giulia Vico, Birgitta Bath, Martin Weih. Nitrogen use efficiency and energy harvest in wheat, maize and grassland ley used for biofuel — implications for sustainability //
Procedia Environmental Sciences. 2015. Volume 29. P. 22-23.
31. Oficial'nyj sajt OOO «GLOUBKOR» [Elek-tronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://biodiesel. globecore.ru/
32. Federal'naya sluzhba gosudarstvennoj statistiki Rossijskoj Federacii [Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://www.gks.ru/
33. Chandel A.K., Singh O.V. Weedy lignocel-lulosic feedstock and microbial metabolic engineering: advancing the generation of 'Biofuel' // Applied Microbiology and Biotechnology. 2011. Volume 89, Issue 5. P. 1289-1303.
34. Mata-Alvarez J., Dosta J., Mace S., Astals S. Codigestion of solid wastes: a review of its uses and perspectives including modeling // Critical Reviews in Biotechnology. 2011. Volume 31, Issue 2. P. 99-111.
35. Oliveira FJ., Santana D.D., Costa S.S., Olivei-ra L.D., Liduino V.S., Servulo E.F. Generation, characterization and reuse of solid wastes from a biodiesel production plant // Waste Management. 2016.
36. Valdivia M., Galan J.L., Laffarga J., Ramos J.L. Biofuels 2020: Biorefineries based on lignocellu-losic materials // Microbial Biotechnology. 2016. Volume 9, Issue 5. P. 585-594.
37. Arne Martin Fevolden, Antje Klitkou. A fuel too far? Technology, innovation, and transition in failed biofuel development in Norway // Energy Research & Social Science. 2017. Volume 23. P. 125-135.
38. Titova E.S., Bondarchuk N.V. Analiz inno-vacionnyx podxodov k sozdaniyu i ispol'zovaniyu al'ternativnyx istochnikov energii na primere bio-topliva // Rossijskij ekonomicheskij internet-zhur-nal. 2017. № 1. 15 s.
39. Macrelli S., Galbe M., Wallberg O. Effects of production and market factors on ethanol profitability for an integrated first and second generation ethanol plant using the whole sugarcane as feedstock // Biotechnology for Biofuels. 2014. Volume 7, Issue 1. 16 pages.
40. Oficial'nyj sajt Al'ternativnaya energe-tika. Razdel «Biotoplivo iz rapsa» [Elektronnyj
resurs]. Rezhim dostupa: http://elettracompany. com/node/100
41. Shafiei M., Karimi K., Zilouei H., Taherza-deh MJ. Economic impact of NMMO pretreatment on ethanol and biogas production from pine-wood // BioMed Research International. 2014. Volume 2014. 13 pages.
42. Wang R., Unrean P., Franzen C.J. Modelbased optimization and scale-up of multi-feed simultaneous saccharification and co-fermentation of steam pre-treated lignocellulose enables high gravity ethanol production // Biotechnology for Biofuels. 2016. Volume 9:88. 13 pages.
43. Oficial'nyj sajt CLEANDEX Centra market-ingovoj kompetencii v oblasti chistyx texnologij marketingovoj gruppy «Tekart» [Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://www.cleandex. ru/articles/2008/07/07/biofuels-trends-2007
44. Ministerstvo energetiki SSHA. Informa-cionno-analiticheskij centr vozobnovlyaemyx istochnikov energii [Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://www.afdc.energy.gov/
es_titova@inbox.ru
УДК 631.312.06
Александр Фомин,
профессор Государственного университета по землеустройству, руководитель направления технического перевооружения АПК
Научно-экспертного совета Комитета Государственной Думы ФС РФ по аграрным вопросам
ОБОСНОВАНИЕ ГЕОМЕТРИИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ТЯЖЕЛЫХ И СВЕРХТЯЖЕЛЫХ ДИСКОВЫХ БОРОН РУ-1000/600 И РХ-850
В статье приводятся выкладки для расчета сферических гладких дисков, используемых в качестве рабочих органов тяжелых и сверхтяжелых дисковых борон RSM DV-1000/600 и DX-850, обосновывается выбор расстояния между рабочими органами в батареях.
S u m m a r y
The article presents calculations for the calculation of smooth spherical disc that is used as the working bodies hard and heavy disc harrows RSM DV-1000/600 and DX-850, substantiates the choice of the distance between the working bodies in the batteries.
Ключевые слова: расчет параметров рабочих органов дисковых борон, расчет расстояния между рабочими органами дисковых борон батарейного типа, расчет гладких сферических дисков дисковых борон.
Keywords: calculation of parameters of the working bodies of disk harrows, the calculation of the distance between the working bodies of disk harrows battery type, the calculation of smooth spherical disc harrows.
Введение
Большинство предлагаемых в России дисковых борон батарейного типа имеют недостатки, приводящие к уменьшению коэффициента технологической надежности ниже 0,99. Среди них можно отметить: налипание почвы на диски и наматывание пожнивных остатков на вал батареи, что приводит к забиванию междисковых промежутков; недостаточная величина заглубления рабочих органов и их выглубление; частый выход из строя дисков и сложность их замены. При этом импортные орудия, обладающие более высокой общей надежностью в сравнении с отечественны-
ми, часто не обеспечивают надлежащего качества почвообработки и технологической надежности, поскольку проектируются для эксплуатации в почвенно-климати-ческих условиях, отличных от российских. Отечественные компании, пытаясь воссоздать в условиях своего производства лучшие зарубежные модели, также зачастую не учитывают указанную разницу в условиях [1]. В 2016 г. один из дивизионов группы РОСТСЕЛЬМАШ, запустил в серийное производство тяжелую тандемную и сверхтяжелую офсетную дисковые бороны батарейного типа, спроектированные с учетом реальных условий эксплуатации агрегатов,
что позволило избежать перечисленных выше недостатков.
Обоснование применимости тяжелых и сверхтяжелых дисковых борон батарейного типа в сельскохозяйственных предприятиях России
В России сегодня пользуются большой популярностью дисковые бороны с индивидуальным креплением рабочих органов на раме, поскольку считается, что агрегаты с батарейным расположением дисков имеют ряд недостатков, препятствующих нормальному технологическому процессу.
- 61
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 1 | 2017
