CC BY
17
3. AZ Nations [Электронный ресурс] / Population of the Earth. - 2022. - Режим доступа: https:// aznations.com, свободный. - Загл. с экрана - Яз. англ.
4. Смирнов А.В. Население мировой Арктики: динамика численности и центры расселения // Арктика и Север. 2020. № 40. С. 270-290. DOI: 10.37482/issn2221-2698.2020.40.270
5. Population statistics for cities, agglomerations and administrative divisions https://www.citypopula-tion.de/mapindex.html
6. Ерохина В.М. Социальная инфраструктура арктических городов Северной Европы. Выпускная квалификационная работа, СПбГЭУ, 2022
7. Official 2022 World Happiness Report Ranking. Рейтинг стран мира по индексу счастья людей 2022
8. Библиотека практик развития и благоустройства среды арктических поселений. Электронный ресурс. https://arctic-library.ru/
9. Справочник организаций России и СНГ. Электронный ресурс. https://jsprav.ru/
10. Опорные населенные пункты Российской Арктики : материалы предварительного исследования / АНО «Информационно-аналитический центр Госу-
дарственной комиссии по вопросам развития Арктики», АНО «Институт регионального консалтинга».- б.м. : б.и., 2022.- 246 с.
11. Дайджест Корпорации развития Мурманской области, № 3, сентябрь 2021
12. Полярный индекс. Рейтинг устойчивого развития компаний, работающих в Российской Арктике. М., Экспертный центр Проектный офис развития Арктики «ПОРА». 2020
13. Полярный индекс Баренц-региона. Рейтинги устойчивого развития провинций и компаний. М., Экспертный центр Проектный офис развития Арктики «ПОРА». 2019
14. Бадылевич Р.В. Исследование зарубежного опыта реализации финансового регулирования развития арктических территорий и возможностей его применения в северных регионах РФ // Арктика и Север. 2021. № 44. С. 5-29. DOI: 10.37482^П2221-2698.2021.44.5
15. Торопушина Е.Е., Башмакова Е.П. Государственно-частное партнерство в социальной сфере арктических стран Европы // Вопросы государственного и муниципального управления. - 2020. № 4 С. 167-190.
УДК 631.95:658.5
ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА В БИОЭТАНОЛ
В.Г. Борщёв1, М.Н. Григорьев2, М.А. Царькова3
Санкт-Петербургский государственный экономический университет, Россия, 191023, Санкт-Петербург, наб. канала Грибоедова, д. 30-32, литер А
Статья посвящена проблемам переработки отходов животноводства. Здесь рассмотрены существующие способы утилизации, их достоинства и недостатки, предложена переработка отходов в биоэтанол. Данная технология проанализирована с точки зрения экономического и экологического эффектов.
Ключевые слова: Биотопливо, биоэтанол, животноводство, отходы, переработка, навоз, помёт.
INNOVATIVE TECHNOLOGY FOR PROCESSING ANIMAL WASTE INTO
BIOETHANOL
V. G. Borschev, M. N. Grigoriev, M. A. Tsarkova
St. Petersburg State University of Economics, Russia, 191023, St. Petersburg, nab. Griboedov Canal, d. 30-32, letter A.
The article is devoted to the problems of animal husbandry waste processing. The existing methods of disposal, their advantages and disadvantages are considered here, waste recycling into bioethanol is proposed. This technology is analyzed from the point of view of economic and environmental effects.
Keywords: Biofuels, bioethanol, animal husbandry, waste, processing, manure, droppings.
Борщёв Виталий Геннадьевич - кандидат экономических наук, доцент кафедры торгового дела и товароведения, доцент, тел.: +7 921 646 71 29, e-mail: vgb@unecon.ru;
Григорьев Максим Николаевич - кандидат экономических наук, доцент, доцент кафедры торгового дела и товароведения, тел.: +7 911 730 44 41, e-mail: grigmax@yandex.ru;
Царькова Мария Алексеевна - студент 3 курса, тел.: +7 911 024 74 47, e-mail:tsarkovamary@gmail.com
Введение
Проблемы загрязнения окружающей среды в последнее время волнует всё больше и больше государств, что подтверждается разработанными Генеральной ассамблеей ООН целями устойчивого развития (ЦУР). [1] Россия, как одно из государств-членов ООН, участвовала в разработке данных целей, а сейчас несёт ответственность за их достижение. Одной из ЦУР является «Обеспечение доступа к недорогостоящим, надёжным, устойчивым и современным источникам энергии для всех», которая заключается в том, чтобы расширить инфраструктуру и модернизировать технологии для обеспечения чистой, более эффективной энергетики, стимулировать рост и способствовать охране окружающей среды во всех странах. [2] Исходя из этого, мы провели социо-эколого-экономиче-ский анализ источников энергии, которые направлены на достижение этой цели и выяснили, что на данный момент в основном такими источниками являться солнечная и ветровая энергии. Действительно, данные источники энергии являются карбононейтральными, однако техника и средства, на основе которых они производятся, нет. Более того, не учитывается тот факт, что всё больше вырастает проблема утилизации и переработки отходов, которая возникает в результате увеличения численности населения, вчастности, увеличения поголовья животных для обеспечения продуктами питания всё возрастающего населения Земли. Одним из перспективных решений данной проблемы, на наш взгляд, является разработка и внедрение технологии переработки отходов животноводства в биоэтанол, о чём мы и поговорим дальше.
Основная часть
В связи с ростом населения, возрастающие объёмы производства в выбранной области влекут за собой соответствующий объём отходов (навоза, помёта), которые относятся, в основном, к III классу опасности (умеренно-опасный) и по большей части отправляются на полигоны, где ежегодно с одного захоронения в атмосферу выбрасывается 1 047,046679 тонн метана в год (данные на 04.03.2021). [3, 4] Помимо метана отходами выделяется огромное количество других вредных веществ: аммиак, углерода диоксид, диметилсульфид и др. [4] Сам процесс высушивания, упаковки, доставки и захоронения помёта требует значительных финансовых вложений со стороны производителя. В связи с
чем, часто навоз/помёт отправляют на нелегальные свалки, что помимо парниковых газов, вызывает опасность заражения почв. Более того, обычно утилизация навоза проводится недалеко от ферм, что дополнительно приводит к окислению почв, отчуждению сельскохозяйственных земель, загрязнению грунтовых вод, выбросам в атмосферу парниковых газов. Всё это крайне негативно сказывается на экологической обстановке. [5]
На сегодняшний день в мировой практике выделяют 4 легальных способа утилизации навоза/помёта: захоронение на полигонах, компостирование, переработка в корм и биоэнергетический метод (получение метана).
Первый метод, который мы рассмотрим - вывоз отходов на поля. Недостатков у него в разы больше, чем достоинств. Во-первых, транспортировка большого количества навоза требует немалых финансовых затрат. Во-вторых, при таком способе в почву и грунтовые воды попадают токсины, бактерии, возбудители различных заболеваний, семена сорняков, в самих же растениях накапливаются нитраты, цинк и медь. Несмотря на все недостатки, вывоз на поля остаётся достаточно популярным методом утилизации, так как является самым простым, а в случае использования нелегальных свалок ещё и бюджетным. [6]
Метод компостирования делится на естественное и ускоренное. Слабой стороной естественного компостирования является долгий процесс, занимающий от 4 месяцев и более. Метод компостирования имеет преимущество -он обогащает грунт без какого-либо вреда для него. Однако для получения такого удобрения требуется выделять огромные участки земли, так как отходы животноводства необходимо складировать, подготавливать сырьё, которое будет использоваться для снижения уровня влажности массы (это может быть солома, растения), закупать дорогостоящую технику для автоматизации и ускорения процесса, что несёт в себе большие затраты. Более того подобные удобрения пользуются достаточным спросом в основном в южных регионах страны, где климат позволяет выращивать достаточно культур. На севере, например, в Ленинградской области, земель, предназначенных для растениеводства значительно меньше, чем будет производиться компоста от животноводческих хозяйств.
Метод получения корма из помёта. В развитых западных странах такой метод ока-
зался не особенно популярны, для балансирования питательности там имеется большое количество сои, продуктов её переработки (белок) и кукурузы (энергия). В России эти культуры растут плохо и далеко не везде, поэтому применение помёта для обогащения рациона крупного рогатого скота белком на сегодняшний день очень актуально. Однако для такой подкормки использовать можно в основном помёт, что не решает проблем с утилизацией навоза. Также ограничен и круг потребителей: ими смогут быть только мясокомбинаты, выращивающие бычков и производящие говядину, для производителей молочной продукции такие корма будут не нужны. Более того, в процессе производства такого корма выделяется дурно пахнущий газ, что создаёт дополнительные проблемы с расположением и обустройством производства.
Биоэнергетический метод основан на применении биогазовых установок. Недостатками такого способа являются значительные денежные вложения на первых этапах, а также необходимость сотрудничества нескольких предприятий для организации совместной переработки отходов. [7]
Предлагаемое решение
Технология получения биоэтанола из отходов животноводства является совершенно инновационной, в производственных целях она пока нигде не применяется. Для переработки навоза и помёта требуются такие компоненты как: серная кислота, тёртый мел, вода, сахар и дрожжи. Растительный биоэтанол производится из крахмалосодержащих и сахаросодержащих сельскохозяйственных культур (сахарный тростник, свёкла, кукуруза, картофель и др.). При производстве биоэтанола из навоза/помёта также сохраняется необходимая концентрация крахмала и/или сахара, так как эти продукты входят в рацион скота. Основными отходами производства будут являться углекислый газ и барда (сухой остаток), которые можно утилизировать комплексом по переработке СО2 и продажей барды как удобрения для фермеров. Следовательно, мы выходим на практически безотходное производство и получаем возможность торговать карбоновыми кредитами на мировом рынке. [8, с. 2]
Рассмотрим поставщиков и потребителей продукции. Поставщиками сырья будут являться предприятия животноводческого ком-
плекса, которые есть в каждом регионе Российской Федерации. Потенциальными потребителями же будут:
Во-первых, энергетические компании, которым в ближайшем будущем необходимо перейти на производство более экологичного вида топлива, уходя от исчерпаемых источников энергии. Такие компании смогут смешивать биоэтанол с бензином в различной концентрации и, в дальнейшем, поставлять его на автозаправочные станции (АЗС). На данный момент при использовании топлива Е10 (90% бензина и 10% биоэтанола) двигатель внутреннего сгорания (ДВС) обычных автомобилей не требует модификаций, в отличие от перехода, например, на газ. А в США, Европе и Бразилии уже распространены автомобили FFV (Flexible-Fuel Vehicle), в которых можно использовать бензин с любой концентрацией биоэтанола (самым популярным и энергоэффективные является Е85).
[9]
Во-вторых, нашим продуктом заинтересуются химические, фармацевтические, пищевые и другие компании, где используется технический спирт. Только фармацевтических компаний в одном Санкт-Петербурге насчитывается более 20 (НПАО «Биокад», ООО «Инмед», НПАО «Фарм-Холдинг» и др.).
Расположить предприятие планируется в особой экономической зоне (ОЭЗ) технико-внедренческого или промышленно-производ-ственного характера, которые имеются во многих регионах России. Это позволит облегчить выход на рынок за счёт применения различных налоговых преференций (налог на прибыль, имущество, транспортный, земельный налоги, страховые взносы и т. п.). [10]
Экономическая эффективность
Пожалуй, одной из важнейших составляющих любого проекта является его экономическая эффективность. Во сколько обойдётся реализация идеи, окупиться ли она, где взять инвестиции и т. п. Поэтому ниже мы представляем подробные расчёты, сделанные по нашему предприятию за первые 3 года его работы (расчёты проводились до 24 февраля 2022 года).
В 2024-2025 годах будет происходить строительство завода, поэтому прибыль мы получать не будем. В первой половине 2026 завод будет сдаваться различным инспекциям (газ-, электро-, саннадзор и др.). С июня 2026 планируется запустить производство, однако выход на полные мощности (1 000 000 тонн биоэтанола в
год) будет происходить постепенно (с июня по мощность. Ниже, на рис. 1, рис. 2, рис. 3, можно сентябрь). В сентябре, в случае нормальный ра- ознакомиться с результатами расчётов. боты оборудования завод выйдет на полную
Движения денег (руб} янв.24 фев.24 мар.24 апр.24 май .24 июн.24 июл.24 авг.24 сен.24 окт.24 ноя.24 дек.24 Итого
+ Входящее сальдо 1000 000 1804 557 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267
+ Поступления: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
+ Продажа биотоплива 0
+ Продажа технического спирта 0
+ Продажа удобрения 0
+ Продажа карбоновых кредитов 0
+ Продажа патентов 0
Платежи: 349 195 443 346 186 733 346186 733 346186 733 346 186 733 346 186 733 346 186 733 346 186 733 346 186 733 346 186 733 346 186733 346 186 733 Г4 157 249 510
Постройка завода 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 4 147 040 800
- Маркетинг 0
Логистические затраты 0
Покупка оборудования 0
Зарплата сотрудников предприятия 100 000 100 000 100000 100 ООО 100 000 100 000 100 000 100 000 100 000 100 000 100000 100000 1 200 000
Покупка исходного сырья 0
Покупка хим. препаратов 0
Амортизация 0
Аренда земли 3 008 710 3 008 710
Прочее 500 000 500 000 500000 500 ООО 500 000 500 000 500 000 500 000 500 000 500 000 500000 500 000 6 000 000
+ Финансирование: 351 000 000 350 000 000 350 000 000 350 ООО ООО 350 000 000 350 000 000 350 000 000 350 000 000 350 000 000 350 000 000 350 000 000 350 000 000 Г4 201 000 000
- Собственные средства 1000 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1000 000
Внешние инвестиции 350 000 000 350 ООО 000 350000 000 350 000 000 350 ООО 000 350 000 000 350 000 000 350 000 000 350 000 000 350 000 000 350 000000 350000000 4 200 000 000
Итого оборот за период 1 804 557 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 43 750 490
Сальдо на конец периода 1 804 557 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 3 813 267 43 750 490
Рисунок 1 - Финансовый план на 2024 год
Движения денег (руб) янв.25 фев.25 мар.25 апр.25 май.25 тон.25 июл.25 авг.25 сеи.25 ОКТ.25 ноя.25 дек.25 Итого
+ Входящее сальдо 353 000 000 3 804 557 3813 267 3813 267 3813 267 21 464 812 21 464 812 21 464 812 11 564 812 11 564 812 11458145 11458145 11398 145
+ Поступления: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
+ Продажа биотоплива 0
+ Пр„„,„™.М„»г»с„,р,, 0
+ Продажа удобрения 0
+ Продама карбоновьи кредню. 0
+ Продажа патентов 0
Платежи: 349 195 443 346 186 733 346 186 733 346 186 733 4 808 535 188 4 808 535 188 4 808 535 188 4 818 435 188 4 818 435 188 4 818 541 855 4 818 541855 4 818 601855 39 905 917 150
Постройка завода 345 586 733 345 585733 345 586 733 34-5 586733 345 586733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586733 345 586733 4147 040 800
Маркетинг 106 667 106 667 166 667 380 000
Логистические затраты 2000000 2000000 2000 000 2000 000 2000 000 2000 000 2000000 2 000000 16000 000
Покупка оборудования 4 460348 455 4 460 348 455 4 460 348 455 4 460 348 455 4 460 348 455 4 460 348 455 4 460348 455 4 460348455 35 682 787 640
Зарплата сотрудников предприятия 100 000 100000 100 000 100000 100000 100000 100 000 10 000 000 10 000 000 10000 000 10000000 10000000 50700 000
Покупка исходного сырья 0
Покупка кии. препаратов 0
Амортизация 0
Аренда земли 3 008 710 3008 710
Прочее 500 000 500000 500 000 500000 500000 500000 500 000 500 000 500 000 500 000 500000 500000 6000 000
Финансирование: 353 ООО 000 350 ООО ООО 350 000 ООО 350000 000 4 830 000 ООО 4 830 000 000 4 830 ООО ООО 4 830 000 ООО 4 830 000 000 4830 000 000 4830 000 000 4 830 000 ООО 40043000 000
Собственные средства 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
+ Внешние инвестиции 353 000 000 350000000 350000 000 350000000 4 830000000 4 830000000 4 830 000 000 4 830 000 000 4 830 000 000 4830000 000 4 830000000 4 830000000 40043 000 000
Итого оборот за период 3 804 557 3813 267 3813 267 3813 267 21464812 21 464 812 21 464 812 11 564 812 11 564 812 11 458 145 11458145 11358145 137 082 850
Сальдо на конец периода 3 804 557 3813 267 3813 267 3813 267 21464812 21 464 812 21 464 812 11 564 812 11 564 812 11 458 145 11458145 11398145 137 082 850
Рисунок 2 - Финансовый план на 2025 год
Движения денег (руб) янв.2б фев.2б мар.2б апр.2б май.26 июн.26 ИЮЛ.26 авг.2б сен. 26 ОКТ.26 НОЯ.26 Дек. 26 ИТОГО
+ Входящее сальдо 4825000000 3 556102 395 241 1393 696 1393 696 1393 696 1 329 214 1192205195 2959 422 515 7 725 552 549 7725552549 7725552549 7725 552 549
+ Поступления: 0 0 0 0 0 0 2 652 325 980 4 420 543 301 8 841086 601 8 841086 601 8 841 086 601 8 841086 601 42 437 215 686
+ Продажа биотоплива 1069 128 186 1781 880 310 3563 760 621 3 563 760 621 3563760621 3 563760621 17106050 980
+ Продажа технического спирта 458 197 794 763662990 1527 325980 1527 325 980 1527325980 1527325 980 7 331164 706
+ Продажа удобрения 1125 000 000 1875000000 3750 000 000 3750 000 000 3750000000 3 750000000 18 000 000 000
+ Продажа карбоновых кредитов 0
+ Продажа патентов 0
Платежи: 4 821443893 4 855 604 759 393 &06 304 393 606 304 393606 304 1461 670 786 1461120 786 1461120 786 1115 534 052 1115 534 052 1115534052 1115534052 19703 916136
Постройка завода 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586 733 345 586733 2 764 693 867
Маркетинг 100 000 100 000 100000 100000 100 000 100000 100000 700 000
Логистические затраты 2000000 2000000 155961749 155 961 749 155961749 155 961 749 155 961 749 155961749 155961749 1095 732 246
Покупка оборудования 4 460 348455 4 460 348455 350 000 350 000 350 000 350 000 8922 096 910
Зарплата сотрудников предприятия 10000000 10000000 10 000 000 10 000 000 10 000 000 15000000 15 000 000 15 000 000 15 000 000 15 000 000 15000000 15000000 155 ООО ООО
Покупка исходного сырья 5080 464 5 080 464 5080464 5 080 464 5 080 464 5080464 5080464 35 563 246
Покупка хим. препаратов 901922 269 901922 269 901922269 901922 269 901922 269 901922269 901922269 6313455 883
Амортизация 37169570 37169 570 37169 570 37 169 570 37 169 570 37169 570 37169570 37169 570 37 169 570 37169570 37169570 408 865 274
Аренда земли 3008710 3 008 710
Прочее 500000 500000 500000 500 000 500 000 500 000 300 000 300000 300000 300 000 300000 300000 4 800 000
+ Финансирование: 4825000000 4 856000000 395 000 000 395 000 000 395 000 000 1463 000 000 1000 000 0 0 0 0 0 12 330 000 000
+ Собственные средства 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
+ Внешние инвестиции 4825000000 4 856000000 395 000 000 395 000 000 395 000 000 1463 000 000 1000 000 0 0 0 0 0 12330 000 000
Итого оборот за период 3 556102 395 241 1393 696 1393 696 1393 696 1329 214 1192 205 195 2959422515 7725 552 549 7 725 552 549 7 725552549 7 725552 549 35 063 299 551
Сальдо на конец периода 3 556102 395 241 1393 696 1393 696 1393 696 1 329 214 1192 205 195 2959422 515 7725 552 549 7 725 552 549 7725 552 549 7 725552 549 35 063 299 551
Рисунок 3 - Финансовый план на 2026 год
Итак, мы видим, что суммарные затраты за 3 года составят 23 623 946 701 рубль. Доход компании будет складываться от 5 позиций: присадка к топливу, технический спирт, удобрения, карбоновые кредиты, патенты. Рассмотрим каждую из позиций отдельно.
На сегодняшний день, биоэтанол стоит от 0,5 до 0,8 долл. США за литр. В своих расчётах мы будем использовать цену 0,8 долл. США за литр (по курсу 1 долл. США = 77,8936 рублей, цена будет равняться - 62,3149 рублей), ниже объясняем, почему:
1. Проанализировав различные источники, мы пришли к выводу, что цены на биоэтанол постоянно растут.
2. Растут и цены на нефть, что является крайне выгодным для производителей экологичных видов топлива.
3. Ужесточаются мировые требования в сфере экологии.
4. Технологии производства биоэтанола постоянно улучшаются, и такой «усовершенствованный» биоэтанол по разным оценкам вскоре будет стоить от 1,04 до 1,45 долл. США за литр. [11]
Поэтому логично предположить, что к моменту постройки и запуска завода (середина 2026 года), цена на биоэтанол значительно вырастет и скорее всего будет даже выше 0,8 долл. США.
Наш завод имеет мощность в 1 000 000 тонн биоэтанола в год. Выход на полную мощность планируется только в сентябре 2026 года, т. е. примерно через 3-4 месяца от начала функционирования завода. Полученный биоэтанол будет продаваться по двум направлениям: присадка к топливу и технический спирт. Точное распределение этанола между этими двумя направлениями будет сделано как раз в эти 3-4 месяца стартового функционирования, когда станет ясным спрос на каждую позицию.
Дополнительным источником прибыли будет барда (сухой остаток). Для расчёта количества барды была проведена аналогия с производством браги (вида домашнего пива), при производстве которого примерно 30% исходного объёма браги будет занимать барда. Логично предположить, что и на нашем производстве будет соблюдена такая пропорция. Следовательно, в год мы будем получать примерно 300 000 тонн барды, которую можно продавать как удобрение. Рыночная цена на удобрения из помёта/навоза составляет примерно 150 рублей за кг. Таким образом, в месяц мы сможем получить: 300 000 * 1000 (переводим в кг) / 12 месяцев * 150 рублей = 3 750 000 000 рублей дополнительного дохода. [12, 13]
Что же касается углеродных кредитов и патентов, то сейчас трудно предсказать, сколько можно на них заработать. И одни, и другие зависят от спроса на рынке, успеха функционирования нашего предприятия, политической, экономической обстановок и других факторов. [14]
Таким образом, за год работы на полных мощностях мы сможем заработать 106 093 039 216 рублей без учёта карбоновых кредитов и патентов. Годовые затраты в обычное время (после окончания строительства и ремонтов) будут составлять примерно 13 386 408 630 рублей. Следовательно, приблизительный объём прибыли будет: 106 093 039 216-13 386 408 630 = 92 706 630 586 рублей. Осталось узнать, за сколько лет сможет окупиться наше предприятие.
Суммарные инвестиции за три года получились равными 20 373 000 000 рублей (4 201 000 000 рублей за первый год, 11 868 000 000 за второй год и 4 304 000 000 за третий год). В написании сумм инвестиций нами брался небольшой зазор, в зависимости от операций, проводимых в этот год. Он нужен на случай непредвиденных расходов, которые на данном этапе проработки проекта учесть не удалось. Например, мы не знаем точных базисных условий поставок оборудования, не знаем к каким ценовым предложениям мы сможем прийти с поставщиками сырья, что-то могли не учесть в строительстве завода, так как это будет отдельно проговариваться и просчитываться с ген. подрядчиком и т. п.
Итак, после анализа суммарных инвестиций и прибыли, можно сказать, что при благоприятной обстановке наше предприятие окупиться за 2-3 года своей работы.
Развивать проект планируется через государственно-частное партнёрство (ГЧП), с привлечением как региона и государства в целом, так и частных инвесторов. Более того, в связи с инновационностью проекта, решением большого количества экологических проблем, достижением ЦУР проект может претендовать на гранты (молодые предприниматели, зелёная экономика и др.), венчурные фонды, выгодные кредиты и просто участие на краудфандинговых платформах.
Достоинства и уникальность
Мы видим, что проект получился достаточно дорогостоящим, поэтому для привлечения таких больших инвестиций придётся хорошо обосновать эффективность проекта. Для этого рассмотрим основные преимущества от внедрения нашей технологии:
1. Для использования топливной смеси биоэтанола и бензина Е10 не нужно менять ДВС
и делать какие-либо модификации в автомо- электроэнергию. Подробнее это можно увидеть биле, как, например, при переходе на газ или в таблице 1, столбец 3. [15]
Таблица 1 - Необходимые модификации в автомобиле при использовании топлива с добавлением био_этанола [15]_
% Правовые ограничения Изменения в автомобиле Логистика Где применяется
До 5 Нет Нет Нет ЕС, США
5-10 Да Нет Нет США
10-25 Да Да Нет Бразилия
Е85 Нет Да Особый насос ЕС, США
Е100 Нет Да Особый насос Бразилия
2. Благодаря более высокому соотношению местных продуктов и реагентов, при сжигании спирта давление в ДВС получается большим, чем при сжигании бензина. Также улучшаются выходная мощность и тепловой КПД. Спирты обладают более высоким средним октановым числом чем бензин, поэтому могут значительно повышать мощность. В целом общая энергоэффективность топлива улучшается.
3. Снижение импортной зависимости от поставок нефти в результате использования альтернативного топлива.
4. Возможность накапливать и продавать карбоновые кредиты.
5. Поскольку спирты легко смешиваются водой, могут смываться ею, распадаются при попадании в землю, то их утечки и разливы из танкеров не так опасны для природы. [9]
6. Биоэтанол обладает положительным энергетическим балансом, который колеблется от 1,24 до 8 в зависимости от используемого вида сырья. Сжигая этанол, мы получаем в несколько раз больше энергии, чем затратили на его производство. По этому показателю биоэтанол сильно опережает дизель, бензин и прочие нефтяные продукты, которые требуют на себя такие расходы как: разведка, добыча, транспортировка, переработка. Всё это понижает их топливный баланс, делая его ниже 1. [16]
7. В результате перехода на биоэтанол количество твёрдых частиц в цикле с горячим стартом снижается на 96-97%, уменьшаются выбросы угарного газа на 81% с топливом Е10 и на 87% со смесью Е85, а также углекислого газа на 13 и 17% соответственно. В целом токсичность выхлопа снижается на 72 и 83%, а количество выбросов парниковых газов на 85%, что безусловно способствует улучшению экологической обстановки.
[17]
8. Для производства растительного биоэтанола требуются огромные плантации. Это приводит к дополнительным проблемам. Так в Бра-
зилии вырубаются леса Амазонки для выращивания там сахарного тростника, а в США кукуруза выращивается теперь в основном для промышленных целей, так как фермерам выгоднее продавать её на топливо. Несмотря на то, что многие люди испытывают голод, растительная продукция идёт на топливо. Биоэтанол животного происхождения производится из практически не нужного сырья, для которого не требуются огромные плантации.
9. Поскольку для получения растительного биоэтанола требуется выращивать сырьё, платить за дорогостоящую технику, рабочий труд, то конечный продукт получается не сильно дешевле бензина, а иногда даже дороже. Животный же биоэтанол не требует таких энерго- и денежных затрат, поэтому получается дешевле.
10. Растительный биоэтанол сильно зависит от погодных условий и урожая. Случалось так, что при низком урожае или росте цен на сахар в Бразилии просто нечем было заправлять машины, практически все из которых уже работают на биоэтаноле. Более того, самые энерго- и экономически выгодные растения, используемые для создания биоэтанола (богатые сахаром и крахмалом), а именно сахарный тростник и кукуруза, в России просто не будут расти из-за сурового климата.
11. Во время выращивания растений для биоэтанола выбросов СО2 образуется примерно столько же, сколько экономится на переходе с бензина на биоэтанол, а, следовательно, это теряет всякий смысл. [16]
Таким образом, преимуществ от использования биоэтанола и нашей технологии в частности много. Именно поэтому в мире в топливной промышленности уже давно применяется смесь этанола с бензином (правда исключительно растительного происхождения). Этот опыт я и предлагаю сейчас рассмотреть.
Опыт применения
На сегодняшний день лидерами в производстве биоэтанола являются Бразилия и США. Толчком к развитию спиртовых автомобилей стал нефтяной кризис 70-х годов прошлого века. В Бразилии было принято решение получать биоэтанол из сахарного тростника, что оказалось очень выгодным, так как тростник является одной из самых «калорийных» культур, пригодных для производства биотоплива. Один гектар тростникового поля можно переработать в 7 тыс. литров биоэтанола.
В США же пошли другим путём, там этанол получают из кукурузы, что является гораздо менее эффективным. Энергетический баланс такого топлива в 7 раз уступает бразильскому. С гектара кукурузного поля можно получить только 3800 литров этанола. В ЕС производство этанола ещё менее выгодно. Здесь в переработку идёт сахарная свёкла, из которой можно получить лишь 2500 литров топлива. Поэтому в США и ЕС проекты по добыче биоэтанола субсидируются государством, в отличие от Бразилии, где всё является самоокупаемым. [18]
Что касается России, то в ноябре 2018 Госдумой были приняты поправки в Федеральный закон «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции». Теперь действие закона о госрегулировании производства и оборота этилового спирта не будет распространяться на производство и (или) оборот автобензина, произведенного с добавлением этилового спирта или спиртосодержащей продукции и соответствующего топливному техре-гламенту Таможенного союза. [19]
Данный закон подтолкнул многие регионы к началу производства биоэтанола. Так подобные предприятия начали открываться в: Саратове, Курске, Воронеже, Брянске, Уфе и других регионах.
Однако раньше всех производство открыла Северная Осетия, где в больших объёмах производилась водочная продукция. Дело в том, что после отказа Росалкогольрегулирования продлевать лицензии алкогольным предприятиям Северной Осетии, многие из них прекратили своё существование. Так появилась идея перепрофилировать простаивающие заводы на производство биоэтанола, которые уже тогда показывал устойчивую положительную динамику на мировом рынке.
У всех подобных проектов возникает ряд проблем. Во-первых, для производства растительного биоэтанола потребуются излишки зерна, иначе производства будут попросту простаивать, как, например, происходит в Европе, где биоэтанол производят из нереализованных остатков растительного масла или зерна. Для выращивания таких объёмов зерна придётся значительно увеличить посевные площади.
Во-вторых, в России более актуальны другие способы глубокой переработки зерна, например, получение растительных пищевых протеинов, которые по свойствам ближе к мясу, чем протеины из сои, или кормовых добавок для животноводства.
В-третьих, издержки такого производства будут очень высокими, так как зерно нужно сеять, выращивать, собирать, доставлять, перерабатывать и т. д. В результате может оказаться, что с точки зрения карбонового следа производство солярки из нефти окажется даже более экологичным, чем производство биоэтанола из зерна.
С другой стороны, в России сейчас крайне благоприятные условия для налаживания производства биоэтанола (особенно животного). При установившей с октября 2021 года цене нефти выше $80 за баррель спонсирование выпуска биоэтанола в России становится особенно привлекательным для инвесторов. Более того, биоэтанол находится под действием акциза, что обесценивает его конкуренцию с бензином. Также в России много простаивающих мощностей алкогольной индустрии (в 2018 г. выпуск водки сократился на 1,6%), которые теоретически можно переориентировать на производство биоэтанола для заправки автомобилей.
[19, 20]
Выводы
Итак, мы видим, что проект является достаточно перспективным как с точки зрения экологии, так и экономики. Сложившаяся за последние несколько лет ситуация на рынке делает его ещё более выгодным как для России, так и для мира в целом. Внедрение технологии особенно будет актуально для стран Прибалтики (Эстония, Латвия, Литва). Эти страны не имеют достаточных мощностей для улучшения своей окружающей среды и Евросоюза (ЕС), однако из-за нахождения в ЕС к ним предъявляются те же требования, что и к более развитым странам (Германия, Франция), поэтому применение
нашей технологии будет полезно для них. Благодаря экологизации производства и минимизации выбросов, располагать предприятие можно и вблизи городов, поэтому больших проблем с переносом наших технологий на опыт других стран не будет.
Сейчас мы заканчиваем проработку идеи и начинаем искать инвестиции, путём участия в различных конкурсах и акселераторах (Скол-ково, Сбер и др.), технологией уже заинтересовалась компания АО «Роскар» во время Фабрики студенческих проектов. Подробнее о проекте можно узнать на нашем сайте (http://fermrecycling.tilda.ws).
Литература
1. The Sustainable Development Goals (SDGs) [Электронный ресурс] // www.undp.org, 2022. - Режим доступа: URL: https://www.undp.org/sustainable-development-goals, свободный (дата обращения: 23.02.2022)
2. Goal 7 affordable and clean energy [Электронный ресурс] // www.undp.org, 2022. - Режим доступа: URL: https://www.undp.org/sustainable-development-goals#affordable-and-clean-energy, свободный (дата обращения: 23.02.2022)
3. Классы опасности отходов [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://musor.moscow/blog/klassy-opasnosti-othodov/#III (Дата обращения 10.10.2021 г.).
4. Официальный сайт АО «Роскар» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.roskar.ru/ (Дата обращения 15.10.2021 г.).
5. Органическое удобрение или отходы: как правильно утилизировать навоз [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://medservise24.ru/blog/medotkhody-i-obrashchenie-s-otkhodami/organicheskoe-udobrenie-ili-otkhody-kak-pravilno-utilizirovat-navoz/ (Дата обращения 15.10.2021 г.).
6. Компостирование навоза и помёта [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://biokompleks.ru/solutions/kompostirovanie-navoza-i-pometa/ (Дата обращения 15.10.2021 г.).
7. Биогазовые установки. Производство биогаза [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://mcx-consult.ru/biogazovye-ustanovki. -proizvodstvo (Дата обращения 15.10.2021 г.).
8. Чачина С. Б. Получение биоэтанола из органического сырья/ С. Б. Чачина, А. В. Двоян // Омский научный вестник. - 2014. - №2. - С. 2
9. Биоэтанол как альтернатива бензину [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://rar.alania.gov.ru/news/277 (Дата обращения 10.10.2021 г.).
10. Площадка Новоорловская [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.spbsez.ru/infrastructure/novoorlovskaya/ (Дата обращения 10.10.2021 г.).
11. Международное агентство возобновляемой энергии [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.irena.org/costs/Transportation/Bioethanol#: ~:text=Advanced%20bioethanol%20is%20estimated%2 0to, 1.45%2FLGE%20at%20current%20prices. (Дата обращения 23.11.2021 г.).
12. Варианты повторного использования барды (остатки браги) [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://2samogona.ru/braga/chto-delat-s-bardoj (Дата обращения 20.01.2022 г.).
13. Удобрение Огородник куриный помет, 5 кг [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://clck.ru/aq3cd (Дата обращения 19.01.2022 г.).
14. Углеродные кредиты для фермеров [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://eagronom.com/ru/carbon-credits-for-farmers/ (Дата обращения 27.12.2021 г.).
15. Спирт с бензином в бак: спирт в бензобак, можно ли заливать, какие последствия [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://chip-penza.ru/raznoe/spirt-s-benzinom-v-bak-spirt-v-benzobak-mozhno-li-zalivat-kakie-posledstviya.html (Дата обращения 10.10.2021 г.).
16. В чём плюсы и минусы биоэтанола [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.drive.ru/technic/4efb331a00f11713001e39 94.html (Дата обращения 10.10.2021 г.).
17. Добавление спирта в бензин снижает токсичность «непосредственных» моторов [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://autoreview.ru/news/dobavlenie-spirta-v-benzin-snizhaet-toksichnost-neposredstvennyh-motorov (Дата обращения 15.10.2021 г.).
18. Реализация этанолового проекта в Бразилии [Электронный ресурс]. Режим доступа: https ://mirec. mgimo .ru/2015/2015-01/realizaciya-etanolovogo-proekta-v-brazilii (Дата обращения 17.10.2021 г.).
19. Топливные амбиции водочного лобби [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://oilcapital.ru/article/general/04-03-2019/toplivnye-ambitsii-vodochnogo-lobbi (Дата обращения 17.10.2021 г.).
20. Цены на нефть BRENT [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://quote.rbc.ru/ticker/181206 (Дата обращения 17.10.2021 г.).
