CC BY
139
9%, подсолнечное масло - 8%, отработанное жарочное масло - 5%, импорт - 13%, другие - 2%. Надо отметить, что темпы производства биотоплива в мире очень высокие. Если в 1995 г. мировое производство биотоплива составляло 408 тыс. т в 2000 г. - 893 тыс. т в 2005 г. - 3824 тыс. т, а по прогнозу на 2020 г. -23 млн т в год. Начиная с 2008 г. в ряде Европейских стран планируется переход автотранспорта на биодизель (этиловый эфир рапсового масла).
Согласно требованиям стандарта Евро-3 допускалось содержание серы в топливе 350 ррт (2008 г.), в 2010 г. планируется переход на Евро-4 содержание серы всего 50 ррт, а в 2014 г. при освоении стандартов Евро-5 допускается наличие серы 10 ррт. Уменьшение серы предусматривается и в минеральном дизельном топливе, при снижении содержания серы в дизтопливе заметно снижаются его смазывающие свойства высокоточных плунжерных пар, топливной аппаратуры, поэтому потребуются либо специальные дорогостоящие присадки, либо эфиры растительных масел (биодизель), улучшающие смазывающие свойства минерального дизельного топлива.
К переходу на новые стандарты по топливу готовятся и изготовители техники. В настоящее время в технической характеристике западноевропейской техники зачастую указывается, что она способна работать на биотопливе. Складывающаяся тенденция показывает, что потребность европейских стран в рапсе, рапсовом масле будет только расти. Для российских сельхозтоваропроизводителей и перерабатывающих предприятий открывается широкие возможности экспорта семян рапса или рапсового масла для производства биодизеля. Посевы рапса могут составлять 20-25% в структуре посевных площадей. В Германии считается оптимальным иметь 12-17% но не менее 10% посевов рапса в структуре посевных площадей, это дает возможность применять широкозахватные комбинированные агрегаты при обработке почвы и посеве семян. В этой же стране при четырехпольном севообороте посевы рапса составляют 25%, что позволяет выдерживать требование размещать посевы рапса на одном и том же поле, не ранее чем через четыре года.
В Воронежской области проводится определенная работа по внедрению технологий выращивания рапса. Главным управлением аграрной политики Воронежской области проведены переговоры с германскими компаниями «ЕОР» и «Vita Agro» по вопросам сотрудничества, как в области выращивания рапса, так и его переработки. Между Воронежским госагро-университетом и немецкой компанией SAATEN-UNION также заключен договор о внедрении в области высокоурожайных сортов данной компании. Надо отметить, что компания SAATEN-UNION объединяет семь сельскохозяйственных селекционных центров и сотрудничает со многими странами Европы.
За 2008 г. в ООО «Эко Нива Агро» Лискинско-го района Воронежской области посевы озимого рапса составили 375 га, урожайность 29,5 ц/га, реализовано 11,2 тыс. ц семян по цене 1 тыс. руб. за 1 ц, прибыль от реализации рапса составила 5,7 млн руб., рентабельность производства рапса - 90%. Конечно, многие хозяйства выращивают не озимый, а яровой рапс, урожайность его значительно ниже, соответственно, снижается рентабельность производства. Необходимо отметить, что разработанная в ГНУ ВНИПТИ рапса (г. Липецк) технология возделывания ярового рапса позволяет получать в ЦЧЗ 20-25 ц/га семян.
Исследования, проведенные ГНУ ВИМ и СибНИПТИЖ по применению смесевого биотоплива из рапса собственного производства показали, что в условиях 2006 г. цена 1 кг смесевого топлива составляла 12,88 руб., что на 4,12 руб. ниже нефтяного дизельного топлива. Эксперимент проводился в крестьянском (фермерском) хозяйстве с посевной площадью 250 га и потребностью в смесевом топливе 29,6 т, в том числе: 22,2 т рапсового масла и 7,4 т - дизельного топлива. При урожайности рапса 20 ц/га, достаточно засеять рапсом 34 га или 14% пахотных земель. Для получения рапсового масла в ОПКТБ СибНИПТИЖ разработана и изготовлена малотоннажная установка для малого сельскохозяйственного предприятия. Если в эту установку включить два маслоотделяющих пресса немецкого производства КК40Ф «Универсал», то она способна обеспечить рапсовым маслом пять-шесть фермерских хозяйств общей площадью пашни до 1500 га.
Если же вести речь о производстве из рапсового масла биодизеля, то в ЦЧЗ можно выделить Липецкую область, где пять липецких агрохолдингов («ЗеРос», «Агрохим», «АгроЛипецк», «Русагро» и «Липецкагропромснабсервис») планируют строить завод биодизельного топлива с мощностью переработки 120 тыс. т. рапса в год. Надо отметить, что заводы по производству биодизеля являются очень дорогостоящими и без предоставления долгосрочных льготных кредитов и строительство является проблематичным.
В ОАО АПО «Аврора» Задонского района Липецкой области по программе «Биодизель» намечено из семян рапса собственного производства получать биотопливо и перевести всю технику предприятия с дизельными двигателями на биодизель.
В заключении отметим, что для повышения урожайности необходимо совершенствовать технологии выращивания озимого и ярового рапса, важное значение имеет защита посевов от вредителей и болезней, из-за неравномерного созревания семян требуют улучшения процессы дозревания семян, их сушка. Рапс-культура будущего, позволяющая получать возобновляемые энергетические ресурсы, а также продукты питания, корма для животных.
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА БИОЭТАНОЛА ИЗ ПРОДУКЦИИ СВЕКЛОВОДСТВА В ЛИПЕЦКОЙ ОБЛАСТИ
М.В. Азжеурова, асп. Мичуринского государственного аграрного университета
Новой ролью свекловодства сегодня, несо- Причем передовые страны ранее других ощутили
мненно, является биоэнергетика. Такие невозоб- наступление эры энергодефицита.
новляемые энергетические продукты, как нефть и Проблема поиска альтернативного топлива
газ, за счет ускорения научно-технического прогрес- стоит перед человечеством уже не одно десятиле-
са стали расходоваться с пугающей быстротой. тие. Постоянно повышающаяся цена на нефть, а
также перспектива полного истощения этого ресурса в текущем столетии приводит к постепенному замещению использования бензина биоэтанолом. Биоэтанол (этанол) - это этиловый спирт, произведенный путем сбраживания крахмала или сахара, содержащихся в растительном сырье. Биоэтанол, полученный таким способом, в мировой практике называют биотопливом первого поколения. В настоящее время ученые работают над созданием биотоплива второго поколения, которое в будущем станет коммерчески выгодным. Методы производства биотоплива второго поколения позволят получать биоэтанол из растительных волокон путем гидролиза целлюлозы и последующего сбраживания без сахара или путем газификации биомассы в оксид углерода и водород с преобразованием в этанол.
Для производства биоэтанола первого поколения используется сахарная свекла и продукты ее
переработки, сахарный тростник, пшеница, кукуруза, картофель, сладкое сорго, пищевые отходы (рис. 1). Этанол является привлекательным с точки зрения своих топливных качеств. Кроме того, биоэтанол как топливо нейтрален в качестве источника парниковых газов. Его обычно смешивают с бензином в пропорциях 5-10% этанола и 95-90% бензина. Это позволяет экономить бензин путем его замещения.
По оценкам экспертов, потребление жидких видов топлива (включая нефтепродукты, синтетическое топливо и биотопливо) к 2050 г. вырастет почти в 2 раза. Производство биотоплива в мире с 2008 по 2030 гг. в среднем за год будет увеличиваться на 6,2%. В связи с этим биоэтанол, как одно из наиболее перспективных видов биотоплива, становится очень популярным во всем мире.
Рисунок 1 - Сырье для производства биоэтанола
На наш взгляд, можно выделить следующие причины широкого применения биоэтанола в качестве биотоплива в мире:
- биоэтанол производится из растительного сырья, которое является возобновляемым источником энергии;
- использование биоэтанола в качестве моторного топлива сокращает объем применения углеводородного топлива;
- экологичность биотоплива. Добавление 10% этанола в бензин приводит к снижению выбросов на 30% за счет лучшего сжигания топлива в двигателя (этанол выступает кислородосодержащей добавкой);
- существует возможность производства биоэтанола из побочной продукции пищевой промышленности (например, в сахарном производстве - это жом, меласса);
- добавление одной части этанола в бензин ведет к экономии трех частей нефти, что позволяет снизить стоимость бензина;
- весь автомобильный транспорт может использовать смесь биоэтанола с бензином в определенной пропорции без внесения изменений в конструкции двигателей.
Для оценки сырья с точки зрения эффективности производства биотоплива можно выделить два показателя:
- количество топлива, производимого с единицы земельной площади;
- чистый выход энергии после вычета энергетических затрат на производство самой культуры
и на получение топлива (его чаще именуют коэффициентом энергетической эффективности).
Одним из экономически выгодным и экологичным видов сырья, которое может обеспечить производство этанола в Липецкой области является продукция свеклосахарного подкомплекса. Самый большой выход с 1 ц можно получить из мелассы, а минимальный - из свекловичного жома (табл. 1).
Таблица 1 - Расчет возможного выхода биоэтанола в Липецкой области (средние значения за 2005-2008 гг.)
Сырье Объем производства Выход этанола, л
тыс. т с 1 га, ц с 1 ц сырья с 1 га
Сахарная свекла 2090 384 8,6 3302,4
Меласса (3,5% от валового сбора сахарной свеклы) 73,15 13,44 30 403,2
Свекловичный жом (80% от валового сбора сахарной свеклы) 1672 307,2 2,18 669,7
Меласса относится к отходам производства сахарных заводов и является наиболее выгодным сырьем для производства этанола. Но при увеличении объема использования биоэтанола в области появится необходимость использования не только свекловичного жома, но и сахарной свеклы, так как
объемов мелассы и жома не хватит. Будет ли производство биоэтанола привлекательным для производителей сахарной свеклы, зависит от закупочных цен, которые предлагают производители сахара. Формирование цен на сахарную свеклу для производства этанола должно ориентироваться на доходы с продажи биоэтанола.
Мы считаем, что в свеклосахарном подкомплексе Липецкой области наилучшим сырьем для производства биоэтанола является сахарная свекла. Проведенные нами расчеты показали, что для производства бензина с добавлением 5% этанола в области необходимо использовать 5,5% от урожая сахарной свеклы или менее половины от объема производства мелассы (табл. 2).
Для определения возможного объема производства смеси бензина было принято 5%-ное содер-
жание в ней биоэтанола, так как при этом не требуется доработки двигателя. Такая смесь наиболее характерна для европейских стран, где действует стандарт ВБ БЫ 228, который разрешает добавление в бензин не более 5% этанола. В настоящее время в ЕС обсуждается возможность увеличения содержания этанола до 10%. В Липецкой области для производства биоэтанола мы можем использовать в качестве сырья и сахарную свеклу, и мелассу, и свекольный жом. Однако при использовании же свекольного жома в качестве сырья для производства этанола будет задействована минимальная площадь сахарной свеклы - 2995 га. При этом сухое вещество, оставшееся после выделения сахарного сиропа, будет сжигаться на спиртозаводах для получения тепла, необходимого для производственного процесса.
Таблица 2 - Расчет достаточного объема производства биоэтанола в Липецкой области
(средние значения за 2005-2008 гг.)
Показатели Сахарная свекла Меласса (3,5% от валового сбора сахарной свеклы) Свекловичный жом (80% от валового сбора сахарной свеклы)
Возможный объем производства биоэтанола при использовании всего валового сбора, тыс. л 179740 21945 36449,6
Возможный объем производства смеси биоэтано-ла-бензин (5:95) при использовании всего валового сбора, млн л 3594,8 438,9 729
Объем реализованного бензина в области, млн л 197,5 197,5 197,5
Необходимый объем использования валового сбора сырья: % тыс. т 5,5 115 45 32,9 27 451,4
Необходимая площадь сахарной свеклы для покрытия текущих потребностей в сырье, га 2995 24479 1469,4
В Липецкой области биоэтанол можно производить, используя мощности двух заводов, которые используют свекловичную патоку и мелассу в качестве сырья для производства спирта.
Таким образом, Липецкая область имеет уникальную возможность стать экспериментальной базой России для внедрения этого вида топлива. Использование биоэтанола в области можно признать обязательным, как и в западных странах. Это не только экономический вопрос, но и экологический, и политический. Для его решения необходимо изменить стандарты качества топлива, в которых сделать обязательным замещение метил-бутилового эфира этанолом в качестве присадки к бензину или установить минимальный порог использования этанола в
топливе. Подобные обязательства могли бы создать рынок для этанолового топлива. Налоговые льготы для повышения спроса на этанол могли бы стать значительным стимулом для производства этого вида топлива. В настоящее время для производства биоэтанола можно использовать мелассу (по нашим расчетам, 45% от произведенной в области) до тех пор, пока потребность в биоэтаноле не возрастет.
Из сказанного выше следует, что развитие производства биотоплива в Липецкой области позволит не только экономить бензин и трансформировать свеклосахарный подкомплекс, но и решить проблему использования отходов сахарной промышленности .
ПЕРСПЕКТИВЫ ВВЕДЕНИЯ В ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
В.Н. Адамовская, студентка Сибайского института фил. Башкирского государственного университета
Обострение экологических проблем, истощение запасов невознобляемых энергоресурсов, рост цен на них, обусловили интерес к разработке и использованию технологии биоконверсии органических отходов для получения энергии.
Известно, что животные плохо усваивают энергию растительных кормов и более половины ее уходит в навоз, который является ценным органическим удобрением и может быть при этом использован в качестве возобновляемого источника энергии.
Концентрация животных на крупных фермах и комплексах обусловили увеличение объемов навоза
и навозных стоков, которые должны утилизироваться, не загрязняя окружающую среду.
Одним из путей рациональной утилизации навоза и навозных стоков является их анаэробное сбраживание, которое обеспечивает обезвреживание навоза и сохранение его как удобрения при одновременном получении биогаза.
При анаэробном сбраживании навоза получается два вида полезных продуктов - биогаз и удобрения. Их свойства представлены в табл. 1 и 3.
Приведенные данные указывают на возможность использования биогаза в качестве топлива.
