CC BY
40
Решение проблем
энергообеспечения Вологодской области на основе инновационных технологий
Ю.Б. Гендлина,
старший преподаватель кафедры строительных материалов и экспертизы недвижимости Череповецкого государственного университета [email protected]
Назрела необходимость перехода страны от экспорта и использования в регионах энергоресурсов исключительно углеводородного происхождения, таких как нефть и природный газ. Для таких областей как Вологодская, где нет месторождений углеводородов, но имеются лесные массивы, целесообразно перейти на биотоплива, производимые из отходов деревообработки, железнодорожного транспорта, углесодержащие отходы предприятий минеральных удобрений и металлургии.
В.Р. Аншелес,
д.т.н., профессор, почетный химик РФ, заместитель директора по научной работе Череповецкого филиала Института Бизнеса и Права
The necessity of transition of the country from export and use of energy resources of exceptionally hydrocarbon origin, such as oil and natural gas has become very urgent. For such areas, as Vologda region, that has no deposits of hydrocarbons, but there is a lot of forests, it is expedient to use the biofuel, producible from wood working wastes, railway transport, carboniferous wastes of mineral fertilizers plants and metallurgical industry.
ИННОВАЦИИ // Специальный выпуск // Январь, 2009
ИННОВАЦИИ // Специальный выпуск // Январь, 2009
Ключевые слова: освоение инновационных технологий, энергообеспечение, производство высокоэффективных энергоносителей из древесины, инвестиции в инновации.
Как известно, Россия занимает первое место в мире по добыче газа и вполне может выйти на лидирующую позицию по добычи нефти. Однако, как показывает анализ экономического состояния страны, это не выход. Наша промышленность выпускает продукцию преимущественно низкой степени переработки. Ее доля и в прошлые годы была слишком высока, а сейчас она еще больше выросла, прежде всего, в экспортируемых товарах: с 80% в 2000 году до 85% — в 2005. Эта тенденция должна беспокоить бизнес-сообщество столь же серьезно, как и государство. надо учиться не только выгодно экспортировать сырую нефть, газ, руду и древесину. Необходимо перерабатывать природные ресурсы внутри страны и выходить на внешние рынки уже с полноценным высокотехнологичным продуктом [5]. Эти проблемы характерны не только для страны в целом, но и для ее регионов, в частности, Вологодской области.
В тоже время нельзя не отметить, что в конце прошлого — начале нынешнего века в мире существенно вырос интерес к развитию передовых технологий, от которых, в немалой степени, зависит обеспечение энергетической и экономической безопасности страны и ее регионов. Все чаще задается вопрос, а не кончаются ли запасы нефти и газа. В этой связи большие надежды возлагаются на национальные и международные программы, связанные с внедрением современных научно-технических разработок в сфере оптимизации использования невозобновляемых источников энергии (нефть, газ, уголь), а также созданию других новых источников, например, других видов промышленной деятельности человека, таких как транспорт, деревообработка и др. [1].
В мире все больше говорят о необходимости замены нефти, угля и газа на биотопливо. Но пока немногие понимают, что же это такое на самом деле. Иногда можно встретить рассказы о чудесных веществах, совершенно не загрязняющих окружающую среду и более эффективных, чем бензин, керосин и другие виды топлива. В действительности ничего принципиально нового в биотопливах нет. Биотоплива использовались тысячелетиями и для многих остаются единственным источником тепла и средством приготовления пищи. Главным биотопливом были и остаются дрова, причем их экологичность совсем неочевидна — достаточно лишь вспомнить о нелегальной вырубке лесов.
Впрочем, теперь под понятием «биотопливо» редко подразумевают дрова. речь, обычно, идет о более высокотехнологичных продуктах, получаемых из сельскохозяйственных культур или отходов переработки растительного и животного сырья. С возобнов-
ляемостью у них все в порядке, чуть сложнее обстоит дело с вредными выбросами. сторонники говорят, что биотоплива меньше загрязняют атмосферу, а противники возражают, что при сгорании биотоплив выделяются те же продукты, что и при сжигании ископаемых топлив.
Биотопливо (Ыо^е1) — это топливо из биологического сырья, получаемое в результате переработки каких либо растений (кукуруза, рапс, соя и т. д.) или углесодержащих веществ, например, углекислого газа или углесодержащих отходов промышленности. Различается жидкое биотопливо (этанол, метанол, биодизель), твердое биотопливо (дрова, солома, далее паллеты) и газообразное (биогаз, водород). Растущий спрос на некоторые виды биотоплива вынуждает сельхозпроизводителей сокращать посевные площади под продовольственными культурами и перераспределять их в пользу топливных культур [7].
Согласно прогнозам Министерства экономического развития и торговли РФ, Россия может развиваться по одному из трех сценариев: инерционному, энергосырьевому или инновационному [1]. Реализация первых двух сценариев не предполагает проведения серьезных модернизационных изменений на инновационной основе, а третий вариант возможен лишь при условии создания новых технологий с использованием неуглеводородных сырьевых источников.
Современные технологии в основном ассоциируются со странами ЕС, США, Японией и другими государствами. В этой связи целесообразно отметить, что у России помимо ресурсно-сырьевой базы имеется достаточно мощная промышленная инфраструктура и интеллектуальный потенциал [4]. Решение этой задачи в масштабах страны очень большая проблема, поэтому целесообразно рассмотреть вопросы разработки и оптимизации вариантов ее реализации на примерах регионов и даже отдельных предприятий, например, таких как создание завода по утилизации отработанных железнодорожных шпал и других продуктов деревопереработки, а также организации производства метанола из углекислого газа, сбрасываемого в атмосферу на ОАО «Череповецкий «Азот» (Вологодская область) [2].
При этом надо учесть, что Россия занимает первое место в мире по лесным ресурсам, на ее территории сосредоточено свыше 20% мировых запасов древесины. Одним из важнейших направлений использования древесины, замкнутых на современный высокорентабельный продукт переработки, является использование древесной массы в качестве биотоплива. Это направление полностью отражено в перечне поручений правительству Российской Федерации, в котором президент Российской Федерации по итогам совещания, состоявшегося 6 апреля 2006 года в Республике Коми, поручает разработать и утвердить комплекс мер по повышению конкурентоспособности отечественной лесной промышленности, в том числе, «расширение применения энергоносителей древес-
ного происхождения в качестве альтернативных источников топлива для коммунальной энергетики» [9]. Этот же вопрос обсуждался на одном из наиболее значимых семинаров «Биоэнергетика. Состояние и перспективы развития», проходившем в рамках выставки-ярмарки «Российский лес — 2007» в Вологодской области.
В тоже время, в связи с принятием киотского протокола по сокращению выбросов газов, способствующих глобальному потеплению, во всем мире стали реализовываться проекты по замене традиционных видов топлива, таких как газ, мазут, каменный уголь на альтернативные источники энергии, одним из которых является биотопливо и метанол, а также использования углекислого газа. В целях организации комплексной переработки древесины, отходов лесопиления и деревопереработки и утилизации других продуктов, сбрасываемых в окружающую среду, активно внедряются современные технологии по их использованию с превращением в энергоресурсы.
Использование биомассы леса в качестве энергоносителей имеет существенное экономико-социальное значение. При безусловном доминировании на обозримое время углеводородного топлива использование древесины рентабельно для коммунальных хозяйств небольших городов и поселков, удаленных от магистральных газопроводов, где теплоэнергетическое снабжение обеспечивается в основном за счет привозного угля и мазута. При этом, поскольку выбросы парниковых газов от возобновляемых источников не учитываются киотским протоколом, создание инфраструктуры использования биомассы леса в качестве энергоносителей позволит использовать механизмы его реализации для развития этой отрасли, а также решить ряд экологических проблем:
— существенно снизить токсичные выбросы в атмосферу по сравнению с углем в 2-2,5 раза по N0^ по выбросам мелкодисперсных частиц — в 10 раз; обеспечить безотходность деревоперерабатывающих производств, что позволит практически решить проблему полной утилизации древесных отходов и ликвидировать многотоннажные свалки древесных отходов;
— подойти к проблеме лесовосстановления, улучшения структуры леса с современных позиций, чему будет способствовать интенсивное и рентабельное использование перестойных и низкотоварных лесов, отходов, образующихся при рубке и переработке леса.
Вместе с тем, использование древесной биомассы в качестве энергоносителей развивается совершенно недостаточными темпами. В энергобалансе страны доля древесины составляет всего около 0,4 процента. Промышленное производство по изготовлению высокоэффективных энергоносителей из древесины (паллет, брикетов) появилось в последнее время в ряде регионов: наиболее продвинута в этом направлении Ленинградская область, есть предприятия в Вологод-
ской, Тверской, Московской, Свердловской, Кировской, Архангельской области, Республиках коми и Марий-Эл, однако их мощности совершенно не соответствуют ресурсам и потенциальным потребностям соответствующих инфраструктур.
Развитие этого перспективного направления сдерживается рядом факторов:
— отсутствует четкая государственная политика, стимулирующая расширение масштабов энергетики на основе местных экологически чистых источников энергии, включающих малоценную древесину, отходы деревоперера-ботки;
— не разработаны федеральные и региональные программы (за небольшим исключением, например, Республика Коми) развития возобновляемых видов энергетики на основе древесной биомассы, включая в ЖКХ регионов, относящихся к энергодефицитным;
— отсутствует системная оценка и инвентаризация генерирующих мощностей в структурах жКх, доступных для перевода на энергоносители на основе биомассы;
— вероятные риски инвесторов в эту отрасль во многом связаны с отсутствием документально обоснованной оценки объемов отходов и промышленных отходов, в том числе, древесины, пригодных для обеспечения устойчивого энергоснабжения;
— не определены меры поддержки малого бизнеса в этой доступной для него отрасли энергетики;
— в федеральных и региональных планах по лесовосстановлению не учитываются интересы развития сырьевой базы для энергетического использования древесины.
Участники Круглого стола, проведенного Комитетом по экологии РФ на тему «Экологические проблемы использования биомассы леса в качестве энергоносителей», прошедшего в августе 2007 года, рекомендовали законодательным и исполнительным органам власти принять необходимые меры для обеспечения законодательной поддержки развития местных источников возобновляемой энергетики на основе биомассы леса, а также необходимых технических регламентов. Рассматривался вопрос о включении в разрабатываемую «Стратегию развития лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной отрасли на период до 2015 года» раздела по энергетическому использованию древесной массы, отходов деревопе-реработки с последующим восстановлением лесных ресурсов, а также ускорить разработку плана мероприятий по стимулированию увеличения доли энергии, получаемой при переработке древесных отходов и низкотоварной древесины. Кроме того, рассматривался вопрос о нулевой ставке таможенной пошлины на технологическое оборудование, необходимое для энергетического использования лесной биомассы.
ИННОВАЦИИ // Специальный выпуск // Январь, 2009
ИННОВАЦИИ // Специальный выпуск // Январь, 2009
С учетом энергетического районирования территорий участники Круглого стола подняли вопрос о разработке комплекса мероприятий по модернизации коммунальных энергетических систем с целью их перевода на эффективное использование древесины и древесных отходов в качестве энергоносителей для коммунального теплоснабжения. Можно с уверенностью сказать, что проведенное мероприятие будет способствовать более энергичному и последовательному решению проблем биоэнергетики и войдет заметной вехой в историю решения этой важной экологической проблемы, особенно в Вологодской области.
Рост тарифов на традиционные виды топлива, который несколько сдерживается мировым экономическим кризисом, мотивирует активное внедрение альтернативных видов топлива, одним из которых стали паллеты или топливные гранулы, завоевавшие прочное место на мировом рынке биотоплива.
Как показал опрос руководителей деревоперерабатывающих предприятий, потребители понимают, что древесное топливо значительно дешевле по сравнению с жидким топливом и газом. В добавлении к этому, древесное топливо является местным ресурсом в Вологодской области и превосходит традиционные виды топлива по такому показателю, как безопасность при транспортировке, не говоря об экологических выгодах. В странах с хорошо развитым уровнем технологии переработки древесины степень использования древесных отходов в качестве топлива очень высока. Например, в США этот показатель составляет 70%, в Канаде — 65%, в Германии — 62%, в Швеции — 51%, в Финляндии — 53%. Планируется, что к 2010 году Европа будет потреблять за счет возобновляемых источников энергии 82 млн. тонн нефтяного эквивалента. При этом доля биотоплива будет составлять 74% общего вклада.
Говоря о перспективах развития Вологодской области в интервью газете «Эксперт — С.-З.», губернатор В.Е. Позгалев отметил, что одним из важнейших направлений развития области является углубление лесообработки, кроме того, были подчеркнуты конкурентные преимущества Вологодской области: это транспортный и энергетический перекресток европейской части страны, где пересекаются железнодорожные, автомобильные и водные пути, проходят топливные трубопроводы. Важнейшее преимущество региона, учитывая ориентированный на экспорт характер областной экономики, — близость к границам страны.
Слабости региона заключаются в зависимости областной экономики от черной металлургии, нехватке квалифицированных современных менеджеров и слаборазвитой сети дорог. Еще хуже обстоит дело с лесными дорогами в Вологодской области, в наличии лишь огромные, но труднодоступные лесные массивы. В советское время древесина добывалась в основном путем сплава по рекам, но потом лесосплав был запрещен.
Изменение вывозных пошлин на круглый лес из России приведет к тому, что Финляндия будет размещать лесопильные производства в приграничных с ней территориях России и Ленинградской области (что уже происходит). значительно увеличится выход субпродуктов глубокой деревопереработки, и это неизбежно приведет к увеличению выпуска уплотненного топлива.
Неизбежный рост тарифов на энергию и традиционные топливные ресурсы, связанные дальнейшей интеграцией России в мировое экономическое сообщество, а также вхождением в ВтО и ратификацией Россией Киотского протокола, будет способствовать росту внутреннего спроса на топливные гранулы. В этой связи Россия и, в частности, Вологодская область, обладающая богатейшим запасом лесных ресурсов, имеет реальный шанс стать одним из крупнейших производителей и поставщиков биотоплива. На сегодняшний день в Вологодской области расположено много лесоперерабатывающих производств, соответственно, образуется много сырьевых отходов, из-за чего возникают проблемы с экологией: низкосортная древесина, которая остается на делянках, во время лесозаготовки сжигается или просто сгнивает, поскольку ее реализация для лесозаготовочных предприятий проблематична — очень дорога себестоимость заготовки.
В связи с большими объемами отходов лесоперерабатывающей промышленности в Вологодской области Международный банк Санкт-Петербурга выступил стратегическим инвестором проекта строительства в г. Великий устюг завода по производству биотоплива (инвестиции в проект составили 9 млн. долларов). Для реализации проекта было создано ООО «Вологдабиоэкспорт». Мощность предприятия — 50 тысяч тонн биотоплива в год. На предприятии занято порядка 60 человек, преимущественно это местные кадры.
Основная продукция ООО «Вологдабиоэкс-порт» — древесные топливные гранулы из остатков древесины от лесозаготовочных и деревоперерабатывающих предприятий. Источниками сырья для производства топливных гранул являются отходы деревоперерабатывающих производств (опилки, древесная стружка, горбыль, технологическая щепа и низкосортная древесина, в том числе, и лиственная).
В планах ООО «Вологдабиоэкспорт» — своими силами и непосредственно с делянок забирать источники сырья, что повысит экологический уровень региона. По оценкам специалистов, на сегодняшний день это одно из самых крупных производств в России и Европе. заводы такой мощности в стране уже есть, однако на полную мощность ни один из них не работает. Выбор площадки для строительства завода в Вологодской области объясняется близостью к источникам низкосортной древесины, кроме этого, в этом регионе действует всего несколько предприятий по производству биотоплива, тогда как в Ленинградской области их уже более десяти.
Таблица 1
Предприятия Вологодской области по производству биотоплива
Название предприятия Местоположение Мощность производства, тыс. тонн в год Сбыт продукции
1. ООО «Вологдабиоэнерго» г. Великий Устюг 50 Западная Европа, Скандинавия
2. ООО «Леспромсевер» с. Верховажье 30 Местный рынок
3. ООО «Леспром» г. Череповец 20 Западная Европа
4. ООО «Терри» Вологодский район 10 Местный рынок
5. ООО «Евротехно» г. Сокол 10 г. Санкт-Петербург, г. Москва
6. Корпорация «Вологдалеспром» г. Вологда 30 Местный рынок, Западная Европа
7. «Биоэнергетическая топливная компания» пос. Кадников 50 Местный рынок, Западная Европа
По мнению специалистов, в перспективе и в России, в том числе, и в Вологодской области, начнут реализовываться экологические программы, и биотопливо будет все более и более востребовано и на отечественном рынке.
В настоящее время Администрация Вологодской области уже рассматривает несколько проектов по переводу котельных отопительных установок на древесные гранулы.
Завод в Великом Устюге — четвертое по счету предприятие на Вологодчине, производящее древесные топливные гранулы. ранее подобные заводы небольшой мощности были открыты в Вологде, Череповце и Вологодском районе. В настоящее время продолжается строительство аналогичных производств в городах Кадникове, Верховажье и Соколе. В перспективных планах АО «Корпорация «Вологда-леспром» строительство еще пяти подобных заводов в различных районах области.
В Архангельской области массовое производство биотоплива только начинается. В Архангельске запущен в эксплуатацию завод по производству топливных паллет. Владелец завода — ООО «Экотерм». Завод построен на промплощадке бывшего лесозавода (инвестиции в проект вместе с монтажом оборудования составили 15 млн. евро). Мощность производства около 2 тонн паллет в час, а себестоимость производства паллет на данном заводе — около 80 евро за тонну. Первая партия топливных паллет архангельского производства отправлена в Швецию.
Таким образом, можно говорить о том, что производство высокоэффективных энергоносителей из древесины (паллет, брикетов) появилось в последнее время в ряде регионов: наиболее продвинута в этом направлении Ленинградская область, есть предприятия в Вологодской, тверской, московской, Свердловской, Кировской, Архангельской области, Республиках Коми и Марий-Эл, однако их мощности совершенно не соответствуют ресурсам и потенциальным потребностям соответствующих инфраструктур.
так, например, сырье разрабатываемого производства биотоплива на основе переработки железнодорожных шпал [3] в городе Череповец является одним из наиболее компактных видов сырья, и собственник
этого сырья Министерство транспорта РФ постоянно подвергается штрафам за свалки древесных шпал, которые не могут принять существующие полигоны отходов. Поэтому, в соответствии с предварительной договоренностью, Министерство транспорта РФ готово само доставлять шпалы на разрабатываемое предприятие, так как часто свалки этих железнодорожных шпал приводят к лесным пожарам, которые затрудняют движение по дорогам. В аналогичной ситуации находятся многие деревообрабатывающие предприятия, которые хранят отходы в неприспособленных для этого местах. Объем этих отходов в связи с ростом объемов деревопереработки приведет к еще большему увеличению объема отходов и в местах их несанкционированного складирования.
Другой проблемой, которую необходимо решать с привлечением инвестиций, является проблема утилизации отходов, возникающих вследствие производственной деятельности человека. В настоящее время проблема утилизации промышленных отходов с получением наиболее дефицитных сырьевых продуктов, таких как нефтепродукты, является чрезвычайно актуальной. В подобных условиях предприятиям часто требуется создание принципиально новой техники и технологий производства для усиления эффективности бизнеса в этой области. Необходимость инновационной деятельности, способность к нововведениям выступает в этом случае как императивное требование нашего времени.
Известно, что инвестиция в инновации — это осознанный отказ от текущего потребления в пользу возможного относительно большего дохода в будущем, который, как ожидается, обеспечит и большее суммарное (т. е. текущее и будущее) потребление. Инвестиция — это весьма сложное, неоднозначно трактуемое и, в принципе, трудно реализуемое в практической плоскости понятие (безусловно, подразумевается, что речь идет о рациональных, обоснованных инвестициях, а не о примитивном вложении средств в рискованный объект в надежде, что непременно повезет, и вложение окупится сторицей) [3].
Инвестиционная инновационная деятельность различается в зависимости от уровня управления, на котором обсуждаются ее содержание, целевые уста-
ИННОВАЦИИ // Специальный выпуск // Январь, 2009
ИННОВАЦИИ // Специальный выпуск // Январь, 2009
новки, способы осуществления, планируемые результаты. Различие заключается в инвестиционных возможностях, потенциально мобилизуемых ресурсах, степени ответственности за возможные просчеты и др. Только корректная оценка конкурентных преимуществ этих инновационных проектов, включающих в себя определение инвестиционной привлекательности на основе критериев эффективности, таких как чистый дисконтированный доход, внутренняя норма доходности (IRR) и дисконтированный срок окупаемости (DPP), позволит решить положительно вопрос о реализации инновационных проектов [2].
Не менее важным, с точки зрения оценки конкурентных преимуществ, является проверка на экологичность высокотехнологического продукта. Наиболее экологичным видом моторного топлива мог бы стать метиловый спирт. В этой области уже есть прецеденты. Так, в начале 90-х гг. в Стокгольме проводился эксперимент по испытаниям этого вида топлива на общественном транспорте. в условиях вологодской области, в случае организации производства низкооктанового бензина из газового конденсата [1], данный проект будет обеспечивать производство высокоэкологичного продукта. Если учесть, что себестоимость метанола меньше чем бензина, и он требует минимальной переналадки бензиновых двигателей, то моторное топливо, производимое из смеси бензина и метанола, если последний производится каталитическим методом из природного и углекислого газа, а также водяного пара, метанол мог бы рассматриваться с экономической точки зрения как весьма перспективный. Экологический эффект его применения нуждается в уточнении, хотя в ходе эксперимента в Стокгольме наблюдалось снижение валового выброса вредных веществ почти в 5 раз. Существенным препятствием к широкому использованию метанола в России является высокая гигроскопичность метанола и трудности с запуском двигателя в холодное время года. Технология автомобильных силовых установок с метанолом достаточно известна и отработана. Первое широко распространенное метаноловое топливо — это бензин М-85 (смесь 85% метанола и 15% бензина). Чистый метанол создает проблемы при холодном пуске двигателя, поэтому добавляется 15% бензина для повышения летучести топлива и легкости пуска. Топливо М-85 имеет октановое число 100 (у бензина — 87-95). Более высокое октановое число обеспечивает плавное сгорание при более высокой степени сжатия, чем в карбюраторных двигателях (без детонационных ударов). Более высокая степень сжатия позволяет получить эффективную конструкцию двигателя, в которой можно оптимизировать расход энергии. Не случайно, в течение ряда лет на гоночных автомобилях применяется чистый метанол с октановым числом -110. Метанол обеспечивает также более высокую скорость распространения фронта пламени, чем бензин, что повышает оборотность двигателя и улучшает его эффективность. Кроме того,
обладая более высокой температурой испарения, метанол позволяет двигателю охлаждаться быстрее, благодаря чему обыкновенный радиатор жидкостного охлаждения может быть заменен на воздушный, дающий экономию массы.
в качестве промежуточного звена, при решении вопроса замены топлива, можно рассматривать кислородсодержащие добавки к бензину. Хотя они несколько снижают теплотворную способность топлива, но это компенсируется повышением октанового числа и уменьшением выброса в окружающую среду вредных веществ. к числу таких добавок относятся метанол (метиловый спирт) и метил-трет-бутиловый эфир (М 763). Благодаря внедрению кислородсодержащих добавок, в США объем реализации свинецсодержащего бензина снизился с 45% в 1983 г. до 5% в 1990 году. В любой современной автомашине можно без всяких переделок использовать смесь из 90% бензина и 10% метилового спирта — так называемый газохол, который не уступает высококачественному этилированному бензину, при меньших объемах выброса загрязняющих веществ.
Экономика метанола это гипотетическая энергетическая экономика будущего, при которой ископаемое топливо будет заменено метанолом. Эта экономика является альтернативой существующих моделей водорода и этанола. В 2005 году лауреат нобелевской премии Джордж Ола (George Andrew Olah) опубликовал свою книгу [10], в которой обсудил шансы и возможности экономики метанола. В книге он предоставляет аргументы против водородной модели и обозначает возможность синтеза метанола из углекислого газа (СО2) или метана.
Метанол может использоваться как в классических двигателях внутреннего сгорания, так и в специальных топливных элементах для получения электричества. Таким образом, может быть обеспечен плавный переход к экологическому использованию энергии.
процесс преобразования газообразного водорода в метанол может иметь нейтральное воздействие на парниковый эффект. хранение, транспортировка и распределение метанола, который находится в жидком состоянии при комнатной температуре, не нуждаются в создании абсолютно новой инфраструктуры и позволяют использовать оборудование, созданное для ископаемых энергоносителей. Этот факт выгодно отличает метанол от водорода, который нуждается в сосудах с высоким давлением, охладительных устройствах, контрольных системах. Большие расстояния между производителем энергии и потребителем могут быть преодолены с большей эффективностью, чем при транспортировке энергии в виде электричества.
Сегодня метанол в основном синтезируется из природного газа. В идеале в этом процессе может использоваться углекислый газ из атмосферы и возобновляемая энергия. Таким образом, производство
метанола будет частью нейтрального круговорота в условиях окончания запасов ископаемых энергоносителей.
И этот путь является единственным для утилизации углекислого газа. Джордж Ола [10] предлагает абсорбцию углекислого газа из атмосферы с помощью подходящих абсорбентов, из которых можно затем получить этот газ в концентрированной форме. Гидроксид калия и карбонат кальция предлагаются как возможные, но не идеальные вещества (по причине слишком затратного извлечения из них углекислого газа). По всей видимости, для этого должны быть разработаны улучшенные материалы. Из-за малой концентрации углекислого газа в атмосфере этот способ сегодня самый дорогой.
Как альтернатива, могут использоваться выхлопные газы, выделяемые тепловыми электростанциями (15% концентрация СО2). Этот способ может применяться до тех пор, пока ископаемые энергоносители будут использоваться в тепловых электростанциях.
Таким образом, конкурентные преимущества метанола в качестве автомобильного топлива перед водородной средой следующие:
• более энергоемкий энергоноситель, чем водород (в сравнении по объему и весу), особенно, если принимать во внимание, что для хранения водорода необходимы сосуды, выдерживающие высокое давление;
• инфраструктура для водорода может оказаться весьма дорогой, в то время как для метанола достаточно имеющейся бензиновой инфраструктуры;
• метанол можно смешивать с бензином;
• использовать метанол удобнее водорода (которому необходимы специальные сосуды);
• метанол можно использовать в химической индустрии как сырье.
Конкурентные преимущества метанола перед этанолом:
• метанол можно создать из любого органического материала с помощью синтеза Фишера — Тропша.
Теоретические недостатки использования метанола:
• высокие энергетические затраты производства водорода и синтеза метанола;
• производство само по себе не является экологически абсолютно чистым;
• на данный момент производство синтез-газа зависит от ископаемых энергоносителей (несмотря на то, что в теории возможно использование любых источников энергии);
• энергетическая плотность (по объему или весу) в половину меньше бензиновой;
• метанол травит алюминий. Проблемным является использование алюминиевых карбюраторов и инжекторных систем подачи топлива в двигателях внутреннего сгорания;
• гидрофильность. Метанол втягивает воду, что служит засорением систем подачи топлива в виде желеобразных, ядовитых отложений;
• метанол, как и спирт, повышает пропускную способность пластмассовых испарений для некоторых пластмасс (например, полиэтилена высокой плотности). Эта особенность метанола повышает риск увеличения выделения летучих органических веществ, что может привести к повышению концентрации озона и, возможно, усилению солнечной радиации;
• уменьшенная летучесть при холодной погоде: моторы, работающие на метаноле, могут иметь проблемы с запуском и отличаться повышенным расходом топлива до достижения рабочей температуры;
• метанол очень ядовит! Намного более, чем бензин. принятие внутрь организма уже малой дозы (10 мл) приводит к летальному исходу. С другой стороны, в отличие от бензина, метанол не содержит канцерогенных веществ (способствующих развитию раковых опухолей);
• метанол — легковоспламеняющаяся жидкость. В отличие от водорода и других газов метанол не улетучивается, если система хранения дает течь, т. е. метанол может сравнительно быстро попасть в источники питьевой воды и отравить ее. Этот сценарий исследован пока недостаточно, но, к сожалению, существует опыт утечки метил-трет-бутилового эфира и загрязнения воды.
Таким образом, учет достоинств и недостатков требует очень серьезной технико-экономической экспертизы каждого инвестиционного инновационного проекта создания и использования биотоплив и моторных топлив с их использованием. для этих целей нами разработана методология оценки эффективности инвестиций и роста стоимости промышленного предприятия химической отрасли с использованием рыночной методологии, концепции «альтернативных затрат», а также необходимых экологических мероприятий, в виде компьютерного программного комплекса, реализованного в Microsoft Excel с применением рекомендаций, разработанных организацией по промышленному развитию ООН (UNIDO) [8], при оценке эффективности схем финансирования создания, реконструкции и/или модернизации промышленных производств [2].
Она использована при экономическом обосновании инвестиционного инновационного проекта строительства завода для утилизации деревянных железнодорожных шпал и древесных отходов [3]. Суть проблемы состоит в том, что на российских железных дорогах ежегодно выводится из производственного использования свыше 700 тыс. штук деревянных шпал. для предотвращения гниения их перед установкой пропитывают антисептиками, что делает отработан-
ИННОВАЦИИ // Специальный выпуск // Январь, 2009
ИННОВАЦИИ // Специальный выпуск // Январь, 2009
ные шпалы экологически опасными отходами. Эти отходы накапливаются в различных местах на территории железных дорог, создают затруднения в производственной деятельности Российских железных дорог (РЖД), являются источником пожаров. Региональные полигоны промышленных отходов уже давно переполнены, и до последнего времени подразделения дороги вынуждены были накапливать отслужившие шпалы в местах, не предназначенных для хранения производственных отходов. Вместе с тем, эти отходы представляют собой исходное сырье для производства энергетических ресурсов в товарной продукции.
вследствие сложного состава и строения древесины, возможны различные варианты ее химической переработки в целях получения различных типов соединений, применяемых в промышленности. Наиболее современный — пиролиз в целях получения топлива. Пиролиз представляет собой процесс термического разложения без доступа кислорода при определенных температурах. в процессе пиролиза деревянных шпал и древесных отходов образуются следующие полупродукты: пиролизный уголь, жидкая углеводородная смесь и горючий газ.
Пиролизный уголь может быть использован как компонент топливных брикетов. Технологический процесс производства этих изделий включает в себя подготовку шихты смешиванием пиролизного угля со связующим материалом, брикетирование шихты и последующую термическую обработку брикетов. жидкая углеводородная смесь перерабатывается в бензин, дизельное топливо и котельное топливо путем ректификации, очистки и эмульгирования.
Поэтому, в сложившихся экономических условиях развития вологодской области, назрела необходимость, и появилась экономическая целесообразность в использовании интенсивных, экологически безопасных пиролизных и брикетных технологий для утилизации древесных отходов, такие как предложены для использования в проекте завода утилизации отработавших железнодорожных шпал [3].
В [2] показана экономическая эффективность и финансовая реализуемость инвестиционного проекта (на основе сравнения изменения стоимости объекта инвестирования) по вариантам в зависимости от принятой схемы финансирования, использованной при обосновании проекта реконструкции производства аммиака на ОАО «Череповецкий «Азот».
Результаты расчетов позволяют сделать выводы, что наиболее эффективным вариантом реализации проекта реконструкции и его финансирования является вариант приобретения оборудования в лизинг, если исходить из того, что наиболее существенным критерием эффективности инвестиций является рост стоимости предприятия, рассчитанный на основе будущей доходности после реализации проекта реконструкции.
Если же исходить из критериев чистого дисконтированного дохода (NPV) и внутренней нормы доходности (IRR), то более предпочтительным являет-
ся вариант финансирования проекта за счет эмиссии акций.
Однако на этом этапе сделать окончательный выбор наиболее эффективного варианта финансирования инвестиционного проекта за счет инвестиций не представляется возможным из-за расхождения выводов, полученных с использованием различных критериев. Окончательный вывод может сделать потенциальный инвестор или консорциум инвесторов после изучения и сопоставления всех вариантов расчета. Конечно, в ходе переговоров с потенциальным инвестором могут возникнуть новые варианты условий и схем финансирования, выходящие за рассмотренные в описанном расчете пределы. Но разработанная методология и адаптированный программный комплекс позволят очень быстро (лишь с заменой исходных данных в комплексе) пересчитать критерии инвестиционной привлекательности указанного проекта и обеспечить обоснованность принимаемых управленческих решений при инвестициях в реконструкцию действующих предприятий химической промышленности Вологодской области.
Подводя итог, можно утверждать, что рассмотренные инновационные процессы переработки древесных отходов, а также углеродсодержащих отходов промышленных предприятий Вологодской области и предприятий транспорта России, могут служить реальными сырьевыми ресурсами для производства экологически более чистых и эффективных моторных топлив, таких как метанол-бензиновой смеси, биодизельное топливо, топливные брикеты и т. д. Эти инновационные проекты обладают определенными конкурентными преимуществами перед традиционными углеводородными топливами, выраженными в более низкой себестоимости и экологичности от использования. Одновременно будут решены некоторые проблемы утилизации отходов и выбросов вредных газов в атмосферу. Эти подходы особенно эффективны для Вологодской области, где не обнаружены месторождения нефти и газа, нет предприятий по производству бензина, но имеются большие лесные массивы, развита и будет развиваться отрасль деревопереработки. Переработка отходов заводов по производству минеральных удобрений из природного газа, предприятий металлургического и теплоэнергетического циклов и деревопереработки позволит получить метанол и бензиновые фракции для производства метанол — бензиновых топлив для двигателей внутреннего сгорания. Последние, а также энергетические производства области являются очень серьезными потребителями углеводородных топлив, которые не производятся в области, а завозятся из других регионов с большими транспортными расходами. Если учесть, что Вологодская область закупает более 50% необходимой электроэнергии в других областях, то организация собственных производств моторных и энергетических топлив на основе собственных возобновляемых природных источников
позволит резко улучшить экономическую ситуацию в области, в настоящее время целиком зависящей от положения в металлургической отрасли в стране и мире. как показывает анализ сегодняшней ситуации мирового экономического кризиса, такая одностосторонняя ориентация чрезвычайна рискованна.
Литература
1. Аншелес В.Р О путях изменения сырьевой направленности Российской экономики // Социально-экономические проблемы развития России и проблемы глобализации: потенциал возможного: международная научно-практическая конференция 6-7 декабря 2007 года: сб. научных ст.; под общ. ред. В.В. Тумалеева. СПб., 2007. С. 10-14.
2. Аншелес В.Р., Гендлина Ю.Б. Управление собственностью как метод оценки эффективности инвестиций в промышленные объекты // Региональная экономика: теория и практика. 2007. № 12 . С. 43-49.
3. Аншелес В. Р., Андреев А.С., Богданова В.Ю. Системное построение энергосберегающих автономных циклических техно-
логических систем с газовыми сдувами в окружающую среду // Автоматизация и энергосбережение машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования: материалы третьей междунар. науч.-техн. конф., 10-12 ноября 2007 г.: [в 2 т.] / [отв. ред. Ю. Р. Осипов] / ВоГТУ. Вологда, 2007. Т. 1. С. 207.
4. Жизнин С.З. Как слезть с «нефтегазовой иглы» // Независимая газета. 2007. 10 июля.
5. Mass Media. Президент ставит задачи бизнесменам /16.02.2007/НТВ.
6. Иванов Н.П., Завгороднев М.Е. Национальный и региональный векторы инновационной модернизации // региональная экономика: теория и практика. 2007. № 13 . С. 42-47.
7. Биотопливо [Электронный ресурс]. URL: www.abiofuel.com.
8. Manual for the Preparation of Industrial Feasibility Studies. UNIDO, Vienna, 1986 (рус. перевод «Пособие по подготовке промышленных технико-экономических исследований»).
9. Поручение Президента Российской Федерации от 30.04.06. №704.
10. Olah George Andrew, Alain Goeppert, G. K. Surya Prakash. Beyond Oil and Gas: the Methanol Economy. Wiley-VCH, 2006.
Гендлина Юлия Борисовна — автор семи научных работ включая учебные пособия. Областью научных интересов является: применение финансовых инструментов, таких как стоимость предприятия при управлении промышленным предприятием, инструменты инвестирования в реконструкцию промышленных предприятий, управление инновационными инвестиционными проектами.
Аншелес Валерий Рудольфович — автор более 200 научных работ включая монографии и учебные пособия. Областью научных интересов является: использование современных информационных технологий управления на основе финансовых инструментов для оптимизации реальных и прогнозируемых технологических процессов в химической промышленности и металлургии с использованием инновационных подходов на основе корректных методов оценки их экономической эффективности и финансовой реализуемости.
Вологодский государственный технический университет Факультет промышленного менеджмента Кафедра экономики и технологии производственных процессов
Кафедра располагает современными инженерно-технологическими лабораториями, в которых студенты изучают экономику технологических процессов. В частности выполняются лабораторные работы по экономике обработки материалов резанием и при методах пластического деформирования. В лаборатории порошковой металлургии студенты изучают методы формирования экономически целесообразных порошковых изделий. В лаборатории лазерных технологий студенты оценивают экономические перспективы использования лазерных технологий в промышленном производстве. В конечном счете, на лабораторных работах у будущих инже-неров-экономистов формируется мышление, направленное на рациональное использование ресурсов в технологических системах.
ИННОВАЦИИ // Специальный выпуск // Январь, 2009
