100Международная научно-практическая конференция УДК 504.75.05
Шпагина Алёна Сергеевна Shpagina Alena Sergeevna
Магистрант Master
ФГБОУ ВО "КНИТУ" KNRTU
Гариева Фаузия Равильевна Garieva Fauziia Ravilevna Профессор Professor ФГБОУ ВО "КНИТУ" KNRTU
«ЗЕЛЁНАЯ» ХИМИЯ
"GREEN" CHEMISTRY
Аннотация. Индустриальное развитие экономической системы любого государства напрямую связано с использованием энергетического потенциала. Рост производства и населения, а также климатические изменения, которые напрямую определяют благосостояние общества, стали причинной основой для развития альтернативных способов производства энергии. В статье показан противоречивый характер влияния производства биотоплива на продовольственный рынок и аграрный сектор. В статье анализируются возможные социальные, ресурсные и макроэкономические риски, а также указываются возможные векторы дальнейших исследований, которые могут быть направлены на диверсификацию связанных с ними негативных процессов.
Ключевые слова. биоэтанол; зеленая энергия; устойчивое развитие; Альтернативная энергетика; биотопливо
Abstract. Industrial development of the economic system of any state is directly related to the use of energy potential. The growing production and population, as well as climatic changes that directly determine the well-being of society, have become the causal basis for the development of alternative ways of generating energy. The article shows the contradictory nature of the impact of biofuel production on the food market and the agricultural sector. The article analyzes possible social, resource and macroeconomic risks, and also indicates possible vectors for further research that might be aimed at diversifying the associated negative processes.
Keywords. bioethanol; green energy; sustainable development; alternative energy; biofuel
Новые импульсы развития: вопросы научных исследований
Промышленный прогресс прошлого века наложил неизгладимый отпечаток на состояние окружающей среды во всем мире. Многие страны уже начали задумываться о будущем, так как нынешние условия ограниченности и невозобновляемости энергоресурсов снижают их конкурентоспособность на рынке. На сегодняшний день требуются новые источники энергии, которые обеспечат не только сырьевую базу, но улучшат состояние окружающей среды и уровень жизни населения [1-2]. Отходы, которые остаются после переработки традиционных источников энергии, также являются сложной задачей для индустриальных государств. В последние несколько лет мир пытается шагнул в эру «зелёной» химии, которая стремится использовать возобновляемое сырье для производства энергии и материалов [3].
Запасы природного минерального топлива практически находится на гране истощения, необходимость в производстве альтернативных источников с каждым годом возрастает.
За последние сто лет жителей нашей планеты стало больше в 4.25 раза, а годовая добыча нефти - почти в 20-21 раз. Производство углеводородов увеличивается пропорционально росту населения в мире. При таких темпах использования в ближайшие 30-40 лет почти все запасы ископаемого топлива, вероятно, будут исчерпаны [4,5].
Решением данной проблемы является нахождение альтернативных источников энергии из возобновляемого сырья. Большой интерес у ученных во всем мире вызывает биомасса растений, так как пока у растений есть много преимуществ перед ископаемыми углеводами. В целях сохранения природных ресурсов и улучшить окружающую среду, ученые предложили создать замкнутый цикл использования энергии и утилизация отходов. Это становится возможным благодаря использованию возобновляемых видов жидкого топлива на основе биоэтанола и биодизеля [5,6].
Экспертные оценки [7,8] демонстрируют, что к 2050 году использование энергии в мире возрастет в два раза, что приведет к удвоению содержания СО2 в атмосфере и увеличению тепличного эффекта.
Международная научно-практическая конференция
Существует острая потребность в поиске альтернативных видов топлива и из-за постоянного роста цен на топливо. Выращивание сельскохозяйственных культур для переработки в биотопливо на сегодняшний день рассматривается как перспективное инновационное направление сельскохозяйственного производства в контексте устойчивого развития, так как это поможет решить ряд проблем, связанных с экологией, экономикой и социальными аспектами [2,9].
«Зеленая» химия направлена на предотвращение загрязнение окружающей среды, снижение выбросов газов, вызывающих парниковый эффект, и других токсичных веществ. Все чаще в мире используются возобновляемые источники энергии, в том числе и сельскохозяйственные культуры. Из такого сырья производят биотоплива такие, как биоэтанол, биодизель, биогаз [8,10,11].
Биоэтанол и биодизель используются в качестве моторного топлива, однако этанол является не заменимым сырьем для химической индустрии. Производство биоэтанола занимает значительную позицию в переходном периоде от использования традиционного топлива к альтернативным источниками энергии и сырья [12].
Можно выделить два важнейших направления «зеленой» химии:
- Превращение накопленной биомассы в дешевое и калорийное топливо. Биомасса является источником практически беззатратной возобновляемой энергии, и это альтернатива запасам полезных ископаемых, которые сокращаются с каждым годом.
- Модификация самого процесса фотосинтеза, в результате чего энергия света без ассимиляции СО2, без роста биомассы, будет немедленно использоваться для образования водорода или другого топлива [12,13].
Сельскохозяйственные отходы, которые можно использовать в качестве твердого биотоплива, включают солому озимых и яровых культур, стволы кукурузы и колосья, лузга и стволы подсолнечника. Около 30% всей соломы можно использовать в качестве топлива. Кроме того, часть стеблей кукурузы используется для других целей. Таким образом, по оценкам, 50% оставшихся стеблей кукурузы можно использовать для производства энергии [14,15].
Новые импульсы развития: вопросы научных исследований Использование растительных культур для производства биотоплива решает не только проблему замещения традиционного топлива, но и решает вопросы утилизации отходов после использования традиционных источников топлива, а также решает вопросы утилизации отходов сельскохозяйственной промышленности. К сельскохозяйственным отходам относятся пожнивные остатки, сорняки, опавшие листья, опилки, лесные отходы и отходы животноводства. Растет количество отходов от предприятий агропромышленного комплекса, объем отходов увеличился более чем в три раза за последние 10 лет.
В перспективе на будущее растущий спрос на биотопливо сильно изменит текущую ситуацию на мировом энергетическом рынке. По прогнозам Международного Энергетическое агентство (IEA), дефицит нефти в 2025 году оценивается в 14%. Необходимо снижать потребление бензина и дизельного топлива во всем мире, заменяя на альтернативные источники энергии. Темпы роста производства биотоплива сильно отстают от темпов роста спроса на него. Это связано с потребность в дешевом сырье и недостаточном финансировании. Массовое использование биотоплива приведет к ценовому равновесию с традиционными видами топлива, получаемыми из нефти [16-19].
Наибольшую долю производства биотоплива занимают Соединенные Штаты Америки, они производят 48% альтернативного топлива от мирового производства. Самый распространенный вид биотоплива - биоэтанол, на его долю приходится 82% мирового топлива, производимого из альтернативного сырья. Его ведущими производителями являются США и Бразилия. Биодизель занимает второе место место, где 49% производства биодизеля сосредоточено в Европейском Союзе [14,20].
Альтернативные источники энергии, в частности биотопливо, имеют статус перспективных и конкурентоспособные источники энергии. С точки зрения здоровья населения и окружающей среды биотопливо является частью долгосрочная стратегия по экономии ресурсов, улучшению качества воздуха и снижению использования ископаемое топливо. Научные исследования в этой
Международная научно-практическая конференция области и новые технологии производства биотоплива способствуют становления биотопливной отрасли, а значит и развитию «зеленой» химии, повышению энергетической безопасности и улучшения экологическое состояние большинства промышленных городов.
Дальнейшие исследования должны быть сосредоточены на решении проблем увеличения объема биомассы, которая станет доступна для переработки в биотопливо.
Библиографический список:
1. Althaqeb, S. Обзор финансирования энергетии в корпоративном мире. Int. J. Energy Econ. Policy 2017, 7, 153-158.
2. С.Б. Чачина, А.В. Двоян./ Получение биоэтанола из органического/ Чачина С.Б.//Омский научный вестник №2.-2014. с. 224-228.
3. USDA. официальный сайт Минестерство сельского хозяйства США. Биотопливо ежегодно. Онлайн доступ: https://www.fas.usda.gov/data/china-biofuels-annual-3/ -2017.
4. Hong, C.; Hsu, C. Экономический рост, потребление нефти и интенсивность импорта: факторная декомпозиция модельного подхода к импортируемой сырой нефти. Int. J. Energy Econ. Policy 2018, 8, 152-156.
5. CNN.Bussines.- онлайн газета мировых новостей/ Davos 2019: Актуальные новости Всемирного экономического форума.2019. Доступ онлайн: https://edition.cnn.com/business/live-news/davos-2019-live-updates/index.html. -2019.
6. Lazko, O./ Сценарии развития мировой нефтегазовой отрасли до 2040 г. // Deloitte CIS. О About the Company, Press-realeses.-2017
7. Yuan, M.; Hong, M.; Zhang, M. Распределенные солнечные фотоэлектрические системы: рост и проблемы. Онлайн доступ: https://www.wri.org/blog/2018/08/distributed-solar-pv-china-growth-and-challenges.-2018.
Новые импульсы развития: вопросы научных исследований
8. Nicita, A.; Seiermann, J. Политика G20 и экспортные показатели наименее развитых стран. Онлайн доступ: https://unctad.org/en/pages/PublicationWebflyer.aspx?publicationid=1684 -2017.
9. Barrows, S. Are Слияния в нефтяной отрасли становятся менее прибыльными? Int. J. Energy Econ. Policy 2018, 8, 31-38.
10. Bird, L.; Reger, A.; Heeter, J. Распределенные программы стимулирования использования солнечной энергии: недавний опыт и передовые методы разработки и реализации^оШеп, CO, USA, 2012.
11. Bollen, J.; Rojas-Romagosa, H. TradeWars: Economic Impacts of Us Tari_ Increases and Retaliations, an International Perspective; Bonnet: Florence, Italy, 2018.
12. Vahlstrom, T. Assessment of Financial Risk in Renewable Biodiesel Firms. Available online. https.//www. divaportal. org/ smash/get/diva2: 785742/FULLTEXT01.pdf .-2014.
13. Романенков, В.А/ Исследование эффективности управления рождаемостью в агроэкосистемах на основе изучения рядов урожайности в длительных полевых экспериментах.// Москва.-2015.
14. Teixeira, M. Brazil Sets Sights on China's Ethanol Market, But High Volumes Unlikely. Онлайн доступ: https://www.reuters.com/article/us-brazil-ethanol-china/brazil-sets-sights-on-chinas-ethanolmarket-but-high-volumes-unlikely-idUSKCN1VK0B6.
15. US EPA.- агенство по охране окружающей среды США. Государственные возобновляемые источники энергии. Онлайн доступ: https://www.epa.gov/statelocalenergy/staterenewable-energy-resources-2018.
16. Sapp, M. Китай сокращает свои амбиции в отношении Е10 из-за нехватки сырья: дайджест биотоплива.2019. -2019 Онлайн доступ: https://www.biofuelsdigest.com/bdigest/2019/09/17/china-dialing-back-its-e10-ambitions-on-lackof-feedstock
17. Ren21. Глобальный отчет о политике в области возобновляемых источников энергии. Available online: https://www.mofa.go.jp/mofaj/gaiko/energy/irena/workshop1102/pdfs/pdf5.pdf
Международная научно-практическая конференция
18. Sustainable Energy Coalition. Текущее состояние политики США в области возобновляемых источников энергии. Онлайн доступ: http://sustainableenergy.org/current-state-of-u-s-renewable-energy-policy/ -2016
19. IEA. Renewables Information 2019: Overview. Онлайн доступ: https://webstore.iea.org/renewablesinformation-2019-overview -2019.
20. Globalpetrolprices. - Данные о розничных ценах. Retail Energy Price. Онлайн доступ: http://www.globalpetrolprices.com/ ,-2020.
