Такой термин, как «биодизель », большинству понятен чисто интуитивно. Но зачастую при этом происходит определенная путаница. Ничего страшного, но все-таки лучше обойтись без нее и разобраться, что же такое биодизель. Немного теории При работе в его цилиндрах происходит сгорание бензина или дизельного топлива. То и другое является продуктом переработки нефти, запасы которой ограничены, кроме того, при сжигании этих видов горючего образуются вещества, наносящие вред людям и окружающей среде. Одним из вариантов, позволяющим избежать подобного, является применение биодизеля как топлива для двигателей. Надо пояснить, что оно собой представляет. Дело в том, что производство биодизеля основано на использовании животных жиров и растительного масла как исходного сырья. Можно провести простую аналогию – из нефти получают бензин и солярку, из масла или жира возможно получение топлива для работы ДВС.

Небольшое уточнение – в качестве горючего для работы моторов могут применяться разные вещества, например тот же самый спирт, получаемый из опилок, но в данном случае мы рассматриваем топливо именно для дизельных двигателей, а сырьем для биодизеля, так называется этот вид горючего, служат масло или остатки жира.

Как использовать биотопливо?

Использование жира и масла в качестве горючего может осуществляться такими способами: ✔ Напрямую, заливая масло в бак. Недостатком такого подхода будет неполное его сгорание, смешивание со смазкой и ухудшение ее смазочных свойств, а также появление отложений на форсунках, кольцах, поршнях из-за повышенной вязкости растительного топлива. ✔ Смешивая его с керосином или дизельным топливом. ✔ Путем преобразования растительного масла, источником получения которого может быть рапс, кукуруза, подсолнечник и т.д., и в итоге получение биодизеля. Наиболее сложной из упомянутых считается технология преобразования масла, но тем не менее, она настолько проста, что легко реализуется, благодаря чему можно получить биодизель в домашних условиях.

Что такое биодизель?

Фактически биодизель является смесью эфиров, в основном это метиловый эфир, как результат химической реакции. К его достоинствам следует отнести: ✔ растительное происхождение, благодаря возможности выращивания растений мы получаем возобновляемый источник топлива; ✔ биологическая безопасность, биодизель является экологически безвредным, его попадание в окружающую среду не наносит ей никакого вреда; ✔ меньший уровень выбросов двуокиси углерода и других отравляющих веществ; ✔ незначительное содержание серы в выхлопных газах моторов, использующих биодизель; ✔ хорошие смазочные характеристики.

По сути дела, растительное масло – это смесь эфиров с глицерином, который придает ему вязкость. Процесс производства биодизеля основан на том, что надо удалить глицерин и заменить его спиртом. Стоит отметить, что недостатком такого топлива является необходимость его подогрева при низких температурах или применения смеси биодизеля и обычной солярки.

Технология производства

Технология производства биодизеля достаточно проста. Обычно его изготовление осуществляется из различных сортов растительного масла. Для этого может быть использован рапс, соя, кукуруза и т.д., общий список веществ, пригодных для получения исходного сырья достаточно значителен. Для производства биодизеля также подходит масло, оставшееся после приготовления пищи. Схему подобного процесса можно увидеть на приведенном рисунке.

Раз мы рассматриваем топливо растительного происхождения, то и технология его изготовления должна охватывать процесс выращивания исходного сырья. Наиболее подходящим для этого считается рапс, как требующий меньших затрат на получение. Хотя сейчас появляются большие перспективы у биодизеля из водорослей. При этом не занимается земля для выращивания культуры на топливо, и величина себестоимости биодизеля будет ниже, чем в других случаях. Так вот, семена (рапс, соя, подсолнечник и т.д.) после проверки качества поступают на маслобойку. Оставшийся после производства масла шрот может быть использован комбикормовой промышленностью, а полученное масло, как предусматривает технология, идет на дальнейшую обработку. Она называется этерификацией, и после ее проведения, метиловых эфиров в составе биодизеля должно содержаться более девяноста шести процентов. Сама технология проста, что делает возможным организацию производства биодизеля в домашних условиях. К маслу добавляется метанол (9:1), и в качестве катализатора – небольшое количество щелочи. Метанол может быть получен из опилок, а также вместо него допускается применять изопропиловый спирт или этанол. Процедура этерификации проходит в условиях повышенной температуры и занимает до нескольких часов. После окончания реакции в емкости наблюдается расслоение жидкости – сверху биодизель, внизу глицерин. Глицерин удаляется (сливается снизу) и может использоваться в качестве сырья в каких-то других процессах. Получившийся биодизель надо очистить, порой вполне достаточно бывает выпаривания, отстаивания и последующей фильтрации. Подробней промышленный процесс производства приведен на видео.

Биодизель в домашних условиях

Как видно из представленного описания, технология производства достаточно проста и позволяет изготавливать биодизель своими руками, вплоть до того, что в домашних условиях можно получать топливо, и порой не только для собственных нужд. Причины, по которым можно взяться за подобную работу, у каждого могут быть разными, но не касаясь их, стоит отметить, что во всем мире потребление биодизеля только растет. Когда в домашних условиях изготавливают биодизель своими руками, главной проблемой будет не вопрос его производства, а обеспечение качества готовой продукции. Поставщиками сырья могут стать предприятия общественного питания, у которых в достаточном объеме есть использованное масло, и его можно купить по доступной цене. Выращиванием рапса стоит заниматься при потреблении биодизеля в большом количестве, например, для реализации на сторону или наличия большого парка техники. При организации производства в домашних условиях наиболее актуальными будут проблемы: ✔ Плохой выход, т.е. из первоначального сырья получается не более девяноста трех процентов готовой продукции. Обусловлено это может быть особенностями используемой в домашних условиях установки или режимами переэтерефикации. ✔ Некачественная фильтрация. Подобный процесс достаточно сложный, и для получения в домашних условиях качественного биодизеля, ему надо уделить особое внимание. Для этого используются специальные технологии или адсорбенты. Непосредственно с установкой по производству подобного топлива, можно ознакомиться на видео.

Существуют и другие варианты установок для производства в домашних условиях биодизеля, изготавливаемые промышленным способом.

Перспективы

Как уже отмечалось, производство такого топлива только растет. И хотя сырьем для этого служит растительное масло, его получают в разных местах из разных культур. В Европе – рапс, в Индонезии – пальмовое масло, в Америке – соя, и т.д. Однако наиболее перспективным считается получение биодизеля из водорослей. Для их выращивания могут использоваться как отдельные пруды, так и специальные биореакторы, а также участки морского побережья. Кроме того, при этом не только растет производство топлива, но и освобождаются земли для выращивания продуктов питания. Хотя биодизель изготавливается из растительного масла, а не из опилок, он является отличным заменителем обычной солярки. Особенно в условиях ограниченных запасов нефти. И кроме того, нельзя исключать такого его достоинства, как возможность производства в домашних условиях. Несмотря на то, что при промышленном производстве он получается дороже солярки, тем не менее, является отличным альтернативным видом топлива для дизелей.

Химический процесс получения биодизеля

Для получения биодизеля используют любые виды растительных масел - подсолнечное, рапсовое, льняное и т.д. При этом биодизель полученный из разных масел имеет некоторые отличия. Так, например пальмовый биодизель имеет наибольшую калорийность, но и самую высокую температуру фильтруемости и застывания. Рапсовый биодизель несколько уступает пальмовому по калорийности, но лучше переносит холод, потому более всего подходит для европейских стран и России. Химически биодизель - это метиловый эфир, являющийся продуктом реакции этерификации растительного масла при температуре около 50 C в присутствии катализатора. Сам процесс, в принципе, достаточно прост. Нужно уменьшить вязкость растительного масла, чего можно достичь различными способами. Любое растительное масло - это смесь триглицеридов, т. е. эфиров, соединенных с молекулой глицерина с - трехатомным спиртом (C3H8O3 ). Именно глицерин придает вязкость и плотность растительному маслу. Задача при приготовлении биодизеля - удалить глицерин, заместив его на спирт. Этот процесс называется трансэтерификацией . Реакция в целом выглядит так: CH2OC=OR1 | CHOC=OR2 + 3 CH3OH > (CH2OH)2CH-OH + CH3COO-R1 + CH3COO-R2 + CH3OC=O-R3 | CH2COOR3 | Триглицериды+метанол> глицерол+эфиры, МА «Навигатор» Технологии и оборудование по производству биодизельного топлива 10 Где R1, R2, R3: алкильные группы. В результате применения метанола образуется метиловый эфир, в результате использования этанола - этиловый эфир. Из одной тонны растительного масла и 111 кг спирта (в присутствии 12 кг катализатора) получается приблизительно 970 кг (1100 л) биодизеля и 153 кг первичного глицерина. В качестве щелочи берется гидроксид калия КОН или гироксид натрия - NaOH. Для начинающих рекомендуется использовать именно NaOH.

Преимущества биодизельного топлива

Главное преимущество биодизеля – это то, что его производят из ресурсов, которые быстро восстанавливаются (запасы нефти, например, практически невосстановимы). К примеру, данный вопрос является очень актуальным для коллективных хозяйств, которые занимаются переработкой масла, у всех встает больной вопрос, где взять солярку к началу сезона. Ответ прост, сделать биодизель из своего же сырья и быть полностью автономными в потреблении топлива. Растительное происхождение . Подчеркнем, что биодизель не обладает бензоловым запахом и изготавливается из масел, сырьем для которых служат растения, улучшающие структурный и химический состав почв в системах севооборота. Сырьем для производства биодизеля могут быть различные растительные масла: подсолнечное, рапсовое, соевое, арахисовое, пальмовое, хлопковое, льняное, кокосовое, кукурузное, горчичное, касторовое, конопляное, кунжутное, отработанные масла (использованные, например, при приготовлении пищи), а также животные жиры. Экология . Сильной стороной биодизеля так же является то, что он при сгорании выбрасывает в атмосферу гораздо меньше вредных газов (биодизель в сравнении с минеральным аналогом почти не содержит серы (Биологическая безвредность. По сравнению с минеральным маслом, 1 литр которого способен загрязнить 1 млн литров питьевой воды и привести к гибели водной флоры и фауны, биодизель, как показывают опыты, при попадании в воду не причиняет вреда ни растениям, ни животным. Кроме того, он подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за месяц перерабатывают 99% биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озер при переводе водного транспорта на альтернативное топливо. Меньше выбросов СО2 . При сгорании биодизеля выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьем для производства масла, за весь период его жизни. Тем не менее, следует заметить, что назвать биодизель экологически чистым топливом было бы неверно. Он дает меньшее количество выбросов углекислого газа в атмосферу, чем обычное дизтопливо, но все таки это не нулевой выброс. Хорошие смазочные характеристики . Известно, что минеральное дизтопливо при устранении из него сернистых соединений теряет свои смазочные способности. Биодизель же, несмотря на значительно меньшее содержание серы, характеризуется хорошими смазочными свойствами. Это обуславливается его химическим составом и содержанием в нем кислорода. Например, грузовик из Германии попал в Книгу рекордов Гиннеса, проехав более 1,25 миллиона километров на биодизельном топливе со своим оригинальным двигателем. Увеличение срока службы двигателя . При работе двигателя на биодизеле одновременно производится смазка его подвижных частей, в результате которой, как показывают испытания, достигается увеличение срока службы самого двигателя и топливного насоса в среднем на 60%. Важно отметить, что нет необходимости модернизировать двигатель. Высокая температура воспламенения . Еще один технический показатель, интересный для организаций, хранящих и транспортирующих ГСМ: точка воспламенения. Для биодизеля, ее значение превышает 150°С, что позволяет назвать биогорючее относительно безопасным веществом. Тем не менее, это не означает, что к нему можно относиться с халатностью.

Рентабельность производства биодизеля

Со 150 га. можно собрать 400 тонн рапса из которого получится 180 тонн масла, 210 тонн жмых. После переработке 180 тонн масла в биодизель образуется побочный продукт - глицерин в количестве 27,5 тонн. Биодизеля получаем в количестве 198 000 литров. Для производства потребуется 20 000 литров спирта, 2 160 кг. катализатора. 28 000 литров биодизеля оставляем на собственные нужды. 170 000 топлива реализуем по цене 20 руб. за 1 литр = 3 400 000 руб. 210 тонн жмых реализуем по цене 5 руб. за 1 кг. = 1 050 000 руб. 27,5 тонн глицерина реализуем по цене 25 руб за кг. = 687 500 руб. выручка составит в размере 5137500 руб. затраты: 20 000 литров спирта по цене 49 руб. за 1 литр = 980 000 руб. 2 160 кг. катализатора по цене 23 руб за 1 кг. = 49 680 руб. з/п 3 чел. по 15 000 руб. в месяц за год = 540 000 руб. электроэнергии 32 000 кВт по цене 4,5 руб за 1 кВт = 144 000 руб. итого: 1 713 680 руб . Заключение Биодизель и его производство - это одно из самых перспективных и выгодных направлений для малого бизнеса, оно позволяет получать высокие прибыли, при этом сохраняется благоприятная экологическая среда. Цикл производства практически безотходный, сырье может выращиваться на используемых землях. После производства биотоплива остается жмых, который используют в качестве корма для животных и глицериновая фаза, которая при очистке превращается в чистый глицерин. Доходность этого производства весьма велика, прибыль составляет разницу между затратами на сырье и суммой, полученной от реализации топлива. Рентабельность этого вида бизнеса высокая, ведь спрос на биотопливо возрастает день ото дня.

Вопросы обеспечения своего личного домашнего хозяйства необходимыми для его функционирования энергетическими ресурсами – это проблема, которая в той или иной степени остроты встаёт перед любым собственником. Нередко сложности заключаются даже в невозможности подвести соответствующие коммуникации, например, в отсутствии газораспределительных сетей в районе проживания. Но все ж, если рассматривать все в комплексе, то основные проблемы – это высокие тарифы на энергоносители, которые нередко ставят под вопрос рентабельность приусадебного хозяйства. К сожалению, даже падение цен на основные источники энергии на мировом рынке никои образом не отражаются на конечном потребителе – тарифы остаются на прежнем уровне и даже имеют тенденцию к росту.

Естественно, в такой ситуации все больше хозяев начинает задумываться о возможностях использования альтернативных источников энергии. В частности, много разговором сейчас идёт про биотопливо – высококалорийные энергоносители (жидкие, твердые или газообразные), которые получают путем переработки сырья, нередко в буквальном смысле слова «валяющегося под ногами». В частности, многих интересует вопрос, насколько реально изготовить такое биотопливо своими руками, в условиях небольшого частного хозяйства.

Мнений по этому поводу немало, вплоть до таких, что наладить подобное мини-производство – буквально «пара пустяков». Можно ли верить столь оптимистическим заверениям? Скорее всего, нет – любое биотопливо потребует и специального, часто – весьма дорогостоящего оборудования, и необходимых знаний, и навыков, и постоянного источника сырья. Давайте разбираться подробнее…

Практически все добываемые на планете энергоносители являются продуктом м ноголетней естественной переработки органики. Сложные биохимические процессы, происходившие в наслоениях отживших растений и в останках животных, под влиянием внешних факторов (температуры, давления) с течением времени приводили к образованию залежей угля, нефтеносных пластов, к скоплению горючих газов в толще грунтов. Именно эти природные ископаемые и являются по сей день основными энергоносителями, используемыми человеком.

Проблема в том, что все эти ресурсы — небезграничные, и их количество год от года уменьшается. Восстановления их практически не происходит (на это требуются многие миллионы лет). Все они, в подавляющем большинстве, залегают на больших глубинах, часто в труднодоступных местах (в арктических областях или на морских шельфах), их добыча требует применения сложных технологий, а плюс к этому немалую сложность представляют еще и вопросы транспортировки.

Одним словом, подобные проблемы, очевидно, будут лишь нарастать со временем, и человечеству ничего не остается , как рассматривать возможности альтернативных источников энергии. В качестве одного из наиболее перспективных направлений в настоящее время рассматривают биоэнергетику.

В самом деле, законы биохимии не меняются, органика – возобновляемый вид сырья, так почему бы искусственно, в короткие сроки, не провести те самые процессы получения энергоносителей? Мало того, в качестве сырья можно использовать ведь не только специально выращиваемые культуры, но и разнообразные биологические и технологические отходы, попутно решая вопрос их утилизации.

В таблице ниже схематично представлены основные направления в производстве и попутном использовании биологического топлива. Надо сказать, что подобные подходы могут применяться как в больших масштабах, так и в достаточно изолированных, автономных системах, например, средних или малых сельскохозяйственных комплексах.

Исходное сырье для переработки	Технологические линии	Получаемый продукт	Продукт вторичного использования или переработки
Сельскохозяйственные животноводческие отходы, остаточые продукты кормового производства	Установки по получению биогаза	Биогаз (биометан)	Обеспечение животноводческих комплексов "дармовой" электроэнергией
			Обеспечение автономного обогрева
		Экологически чистые органические удобрения
Технические культуры с высоким содержданием масла (подсолнечник, рапс, соя, кукуруза и т.п.)	Перерабатываюшие линии	Биоэтанол (спирт)
		Растительное техническое масло	Биодизель
Отходы сельскохозяйственного производства (растениеводство и пищевое производство)	Перегонные и пиролизные установки		Электроэнергия
			Тепловая энергия
		Жидкое топливо (спирты)
Отходы деревоперерабатываюшей промышленности	Пиролизные установки	Газообразное топливо (пиролизные газы)	Электроэнергия
			Тепловая энергия
	Грануляционные установки	Топливные брикеты (пеллеты)

Некоторые страны с развитой агротехнической инфраструктурой возводят производство биотопливо в ранг г лобальных национальных программ. Яркий пример – Бразилия, где внедрение технологий производства альтернативных видов топлива идет «семимильными шагами», и вполне вероятно, что это страна вскорости сможет претендовать на звание одного из крупнейших поставщиков подобных энергоносителей.

Однако, вернемся в «родные края». В наших условиях тоже вполне возможно производить практически любые виды биологического топлива, используя при этом или специально выращиваемое для этих целей сырье , или же применяя технологии переработки отходов сельскохозяйственного, пищевого производства, лесозаготовок или деревообрабатывающей промышленности. В частности, можно рассмотреть процесс создания жидкого биотоплива (биодизель ) и твердого (топливные пеллеты ).

Производство биодизеля

Достоинства биодизеля и основы его производства

Можно ли дизельное топливо — солярку , продукт, полученные путем ректификации, то есть прямой перегонки нефти, получить из растительного сырья? Оказывается, вполне, так как по молекулярной структуре растительные и животные масла весьма схожи с классическим дизтопливом.

Это, по сути, те же «длинные» углеводородные молекулы, но только не в свободном линейном состоянии, а связанные в «триады» поперечным каркасом из жирных кислот – глицерина. Значит, чтобы из масла выделить именно энергетическую сгораемую составляющую, нужно очистить его от глицерина. В этом то и состоит технологический процесс получения биодизеля .

В итоге должна получиться желтая (с возможным оттеночным разнообразием) жидкость, не имеющая того специфического запаха, который свойственен привычной солярке. Тем не менее , это готовое топливо, которое можно применять как в чистом виде, так и в качестве присадки к «классическому» дизтопливу. Интересно, что обычные дизельные двигатели не нуждаются ни в какой доработке при переходе даже на чистый биодизель .

(Чаще все же , из-за высокой температуры порога замерзания, биодизель применяют в смеси с обычной соляркой, и получаемое топливо обычно обозначается буквенным символом «В» с числом, которое показывает процентное соотношение биологической составляющей топлива от общего объема . Например, наиболее распространенное топливо «В20» — 20% биодизеля и 80 % солярки ).

Вместе с тем , такое биологическое топливо, не отставая по своей калорийности, даже во многом отличается от продукта нефтепереработки в лучшую сторону:

• Такое топливо обладает выраженные смазывающим эффектом, что существенно продлевает жизнь деталям дизельного двигателя.
• В таком топливе практически не содержится серы, которая и окисляет моторное масло, быстро выводя его из состояния пригодности, и «съедает» резиновые уплотнители, и просто чрезвычайно вредна для окружающей среды, куда попадает в результате выхлопа.
• Точка воспламенения биодизеля – значительно выше, чем у обычной солярки (около 150 ° С ). А это означает, что биологическое топливо намного безопаснее и в хранении, и в транспортировке, и в использовании. Токсичность такого топлива — намного ниже, чем полученного от нефтеперегонки .
• Одним из базовых показателей дизельного топлива является «цетановое число», показывающее способность горячего к воспламенению при компрессии. Чем оно выше, тем качественнее топливо, тем плавнее работает двигатель и меньше изнашиваются его детали. Если для обычного дизтоплива этот показатель начинается от 40 – 42, то для биодизеля цетановое число ниже 51 и не встречается (кстати, по европейским стандартам качества цетановое число в любом дизтопливе, применяемом на территории Евросоюза, должно быть доведено не ниже, чем до 51).

К недостаткам биодизеля можно отнести более высокую температуру начала кристаллизации (обычно такое топливо требует предварительного разогрева) и сравнительно небольшой срок возможного хранения готового продукта (обычно – до 3 месяцев).

В качестве сырья для производства в промышленных масштабах технического растительного масла, а затем – биодизеля , используются высокоурожайные маслосодержащие культуры – например, подсолнечник, соя, кукуруза.

Продукты для производства технических растительных масел — сырья для выработки биодизеля

Особое внимание у аграриев в последнее время стал завоевать рапс, из-за своей чрезвычайно высокой урожайности, неприхотливости, а кроме того , он из всех перечисленных культур в гораздо меньшей степени истощает почву.

Одна из наиболее перспективных технических культур — рапс

Однако, тенденции развития производства биодизеля таковы, что считается нецелесообразным занимать под него ценные посевные площади, которые могут быть больше востребованы в продовольственных целях. Наиболее перспективным направлением становятся фермы по выращиванию зеленых водорослей особых пород, которые чрезвычайно быстро растут и дают отменный по энергетическому содержанию билогический материал.

От зеленых водорослей — к полноценному топливу

При создании определенных условий для роста и жизнедеятельности водорослей в искусственных водоемах (биореакторах), они активно накапливают растительные жиры и сахара, которые затем в процессе переработки становятся исходным продуктом для получения горючего углеводорода. По большому счету , высоким по цене является только само по себе оборудование, а водорослям для активного роста нужны лишь вода, солнечный свет и углекислый газ.

Применяют для производства биодизеля и другие масла – пальмовое, кокосовое, а также животные жиры, как правило – в виде отходов перерабатывающей или пищевой промышленности.

В чем же заключается процесс «отрыва» углеводородной цепочки от ненужной глицериновой основы? Нужно просто заменить это плотное связующее другим, более химически активным и летучим. В качестве такого реагента оптимально подходит метиловый спирт (метанол). Он сам по себе является высокогорючим веществом и даже в ряде случаев может применяться в качестве совершенно отдельного вида топлива, поэтому никак не понизит свойств биодизеля .

Химический процесс вытеснения глицериновой составляющей (в научной литературе эта процедура называется перэтерификацией ) должен пойти и сам по себе, но он не является необратимым – вещество может переходить как в необходимое состояние, так и вновь в исходное. Для того чтобы избежать подобной нестабильности и чтобы ускорить процесс пр именяется катализатор. В его качестве чаще всего используют щелочи (NaOH или КОН). Для максимальной равномерности обменного процесса обрабатываемую смесь подвергают постоянному перемешиванию и подогреву до температуры порядка 50 градусов.

Обычно, в зависимости от объемов и качества исходных продуктов, процесс может идти от 1 до 10 часов. В итоге смесь должна дать выраженное расслоение. В верхней части реактора (сосуда, где происходил процесс) остаётся легкая фракция – собственно, сам биодизель . В нижней – выраженная плотная масса – глицериновая составляющая.

Теперь осталось отделить биодизель , подвернуть его очистке от излишков метанола и от остатков катализатора. Оставшуюся глицериновую фракцию также подвергают процессу очистки, так как сам по себе глицерин является весьма ценным продуктом с широкой сферой применения .

Оптимальной дозировкой компонентов считается такая: для переработки тонны растительного масла потребуется 111 кг метилового спирта и порядка 12 кг катализатора – гидроксида натрия или калия. При соблюдении технологии процесса на выходе должно получиться примероно 970 кг (или 1110 литров) готового очищенного биодизеля и 153 килограмма глицерина.

Можно, конечно, расписать сложную химическую формулу, но она вряд ли что скажетполезного читателю. Лучше привести наглядную блок-схему производственного процесса, чтобы стало понятно, насколько непросто качественно провести все операции.

Растительное масло или отжимается на месте, или поступает в готовом виде, или же применяются жировые отходы пищевого производства. После процесса очистки – поступает в переэтерификационные реакторы. Туда же, по своему каналу, поступает подготовленная смесь катализатора и реагента – метанола. Далее, следуют технологические циклы разделения фракций и их многоступенчатой очистки. В итоге биодизель и очищенный глицерин поступают как конечный продукт на склад, а извлеченные излишки метанола возвращаются для повторного использования.

А можно ли производить самостоятельно?

Казалось бы, все просто и понятно, но это в продуманной технологической линии. А вот можно ли изготовить биодизель самостоятельно?

1. Во-первых , нужно сразу четко осознать, что этот организация такого мини-производства будет лишь в том случае оправдана, если существует надежный и практически неиссякаемый источник сырья – растительных или животных жиров нужной степени очистки. Например, если есть возможность на пищевых предприятиях или в учреждениях общественного питания за очень невысокую сумму скупать остатки использованного масла. Производить масло самостоятельно выращивая для этого соответствующие культуры или приобретая семена для отжима – в масштабах личного хозяйства такая перспектива даже не должна рассматриваться, так как дело буде заведомо убыточным.

2. Следующий важный аспект – немалые сложности работы с химическими компонентами.

• Щелочные составы — очень гигроскопичны, моментально впитывают влагу, то есть их х ранение становится немалой проблемой. Это еще и с учетом того, что гидроксиды натрия и калия, — чрезвычайно «агрессивные» вещества, и легко вступают в реакцию с большинством металлов. Стало быть, хранить их можно будет только в нержавеющей или стеклянной посуде, или полипропиленовой таре.
• Немало проблем создаст и метанол. Прежде всего нужно постоянно помнить о его высочайшей токсичности – отравление таким спиртом нередко заканчивается летальным исходом. (Особое внимание, если в доме есть люди с пристрастием к спиртному – метанол по виду и запаху мало отличается от этилового, «винного» спирта). Все работы с метанолом должны проводиться с обязательной защитой органов дыхания, глаз, кожи, слизистых.

Конечно, реакцию можно провести и с более безопасным этиловым спиртом, но в итоге горючее получается более плотное и вязкое, его качество для заправки двигателей – существенно ниже.

• Кустарным способом, «на глаз», очень непросто соблюсти правильную дозировку исходных компонентов и их определить их качество.

— Обычно исходят из того, что указанного выше соотношения метанола и масла для нормального протекания реакции может оказаться недостаточным – во многом это зависит от биохимического состава приобретенного сырья. Поэтому метанол всегда добавляется в избыточном количестве, примерно 1 : 4 в объемном соотношении к маслу. Точнее вычислить без лабораторных исследований, увы, невозможно.

— Ранее не зря упоминалось, что сырье должно быть определенной степени «чистоты» — если применять наобум любые полученные жировые или масляные отходы, можно не только не получить нужного биодизеля на выходе, но и серьезно «запороть» оборудование. Например, если в масле содержится слишком много воды , то она попросту разрушит катализатор, процесс выйдет из-под контроля, и в реакторе вместо ожидаемого биодизеля начнет образовываться мыло (так называемая сапонификация ) . Мало того, если при этом применялся NаОН , то, скорее всего, можно будет «поймать глоп » — мыло быстро густеет и заполняет собой весь объем реактора, полностью поглощая собой непрореагировавшее масло.

На предприятиях для удаления излишков воды применяют специальные осушающие агенты, которые затем, после обработки, выводятся с помощью фильтрации. Удалить воду в домашних условиях можно, конечно, обычным предварительным нагревом масла до 110 ÷ 120 градусов – вода должна при этом выпариться и улетучиться. Однако, нагревание масла нередко приводит и к другой «неприятности» – к повышению концентрации свободных жирных кислот. Об этом – следующий пункт .

— Второе уязвимое место исходного сырья – это концентрация свободных жирных кислот (FFА ) – есть определенные технологические ограничения на их содержание. Такой недостаток – повышенная концентрация FFA, обычно свойственен отходам пищевого производства, то есть маслам, подвергнутым уже тепловой обработке, так как сами по себе эти кислоты – продукт т ермического разложения масел. При реакции с катализатором FFA переходят в воду и мыло, об опасности которых уже упоминалось выше. На технологических линиях этот вопрос решается проведением анализов поступающего сырья и выработки соответствующей рецептуры по оптимальному процентному содержанию катализатора.

Итак, масло для переработки должно содержать минимальное количество воды и FFA. Но в домашних условиях провести необходимое лабораторное исследование – вряд ли представляется возможным. То есть, производитель весьма сильно рискует и качеством продукции, и сохранностью собственного оборудования.

3. Третий «блок проблем» – необходимое для процесса оборудование. Хотя в сети встречаются описания и фотографии самостоятельно изготовленных «линий» по производству биодизеля , назвать их удачными, удобными и т.п . – не получается.

Можно отдать дань уважения авторам за оригинальность, за использование самых неожиданных деталей и узлов, например, старых стиральных машин или холодильников, за интересные решения проблем разделения и очистки конечного продукта, но все же претендовать на какую-то «прорывную» модель установки, рекомендованную к самостоятельному изготовлению, нельзя.

Видео — Пример самодельной установки для получения биодизеля

Одним из самых сложных и трудоемких процессов является отделение глицериносодержащей фракции от биодизеля , а затем – проведение очистки горючего от остатков мыла, щелочной составляющей, излишков метанола. Кстати, метанол – очень недешевое сырье , и просто выпаривать его в атмосферу — крайне нерентабельно. Значит, при его повышенной летучести, необходимы специальные очистные герметичные камеры, позволяющие без потерь провести процесс перегонки.

Мыльную составляющую отделяют путем отстаивания, водной промывки с последующей фильтрацией и выпариванием излишков. Для удаления щелочей используют подкисленные составы (например, уксусной кислоты).

Некоторые домашние мастера предпочитают установку специальной аэрационной колонны, в которой биодизель проходит отстаивание и с помощью искусственно созданных компрессором воздушных пузырьков очищается от химических примесей. Подобный пример приведен в продолжении видеосюжета:

Видео — Как сделать биодизель

Одним словом, говорить о высокой (или хотя бы какой-нибудь) рентабельности подобного кустарного производства – вряд ли приходится. Производительность подобных установок – невысока, невозможно организовать непрерывный цикл, самодельная аппаратура требует практически постоянного контроля со стороны человека. Да и качество получаемого биодизеля проконтролировать сложно. То есть, для нужд личного хозяйства, для заправки собственной машины (на свой страх и риск) это применить можно, но не станет ли подобное топливо дороже обычной солярки?

А если рассматривать организацию производства биотоплива, как собственное дело, то в этом случае не обойтись без приобретения специальных технологических установок.

Если задаться целью, то будет не так сложно подобрать необходимый производственный мини-комплекс, оптимально подходящий к имеющейся в распоряжении площади. На интернет-площадках представлено немало подобных технологических установок, различающихся по по требляемой мощности, производительности, степени автоматизации, количеству необходимых для обслуживания операторов, и, конечно, по стоимости оборудования. Производство линий по выработке биодизеля освоили и отечественные, и европейские компании.

Видео: автоматизированная модульная линия по выпуску биодизеля

Твердое биотопливо — пеллеты

В последнее время очень много ходит различных слухов или даже своеобразных «легенд» о том, что одним из наиболее перспективных и высокорентабельных видов малого бизнеса может стать производство топливных пеллет – особого вида биологического топлива.Давайте внимательнее глянем на достоинства твердого гранулированного топлива и на процесс его получения.

Для чего и как производят топливные пеллеты

Лесозаготовки, деревообрабатывающие предприятия, сельскохозяйственные комплексы, некоторые другие производственные линии обязательно выдают, помимо основной продукции, очень большое количество древесных или иных растительных отходов, которые, казалось бы, уже не имеют никакой практической ценности. Еще не та дано они попросту сжигались, выбрасывая дым атмосферу, или даже бесхозяйственно разлагались огромными «терриконами». Но ведь в них заложен огромный энергетический потенциал! Если эти отходы привести в состояние, удобное для использования в виде топлива, то, наряду с решением проблемы утилизации, можно ещё и прибыль получить! Именно на этих принципах и базируется производство твердого биотоплива – пеллет .

По сути – это спрессованные гранулы цилиндрической формы, имеющие диаметр от 4 ÷ 5 и до 9 ÷ 10 мм, и длину примерно 15 ÷ 50 мм. Такая форма выпуска очень удобна – гранулы легко фасуются в мешки, их несложно транспортировать, они отлично подходят для автоматической подачи топлива в твёрдотопливные котлы, например, с помощью шнекового загрузчика.

Пеллеты прессуются и их отходов натуральной древесины, и из коры, веток, хвои, сухих листьев и других побочных продуктов лесозаготовок. Получают их из соломы, лузги, жмыха, а в некоторых случаях сырьем служит даже куриный помет. На производстве пеллет пускают торф – именно в такой форме у него достигается максимальная теплоотдача при сгорании.

Безусловно, разное сырье дает и различные характеристики получаемых пеллет – по их энергоотдаче, зольности (количеству остающегося несгораемого компонента), влажности, плотности, цене. Чем выше качество, тем меньше хлопот с отопительными приборами, тем выше КПД системы отопления.

Некоторые пеллеты можно использовать не только в виде топлива, но и как удобрение или состав для мульчирования почвы. Тем не менее основное их предназначение, безусловно – топливо для котлов, и здесь у них немало выраженных преимуществ перед другими видами твердого топлива. Так, например, это абсолютно чистый вид топлива с точки зрения экологии. В процессе производства пеллет не используется никаких химических добавок или формовочных смесей.

По своей удельной калорийности (в объемном отношении) пеллеты оставляют позади все виды дров и угля. Хранение же такого топлива не требует больших площадей или создания каких-либо особых условий. В спрессованной древесине, в отличие от опилок, никогда не начинается процессов гниения или прения, так что риска самовоспламенения такого биотоплива нет.

Теперь – к вопросу производства пеллет . По сути, весь цикл пр осто и понятно изображен на схеме (показано сельскохозяйственное сырье , но в равной мере это относится и к любым древесным отходам):

«Краткий курс» по производству пеллет

В первую очередь отходы проходят стадию дробления (обычно до размеров щепы до 50 мм длиной и 2 ÷ 3 мм толщиной). Затем следует процедура сушки – необходимо, чтобы остаточная влажность не превышала 12%. Если есть необходимость, то щепу дробят в еще более мелкую фракцию, доводя ее состояние почти до уровня древесной муки. Оптимальным считается, если размер частиц, поступающих на линию прессования пеллет , будет в пределах 4 мм.

Прежде чем сырье попадет в грануляторы, его слегка пропаривают или кратковременно погружают в воду. И, наконец, на линии прессовки пеллет эта «древесная мука» продавливается через калибровочные отверстия специальной матрицы, имеющие конусную форму. Такая конфигурация каналов способствует максимальному сжатию измельченной древесины с, естественно, резким ее нагревом. При этом имеющееся в любой целлюлозосодержащей структуре вещество лигнин надежно «склеивает» все мельчайшие частицы, создавая очень плотную и прочную гранулу.

На выходе из матрицы полученные «колбаски» срезаются специальным ножом, что дает цилиндрические гранулы нудной длины. Они поступают в бункер, а оттуда – в приемник готовых пеллет . По сути, осталось только охладить готовые гранулы и расфасовать по мешкам.

Матрицы могут быть плоскими или цилиндрическими или плоскими. Первые — более производительные, используются в основном в мощных промышленных установках. На небольших грануляторах, которые чаще используются в индивидуальном хозяйстве, обычно устанавливаются плоские.

Видео: небольшое производство по переработке древесных отходов в пеллеты

А как быть «частному собственнику»?

Итак, все, казалось бы, просто . Но эта «простота» — для налаженного производства, а стоит ли затевать такой процесс с амому?

1. Прежде всего, нужно очень внимательно «осмотреться» с точки зрения источника сырья для частного производства.

• Если поблизости есть какой-либо деревообрабатывающий комбинат (крупная мастерская), и там по «смешным» ценам или даже бесплатно, в порядке самовывоза, можно на постоянной основе получать готовые опилки – то стоит попробовать. Скорее всего, все первоначальные затраты будут вскорости оправданы – появится возможность не только полностью обеспечить себя гранулированным биотопливом, но и реализовать излишки.

Если удалось найти такого поставщика — то дело пойдет!

Вполне понятно, что весьма выгодным будет наличие пеллетной линии, если хозяин сам занимается вопросами деревообработки, и опилки в хозяйстве, как говорится, «не переводятся».

• Хуже, если доступны только крупные отходы древесины – в этом случае придётся продумывать вопрос ее дробления, а это уже лишние расходы и на оборудование, и на электроэнергию.
• Если же расчет строится из волюнтаристских предположениях – «что найду, то и переработаю», то, скорее всего, ничего путного не получится. Оборудование для гранулирования стоит недешево , и вряд ли когда-нибудь себя при таком подходе оправдает.

При оценке возможностей получения сырья нужно оценивать и породу древесины. Вряд ли стоит связываться с тополем или ивой – мало того, что и сама древесина низкокалорийная, она еще и плохо спекается в гранулы из-за низкого содержания лигнина. Не слишком удачным выбором станет и липа. А вот опилки от хвойных пород по причине повышенного содержания смол подходят все без исключения.

2. Следующий важный вопрос – это проблема оборудования.

Собственно, особых проблем-то с этим и нет – в продаже представлено немало установок различной мощности и производительности, отечественной, европейской или китайской сборки. Назвать их дешевыми – наверное, нельзя. Какие из них лучше или хуже – тоже судить сложно, лучше на эту тему покопаться в форумах интернета.

Там же, на форумах, можно отыскать предложения мастеров, которые занимаются изготовлением грануляторов на заказ. У них есть наработанные схемы, собственные чертежи, опыт сборки и наладки установок. Возможно, что и по цене такой аппарат окажется намного привлекательнее, нежели заводской.

Видео: модель гранулятора с неподвижной плоской матрицей на 4 кВт

А вот насчет самостоятельного изготовления – вопрос весьма спорный. Прежде всего, готовых чертежей таких изделий добыть практически невозможно – разве, что скопировать с собранного аппарата. Мастера, которые освоили производства подобных установок, вряд ли будут делиться всеми нюансами конструкции и сборки.

Вторая сложность – подвижные и стационарные детали в грануляционной камере испытывают огромные нагрузки, и без соответствующих знаний сопромата и прикладной механики правильно рассчитать их — практически невозможно. Делать «на глаз» — не получится.

Главные детали гранулятора — матрица и дробящие ролики

Основные детали – матрицу и дробящие ролики, можно приобрести в готовом виде. Но исполнить сам корпус, смонтировать его на станине, установить электропривод, продумать систему передач с нужным передаточным числом, точно подогнать все детали и узлы – здесь нужны незаурядные способности слесаря, механика, фрезеровщика, токаря…

Конечно, если есть полная уверенность в своих силах, то можно попробовать – в интернете встречаются примеры, в которых домашние мастера хвастают своими удачами. Мало того, некоторым даже удается уйти от обычных схем и изменить конструкцию, сделав ее проще, но без потери возможностей установки.

Возможно, предлагаемое ниже видео для кого-нибудь и станет отправной точкой в разработке и изготовлении собственного пеллетного гранулятора:

Видео: как устроен компактный аппарат для гранулирования пеллет

В завершение можно отметить следующее.

В масштабах одной публикации просто невозможно даже вкратце пройтись по всем современным методам изготовления биотоплива. Так, заслуживают отдельных статей вопросы выработки и использования биогаза из отходов животноводства, производства биоэтанола из растительного сырья. Если у читателя есть интересная информация по этим вопросам – мы будет рады опубликовать ее на на шем портале. Во всяком случае, эти темы тоже не останутся без рассмотрения.

Следите за обновлениями!

Ещё в конце XIX века знаменитый немецкий инженер Рудольф Дизель создал пилотный образец дизельного двигателя, работавшего на арахисовом масле. Экономика современных мировых держав и даже стран, не претендующих на этот статус, активно ориентируется на производство биотоплива как альтернативы горючему, получаемому из полезных ископаемых.

Энергия в полях - как из растений делают топливо

Журнал: Тайны вселенной №7(117), 2017 год
Рубрика: Альтернативная энергетика

Биоэтанол: самая популярная добавка

Для производства биоэтанола используется сельхозпродукция с содержанием крахмала или сахара, которые есть в сахарном тростнике, кукурузе, картофеле, сахарной свекле, мелассе, сорго и других растениях. Если крахмалосодержащее сырьё - зерно или картофель, его измельчают, потом сырьё проходит водно-термическую обработку, осахаривание специальными ферментами, потом сбраживается, перегоняется и обезвоживается.
Человеческое тело обладает удивительным запасом прочности. Так, самая большая температура, которую без вреда для себя перенёс обнажённый доброволец составляет +204,4 °С, а в одежде +260 °С. В то же время обыкновенную котлету мы жарим при температуре 170-180 °С.
Биоэтанол - самое распространённое биотопливо из тех, что производятся промышленным способом. Ежегодно в мире выпускается свыше 70 миллионов тонн этого горючего на растительной основе, и объёмы его производства каждый год увеличиваются. Чаще всего биоэтанол применяют в качестве компонента различных моторных масел. В Америке сегодня вырабатывается порядка трети бензина с содержанием биоэтанола. Его применение значительно снижает уровень токсичности выхлопных газов.

Знаете ли вы что…

Биодизель, с биологической точки зрения, безвредное топливо. Специалисты считают, что его можно было бы активнее использовать в качестве горючего для морских и речных судов - попадая в воду, биодизель не наносит ущерба для флоры и фауны океанов, морей и рек. Топливо в этой среде практически полностью распадается (за месяц до 99%) - налицо минимизация загрязнения водных ресурсов Земли.

Во многих странах (например, в США и Бразилии) производство биоэтанола поощряется национальными программами, также такие субъекты экономики субсидируются и пользуются налоговыми льготами. В Америке постепенно отходят от производства биоэтанола из зернового сырья, делая упор на целлюлозосодержащие источники (древесину).
Сахар или крахмал являются основой для производства бутилового спирта (бутанола) первого поколения. Целлюлозу растений в качестве сырья используют для изготовления биобутанола второго поколения. В основном биобутанол сегодня используют как промышленный растворитель. Большую его часть производит Америка (свыше 200 миллионов галлонов из 350-миллионного объёма мирового рынка).
Некоторое время назад исследователи свойств биотоплива установили, что биобутанол был бы более эффективным в использовании в качестве компонента моторных масел, нежели биоэтанол, - у этого горючего низкое давление паров и поэтому оно без проблем смешивается с бензином. Биобутанол более транспортабелен - его можно поставлять, используя трубопроводы, тогда как для перемещения биоэтанола требуются специальные цистерны либо речные (морские) танкеры. Проблема в больших энергозатратах при производстве биобутанола. Но специалисты уже провели ряд успешных экспериментов, позволивших значительно увеличить выход горючего в производственном процессе.

Биодизель в Германии дешевле солярки

Исходный компонент другого вида биотоплива - биодизеля - масла рапса, сои, пальмы, подсолнечника, льна и других масличных растений. Современные западные учёные разрабатывают технологии производства биодизеля с использованием генномодифицированных организмов, а также водорослей. Страны Евросоюза считают биодизель основным возобновляемым жидким биотопливом. По прогнозам аналитиков, мировые объёмы его производства к 2020 году при сохраняющихся темпах составят 100 миллионов тонн в год. Европейский лидер по выпуску биодизеля - Германия, на долю этой страны приходится до 5 миллионов тонн топлива ежегодно. И биотопливо у немцев дешевле солярки: его производство субсидирует федеральный бюджет.
В США биодизель изготавливают в основном из соевого масла. На долю сои как сырья приходится около трети мирового объёма производства биодизеля, остальное - рапсовое и пальмовое масла. Идёт постоянный процесс по поиску более дешёвого сырья - для изготовления биодизеля уже также используют ятрофу, рыжик, клещевину… А вот так называемая бионефть представляет собой растительное топливо и содержит спирты и другие компоненты, но не углеводороды, поэтому название «бионефть» достаточно условно. Вещество получают путём безкислородного нагревания сырья (это может быть древесная щепа или мелассная барда - отходы сахароварения).
В перспективе использование в качестве сырья для производства бионефти разного рода бытовых отходов, на выходе дающих продукт, по своим свойствам не уступающий настоящей, природной нефти. Над подобным проектом, в частности, сегодня активно работает Министерство энергетики США.

В качестве сырья - любая биомасса

Как моторное топливо растительные масла в мире используют уже давно. Чаще всего в ход идёт рапсовое масло - эта культура самая продуктивная. На втором месте из растительных масел по частоте использования - подсолнечное масло, на третьем - соевое. Новый перспективный сырьевой источник - водоросли: в них содержится до 40% масел от общей массы, и они более продуктивны, нежели «земные» растения.
Мировой лидер по использованию растительных масел (чаще из рапса) как моторного топлива - Германия. Американцы предпочитают применять в качестве биотоплива соевое масло. Растительные масла энергетически плотнее спиртов, но более вязкие, в связи с чем их лучше смешивать с дизтопливом. Такая смесь называется биодит.
Biofuel-to-Liquid (BTL) считается инновационной, самой современной и наиболее перспективной технологией, при помощи которой производят жидкое биотопливо. BTL стали применять только в начале XXI века, в её разработке приняли участие такие концерны, как «Шелл», «Даймлер», «Фольксваген».
В качестве сырья можно брать практически любую твёрдую биомассу - древесную щепу, солому, отходы агропромышленного комплекса… В процессе производства биотоплива подобным способом применяется низкотемпературный пиролиз (безкислородное нагревание). Получаемая в результате этой и следующих за ней операций жидкость, по оценкам специалистов, в будущем может полностью заменить горючее, на котором сегодня ездят современные автомобили. Это доказывают опыты, проведённые в концерне «Фольксваген».
У нового топлива в сравнении с бензином наполовину меньше выбросов в атмосферу. Правда, пока производство BTL обходится дороже, чем выпуск дизельного топлива. Но учёные убеждены, что это проблема временная - достаточно только усовершенствовать технологию.

Знаете ли вы что…

С 1 га. ячменя после переработки сырья можно получить полторы тонны биоэтанола. С аналогичной площади пшеницы - свыше 2,7 тонны, кукурузы - 3,8 тонны, сахарной свёклы - более 6,2 тонны, сахарного тростника - 7,7 тонны. Сегодня топливный этанол производится главным образом из пищевого зерна. Это спровоцировало его удорожание и нехватку на мировом рынке. Более дешёвое растительное сырьё - древесина, солома.

Страны-лидеры на рынке биотоплива

В производстве биоэтанола в тройке лидеров США, Бразилия и Китай. Причём бразильцы и американцы держат свыше 80% мирового рынка изготовления данного альтернативного топлива.
По объёмам выпуска биодизеля и растительных масел как моторного топлива на первом месте Германия, в которой эти виды биотоплива производятся главным образом из рапса. Затем идёт Франция. Активно себя ведут на этом рынке Аргентина и Индонезия, где государство субсидирует поставки биодизеля из пальмового масла в Европу. Некоторые европейские страны в этой связи даже вынуждены были принять антидемпинговые законы, потому что аргентинцы и индонезийцы ввозили топливо стоимостью ниже сырья.
К сожалению, наша страна пока в аутсайдерах среди производителей биотоплива. Исторически аграрная страна, Россия не менее, а может, и более других стран мира заинтересована в производстве и использовании биотоплива - только лишь в отечественном аграрно-промышленном комплексе каждый год расходуется более 5 миллионов тонн дизельного топлива. Если подсчитать, даже 30-процентная замена нефтяного дизтоплива биодизелем может дать экономике страны более чем 10-миллиардный эффект.
Однако, несмотря на прямое указание президента РФ В.В. Путина главе Минсельхоза рассмотреть вопрос о стимулировании промышленного производства биотоплива, данное главой государства ещё в 2007 году, ситуация в этой сфере с мёртвой точки не сдвинулась. Большие надежды возлагались на запуск мощностей Восточно-Сибирского комбината биотехнологий (ВСКБ), но проект превратился в долгострой. Хотя изначально заверялось, что предприятие в числе прочей продукции будет производить и 30 тысяч тонн биобутанола. Российские аналитики в числе главных причин, сдерживающих развитие отечественной отрасли производства альтернативного топлива, называют высокие акцизные ставки в производстве спирта, отсутствие внятной нормативной базы, которая бы стимулировала этот процесс, и… неготовность нашей техники к потреблению подобных энергоносителей.
Современная мировая тенденция в производстве биотоплива сводится к постепенному уменьшению объёмов сырья, в качестве которого используются продовольственные культуры, - этот подход уже непопулярен, поскольку повышает цены на продовольствие. Биотопливо второго поколения требуется производить, беря за основу посевные травы, водоросли. Найдётся применение и бытовым отходам, быстрорастущим плантационным растениям, отходам деревообрабатывающей промышленности, соломе и пр.

Биотопливо во всем развитом мире медленно, но верно замещает традиционные энергоносители, тогда как российская экономика «не видит» новых возможностей нарождающейся индустрии. Между тем при сохранении нынешних темпов роста производства биотоплива в Европе она может полностью отказаться от импорта нефти из России уже к 2017 году.

1. Биотопливо как экономический феномен. Появление в конце 19-го века двигателя внутреннего сгорания дало старт серийному производству автомобилей в начале 20-го века. Прошло немногим более 100 лет, а двигатель внутреннего сгорания по-прежнему стоит на вооружении мировых автопроизводителей. В течение века в нем были сделаны определенные усовершенствования, относящиеся к разряду малых инноваций. Например, появление в 50-х годах прошлого века инжекторных двигателей на заводах «Ferrari», увеличение количества цилиндров, клапанов, борьба за сокращение расхода топлива и т.д.

Не изменился только сам принцип работы двигателя: вот уже более 100 лет в качестве топлива активно используются продукты переработки нефти: бензин, дизельное топливо, газ. В последнее время стали разрабатывать водородный двигатель, использующий в качестве топлива воду. Однако в любом случае ничего лучше двигателя внутреннего сгорания человечество пока не придумало.

Сегодня, когда число автомобилей на дорогах и объемы потребления топлива и цены на топливо резко возросли, актуализировался вопрос о том, на каком топливе дальше ездить. Нефть и бензин соответственно дорожают. Газ, используемый в качестве топлива, является побочным продуктом переработки нефти и тоже растет в цене.

Развитый мир принял решение обратиться к прошлому опыту. Первые автомобили, в том числе и в России во время революции, ездили на спирте. Сегодня спирт (С 2 Н 5 ОН - этанол) получил модное название - биотопливо, биоэтанол; также появился биодизель.

Что касается развития индустрии биотоплива, то на рассмотрение нами выносятся следующие три вопроса:

1. Как скоро биотопливо вытеснит традиционное моторное топливо (бензин, дизель)?

2. Как внедрение биотоплива отразится на российском экспорте нефти?

3. Каковы перспективы развития производства биотоплива в России?

Несколько слов о самом биотопливе. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород) Самый древний вид биотоплива - это дрова.

3. Газообразное 1.1. Биогаз 1.2. Водород

В центре нашего внимания будет биоэтанол и биодизель. Смесь этанола с бензином обозначается буквой Е . Цифрой у буквы Е обозначается процентное содержание этанола. Например, Е85 означает смесь из 85% этанола и 15% бензина. Смеси до 20% содержания этанола могут применяться на любом автомобиле. Однако некоторые производители автомобилей ограничивают гарантию при использовании смеси с содержанием более 10% этанола. Смеси, содержащие более 20% этанола, во многих случаях требуют внесения изменения в систему зажигания автомобиля. Автопроизводители выпускают автомобили, способные работать и на бензине, и на Е85 . Такие автомобили называются «Flex-Fuel» (гибридные). Смесь биодизеля с дизельным топливом обозначается буквой B . Как и биоэтанол, в чистом виде биодизель может использоваться в автомобилях без доработки двигателей.

2. Экологические аспекты применения биотоплива. Опыт показывает, что применение биотоплива экологически безвредно. Биоэтанол как топливо нейтрален в качестве источника парниковых газов, обладает нулевым балансом диоксида углерода , поскольку при его производстве путём брожения и последующем сгорании выделяется столько же CO 2 , сколько до этого было связано из атмосферы использованными для его производства растениями.

В 2006 году применение этанола в США позволило сократить выбросы примерно на 8 млн. тонн парниковых газов (в эквиваленте СО 2), что приблизительно равно годовым выхлопам 1,21 млн. автомобилей. Однако для производства этанола в развивающихся странах активно вырубаются леса, в том числе и ливневые, под плантации соответствующих культур. Это уже наносит вред окружающей среде. Приоритет технических культур актуализирует также проблему голода в развивающихся странах.

3. Государственные программы применения этанола на транспорте. Активная работа по разработке биотоплива в мире началась еще в 1992 году. В настоящее время большинство развитых стран мира приняли соответствующие энергетические программы по использованию биотоплива (табл. 1).

Таблица 1. Государственные программы применения биоэтанола по странам мира

	Требования
Бразилия	24%-я смесь этанол/бензин, 2%-е содержание этанола в дизельном топливе
	производить ежегодно 28 млрд. литров этанола к 2012 году, 85%-я смесь этанол/бензин (E85)
Венесуэла	10%-я смесь с бензином
Евросоюз	2% в 2005, 5,75 % биотоплив к 2010 году (этанол + биодизель)
	производить ежегодно 3 млн. тонн к 2010 году
Аргентина	5%-я смесь к 2010 году
	В Бангкоке 10%-я смесь, 5%-я смесь по всей стране с 2007 года
Колумбия	10%-я смесь в больших городах к сентябрю 2005 года
	10%-я смесь до конца 2005 года
	5%-я смесь к 2010 году
	разрешено 3%-е содержание этанола в бензине
Австралия	разрешено 10%-е содержание этанола в бензине
Новая Зеландия	5% биотоплив к 2008 году (этанол + биодизель)
Индонезия	10% биотоплив к 2010 году (этанол + биодизель)
Филиппины	5%-я смесь с бензином к 2008 году, 10 % смесь к 2010 году
Ирландия	5,75% биотоплив к 2009 году (этанол + биодизель). 10 % биотоплив к 2020 году
	10% биотоплив к 2020 году

Стоит обратить внимание на то, что биотопливом не гнушаются такие нефтедобывающие страны, как Венесуэла и Канада. Наиболее активными поборниками биотоплива являются такие страны, как Бразилия, США, а также страны ЕС.

Экономическую эффективность использования биотоплива иллюстрируют данные табл.2.

Таблица 2. Себестоимость биоэтанола и цена бензина, 2006-2007 гг.

С коммерческой точки зрения производство биотоплива выглядит довольно рентабельным бизнесом. По сравнению с розничной ценой бензина себестоимость производства биоэтанола в США в 2,4 раза ниже. В ЕС разрыв между себестоимостью биотэтанола и бензина, которым он разбавляется, составляет 4 раза. Экономическая выгода очевидна.

4. Биотопливная индустрия США. Приведем некоторые данные о развитии биотопливной индустрии в США как наиболее развитой в мире:

· В 2005 году 30% бензина в США продавалось в смеси с этанолом.

· В 2006 г. в США этанол производили 110 заводов в 19 штатах. Суммарная мощность новых заводов 3,99 трлн. литров. За 2006 год было построено 15 новых заводов. В январе 2007 г. на различных стадиях строительства находилось 73 завода, 8 заводов расширяли свои мощности.

· Приоритетность развития биотопливной индустрии в США подчеркивает и адекватная амортизационная политика в отношении заводов отрасли. После 20 декабря 2006 года в амортизационной системе США для заводов, производящих биотопливо, предусмотрен специальный амортизационный вычет в размере 50% от первоначальной стоимости оборудования [www.irs.gov ]. Для российского Налогового кодекса амортизационные вычеты, особенно отраслевые, являются абсолютной новинкой.

· По сравнению с 2005 годом в 2006 году в США производство этанола возросло на 25%, по сравнению с 2000 годом - на 300%.

· В США 2,5% автомобилей имеют двигатели Flex-Fuel (2006 год). Годовой прирост автомобилей с гибридными двигателями - 1 млн. ед.

В январе 2007 года в своём ежегодном послании Конгрессу Дж.Буш предложил план «20 за 10». План предлагает сократить потребление бензина на 20% за 10 лет; 15% бензина предполагается заменить биотопливом. Таким образом, можно сделать следующий прогноз: в США через 60 лет биотопливо полностью вытеснит традиционное моторное топливо .

Таким образом, в США отмечается значительный рост объемов производства биоэтанола, увеличение числа заводов по его производству, а также позиционирование государственной программы по развитию биотопливной индустрии.

Тем не менее, приведенные выше цифры пока не дают представления о том, какова же доля потребления биотоплива. Чтобы прояснить ситуацию мы провели расчеты объемов биотоплива, в среднем приходящихся на один автомобиль США и Германии.

Таблица 3. Производство биотоплива из расчета на 1 машину: США и Германия

Данные табл.3 свидетельствуют о том, в настоящее время годовые объемы производства биоэтанола и биодизеля в США и Германии, таковы, что их хватает на одну заправку легкового автомобиля. Учитывая, что в среднем 1 машина в год потребляет 3000 литров топлива, доля биотоплива пока остается крайне малой (2-3%). Также стоит обратить внимание на асимметричную структуру производства «биодизель/биоэтанол» в США и Германии.

5. Эффект замещения традиционного топлива биотопливом. Теперь перейдем к вопросу о том, как скоро биотопливо вытеснит традиционное моторное топливо (бензин, дизель) и как его внедрение отразится на российском экспорте нефти.

Львиная доля российского экспорта нефти приходится на страны ЕС. На сегодняшний день годовой темп прироста объемов потребления биотоплива в Европе составляет 50% (табл.4). Скорее всего, в перспективе эти темпы не будут такими высокими.

Таблица 4. Потребление этанола в ЕС и динамика российского экспорта нефти

* При допущении, что при перегонке 1 литра нефти получается 0,5 литра бензина.

Учитывая темп роста объемов потребления биотоплива и замещения им бензина, производимого на нефтеперерабатывающих заводах Европы (табл.4), нами были проведены вариантные расчеты сроков, когда биотопливо сможет полностью вытеснить традиционное моторное топливо. Полученные оценки приведены в табл.5.

Таблица 5. Прогноз темпов роста потребления биотоплива в странах ЕС и периода прекращения российского экспорта нефти в Европейский союз

Исходя из полученных результатов табл.5, можно сказать, что эра традиционного бензина и дизельного топлива начинает завершаться. Вопрос «Через сколько лет будут исчерпаны мировые запасы нефти?» уже в прошлом. Вопрос формулируется уже по-другому: «Через сколько лет биотопливо полностью заменит традиционные энергоносители?».

По нашему мнению, мир находится в момент начала заката нефтяных государств . Опираясь на результаты расчетов, можно констатировать, что в распоряжении России остается не более 15 лет для того, чтобы найти источники получения доходов, отличные от экспорта нефти . Отсюда вытекает высокая актуальность построения в России инновационной экономики.

Конечно, могут звучать возражения, что российская нефть будет перенаправлена в Китай, Индию и другие страны, она будет использоваться не на НПЗ, а в промышленности, и, таким образом, status quo России сохранится. Однако не стоит серьезно обольщаться на этот счет.

6. Перспективы индустрии биотоплива в России. Потенциально эти перспективы высоки в том смысле, что в настоящее время эта отрасль находится практически на нулевом уровне. На конец 2007 года в России отсутствует ф едеральная программа развития биотоплива, не существует заводов по производству биодизеля, не существует станций, заправляющих автотранспорт биотопливом .

В реальности отечественная промышленность и национальная инновационная система пока игнорируют потенциал биотоплива и демонстрируют безразличие к неблагоприятной внутренней ценовой конъюнктуре на бензин. Нечувствительность национальной экономики к росту энергоемкости выражена в том, что переход на альтернативные источники энергии даже при высоких ценах на традиционные энергоносители не происходит. Рост цен на топливо автоматически включается производителем товаров в отпускные цены. Этот деструктивный для национальной экономики режим может существовать до тех пор, пока не иссякнет источник легких доходов в виде экспортной выручки от продажи на внешнем рынке углеводородов.

Увеличение ресурсоемкости экономики автоматически означает снижение ее эффективности. В России, нефтедобывающей стране, розничная цена бензина оказывается почти в 2 раза выше, чем в США, которые закупают нефть (табл.6). Не исключено, что США воздерживаются от разработки собственных нефтяных месторождений не в связи с желанием сохранить ее запасы, а по причине намеренного отказа от решений, не стимулирующих энергосбережение и открывающих доступ к дешевому сырью, экспорт которого может быть чреват для американской экономики «незаработанными» конъюнктурными деньгами.

Таблица 6. Сравнительные данные розничных цен на бензин в России и США на начало 2008 года

* оценка соотношения валют РФ и США по ППС проводилась с помощью the Big Mac Index (www.economist.com , 5 июля 2007 года), в соответствии с которым 1 доллар США эквивалентен 15,25 руб.

** из расчета 3 доллара США за 1 галлон (3,785 литра).

Главная причина игнорирования Россией биотоплива заключается в монополизированности топливной индустрии и отсутствии конкуренции. На рынке нет крупных экономических агентов, готовых своими активными действиями «расшевелить» ситуацию, обострить отношения на рынке. Что касается государственной политики, то она не только не поддерживает это направление, но и мешает ему. Главным препятствием является запрет на реализацию в качестве топлива смеси этанола с бензином, а также биодизеля. Кроме того, достаточно жестким выглядит Федеральный закон от 22 ноября 1995 года №171-ФЗ «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции».

В инновационной сфере от государства требуется выполнение хотя бы одного условия - не мешать, а государственная помощь необязательна. Яркий пример тому - бурно развивающийся рынок пластиковых окон. Этот рынок инновационного продукта для российских собственников жилья сформировался за несколько лет на основе зарубежных технологий производства без какого-либо участия государства и ее инновационной системы, на поддержание которой расходуются деньги налогоплательщиков.

Проводя мониторинг региональных инициатив в развитии производства биотоплива, можно отметить, что 2008 год является точкой отсчета в формировании этой отрасли в России. Например, можно отметить такие проекты, как строительство завода по производству биоэтанола в Адыгее (начало в марте 2008 г.) и строительство завода по производству биодизеля в Волгоградской области (российско-германский проект, начало в сентябре 2008 г.). Однако продукция этих предприятий не предназначена для внутреннего потребления и будет идти на экспорт.

К развитию биотоплива в России можно относиться по-разному, однако мировой вектор энергетики говорит о том, что эпоха нефти и легких денег ее экспортеров близится к завершению. Может ли Россия в перспективе поменять свой экспортный портфель: вместо нефти экспортировать биоэтанол? Теоретически да, но этот путь также бесперспективен, как и экспорт нефти.

Увеличивающийся российский экспорт нефти создает искусственный дефицит сырья для нефтеперерабатывающих заводов внутри страны. Вследствие этого растут внутренние цены на бензин. Аналогичная ситуация имеет место с зерном, являющимся сырьем для производства биотоплива. Например, в 2007 году объемы российского экспорта зерна в государства, производящие биотопливо, вызвали его искусственный дефицит внутри страны и спровоцировали рост цен на хлебобулочные изделия. Необходимо отметить, что пока потребительский негатив от роста цен амортизируется насыщенностью экономики экспортными деньгами, приток которых может в ближайшем будущем существенно уменьшиться.

Тем не менее, это не означает, что Россия должна пройти мимо биотоплива - страна должна научиться его производить, использовать, продавать и зарабатывать на нем. Это означает, что акценты энергетической и инновационной политики должны быть гибкими, а не фундаментально закрепившимися на отживающих себя направлениях. Это означает, что с развитием биотоплива необходимо на его потребление переориентировать национальную экономику.

На наш взгляд, для мировой экономики развитие биотоплива - это не шаг вперед, а шаг в сторону , временное решение проблемы дороговизны бензина. Мир нуждается не столько в альтернативном и дешевом топливе, сколько в принципиально новых технологиях перемещения в пространстве, более совершенных, чем двигатель внутреннего сгорания.

ОАО "Корпорация «Развитие» г. Белгород выпустила аналитический отчет «ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ РЫНКА БИОТОПЛИВА В МИРЕ И РОССИИ ЗА ПЕРИОД 2000-2012 ГОДЫ». Это подробный и добротный документ, выдержки из которого приводятся в заметке. Более подробно с отчетом можно ознакомиться в приложении к статье. Отчет подготовили специалисты Корпорации Федченко И.А., Соловцова А.С., Лукьянов А.Н.

Биотопливо. Тенденции мирового рынка

Движущими факторами для распространения биотоплива, являются угрозы, связанные с энергетической безопасностью, изменением климата и экономическим спадом. Биотопливо является альтернативой традиционным видам топлива, получаемым из нефти. В долгосрочной перспективе постоянно растущий спрос на биотопливо со стороны наземного, воздушного и морского транспорта может сильно изменить сложившуюся ситуацию на мировом рынке энергоносителей.

По прогнозам Мирового энергетического агентства, нехватка нефти в 2025 году будет оцениваться в 14%, что в несколько раз больше, чем в текущем году. Так что огромный мировой автопарк может спасти лишь постепенный уход от бензина и дизтоплива.

По данным МЭА, общий объем производства биотоплива - в том числе биоэтанола и биодизеля - в 2012 году составил 110 млрд. литров. То есть даже удвоение текущего уровня производства к 2021 году покроет лишь 7% мировой потребности в топливе. Темпы роста производства биотоплива намного отстают от темпов роста потребности в них. Происходит это из-за необходимости наличия дешёвого сырья и недостаточного финансирования.

Массовое коммерческое использование биотоплива будет определяться достижением ценового равновесия с традиционными видами топлива, получаемыми из нефти. В отчете американского бизнес-агентства GBI Research сообщается, что доля генерации энергии из возобновляемых источников в 2012 году составила 30% или 1 695 ГВт.

Аналитики GBI прогнозируют, что к 2020 году эти мощности возрастут до 2 762 ГВт, что увеличит долю «чистой» энергии в мире до 36%. Согласно исследованиям Минсельхоза России и ФГНУ «Росинформагротех», в структуре альтернативной энергетики в мире энергия биомассы составляет до 13%.

По прогнозам ученых, доля возобновляемых источников энергии к 2040 г. достигнет 47,7%, а вклад биомассы — 23,8%. Планы по началу производства биотоплива на государственном уровне приняты более чем в 38 странах мира. Мировыми центрами производства биотоплива в 2012 году являются США, Бразилия и Европейский Союз. Это три самых больших рынка в мире, в 2010 году сконцентрировавшие 85% мирового производства биологического топлива.

Самая большая доля приходится на Соединенные Штаты Америки - 48% биотоплива в мире. Самый распространённый вид биотоплива - биоэтанол, его доля составляет 82% всего производимого в мире топлива из биологического сырья. Ведущими его производителями являются США и Бразилия. На 2-м месте находится биодизель. В Европейском Союзе сосредоточено 49% производства биодизеля. Объем мирового производства биотоплива с 2000 года увеличился в семь раз - с 16 млрд. литров в 2000 году, до 110 млрд литров в 2012 году. При этом биотопливо составляет только 2,3% от общего объёма используемого жидкого (моторного) топлива. Этот показатель выше в Бразилии (20,1%), Соединенных Штатах (4,4%) и Европейском Союзе (4,2%).

Между 2004 и 2007 годами инвестиции в сектор биотоплива переживали быстрый рост, в том числе этому способствовал общий рост экономики, рост цен на нефть, налоговые стимулы, производственные субсидии и пограничные тарифные сборы, а также законодательное увеличение доли биотоплива в горючем в ряде стран мира.

Как результат растущего глобального спроса, многие развивающиеся страны начинали наращивать отечественный потенциал по производству биотоплива. В течение 7 лет (с 2000 по 2007 год) производство топливного биоэтанола увеличилось в три раза и превысило 60 млн. литров, причем основная часть этого роста пришлась на долю Бразилии и Соединенных Штатов Америки. В области производства биодизеля, в странах Евросоюза, за тот же период отмечался более значительный рост, в результате чего объем производства увеличился с менее 1 млрд. литров до почти 11 млрд. литров (в 11 раз).

По оценке Joint Research Centre доля биодизеля в мировом объеме биотоплива быстро растет, в связи с появлением новых стран-производителей в Юго-Восточной Азии и быстрого увеличения производства биодизельного топлива (по сравнению с биоэтанолом) в других странах. В ЕС сосредоточены три крупнейших государства - производителя биодизельного топлива - Германия, Франция и Италия. Также, Франция и Германия являются крупнейшими потребителями биотоплива в ЕС.

Использование сельскохозяйственного сырья для производства жидкого биотоплива и рост объемов его производства обусловили спрос на сельскохозяйственную продукцию, что повлияло на цены продовольственных культур, используемых при производстве биотоплива. Как следствие в 2007-2008 годах цены на сельскохозяйственную продукцию резко возросли. Согласно исследованиям МЭА, после пика инвестиций в производство биотоплива в 2007 году (28 млрд. долларов США), объем инвестиций резко сократился в последние пять лет - к 2012 году на 90% до 2,8 млрд. долл. США.

В 2012 году темп роста производства биотоплива замедлился из-за высоких цен на сырье, связанных, главным образом, с экстремальными погодными условиями, т.к. затраты на сырье при производстве биотоплива составляют от 50% до 80% от общей стоимости. Однако качество биотоплива стало выше примерно на треть по сравнению с 2011 годом. Общий объем производства биотоплива - в том числе биоэтанола и биодизеля - в 2012 году составил 110 млрд. литров (рост к 2011 году 7%).

Производство биодизеля в США составило около 4 млрд. литров и в Латинской Америке 7 млрд. литров. Для производства биотоплива в 2012 году освоена переработка более 100 новых видов растений. Тем не менее, некоторые крупномасштабные проекты не были реализованы по причине отсутствия адекватных механизмов для их развертывания. В 2012 году инвестиции в научные разработки в сфере биотоплива составили около 1,7 млрд. долл. Из них более 2/3 (около 1,1 млрд. долл.) – из государственных бюджетов, в то время как инвестиции из частного сектора составили около 500 млн. долл. При этом, общий объем инвестиций был аналогичен уровню 2011 года, но на $ 600 млн. (44%) меньше, чем в 2009. Тем не менее, общий объем инвестиций в НИОКР сектора биотоплива в 2012 году достиг уровня, выше среднего за последние девять лет (1,2 млрд долларов США).

Объем производства биотоплива второго поколения продолжает расти, в 2012 году он увеличился на 4,5 млрд. литров, что на 1,3 млрд. литров больше чем в 2011 году, и на 2,9 млрд. литров больше чем в 2010 году. К 2017 году мировое производство биотоплива второго поколения должно составить 10 млрд литров. Способствовать росту может внедрение передовых технологий производства, повышение его эффективности, снижение себестоимости, для чего необходимы устойчивые инвестиции.

Мировое производство биотоплива к 2017 году должно увеличиться на 25%, и составить около 140 млрд. литров. Производство биодизеля в Соединенных Штатах Америки будет расти. В Европейском союзе основная часть производства биотоплива приходится на биодизель, производимый из семян масличных культур (рапса).

По прогнозам, в странах Евросоюза будет расширяться производство биоэтанола из пшеницы и кукурузы, а также сахарной свеклы. В Бразилии, как ожидается, производство биоэтанола будет продолжать расти ускоренными темпами и достигнет к 2017 году примерно 41 млрд. литров. В целом, производство биоэтанола и биодизеля, согласно прогнозу, к 2017 году будет возрастать быстрыми темпами и составит 125 и 25 млрд. литров соответственно.

Помимо Бразилии, в нескольких развивающихся странах существуют хорошие перспективы для производства биотоплива, это может обеспечить им новые возможности для экспорта в промышленно развитые страны мира. Наибольшим потенциалом для расширения производства биотоплива обладают страны Африки и Южной Америки.

Начался быстрый рост производства биотоплива в Азии. В настоящее время Китай находится на третьем месте по производству биоэтанола, и ожидается, что это производство будет расти в течение следующих десяти лет более чем на 4% в год. В Индии производство биоэтанола из мелассы, согласно прогнозам, будет увеличиваться более чем на 7% в год. При этом расширяется производство биодизеля из новых культур, таких, как ятрофа.

Биотопливо. Возможности России

Для России биоэнергетика является одним из наиболее перспективных видов возобновляемых источников энергии (ВИЭ). И прежде всего – в области использования отходов. Львиная доля тех немногих инвестиций, которые в РФ были направлены на развитие ВИЭ, также пришлись на биоэнергетику. Однако серьезных позиций в энергобалансе страны биоэнергетика по-прежнему не занимает, причина тому – целый ряд бюрократических и рыночных препятствий.

Большая часть экспертов сходится во мнении, что биоэнергетика является самым перспективным на данный момент видом ВИЭ для России. Так, аналитики исследовательской компании AEnergy полагают, что в сегменте ВИЭ именно биогазовая энергетика является наиболее конкурентоспособной. Ее надо развивать как комплексное решение по утилизации отходов, а не в качестве чисто энергетического бизнеса. Речь идет о том, что наибольший потенциал биоэнергетики в РФ заключен в утилизации отходов – аграрно-промышленного, деревообрабатывающего секторов, пищевой промышленности, а также бытовых отходов.

Эксперты компании «Системы альтернативной энергетики» оценивают общий технический потенциал биомассы в РФ в 15 000-20 000 МВт (для сравнения: мощность всех АЭС России составляет около 23 600 МВт). Инвесторы уже обращают внимание на потенциал биоэнергетического сектора в России. Так, по данным аналитической компании Rosbioconsulting, на протяжении последних десяти лет накопленные инвестиции в биоэнергетику выросли в 18-20 раз; объем инвестиций в биоэнергетику составил порядка 30 млрд рублей, или 88-90% от общего объема инвестиций в ВИЭ в стране.

Аналитики AEnergy оценивают объем инвестиций в сумму около 10 млн евро, отмечая, правда, что процент ВИЭ в генерации (без учета больших ГЭС) все равно остается крайне низким – около 1%. Так, по данным AEnergy, стоимость 1 кВт установленной мощности биогазовой установки находится в пределах от 2000 до 5000 евро (менее мощные станции оказываются более дорогими). С другой стороны, сопоставление уровня капитальных затрат на единицу мощности с другими источниками энергии показывает, что проигрыш биогазовой энергетики по данному показателю неочевиден – например, стоимость крупных АЭС оценивается в 5000 евро за кВт, а стоимость 1 кВт крупных ветроэлектростанций составляет около 2000 евро, солнечных – около 5000 евро. Современные угольные электростанции оцениваются примерно в 2000 евро за 1 кВт.

Ощутимое преимущество имеет лишь газовая генерация со стоимостью около 1000-1500 евро за 1 кВт. Однако газ есть не везде, а цены на него стремительно приближаются к европейскому уровню.

Ключевой проблемой биоэнергетики в РФ аналитики считают тот факт, что биогазовые установки являются прибыльными только при бесплатном и бесперебойном снабжении отходами.

Кроме того, производителям биоэнергии необходим гарантированный сбыт произведенной электроэнергии – чего в российских условиях пока не наблюдается. Ситуации потенциально может помочь комплекс мер стимулирования производства энергии на основе ВИЭ.

Ряд законодательных инициатив уже одобрен правительством. В том числе, это комплексная программа развития биотехнологий в РФ до 2020 года, существенную роль в которой играет и биоэнергетика. На ее поддержку в общей сложности будет выделено 367 млрд рублей. В документе говорится о создании технологической и технической базы для развития биоэнергетики, поддержке инженерных разработок и производства оборудования, а также поддержке региональных проектов в области производства энергии и тепла из биотоплива.

Эксперты положительно оценивают предлагаемые государством меры, впрочем, отмечая, что для развития сектора потребуется довольно много времени – по показателю доли ВИЭ в генерации электричества и тепла Россия заметно отстала не только от стран Западной Европы и Северной Америки, но даже и от партнеров по БРИКС. Тем не менее, как полагают аналитики, именно биоэнергетика может стать тем локомотивом, который приведет к дальнейшему развитию и других видов ВИЭ в России.

Российское энергетическое агентство указывает, что практически все федеральные округа России располагают основными, возобновляемыми источниками энергии (энергия солнца, энергия ветра, малая гидроэнергетика, энергия биомассы), и имеют потенциально необходимые возможности для создания интегрированных энергетических комплексов для производства тепловой и электрической энергии и моторного топлива. По данным Росстата, потенциальное производство в России биогаза из таких отходов - до 74 млрд куб.м в год.

Потенциально возможное производство из биогаза электроэнергии составляет 151 200 ГВт, тепла -344 ГВт. В 2012-2013 годах планируется ввести в эксплуатацию более 50 биогазовых электростанций в 27 регионах России. Установленная мощность каждой станции составит от 350 кВт до 10 МВт. Суммарная мощность станций превысит 120 МВт. Общая стоимость проектов составит от 58,5 до 75,8 млрд рублей. По результатам расчетов, в распоряжении России остается не более 15 лет для того, чтобы найти источники получения доходов, отличные от экспорта нефти.

Основная доля российского экспорта нефти приходится на страны ЕС. На сегодняшний день годовой темп прироста объемов потребления биотоплива в Европе составляет 50%. Площади под посевы высокоэнергетических культур в Европе и других странах ограничены, а мощности перерабатывающих заводов не загружены, поэтому в ближайшие годы Россия может более эффективно реализовать свой земельный потенциал (примерно 9% от мировой пашни) - около 40 млн га невостребованной пашни под создание энергетических плантаций, а также более полно использовать около 1 млрд т биомассы ежегодно.

Но как показывают расчеты, при культивировании, например, топинамбура для производства биогаза и биоэтанола для моторного топлива для всего российского АПК необходимо всего около 3-х млн. га, для автопарка всего РФ – 15 млн. га. При культивировании сладкого сорго для автопарка АПК – до 1 млн. га для РФ – 15 млн. га, то есть намного меньше пустующих земель.

Выводы

Одна из основных причин игнорирования Россией биотоплива заключается в монополизированности топливной индустрии и отсутствии конкуренции. На рынке нет крупных экономических агентов, готовых своими активными действиями «расшевелить» ситуацию, обострить отношения на рынке.

В мире наиболее эффективным способом стимулирования развития биоэнергетики, позволяющим перейти от единичных проектов к их массовому тиражированию, является тарифное регулирование. Субсидирование тарифов от биотопливной генерации на стартовой фазе является кредитом на стабилизацию, и даже снижение, тарифов в будущем. После завершения периода окупаемости инвестиционных затрат стоимость энергии от биоэнергетики определяется только операционными затратами, которые несопоставимо меньше затрат на топливную компоненту. Соответственно при значимой доле биотоплива в энергетике появляется реальный фактор, играющий против роста тарифов.

Наиболее успешно тарифное стимулирование тиражирования биоэнергетических проектов ведется в ЕС, особенно в Германии. В России же до сих пор не запущен механизм господдержки, даже предусмотренный Законом об электроэнергетике и особым Постановлением Правительства РФ. Не создан благоприятный экономический режим производителям и потребителям оборудования, использующего биотопливо, не обеспечены свободный доступ на рынок электроэнергии, недискриминационный режим льготного присоединения к электрической сети. Государственная политика не только не поддерживает это направление, но и мешает ему.

Главным препятствием является запрет на реализацию в качестве топлива смеси биоэтанола с бензином, а также биодизеля. Кроме того, достаточно жестким выглядит Федеральный закон от 22 ноября 1995 года №171-ФЗ «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции».

Как указывают аналитики аграрной торговой системы «АГРОРУ», для производства основных видов источников биотоплива, в частности биоэтанола, используется зерно – основной источник белка на планете. Конкуренция между продовольственной, кормовой, а теперь и биотопливной индустрией приводит к росту цен на основные продуктовые ресурсы.

Эксперты из Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН подсчитали, что в западных странах продовольственные товары могли бы стоить на 75% дешевле, если бы не производство биотоплива. В России производство биоэтанола не оказывает серьезного давления на зерновой рынок, на комбикорма и в конечном счете на рентабельность животноводов, которые и без того переживают сегодня не лучшие времена. Но в России биоэтанол облагается такими же акцизами, как спирт. Налоговые послабления, которые существуют в США и ряде других стран, у нас пока даже не рассматривались.

По словам участников рынка, биотопливо в России имеет нереальную ставку акциза – до 90% себестоимости его производства. Это делает его распространение невозможным. И все же, согласно прогнозам DISCOVERY Research Group, к 2015 году произойдет увеличение объемов потребления биотоплива в России до 500 тыс. тонн в год. На сегодняшний день существует достаточно много программ по переводу котельных на биотопливо в таких регионах, как Вологодская, Архангельская и Новгородская области.

Производство биотоплива напрямую привязано к зерновой индустрии. В России в лучшие времена удалось собрать до 90 млн тонн зерна. Из них 15 млн отправляется на экспорт, а остальной урожай идет на покрытие внутренних потребностей. Поэтому сегодня страна фактически не имеет ресурсов, необходимых для развития индустрии биотоплива. И даже с учетом того, что в ближайшие 8 лет объемы урожаев могут вырасти на 15–20 млн тонн, кардинально это ситуацию не изменит.

Прирост производства будет потребляться растущим животноводством. Тем не менее со вступлением в ВТО рынок биотоплива будет расти по большей части за счет производства так называемых пеллетов или топливных гранул, а также производства биотоплива из cельскохозяйственных отходов. При этом фактически вся индустрия будет экспортно ориентированной из-за акцизов.

Ежегодный общий объем органических отходов АПК в нашей стране составляет примерно 593 млн тонн, из них на животноводство приходится 350 млн, птицеводство – 23 млн, растениеводство – 220 млн тонн. На основе целлюлозы в результате ферментативных процессов можно получить до 117 млн тонн биоэтанола, при ацетоно-бутиловом брожении – 64,2 млн куб. м биоводорода и 95 млн тонн биобутанола, при добыче торфа в объеме 300 млн тонн – до 90 млн тонн биоэтанола ежегодно. Значительную часть этих отходов можно было бы использовать для производства биотоплива, особенно с учетом того, что в российской действительности эта продукция не находит себе другого применения.

В целом, производство биотоплива сдерживается акцизами, в связи с чем рынок зерна является достаточно защищенным. В то же время производству биодизеля и биогаза фактически ничто не мешает развиваться. С учетом всех факторов, «АГРОРУ» прогнозирует, что рынок биотоплива в России к 2020 году может вырасти более чем в 1,5 раза – до отметки в 5 млн тонн в год.

В настоящее время на рынке оперирует множество компаний, которые производят не самую качественную продукцию. Вступление в ВТО, а также усиление конкуренции за сырьевую базу в ближайшие годы приведет к поглощению мелких и средних производителей, применяющих не самые современные технологии, более крупными игроками. Кроме того, потенциально возможно появление иностранных инвесторов с сфере производства биотоплива в России.

Скачать Аналитический отчет