В нашей рассылке мы уже говорили о ситуации с биоэтанолом и биодизелем в Украине в свете законодательного закрепления льгот для производителей и «пользователей» этих видов биотоплива.

Поскольку слова об использовании биотоплива все чаще звучат с экранов телевизоров, появляются на страницах печатных и электронных СМИ, мы решили посвятить несколько выпусков рассылки материалам об особенностях производства, возможностях использования различных видов биологического топлива.

Сергей Головский – председатель правления ОО «ЭНЭКО»

В мире все больше говорят о необходимости замены нефти, угля и газа на биотоплива. Но пока немногие понимают, что же это такое на самом деле. Иногда можно встретить рассказы о чудесных веществах, совершенно не загрязняющих окружающую среду и более эффективных, чем бензин, керосин и др. топливо.

В действительности ничего принципиально нового в биотопливах нет. Биотоплива использовались тысячелетиями и для многих остаются единственным источником тепла и средством приготовления пищи. Главным биотопливом были и остаются дрова, причем их экологичность совсем неочевидна - достаточно лишь вспомнить о нелегальной вырубке лесов.

Впрочем, теперь под понятием "биотопливо" редко подразумевают дрова. Речь, обычно, идёт о более высокотехнологичных продуктах, получаемых из сельскохозяйственных культур или отходов переработки растительного и животного сырья. С возобновляемостью у них все в порядке, чуть сложнее обстоит дело с вредными выбросами. Сторонники говорят, что биотоплива меньше загрязняют атмосферу, а противники возражают, что при сгорании биотоплив выделяются те же продукты, что и при сжигании ископаемых топлив.

Биотопливо (biofuel) — это топливо из биологического сырья, получаемое в результате переработки каких либо растений (кукуруза, рапс, соя и т.д.).

Различается жидкое биотопливо (этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, солома, далее пеллеты) и газообразное (биогаз, водород).

Сегодня начнем наш цикл с материала о жидком биотопливе.

НАШ РАПС ИДЕТ ЗА ГРАНИЦУ.

Для Украины расчеты показывают: чтобы топливо из хлореллы было дешевле, чем из нефти, водоросли также надо выращивать в открытых водоемах, под солнечным светом, дабы не тратить на освещение электроэнергию. К сожалению, в наших широтах это возможно только в Крыму, и то зимой хлорелла будет расти очень медленно. Поэтому в Украине рапс и подсолнечник по-прежнему являются самым распространенным сырьем для производства биодизеля, несмотря на то, что они сильно истощают почву. В основном его экспортируют в Германию: немцы платят украинским фермерам хорошие по нашим меркам деньги — до 1200 грн. за тонну, это больше на 20%, чем за тонну продовольственной пшеницы 3 класса, выращивать которую намного дороже, чем рапс. В прошлом году его экспортировали около 700 тыс. т.

А КАК У НИХ: ВПЕРЕДИ НЕМЦЫ, ПОЗАДИ РОССИЯНЕ

Идея перевести автомобильные двигатели на биотопливо: этанол (заменитель бензина) и биодизель возникла почти полвека назад. Наиболее продвинулась в этом направлении Бразилия, где более 30% автомобилей ездит на смеси этанола с бензином. В качестве сырья используется сахарный тростник, которого в Бразилии выращивают столько, что за год из него получают более 6 млрд. л этанола, из которых треть (2,2 млрд. л) идет на получение смеси безводного этанола с бензином (все автомобили Украины в год потребляют до 7 млрд. л бензина).

Стоимость литра этанола в Бразилии — около $0,5, что почти вдвое дешевле, чем бензин, хотя при использовании биотоплива возникают определенные проблемы, требующие доработки двигателя (см. на соседней странице). Кстати, в Бразилии уже не пользуются спросом обычные машины, а покупаются только те, которые могут ездить на любой смеси этанола и бензина. Но эта страна — исключение именно потому, что у них много дешевого сырья и теплый климат, в котором моторы на этаноле хорошо работают.

В США, занимающих второе место в мире по использованию биоэтанола, получаемого из зерновых, примерно половина бензина продается с добавкой 10% биоэтанола. В Европе доля биотоплива составляет 2—3%. при цене около $600 за тонну, что сопоставимо со стоимостью тонны бензина. Основной упор в Старом Свете сделан не на этанол, а на биодизель. Впереди Германия, где его вырабатывают в основном из рапса около 3 млн. т в год, далее идут Италия и Франция — до 1 млн. т и Британия — до 500 тыс. т., еще 12 стран Европы дают все вместе около миллиона тонн ежегодно.

На территории СНГ первым начал производить биоэтанол Казахстан — в 2006 г. там был запущен завод мощностью 57 тыс. т биоэтанола в год, на что уходит 220 тыс. т. пшеницы в год. Для обеспечения завода сырьем компания пробрела 200 тыс. га земли и планирует открыть еще 3 таких 3 предприятия. В России, как известно, богатой нефтью, рынок биотоплива практически не развит.

В ЕВРОПЕ БИОТОПЛИВО ВНЕДРЯЮТ «ДОБРОВОЛЬНО-ПРИНУДИТЕЛЬНО»

Пока наиболее реальным сырьем для производства автомобильного горючего является традиционное сырье: это спирт для биоэтанола (его смешивают с бензином в пропорции от 6% до 85% спирта) и растительные масла для биодизеля (от 5 до 30% биодизеля, остальное — так называемый петродизель (от петролеум — нефть). Плюс добавляют специальные весьма дорогие химические присадки, стабилизирующие состав топлива.

Что касается использования спирта и биодизеля в чистом виде, то это, по мнению ученых, невозможно без существенного изменения конструкции двигателей внутреннего сгорания: например, замены дешевых алюминиевых, пластиковых и резиновых деталей на нержавеющую сталь, что существенно (до 5—6%) увеличит стоимость автомобиля.

Но даже если производители автомобилей и согласятся на такие издержки, это не значит, что потребители массово перейдут с бензина и солярки на биотопливо. В Европе (да и в Украине), в отличие от Бразилии, нет избытка сахарного тростника и другого сырья, которое можно было бы переработать на спирт и наоборот, достаточно традиционных нефтепродуктов. Причем стоимость их не намного выше, чем у биотоплива, поэтому частник не особо заинтересован «искать от добра добра», переходя со старого доброго бензина на неизвестный ему продукт, преимущества которого выглядят весьма сомнительными, несмотря на рекламу. «Если что-то случится с моей машиной из-за этого биотоплива, ремонтировать ее придется мне, а не тем, кто призывает беречь природу», — размышляет большинство автовладельцев — и заправляются бензином.

Поэтому на Западе внедрение экологически чистого топлива происходит "добровольно—принудительно", на государственном уровне: в основном в общественном транспорте — муниципальных автобусах, такси, автомобилях скорой помощи, пожарных, машинах, которые вывозят мусор и т. д. Страны, входящие в Евросоюз, обязаны к 2010 г. заменить биотопливом 5,75% потребляемых ими нефтепродуктов (сейчас процент вдвое меньше).

«Пока украинцам предлагают заливать в бак неизвестно что, изготовленное не только не по европейским, но даже не по отечественным стандартам. В настоящее время есть около десятка технических условий на всевозможные спиртовые и эфирные смеси, которые с большой натяжкой можно назвать аналогами европейских Е85 (85% спирта, до 15% бензина и 1% присадок) и В30 (30% биодизеля, 70% петродизеля)», — говорит замдиректора Научно-технического центра «Психея» Геннадий Рябцев. Кстати, по подсчетам г-на Рябцева, биодизель на наших АЗС должен стоить не более 4,90 грн./л, биобензин — 5,25 грн/л.

Мнение: «УЖЕ ПРИ ПЛЮС 15-ТИ МОТОР НЕ ЗАВЕДЕШЬ»

«Эксплуатация авто на биоэтаноле выявила не только его достоинства, но и недостатки, — «говорит завотделом гомогенного катализа и присадок к нефтепродуктам Института биоорганической химии и нефтехимии НАН Украины Евгений Полункин. — Назову основные:

Если спирта в топливной смеси много, он вызывает коррозию алюминиевых сплавов, из которых сделаны топливные насосы большинства автомобилей. Через 8—10 тыс. км насос надо менять, а стоит он у хорошей иномарки до 1000 евро.

Спирт хорошо обезжиривает любые поверхности, но для цилиндров двигателей это очень плохо: спирт смывает масло со стенок цилиндров, из-за чего снижается в 7—8 раз величина так называемой точки задира, при которой резко возрастает трение между поршнем и цилиндром, двигатель начинает интенсивно разрушаться. Чтобы этого избежать, надо добавлять специальные присадки с высоком содержанием антиоксидантов (антиокислителей), которые стоят достаточно дорого, а это повышает цену биотоплива.

У биоэтанола низкое давление насыщенных паров, поэтому двигатель в холодную погоду (ниже +15 градусов) может вообще не завестись. В Бразилии и в Европе с этим борются, запуская двигатель бензином из дополнительного бачка и вводя присадку — изопентан, повышающую давление насыщенных паров в цилиндре.

Когда спирта в бензине мало (до 6%), он при низких температурах соединяется с водой и, взаимодействуя с углеводородами, содержащимися в бензине, расслаивается, образуя желеобразную смесь, которая забивает трубопроводы, подающие топливо в цилиндры двигателя. Это устраняется добавлением спецприсадок, но нужно точно выдерживать технологию.

Что касается биодизеля, то он намного менее капризный и в пропорции до 30% не вызывает никаких проблем в работе дизельных двигателей».

Директор НИИ «МАСМА» (Киев) Олег Швидкый уверен, что при соблюдении технологии производства биоэтанола (речь о содержащем до 60% спирта и 40% бензина), автомобилю такое горючее абсолютно не вредит, ведь оно отвечает стандарту «Евро-4» для бензина. «Наши исследования показали: никакого осадка ни в двигателе, ни в бензобаке, ни в фильтрах топливной системы не наблюдается», — утверждает Швидкый.

В то же время, один из специалистов СТО корпорации «Укравто» припомнил, что в середине 90-х гг. ему приходилось ремонтировать легковой автомобиль, который ездил на так называемом «бензине моторном смесевом», содержащем 6% спирта. «Трубопроводы бензина были полностью забиты желеобразной массой, пришлось их чистить и менять топливный насос», — рассказал нам мастер.

Независимый эксперт по автомобилям Вячеслав Бовсуновский добавил, что у спирта температура горения намного выше, чем у бензина, из-за чего может прогореть прокладка между головкой блока цилиндров и самим блоком и газы пойдут в систему охлаждения, двигатель закипит и выйдет из строя. Есть, по мнению г-на Бовсуновского, недостатки и у биодизеля: надо регулярно (примерно раз в месяц) очищать химическими добавками бензобак от развивающихся в топливе бактерий и промывать от них же трубопроводы. Кроме того, необходимы специально предназначенные для работы с биодизелем топливные фильтры. "В Европе для работы с биодизелем выпускают грузовики в специальной комплектации, топливная система и двигатель которых учитывает особенности вида топлива. В Украине же таких грузовиков не делают и делать не собираются. У нас есть лишь единичные экзепляры таких машин, завезенные из Европы в качесвте секонд-хенда", - добавляет эксперт.

УКРАИНСКИЙ СПИРТ: НЕ В БУТЫЛКИ, А В БЕНЗОБАКИ

С февраля нынешнего года в Украине возобновлено производство биотоплива на основе этилового спирта. Причем отечественные спиртовики готовы буквально залить отечественный рынок моторным топливом под маркой БИО-100, в котором содержится 60% этанола. Глава концерна «Укрспирт», являющегося монополистом по выпуску «огненной воды», Иван Яковец считает, что на производство водки и других ликеро-водочных изделий должно идти не более 15% всего производимого в стране спирта (до 2 млрд литров в год), а остальное — в бензобаки. Учитывая, что сырья для производства спирта у нас достаточно (зерно, сахарная свекла), это позволит заменить биотопливом более половины импортируемого бензина (сейчас соотношение импорта и собственного производства бензина — 50:50 из потребляемых 7 млн. т в год).

Увы, пока биотоплива выпускают намного меньше — единственное госпредприятие «Лохвицкий спиртовый комбинат» дает в сутки компонентов для выпуска 80 тонн бензина БИО-100, это значит, что за год (спиртзаводы работают 300 дней в году и 2 месяца на профилактике) Лохвица может дать 24 тыс. т, это даже не капля в море. Но, как рассказал нам руководитель пресс-службы концерна «Укрспирт» Эльдар Салямов, в ближайшее время задействуют еще 4 спиртзавода и через 2—3 года концерн планирует выйти на 200 тысяч тонн биотоплива в год. Планируется, что им будут заправляться грузовики (в основном в аграрном секторе) и другая сельхозтехника, работающая на бензине.

«По заключениям специалистов АН Украины, БИО-100 идеально подходит для современных автомобилей с инжекторной (у старых авто — карбюраторы) системой подачи топлива, при этом мощность и расход топлива такой же, как у работающих на бензине, а выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, прежде всего бензопирена (он вызывает рак) на порядок меньше, чем у бензина», — убеждает Талятов.

В этой связи стоит вспомнить, что в 2007 г. БИО-100 уже вырабатывался на Лохвицком спирткомбинате и продавался на заправках в Киевской, Одесской, Днепропетровской и Черновицкой областях некой частной структурой по цене, примерно равной стоимости бензина А-95 (тогда это было 3,6—4,0 грн./л), но в рекламе утверждалось, что он соответствует А-98 (около 5 грн./л). Автомобилисты встретили новинку настороженно: владельцы дорогих иномарок, ездящих на А-98, предпочитали не рисковать и заправлялись традиционной «горючкой». Свою роль сыграли и публикации в прессе (возможно, оплаченные нефтетрейдерами, не желающими терпеть конкурентов), в которых утверждалось, что БИО-100 не соответствует заявленным характеристикам, а влияние его на топливную систему и двигатель автомобиля до конца не изучено. В результате проект потерпел фиаско.

ВОДОРОСЛЯМИ ПО КРИЗИСУ

Откроем тайну: живые производители биотоплива называются «Ботриококкус броунии». «Это — уникальные одноклеточные водоросли размером в 5 микрон (0,005 мм) и весом около 1 мг (0,001 г), которые в процессе роста накапливают в себе не жирные кислоты, как другие растения: рапс, подсолнечник, водоросли хлорелла (именно такие кислоты являются сырьем для биодизельного топлива), а нефтеподобные соединения — длинноцепочечные углеводороды. Фактически это — биологическая нефть, которая не нуждается в дальнейшей обработке для получения из нее топлива, но если ее подвергнуть крекингу (переработке на НПЗ), как ископаемую нефть, длинные цепочки углеводородов от высокой температуры порвутся на более короткие и получится бензин и дизтопливо, — рассказывает замдиректора по науке Института ботаники доктор биологических наук Елена Золотарева. — В ботриококкусе бионефть накапливается внутри клеток (их хорошо видно в обычный микроскоп) в виде капель и при несильном нажатии легко выделяется из них во внеклеточное пространство, причем сухая масса каждой клетки содержит до 70% углеводородов. Именно поэтому ботриококкус рассматривается как один из наиболее интересных живых объектов для выработки горючего.

Однако есть серьезная проблема. Водоросль одноклеточная, но колониальная: растет не отдельными клеточками, а слипается в большие конгломераты. В результате клеткам, находящимся внутри этого «комка», не хватает света и они плохо развиваются. К тому же, хорошие штаммы очень дорогие: небольшая пробирка стоит сотни тысяч долларов. Проблема выращивания ботриококкуса в промышленных масштабах не решена и говорить о регулярном получении крупных объемов топлива из него прямо завтра нельзя, да и цена его сейчас будет отнюдь не 3 гривни за литр, а на порядок больше».

А вот биодизель — продукт, вырабатываемый из растительных масел и смешиваемый с дизельным топливом в пропорции от 5 до 30% (без переделки двигателя), действительно намного выгоднее производить из обычной хлореллы, которая живет в наших реках и озерах, чем даже из рапса или подсолнечника. «Подсолнечник дает 800 кг масла с гектара,рапс — тонну, масличная пальма (у нас она не растет) — 5 тонн, а микроводоросли — 79,3 тонны (!) с гектара, или почти в 80 раз больше, чем рапс и в 100 раз больше, чем подсолнух», — говорит профессор Золотарева.

Прекрасный результат, но есть масса технологических проблем, признает она: например, необходимо ночью подогревать воду в водоемах с водорослями. В южных штатах США — Калифорния, Нью-Мексико, Гавайи в течение 6 лет проводили эксперименты по промышленному выращиванию хлореллы в открытых водоемах площадью 1000 кв. м (0,1 га). Удалось добиться прироста до 50 г биомассы с 1 кв. м в день или до 50 кг с 0,1 га. Это значит, что 2 миллиона таких прудов (0,1% земель в США, пригодных для выращивания водорослей) могли бы давать топлива для 5% американских автомобилей, но пока до промышленной переработки в США дело не дошло — нужно вложить миллиарды долларов.

По материалам www.domik.net

Украинские ученые готовы производить биотопливо из водорослей

Технология производства биотоплива из микроводорослей имеет ряд существенных преимуществ перед производством биотоплива из масличных культур, в частности рапса. Об этом специалисты отрасли сообщили во время совещания по вопросам производства биотоплива, которое проходило под председательством Премьер-министра Украины Юлии Тимошенко.

«На сегодня, в условиях энергетического кризиса, сложились реальные условия для развития альтернативных источников энергии, в частности, производства биотоплива», - отметили выступавшие.

Так, по их данным, энергетический потенциал водорослей в 50-100 раз превышает потенциал масличных культур (а рапса почти в 90 раз). Кроме того, выращивание микроводорослей не нуждается в использовании плодородных земель и имеет сравнительно низкие материальные и энергетические затраты, технологический процесс обеспечен полной автоматизацией и оптимальным управлением.

В частности, ГНПК «Киевский институт автоматики» уже делает смелые шаги в направлении налаживания производства биотоплива из микроводорослей. Так, уже завершена стадия разработки технического задания и технического предложения.

По словам представителей ГНПК, анализ научных разработок и инженерных достижений показал, что широкомасштабное производство водорослей и их переработка позволяет не только получать биодизель, а также биогаз и биоэтанол, что даст возможность существенно повысить отечественную энергетическую независимость и в дальнейшем полностью обеспечить отечественные энергетические нужды за счет отечественных биологических топлив.

В целом, ГНПК «Киевский институт автоматики» вместе с соисполнителями заявил, что готов срочно начать разработку проектно-конструкторской документации на создание опытно-экспериментального производства биотоплива из микроводорослей и предложил доработать Программу развития биотоплива под выращивание микроводорослей с привлечением к этому других предприятий Министерства промышленной политики Украины. 

Долгожданные льготы

В объединенной Европе, которая намерена к 2020 году заменить 10% горючего биотопливом, действуют льготы для тех, кто производит и применяет “зеленый” бензин или ДТ.

В Украине три года была принята государственная программа развития производства биотоплива, однако до недавнего времени она не работала из-за отсутствия у производителей и потребителей экологичного горючего экономических стимулов.

Много изменил подписанный президентом закон “О внесении изменений в некоторые законы Украины относительно содействия производству и использованию биологических видов топлива”. Этот документ вводит значительные льготы для украинских производителей и потребителей биотоплива.

С 1 января 2010 для производителей биотоплива, на 10 лет отменяется налог на прибыль, полученную от продажи горючего. Налоговая льгота распространяется также на те предприятия, которые производят тепловую и электрическую электроэнергию за счет сжигания биологического топлива, а также компаний, специализирующихся на выпуске оборудования для налаживания производства биотоплива и его потребления.

До 2019 года не будет облагаться налогами импорт техники и оборудования, применяемых для ремонта и строительства предприятий по производству биотоплива, а также ввоз комплектующих для переоборудования транспортных средств для работы на биогорючем. Эта льгота касается и ввоза сельхозтехники, работающей на биотопливе.

Помимо этого, до 1 января 2019 года разрешается применение бонусной амортизации на оборудование, работающее на альтернативном топливе. Так, разрешается списание 50% от балансовой стоимости в первом отчетном периоде. Норма распространяется и на оборудование, производящее альтернативное топливо. Предусмотрена нулевая ставка акцизного сбора на этиловый спирт, который используется для изготовления биоэтанола и биодизеля, а также на сам биоэтанол.

Для контроля над рынком в законе оговорено создание государственного реестра производителей биотоплива. Кроме того, для того чтобы перегонять биоэтанол и биодизель, нужно будет получить гослицензию.

Украинцы, которые переоборудуют свое авто для использования биотоплива, получат право на льготы при уплате налога на доходы.

Благодаря этому закону в Украине наконец созданы все условия для производства альтернативных видов топлива. Быть может, теперь удастся достичь задекларированной в законе цели и до 2020 года заменить до 20% топлива на альтернативные аналоги.