Первое в мире биотопливо для автомобилей представляло собой смесь дизельного топлива и рапсового масла (его доля колебалась от 5 до 30 процентов).

Впрочем, большого распространения такое горючее не получило, – такая топливная смесь вела себя нестабильно, быстро расслаивалась. К тому же она негативно влияла на работу двигателя, который начинал часто глохнуть. В дальнейшем совершенствование технологии позволило значительно улучшить характеристики биотоплива для автомобиля, чьи физико-технические данные стали практически идентичны минеральному топливу, произведенному из нефти. Кроме того, такое топливо имеет ряд преимуществ, которые будут рассмотрены ниже.

Биотопливо для автомобиля: преимущества

Оценивая преимущества биотоплива для автомобилей, чаще всего во главу угла ставят два фактора. Первый – биотопливо относится к возобновляемым источникам энергии . Если запасы нефти – ископаемый конечный ресурс, то сырье для получения биотоплива (в основном — сельскохозяйственные энергоемкие культуры и отходы их переработки, в перспективе – водоросли и т.д.) – ресурс возобновляемый, который может постоянно воспроизводиться в необходимых для потребления количествах.

Второй фактор – экологическая нейтральность (безопасность) использования биотоплива. Широкое внедрение биотоплива рассматривается как один из наиболее эффективных способов противостоять . Сжигание биотоплива не приводит к образованию большого объема углекислого газа, а значит – снижает влияние парникового эффекта. Современные исследования показали, что использование автомобильного биотоплива на 65% снижает выброс парниковых газов. Кроме того, выращивание растений и сельхозкультур, идущих на переработку для получения биотоплива, приводит к частичному поглощению оксида углерода, находящегося в атмосфере.

Стоит отметить еще ряд факторов, которые говорят в пользу биотоплива для автомобилей:

• низкая стоимость – именно топливный кризис стал причиной резко возросшего интереса к биотопливу и массовому его внедрению. В целом, стоимость биотоплива для автомобилей почти на порядок ниже, чем стоимость обычного топлива (бензина или дизельного топлива). Важно, что оно меньше подвержено колебанию цены, ведь цена бензина напрямую связана с текущей стоимостью нефти на международных спекулятивных рынках. Поэтому стабильная цена биотоплива позволяет делать более точные экономические прогнозы и планировать развитие бизнеса;
• использование биотоплива позволяет экономить на обслуживании автомобиля , особенно когда речь идет о моделях двигателей, специально адаптированных под биотопливо. Как известно, со временем бензиновый двигатель увеличивает выбросы СО2, что требует дополнительных затрат для контроля за уровнем выбросов. Еще один плюс – использование биотоплива снижает загрязнение двигателя (при сгорании не образуется сажа и гарь), не засоряется топливная система – все это в комплексе приведет к снижению затрат на проведение техобслуживания;
• мобильность – использование, например, электромобилей напрямую связано с развитием сети электрозаправок, что требует дополнительных капиталовложений. Кроме того, зарядка аккумулятора не может быть выполнена в течение малого времени – это достаточно длительный процесс. Для автомобильного биотоплива может быть задействована уже существующая инфраструктура автозаправок. Отдельно стоит отметить тот факт, что биотопливо для автомобилей очень легко доставить к пункту заправки, оно стабильно и не теряет своих свойств во время доставки;
• энергетическая независимость – импорт энергоносителей (нефти и продуктов её переработки, природного газа) не только негативно сказывается на бюджете любой страны (ведь деньги фактически вымываются из экономики), но ставит страну в зависимость от внешних поставок. В случае кризиса и ограничения или прекращения поставок энергоносителей, экономика страны может быть практически полностью парализована. Поиск новых поставщиков, смена логистики и маршрутов перевозки – все это потребует значительных временных и финансовых вложений. Производство биотоплива для автомобилей, которое может быть налажено с использованием местного сырья, позволит любой стране повысить собственную энергетическую независимость, сократив внешние поставки. При этом значительные средства останутся внутри страны, что положительно скажется на потенциале экономического развития. Кроме того, организация производства биотоплива – это дополнительные рабочие места, а это еще один положительный фактор для экономики;
• безопасность использования – биотопливо для автомобилей нетоксично, не имеет резкого запаха, не может вызвать отравление. При его использовании существенно снижается опасность загрязнения почвы, ведь разлитое топливо, попав в землю, быстро разлагается под воздействием микроорганизмов.

Биотопливо для автомобилей: недостатки

Анализируя недостатки биотоплива для автомобилей, в качестве основного минуса указывают снижение мощности двигателя при его испол ьзовании. Разные источники приводят разные значения, но в среднем падение мощности оценивают в пределах от 30 до 40 процентов. Снижение мощности компенсируется ростом потребления топлива, что приводит к снижению экономической составляющей от внедрения биотоплива. На самом деле, такое утверждение правдиво только частично, прежде всего – для старых двигателей, которые проектировались для работы на бензине или дизельном топливе. В этом случае действительно происходит ощутимое падение мощности. В более современных моделях, адаптированных к работе на биодизеле, падение мощности менее ощутимо.

Из технических факторов к недостаткам биотоплива можно отнести следующие:

• склонность к парафинированию при низких температурах, что снижает возможность использования биотоплива зимой и в условиях Севера. Впрочем, для объективности следует отметить, что для дизельного топлива характерна аналогичная проблема, поэтому при наступлении морозов необходимо переходить на особые, зимние (еще их называют арктическими) марки дизельного топлива.
• зимой при использовании биотоплива машине требуется больше времени чтобы прогреться;
• биотопливо агрессивно воздействует на лакокрасочную поверхность автомобиля и резиновые детали в двигатели. Впрочем, негативное воздействие во многих случаях преувеличивают. Кроме того, если использовать качественное проверенное моторное масло и своевременно проводить его замену – это минимизирует негативное воздействие биодизеля на мотор. А при попадании биодизеля на лакокрасочное покрытие необходимо немедленно и качественно помыть кузов.

Формирование современных тенденций мирового рынка биотоплива сопровождается развитием противоречий субъектов на всех уровнях - от групп государств до отдельных хозяйствующих структур и потребителей. При этом экономические, экологические и социальные эффекты от внедрения биотоплива остаются предметом обширных споров. Учитывая тот факт, что стоимость биотоплива по сравнению с традиционными видами топлива несколька высока, во многих случаях более рентабельными в борьбе за уменьшение глобального потепления климата оказываются такие методы, как сокращение энергоемких видов транспорта, повышение эффективности традиционных энергоресурсов, а также охрана и восстановление лесных массивов, поэтому, современное формирование биотопливного рынка - процесс сложный и противоречивый и может стать существенным препятствием дальнейшего развития. И тем не менее рассмотрим все «ЗА» и «ПРОТИВ»

Преимущества биотоплива:

· Мобильность по сравнению с другими альтернативными источниками энергии

В настоящее время у более «радикальных» альтернативных энерготехнологий, таких как солнечная энергетика и ветроэнергетика есть одна большая проблема -- мобильность. Поскольку солнце и ветер не имеют постоянного характера, для обеспечения больших мощностей в таких энерготехнологиях приходится использовать относительно тяжелые аккумуляторные батареи (но с совершенствованием технологий эта проблема постепенно решается). С другой стороны -- биотопливо, его довольно легко транспортировать, оно обладает стабильностью и довольно большой «энергоплотностью», его можно использовать с незначительными модификациями существующих технологий и инфраструктуры.

· Снижение стоимости

В настоящее время на рынке биотопливо стоит столько же, сколько и бензин. Тем не менее в использовании биотоплива больше преимуществ, поскольку это более чистый вид топлива, он производит меньше выбросов при сжигании. Биотопливо можно адаптировать к существующим конструкциям двигателей, которое будет хорошо использоваться в любых условиях. При этом такое топливо лучше для двигателей, оно снижает общие затраты на контроль за загрязнением двигателя и, следовательно, его использование требует меньше затрат на техническое обслуживание. С увеличением спроса на биотопливо есть вероятность, что в будущем оно станет дешевле, а колонки можно будет ставить на уже имеющихся заправках.

· Адаптация к двигателям и их эксплуатация

Обладая отличными смазочными характеристиками, высокой температурой воспламенения, биодизель благоприятно действует на срок службы двигателя. Расчеты показали, что ресурс двигателя при использовании этого вида топлива может увеличиться на 60%! Кроме того, использование биодизеля не вынуждает как-то модернизировать или изменять существующие двигатели, следовательно, он более безопасен.

· Возобновляемые источники

Бензин получают из сырой нефти, которая не относится к возобновляемым ресурсам. Хотя современных запасов ископаемого топлива хватит еще на много лет, они в конечном итоге когда-то закончатся. Биотопливо изготавливается из различного сырья, такого как навоз, отходы сельскохозяйственных культур и растений, выращенных специально для топлива. Это возобновляемые ресурсы которые, вероятно, не закончатся в ближайшее время. Совершенно ясно одно: нефти на земле с каждым годом становится все меньше, а биотопливо может стать новым источником дохода для компаний производителей и новым рычагом влияния для стран.

Извлекаемые запасы ископаемых первичных энергоносителей и ежегодный прирост биомассы (в млрд. т нефтяного эквивалента)

Таблица 3

· Сокращение выбросов парниковых газов

При сжигании ископаемое топливо производит большое количество углекислого газа, который считается парниковым газом и причиной удержания солнечного тепла на планете. Сжигание угля и нефти повышает температуру и вызывает глобальное потепление. Чтобы уменьшить воздействие парниковых газов, можно использовать биотопливо. Исследования показывают, что биотопливо снижает выбросы парниковых газов до 65 процентов. Кроме того выращивание культур для биотоплива частично поглощают оксид углерода, что делает систему использования биотоплива ещё более устойчивой. Биодизель в сравнении с обычным дизельным топливом почти не содержит серы. При попадании в почву или воду он практически полностью разлагается уже через три недели.

· Экономическая безопасность для стран, не обладающих большими запасами топлива

Не каждая страна обладает большими запасами нефти. Импорт нефти оставляет существенную брешь в экономике страны. Если люди начнут склоняться в сторону использования биотоплива, то зависимость от импорта будет снижаться. Благодаря росту производства биотоплива создастся больше рабочих мест, что должно положительно отразиться на экономике страны.

Недостатки биотоплива

· Ограничения региональной пригодности

Растительное сырье для биотоплива, вероятнее всего, будет выращиваться в определенных регионах. Это связано с рядом причин, главная из которых - это то, что некоторые культуры просто лучше растут в одних местах и хуже в других.

При выборе региона для производства растительного сырья надо учитывать:

• § Водопользование - чем меньше воды используется для выращивания сельскохозяйственной культуры, тем лучше, так как вода является ограниченным ресурсом. Особенно это критично в более засушливых местах.
• § Инвазивность - урожай, который убивает местные растения и который трудно контролировать может поставить под угрозу биоразнообразие и серьезно повредить экосистему региона.
• § Удобрения - питательные вещества необходимые для растений. Некоторые растения требуют меньше органических ресурсов, чем другие.
• § Климат - в некоторых местностях просто невозможно выращивать биотопливные культуры, например, в местности с холодным или засушливым климатом.
• · Продовольственная безопасность

Проблема с выращиванием сельскохозяйственных культур для топлива заключается в том, что они займут землю, которую можно было бы использовать для выращивания продуктов питания. В мире с постоянно растущим населением проблема наличия земли для сельскохозяйственных целей становится все более острой.

· Ограничение на изменение землепользования

При очистке земли от местной растительности для выращивания сырья удар по экологии наносится с трех сторон:

разрушается среда обитания животных и микроэкосистемы;

в процессе очистки территории от местной растительности увеличивается потребление энергии, поэтому производство получается очень энергоемким и связано с большим количеством выбросов загрязняющих веществ в процессе обработки;

растет потребление удобрений, которые будут загрязнять почву и через нее водные пути и всю окружающую среду.

Изменения в землепользовании для производства биотоплива имеют значительные недостатки, поэтому для производства биотоплива лучшим решением является использование существующей земли, но это уменьшает количество земли для продовольственных целей.

· Проблемы, связанные с выращивание монокультуры

Конечно, для получения большого количества урожая легче вырастить один вид культуры. Такая практика выращивания одной культуры называется монокультура. Примеры монокультур можно найти по всему миру, выращивание одного вида стало более распространенным в последние 20-30 лет.

Выращивание одного вида урожая изменяет окружающую среду с точки зрения доступной для вредителей пищи. Например, если урожай картофеля поедается определенным вредителем, который может мигрировать только на несколько сотен метров, а картофельные поля разделены кукурузными полями, то появление вредителей на одном картофельном поле не станет проблемой, поскольку вредители не смогут переместиться за пределы одного поля. Однако без кукурузных полей вредитель может легко уничтожить весь урожай.Использование же пестицидов при выращивании монокультуры для борьбы с вредителями неизбежно ведет к выработке у вредителя устойчивости к этим средствам. Как следствие урожай будет страдать.

При обращении к генной инженерии, когда изменяется сама культура и делается устойчивой к вредителям, отпадает необходимость использования пестицидов. Отлично! Но проблема состоит в том, что скорее всего модификации культуры не спасут абсолютно от всех вредителей, и через несколько лет производители столкнуться все с той же проблемой истребления урожая.

Ключ к здоровью культур по всему миру заключается в биоразнообразии, которое означает просто наличие большого количества различных видов растений и животных. Таким образом, если один сорт картофеля приходит в упадок, то существует другой сорт картофеля, который его может заменить. Это особенно важно, когда речь идет о продовольственных культурах.

· Ограничение в составе бензина/дизеля

В современных автомобилях биоэтанол и биодизель могут применяться лишь в составе обычного бензина/дизеля соответственно. И лишь в небольших количествах, не более 10%. Если превысить этот порог, то безвредное для экологии топливо может спокойно навредить топливной системе автомобиля и его двигателю. Высокая вязкость биодизеля не позволяет использовать его в холодное время, поэтому требуется применять смеси, состоящие на 20% из биодизеля и на 80% из солярки (марка В20).

· Конструкция двигателей

Для того, чтобы автомобиль мог ездить на чистом биотопливе, необходим доработанный двигатель и другие топливные магистрали, без этого никак. Бесконтрольное использование биотоплива может привести к поломкам двигателей автомобилей.

· Стоимость биотоплива

На сегодняшний день литр произведенного в России биоэтанола E85 составит 32-33 рубля, а 92-й на некоторых заправках стоит меньше.

· Загрязнение окружающей среды

Некоторые виды биотоплива могут привести к загрязнению окружающей среды опасными веществами, стандартов по которым на сегодняшний день не существует.

· Химический состав

Само по себе биотопливо является сильным растворителем, которое со временем может забить мелкие форсунки инжекторной системы двигателя. Практически в каждую марку биотоплива входит этанол, что делает топливо выражено гигроскопичным веществом, а растворяющаяся в нем влага может вызывать коррозию двигателя. Помимо этого, различные компоненты топлива могут оказывать негативное действие на уплотнители, прокладки и системы подачи топлива.

Спрос на биотопливо растет во всем мире. Может ли Россия стать и биотопливной державой? Потребление энергии в мире за последние 50 лет росло быстрее, чем численность населения. Эта тенденция сохранится и в обозримом будущем: 1950 г. - 2 млрд т у.т. (тонн условного топлива), 2000 г. - 12 млрд, 2020 г. (прогноз) - 34 млрд т у.т; численность населения, соответственно, 2 млрд, 6 млрд и 11 млрд человек. Напомним, что в настоящее время примерно 70% своих потребностей в энергоносителях человечество удовлетворяет за счет невосполнимых источников энергии. В течение XXI века все невосполнимые энергоносители, во-первых, будут постоянно дорожать, во-вторых, их доступные месторождения, в основном, иссякнут.
Анализ ситуации показывает, что сейчас производство биотоплива из фитомассы и продуктов урожая различных растительных культур (травянистых, древесно-кустарниковых) является одним из перспективных направлений создания возобновляемых энергоресурсов в целом ряде как развитых, так и развивающихся стран. Биоэтанол (денатурированный технический этиловый спирт, используемый как добавка к автомобильному бензину; его производят путем сбраживания богатой углеводами фитомассы или зерна) и биодизель (метиловый эфир жирных кислот растительных масел, преимущественно рапсового и подсолнечного), добавляемый к дизельному топливу, становятся популярными на мировом ранке.
Пока спрос на биотопливо существенно превышает предложение. В 2005 г. мировое потребление биоэтанола составило 34 млн т, из которых более половины (около 18 млн т) произведено в США. В текущем году ЕС планирует получить около 9 млн т биодизеля, на что потребуется 22 млн т маслосемян. Мощности производства биоэтанола растут в мире более быстрыми темпами, чем биодизеля, и их соотношение составляет, примерно, 6:1. Биодизель и биоэтанол в странах ЕС и США - обязательные экологичные ингредиенты-добавки к дизельному топливу и автобензину, поскольку они снижают объемы вредных выбросов. При полном цикле производства биоэтанола выброс парниковых газов уменьшается на 12-26% по сравнению с производством бензина, а биодизеля - на 41-78% по сравнению с производством дизтоплива. Эмиссия этих газов значительно снижается и при использовании биоэтанола и биодизеля в качестве ингредиентов моторного топлива.
По мнению специалистов ФАО, дальнейший рост потребления биотоплива (в 2007 г. его произведено порядка 50 млрд л) поможет диверсифицировать сельское и лесное хозяйство, создать новые рабочие места и вовлечь в оборот временно неиспользуемые земли. Согласно недавней оценке руководителя российской нефтегазовой компании «Итера» И. Макарова, ежегодный (с начала XXI века) прирост потребления этого экологичного вида моторного топлива составляет более 25%. Германия, США, Австралия, Япония, Южная Корея и другие страны увеличивают содержание биодобавок в потребляемом горючем на 5-7% в год. Бразилия на протяжении нескольких десятилетий использует только смешанное автомобильное топливо (бензин + биоэтанол), причем доля этанольного ингредиента в настоящее время составляет 85%, бензина - 15%.
Выход энергоносителя с единицы площади посевов или насаждений за вычетом энергозатрат на производство, сбор, транспортировку, хранение и трансформацию фитомассы (биотехнологическим, физическим или физико-химическим способами) в конечные энергоносители, т.е. в моторное топливо, принято характеризовать коэффициентом энергетической эффективности (или полезности) биотоплива – Кээ. Например, в случае конверсии растительной биомассы в биогаз Кээ в 5 раз выше, чем при ее обычном сжигании. По этому показателю этанол на основе кукурузы (Кээ=1,25-1,35) предпочтительнее, чем традиционный бензин (Кээ=0,81), а биодизель (Кээ=1,9-3,2) - чем традиционное нефтяное дизтопливо (Кээ=0,83). В любом случае производству моторного топлива из биомассы должен предшествовать строгий экономический и экологический анализ. Подчеркнем, что достижение российским аграрным сектором мирового уровня развития производства биотопливного сырья возможно только при условии его конкурентоспособности. Поэтому сельскохозяйственным товаропроизводителям необходимо стремиться к тому, чтобы отдача 1 га рапса, кукурузы, других «энергетических» культур была на уровне показателей стран ЕС.
В отличие от западных стран (ЕС, США и др.), а также Китая производство биотоплива - перспективного возобновляемого энергоресурса - со стороны государственных структур России в настоящее время недооценивается. Выращивание его сырья носит пока в основном инициативный, фрагментарный характер и осуществляется лишь благодаря усилиям со стороны руководителей отдельных регионов, инициативе некоторых бизнесменов и сельхозпроизводителей. Пока российское производство биотопливного сырья и (или) конечной продукции ориентировано, в основном, на экспорт в страны ЕС и ближнего зарубежья. Выращивание сырьевых культур, необходимых для получения моторного биотоплива в России пока не только финансово не поддерживается государством, а напротив, искусственно тормозится. В частности, экспорт зерна рапса облагается пошлиной, а биоэтанола - акцизом. Поэтому целесообразно, чтобы в самое ближайшее время в России, подобно ЕС, был принят закон об обязательном использовании экологичных добавок к бензину и дизтопливу, разработана Федеральная программа по производству сырья и его переработке в биотопливо, а также отменены пошлины, акцизы и двойное налогообложение экспортируемой продукции (биоэтанол, семена рапса и др.).
Современное производство биотоплива из продуктов урожая культивируемых растений экологично и в основном безотходно. Его ценными сопутствующими продуктами являются клейковина, глютен, отруби, жмых, кормовые дрожжи, шрот, глицерин. Наиболее перспективная культура для производства биотоплива в России - рапс яровой и озимый. Озимый рапс вдвое превосходит по урожайности яровой, но более требователен к условиям перезимовки. В настоящее время выращивание рапса в отдельных регионах страны выгоднее, чем зерновых культур. Именно поэтому его посевные площади в России быстро растут, и среди технических культур рапс вышел на второе (после подсолнечника) место. У нас имеются практически неограниченные возможности для получения биотопливного сырья за счет наращивания производства семян рапса на так называемых залежных (временно не возделываемых старопахотных) землях, площадь которых в 2007 г. достигла 40 млн га. Немаловажно, что если для производства пищевого масла необходимы сорта рапса с низким содержанием эруковой кислоты, то для биотоплива ее должно быть в рапсе как можно больше!
Теплотворная способность зерна рапса - 26,5 МДж/кг (для сравнения: древесины бука - 18,4, каменного угля - 29,7 МДж/кг). Если принять топливную эквивалентность бензина и дизтоплива равной 1, то аналогичный показатель для рапсового масла составит 0,96, биодизеля 0,91, биоэтанола 0,65. С каждого гектара плантаций сахарного тростника в Бразилии получают 4-6 тыс. л этанола, в США один «кукурузный» гектар приносит 2 тыс. л, а «пшеничный» в Европе - всего 1 тыс. л спирта. В то же время, один гектар рапса дает 1100 кг масла, подсолнечника - 600, сои - 290 кг. Из 1 т семян рапса (с масличностью 30-50%) можно получить 270 кг (450 л) биодизеля. Его преимущества: можно использовать взамен дизтоплива, этот продукт стандартизован, он постоянно востребован рынком. Его недостатки: требуются затраты на стерилизацию, возникают проблемы со сбытом попутного глицерина, имеются сезонные ограничения в применении (метиловый эфир пальмового масла застывает при +50С, рапсового - при –100С).
Рапс - фитосанитар полей. Его использование в качестве сидерата способствует накоплению органического вещества и азота в почве, улучшению ее структуры. Выделения его корней освобождают пахотный слой почвы от возбудителей корневых гнилей и других фитопатогенов зерновых колосовых культур. Рапс традиционно считается лучшим предшественником пшеницы (озимой и яровой). Средняя урожайность зерна рапса в странах ЕС-25 давно превысила 30 ц/га, в то время как в странах СНГ она составляет всего 11 ц/га. Тем не менее, выращивание рапса в России оправдано с экономической, экологической и агрономической точек зрения. Европа уже сейчас готова закупать его маслосемена по цене 150-200 евро/т. Рентабельность рапса редко опускается ниже 50%. Если производить рапсовое масло в регионах выращивания культуры, то остающийся жмых - ценнейший кормовой ресурс. До недавнего времени рапс - основная мировая культура для производства биодизеля - в России не был востребован. С 2007 г. благодаря целевой программе Минсельхоза России по поддержке производства рапса отмечен рост площадей этой культуры и планируется их ежегодное увеличение примерно на 20%. Это вполне реальный показатель, поскольку рапс географически может произрастать в более широкой природно-климатической зоне, чем подсолнечник. Однако производство сырья для биотоплива - это необходимый, но лишь самый первый, начальный этап в реализации этой инновационно-ресурсной, биотехнологической и экологической проблемы. Ее успешное, комплексное решение зависит не столько от усилий отраслевого руководства, сколько от четкой программы действий самого верхнего эшелона исполнительной и законодательной властей.
Поскольку в настоящее время мировые мощности выпуска биоэтанола растут более быстрыми темпами, чем биодизеля, на производство биотоплива используется больше зерновых, чем масличных культур. Однако, на наш взгляд, выращивание зерновой кукурузы как сырья для биоэтанола в России менее перспективно, чем рапса для биодизеля. Оптимальная зона возделывания кукурузы (этой теплолюбивой, интенсивной пропашной культуры) в сравнении с рапсом существенно ограничена. Россия традиционно импортирует кукурузу, поскольку в стране существует постоянный дефицит ее зерна и как продовольственного сырья (крахмалопаточное, крупяное и спиртовое производство), и как ценного ингредиента комбикормов для животных. В то же время, в отдельных, наиболее благоприятных зонах страны складывающаяся конъюнктура в пользу зерновой кукурузы, что стимулирует расширение ее производства. Так, в Волгоградской области при урожайности кукурузы 50-70 ц/га финансовая отдача с 1 га в 3-4 раза выше, чем с 1 га подсолнечника. Разумеется, если у российских сельхозпроизводителей появился шанс получить больший доход с посевных площадей за счет их частичного перераспределения в пользу кукурузы, то важно (если это не в ущерб продовольственной безопасности страны) не вводить на ее продукцию ограничительные экспортные пошлины, лишающие производителя прибыли.
В Северо-Западном, Центральном и Сибирском регионах России при утилизации отходов деревообработки перспективно производство пеллет - небольших цилиндриков или брусочков, получаемых измельчением и прессованием древесины и ее отходов. Их можно производить и по технологии «быстрорастущих древесных пород в плантациях с коротким оборотом». Эта технология предусматривает один раз в три года скашивание специальным комбайном молодого древостоя и поросли ольхи, березы, осины, тополя, желтой акации или любых других быстрорастущих древесно-кустарниковых пород. Пеллеты, применяемые для отопления индивидуальных домов, имеют неограниченный спрос на западном рынке (в частности, в Скандинавских странах) и в Китае. По теплотворной способности они вдвое превосходят обычные дрова, удобны для перегрузки, транспортировки, хранения. Поскольку их производство на одной плантации (вне севооборота) осуществляется в течение нескольких десятков лет, оно не конкурирует с выращиванием продовольственных и фуражных культур.
В обозримом будущем производство в России биоэтанола и BTL-топлива, т.е. жидкого топлива, получаемого из любой биомассы в процессе ее биоконверсии и пиролиза (biomass-to-liquid, или Sun Fuel) наиболее перспективно за счет биотехнологий второго поколения. В этом случае в отличие от продовольственных культур (таких как сахарный тростник, сахарная свекла, зерно и др.) исходным энергетическим сырьем являются любые органические субстраты - трава, целлюлоза, отходы растениеводства и деревообработки. В качестве моторного горючего BTL-топливо высокоэффективно, т.к. сгорает практически полностью с минимумом эмиссии в выхлопных газах вредных примесей - сажи, метана, оксидов азота и углерода. У получаемых по такой технологии энергоносителей высокий показатель энергетической полезности (Кээ=5-6), а выброс парниковых газов на 82-85% ниже в сравнении с производством традиционного бензина. Однако широкомасштабное производство BTL-топлива пока лимитируется отсутствием высокоэффективных и приемлемых по стоимости ферментных препаратов.
Считают, что биотопливо пользуется неограниченным спросом на мировом рынке и его производство становится выгодным, если цена нефти превышает 70 долл/баррель. Хотя этот рубеж оставлен далеко позади, пока биодизель и биоэтанол - дотируемые продукты стран ЕС и США. Вместе с тем биотопливные продукты выступают на мировом рынке как реальные конкуренты продовольствия. Из-за сопряжения их цен и конкурентного производства их сырья в мире отмечается фактическое слияние энергетической и продовольственной отраслей. Поэтому перманентный рост мировых цен на нефть будет сопровождаться ростом цен на зерно и зернопродукты. Из сказанного следует важный практический вывод: от повышения мировых цен на продовольствие, вызванного мировым биотопливным бумом, больше всего выиграют страны, одновременно являющиеся и производителями биотоплива, и экспортерами нефти; напротив, из-за расширения масштабов производства биотоплива в мире больше всего пострадает население стран, которые одновременно испытывают и дефицит продовольствия, и импортируют энергоресурсы.
В заключение подчеркнем, что в росте сектора биотоплива правительства ЕС, США и ряда развивающихся стран видят не только экологические и экономические, но и политические выгоды. Из-за административных преференций стабильный рост его производства объективно способствует увеличению прибылей и сельхозпроизводителей, и работников энергетической отрасли. Не намерена отставать от прогресса биоэнергетики и Украина, где к 2009 г. намечено увеличить посевы рапса в 8 раз. Россия же, фактически ничего не предпринимая, окончательно технологически отстанет не только от США и Европы, но и от Китая, Индии, Казахстана. Наконец, вполне реальна ситуация, когда, например, наши трайлеры, работающие на дизтопливе без биоприсадок, просто перестанут пускать в Европу, и тогда Россия вынуждена будет завозить биотопливо из-за рубежа.
Возникает закономерный вопрос: почему же этой актуальной проблемы до сих пор не замечают наши руководители?
М.С. Соколов, академик РАСХН, специально для газеты "Защита растений"

· Используются возобновляемые источники энергии

· Благодаря растительному происхождению топливо не обладает бензоловым запахом

· Биологическая безвредность: при попадании в воду и почву топливо не причиняет вреда растениям

· Экологическая чистота: низкий выброс СО2 и остаточных частиц серы

· Хорошие смазочные показатели, увеличивающие срок службы двигателя и топливного насоса

· Безопасность благодаря высокой температуре воспламенения

· Не требует серьезных модификаций двигателей и перестройки заправочных станций

· Снижает зависимость от поставщиков нефти и газа

· Использование в производстве биотоплива традиционных энергоносителей

· Более высокая потребность в энергии для производства, чем сжигании в автомобильном двигателе

· Снижение мощности двигателя на 10%

· Высокая себестоимость по сравнению с бензином и дизелем

· Обладает свойствами растворителя, что приводит к быстрому износу пластиковых и резиновых деталей автомобиля, требует их замены на аналоги фторкаучука

Агротехника топинамбура

топинамбур сырье спиртовое биотопливо овощ

Эти особенности топинамбура учитываются при его возделывании при разработке прогрессивных, агротехнических приемов получения высоких урожаев так клубни, так и зеленая масса.

Технология возделывания и уборки топинамбура и применяемые комплексы машин аналогичны, как и для производства картофеля, требований к выращиванию этой культуры.

Он отзывчив также на внесение органических и минеральных удобрений, на орошение и другие агротехнические операции, способствующие содержанию плантации в хорошем состоянии, сбалансированном по всем необходимым элементам питания.

Глубина основной обработки почвы зависит от района возделывания, глубины пахотного горизонта, типа почвы (легкие, средние, тяжелые) и ряда других факторов. Целесообразно выращивать топинамбур на гребнях(грядах). Это способствует тому, что при неблагоприятных климатических условиях клубневое гнездо не замокает и не ухудшается развитие растения.

Приемы обработки почвы под посадки топинамбура принципиально не отличаются от обработки почвы под посадки картофеля.

Глубокая осенняя вспашка поля под топинамбур обязательна, не зависимо от того, будет производиться посадка клубней той же осенью или весной следующего года.

При внесении органических удобрений их заделывают осенью или весной в зависимости от времени посадки клубней.

Предпосадочная обработка почвы также обязательна и проводится почвообрабатывающими машинами общего назначения (дисковые бороны, культиваторы для сплошной обработки почвы, комбинированные почвообрабатывающие орудия).

Многолетними опытами и производственной проверкой практически во всех регионах России доказано, что внесение органических удобрений (навоза, торфонавозных компостов) с необходимой дозой минеральных (NPK-азот, фосфор, калий) обеспечивает удвоенный и более урожай зеленой массы и клубней топинамбура. Внесение минеральных удобрений увеличивает также выход сухих веществ, сахара и протеина (таблица 3 )

Таблица 3.

наименование веществ
без удобрений	при внесении удобрений
сухое вещество

Из таблицы видно, что разные минеральные удобрения не одинаково действуют на химический состав клубней (при внесении рекомендованных доз), поэтому в зависимости от направления их использования можно регулировать химический состав получаемой продукции.

Дозы внесения органики зависят от региона и состояния почвы. Дозы внесения минеральных удобрений для посадок топинамбура принимаются из расчета потребности культуры в питании. Вынос элементов питания топинамбуром при средней его урожайности в 1,5 -2 раза большое по сравнению с картофелем или свеклой (таблица 4 ).

Таблица 4.

В связи с этим для получения высоких урожаев топинамбура в почву необходимо вносить наряду с органическими удобрениями (20-40 т/га) по 60 кг азотистых и фосфорных удобрений и 120 кг калийных на гектар.

Топинамбур можно размножать семенами, клубнями, рассадой и черенками. Промышленные плантации размножаются только клубнями. Норма высадки на 1 га зависит от схемы посадки и величины (по массе) посадочных клубней. В среднем на 1 гектар высаживается 1-1,2 тонны клубней.

Главным при посадке топинамбура является вопрос, для каких целей он высаживается. Если стоит цель получения как можно больше клубней, то посадка должна быть реже (90х25 см), если желаем получить как можно больше зеленой массы, то делают уплотненную посадку в рядах и может быть уменьшена ширина междурядий до 70 или 60 см.

Чтобы не допустить развития сорняков, до появления всходов рекомендуется проводить одно- или двукратное боронование. После появления всходов рекомендуется проводить культивацию междурядий и боронование. Дальнейший уход за плантациями первого года посадки заключается в рыхлении междурядий и уничтожении сорняков в рядах (2-3 обработки). Глубина рыхления 10-12 см. после смыкания рядков уход за топинамбуром не требуется. В этот период стебли с листьями настолько разрастаются, что заглушают любые сорняки, в том числе и такие, как пырей.

Более 10 лет назад начались первые продажи биодизеля. Биодизель оказался абсолютно новым видом экологически чистого топлива, которое подходит для широкого применения в . Главными особенностями биодизеля стали дешевизна производства, экологичность и универсальность применения, так как биотопливо можно использовать отдельно или свободно смешивать его с обычным дизельным топливом в любой пропорции.

Сегодня около 50 стран мира на законодательном уровне закрепили производство топлива биологического типа. Такие возобновляемые источники энергии из сельскохозяйственного сырья используются в США, Японии, Китае, странах Европы и многих других.

Главным плюсом стала возможность производить биодизель из возобновляемого источника, чего нельзя сказать о нефти. Биодизелем можно заправлять практически все типы дизельных независимо от особенностей конструкции силового агрегата.

На территории стран СНГ сегодня практически нет эффективно работающих программ, которые нацелены на активное развитие и расширение доли рынка биотоплива. Можно сказать, что инвестиции в биоиндустрию практически полностью отсутствуют на государственном уровне и крайне малы среди частных компаний.

Читайте в этой статье

Плюсы и минусы биодизеля

К очевидным преимуществам биодизеля относят:

• биотопливо обладает отличными смазочными свойствами;
• разлитое топливо быстро разлагается микроорганизмами;
• простоту, дешевизну и скорость производства биодизеля;
• отсутствие резкого запаха и низкий уровень токсичности;

Биодизель имеет также определенные недостатки:

• агрессивное воздействие на резиновые детали двигателя;
• повышенную склонность к парафинизации в мороз;
• вредное воздействие биогорючего на ЛКП автомобиля;
• мощность дизеля на биотопливе падает, расход возрастает;

Действительно, биодизель агрессивно воздействует на резиновые элементы ДВС и другие детали, но степень этого воздействия несколько преувеличена. Своевременная замена и использование качественного моторного масла заметно снижает риск любых негативных последствий от использования биодизеля для мотора. При отрицательных температурах могут образоваться отложения в виде кристаллов воска, но и солярка требует перехода на зимнее или арктическое дизтопливо.

Известно, что биотопливо способно разрушать лакокрасочное покрытие кузова машины при попадании на него. Единственным способом защиты кузова становится незамедлительная и качественная мойка для удаления следов биодизеля с ЛКП автомобиля.

Что касается экологии, моторы на биодизеле выбрасывают на 4-5% меньше углекислого газа в атмосферу. Биодизельное топливо не полностью экологически чистый продукт, но сравнительно с привычным дизтопливом биодизель оказывается чище. Если сравнить обычную солярку и биодизель, тогда после сгорания биотоплива содержание окиси углерода в выхлопе до 10 % меньше, почти вдвое снижается показатель наличия сажи, а также в биодизеле намного меньше серы по сравнению с минеральным дизтопливом. В продуктах сгорания биодизеля только на 10 % больше окиси азота сравнительно с дизельным топливом, которое изготовлено из нефти.

Биотопливо незначительно изменяет характеристики мощности и расхода дизельных двигателей. Мощность дизельного мотора на биотопливе падает на 7–8 %, а расход такого горючего возрастает приблизительно на 800 грамм на одну сотню пройденных километров сравнительно с обычным дизельным горючим.

Из чего получают биотопливо

Ответить на вопрос, что такое биодизель, можно достаточно просто. Материалом для получения этого топлива выступают любые виды растительного масла или животные жиры. Подходит подсолнечное, соевое, рапсовое, арахисовое, льняное, пальмовое, кукурузное, конопляное, кунжутное и другие масла. Наибольшее распространение для изготовления биодизеля получил рапс. Рапсовое масло самое дешевое и доступное, что и привело к появлению так называемого рапсового биодизеля.

Стоит отметить, что биодизельное топливо, изготовленное из того или иного масла, получает характерные отличия. Биодизель, который изготовлен на основе рапсового масла, отличается наибольшей но дизельный двигатель на таком топливе менее производителен.

Биодизель, приготовленный из пальмового масла, позволяет обеспечить лучшую отдачу от мотора, но его показатель фильтруемости не подходит для стран, где отмечаются постоянные или сезонные низкие температуры.

Изготовление биодизеля

Биодизель представляет собой метиловый эфир, который получают методом химической реакции. Биотопливо можно использовать в качестве основного горючего для ДВС, а также свободно смешивать биодизель и солярку. В основе процесса изготовления биодизеля лежит снижение показателя вязкости, который имеет растительное масло. Вязкость снижается разными способами. Само растительное масло является смесью эфиров, которые связаны с молекулой глицерина. Такая смесь еще называется триглицерид. Еще одним компонентом в составе выступает трехатомный спирт.

Если коротко, то в очищенное от механических примесей растительное масло просто добавляется метиловый спирт и щёлочь. Смесь нагревают приблизительно до 50 °С. Далее происходит отстаивание и охлаждение, в результате чего имеет место расслаивание на две фракции. Эти фракции делятся на легкую и тяжёлую. Лёгкая фракция — метиловый эфир, который и называется биодизелем. Тяжёлой фракцией становится глицерин. Наличие глицерина обеспечивает маслу вязкость и плотность. Для получения биодизеля глицерин нужно удалить. Более того, его замещают спиртом. Данный процесс получил название трансэтерификации.

Первичным сырьем может быть любой вид растительного масла, в том числе и отработанное. Для последнего необходима качественная фильтрация, которая позволит удалить из отработки ненужные примеси и воду. Удаление воды является очень важным этапом, так как в процессе производства биодизеля из масла с водой произойдет гидролиз триглицеридов. Итоговым результатом станет не биотопливо, а соли жирных кислот.

Биодизель изготавливают по следующей схеме:

1. масло нагревают до необходимой температуры;
2. затем в масло добавляется катализатор;
3. вместе с катализатором происходит добавление спирта;

Предварительный нагрев масла необходим для ускорения реакции. Добавляемый спирт может быть как метанолом, так и этанолом. Для первого случая результатом станет метиловый эфир, для второго-этиловый эфир. Дополнительным способом ускорения реакции может стать добавление кислоты. Полученная смесь тщательно перемешивается и затем некоторое время отстаивается.

Как уже было сказано, процесс отстаивания смеси приводит к расслаиванию. Верхним слоем становится биодизель-эфир, в середине появляется промежуточный мыльный слой, а глицерин выпадает в осадок в виде тяжелой фракции.

Биодизель отличается тем, что имеет медовый цвет, глицерин в осадке более темного цвета. Следует добавить, что полученный из отработанного масла глицерин имеет коричневый цвет и склонен к затвердеванию при температуре около 37 градусов. Глицерин, который получен из свежего масла, способен оставаться жидким при более низких температурных показателях. Такой глицерин используется в виде побочного продукта в результате изготовления биотоплива. Из него заранее выпаривают метанол путем нагрева почти до 70 градусов и далее используют по назначению.

Важным этапом в процессе получения биотоплива является отделение глицерина и мыльного слоя от эфира. Для этого полученный биодизель тщательно промывают многочисленными способами. Если поддерживать температуру на уровне 38 градусов, тогда глицерин в осадке не твердеет и остается жидким. В таком состоянии его легко удаляют методом подключения шланга к нижней части смесителя.

Промывка и фильтрация нужны для того, чтобы удалить остатки мыла, а также катализатора и других ненужных примесей. После промывки биодизель дополнительно осушают. Остатки воды удаляют путем добавления сульфата магния или других компонентов. Сам осушитель позже отфильтровывают.

Полученный биодизель оценивают визуально, методом проверки кислотно-щелочного pH баланса, а также другими способами. Визуально биотопливо должно иметь вид очищенного подсолнечного масла. В биодизеле недопустимы примеси, взвеси, частицы и любые замутнения. Мутный биодизель означает, что в нем присутствует вода. Такую воду выпаривают при помощи нагрева. Использование биодизеля требует повышенного внимания к работе

Если брать в расчет рапс, то с одного гектара этого растения добывают чуть более 1000 литров рапсового масла. Одна тонна растительного масла, 110 кг спирта и 12 кг катализатора позволяют получить на выходе около 970 кг биодизеля. Данное количество риблизительно равно 1100 литрам. Дополнительно получается еще около 150 кг глицерина.

Читайте также

Устройство и схема работы системы питания дизельного двигателя. Особенности топлива и его подачи, основные компоненты системы питания, турбодизельный ДВС.

Классификация дизельного горючего по маркам: летняя, зимняя, арктическая солярка и биодизель. Особенности изготовления, свойства, присадки. Разница в цене.