AGROKRAINA.COM.UA

Успішне господарювання!
АК » Біологічне землеробство » Виробництву біоетанолу відкрито дорогу у майбутнє


Виробництву біоетанолу відкрито дорогу у майбутнє

     Не є секретом, що енергетика України значною мірою залежить від імпортованих енергоносіїв, серед яких особливе місце займають нафта, газ, бензин чи дизельне паливо. Якщо врахувати те, що ці ресурси не відновлюються, а їх природні запаси з року в рік постійно зменшуються, настане час, коли видобуток викопних джерел енергії буде скорочуватись, а ціни в найближчій перспективі інтенсивно зростатимуть. Варто також зважити на бонуси щодо зменшення шкідливих викидів в атмосферу, передбачені за Кіотським протоколом.

    Застосування нових надпотужних джерел енергії (водень, пряме перетворення сонячної енергії на електричну, термоядерний синтез) поки досить проблематичне і водночас економічно не привабливе, особливо за широкомасштабного використання.

Тому найближчим часом немає альтернативи рідкому паливу для автотранспорту. З цих причин актуальними постають відновлювальні енергоносії, які утворюються накопиченою живою речовиною завдяки фотосинтезу. Вважається, що в найближчій перспективі за рахунок використання продуктів фотосинтезу буде покриватися до 10% всіх енерговитрат.

 

    Вирощування енергетичних культур в Україні

    Грунтово-кліматичні умови більшості регіонів України є сприятливими для вирощування культур з високим рівнем накопичення енергії біомаси під час вегетації. Але до цього часу не вирішені проблеми визначення пріоритетним для отримання біодизеля, наприклад, з ріпаку, вирощеного в різних регіонах України у порівнянні з іншими культурами.

 

Озимий ріпак не є достатньо зимостійким, а яровий суттєво поступається йому за врожайністю. В Західній Європі вважається, що економічно доцільно вирощувати ріпак на біопаливо при врожайності не менше 30-40 ц/га, що дає змогу виробити до 1 тонни біодизеля. В умовах нашого аграрного виробництва підтримувати такий рівень складно. Аналогічні висновки можна привести й по інших культурах.

    Отже надзвичайно важливим фактором у збільшенні виробництва біопалива є використання вивільнених потужностей вітчизняних спиртових заводів і забезпечення випуску біоетанолу, а в недалекому майбутньому – удосконалення технологій виробництва біопалив, коли одним із нових продуктів може стати біобутанол або етанол-бутанольні суміші, що розглядаються як альтернатива етанолу.

    Так із досвіду Європи відомо, що у Франції, віддають перевагу виробництву етанолу із зернових культур, оскільки середні врожаї кукурудзи, пшениці і тритикале переважають 80 ц/га, а також із цукрового буряка, в Німеччині поки що більше орієнтуються на біодизель з ріпаку тощо.

Звичайно, у такому підході є й зворотний бік — частина орних земель вилучається з обігу для вирощування продовольчих культур. І це в той час, коли значна кількість населення планети голодує. А в Бразилії щоб розширити посівні площі для вирощування цукрової тростини, з якої виробляють біоетанол, розпочали нелегально корчувати тропічні ліси.

З цих причин мають місце рекомендації провідних науковців і політиків не сіяти в Україні енергетичні культури у такій великій кількості, мовляв, країна має опікуватися продовольством. З цим можна погодитися, та на цей процес серйозно впливає економічна ефективність і ціноутворення на продукти харчування і енергоносії. Адже ціну на нафту на міжнародному ринку неможливо обмежити і зафіксувати пільговою для України, яка б стала житницею світу. 

    Ще однією важливою культурою з точки зору біоенергетики є цукровий буряк. Технологія його вирощування, транспортування і зберігання добре розроблена, та ряд проблем щодо отримання біопалива з цієї сировини, зокрема, суттєве зменшення енергетичних витрат, потребує свого вирішення. Рекордсменом з накопичення енергії на гектар площі в наших умовах є картопля, втім не вирішені проблеми її зберігання протягом тривалого часу до переробки.

     Одночасно слід не забувати, що повсюдне впровадження етанолу здійснить вплив на світову економіку і, зрозуміло, представляє загрозу інтересам нафтового бізнесу. Отже це питання має не стільки наукові чи економічні, а й політичні ознаки.

    За таких умов вирощування зернових культур в Україні набирає подвійного значення – як для продовольчих цілей, так і для виробництва біопалива. Задля цього потрібно попередньо визначити правові, соціальні, економічні, екологічні та організаційні засади виробництва і споживання альтернативних видів рідкого та газового палива.

 

    Унормування застосування біопалива

    В Україні 10 років поспіль триває законодавче врегулювання питання застосування альтернативних видів рідкого та газового палива. Торік Законом України „Про внесення змін до деяких законів України щодо сприяння виробництву та використанню біологічних видів палива” фактично гармонізовані терміни і визначення біопалива до Директиви Ради 2003/30 ЄС Європейського парламенту та Ради від 8 травня 2003 року про використання біопалива або іншого відновлювального палива для транспорту, а також чітко визначені вимоги та економічні відносини під час виробництва біоетанолу, окреслені податкові та інші пільги товаровиробникам.

   Згідно цих документів „Біоетанол – це спирт етиловий зневоднений, виготовлений з біомаси або спирту етилового-сирцю для використання як біопалива.” Він призначений для виготовлення палива моторного сумішевого або добавок на основі біоетанолу – біокомпонентів моторного палива, отриманих шляхом синтезу із застосуванням біоетанолу або змішуванням біоетанолу з органічними сполуками та паливом, одержаним з вуглеводної сировини, в яких вміст біоетанолу відповідає вимогам нормативних документів та які належать до біопалива.

   Одночасно Програмою розвитку спиртової галузі на 2007-2011 роки, яка затверджена наказом Мінагрополітики України від 16.10.2007 р. №738, передбачено збереження виробничого потенціалу спиртової галузі та створення умов для її ефективної роботи за рахунок перепрофілювання частини надлишкових потужностей на виробництво біоетанолу, яке в свою чергу потребує нормативного забезпечення.

   З цією метою на замовлення Мінагрополітики науковці УкрНДІспиртбіопроду розробили проект національного ДСТУ „Біоетанол. Технічні умови”, яким встановлюються єдині вимоги до показників якості біоетанолу, безпеки виробництва й охорони довкілля, а також передбачається розширити сфери застосування спиртовмісної продукції, задовольнити зростаючі вимоги споживачів і їх безпеку.

   Цим стандартом передбачено виробництво біоетанолу зі спиртової бражки, отриманої зброджуванням харчової цукристої та крохмалистої відновлювальної сільськогосподарської сировини або спирту етилового-сирцю. Крім того, у процесі виробництва біоетанолу, можна буде переробляти головну фракцію етилового спирту, концентрат естеро-сивушний, масло сивушне, конфіскати (спиртовмісні рідини та лікеро-горілчані вироби), відходи спиртовмісні ароматичні лікеро-горілчаного виробництва, конфіскований спирт або такий, що перейшов у власність держави з інших підстав, спиртовмісні рідини та невиправний брак, який утворився в процесі виробництва алкогольних напоїв. Зневоднюють спирт етиловий для отримання біоетанолу азеотропною ректифікацією, на молекулярних ситах чи напівпроникних мембранах, після чого його обов’язково денатурують бензином.

За результатами статичних напрацювань підприємств спиртової промисловості та науковців УкрНДІспиртбіопроду, фізико-хімічні показники біоетанолу унормовано до наведених у таблиці 1.

Таблиця 1. Якісні показники біоетанолу [ ]

№№

п/п

Назва показника

 

 

Норма показника

Марка А

Марка Б

  1.  

Зовнішній вигляд та колір

Прозора безбарвна рідина або світло жовтого забарвлення

  1.  

Густина за температури (20±0,1)0С, кг/м3

 

 

від 787 до 792

  1.  

Об'ємна частка води, %, не більше

0,2

  1.  

 Масова концентрація сухого залишку, мг/дм3, не більше

100

  1.  

 Об’ємна частка спирту етилового (органічних кисневмісних сполук), %, не менше

97,8

98,3

  1.  

 Об’ємна частка метанолу, %, не більше

1,0

  1.  

 Об'ємна частка циклогексану, %, не більше

0,5

-

  1.  

 Масова частка кислот, у перерахунку на оцтову кислоту, %, не більше

0,007

  1.  

 Масова концентрація вищих спиртів С3 - С5, г/дм , не більше

12,0

  1.  

 Об’ємна частка бензину (вуглеводнів), %

від 1,0 до 1,5

  1.  

 Масова частка сірки, мг/кг, не більше

10,0

  1.  

 Масова концентрація фосфору, мг/дм3 , не більше

0,5

  1.  

 Масова частка міді, мг/кг, не більше

0,1

  1.  

 Масова концентрація неорганічних хлоридів, мг/дм3 , не більше  

20,0  

 

Вищезгаданим нормативним документом можуть скористатися всі суб’єкти підприємницької діяльності України всіх форм власності, які зайняті виробництвом і контролем якості біоетанолу, після затвердження і реєстрації цього стандарту в установленому порядку.

 

Деякі плюси і мінуси біоетанолу

В 2005 році проводились дослідження, за підсумками яких з’явились твердження, що етанол, який виробляється з кукурудзи, має негативний енергетичний баланс. Тобто під час виробництва етанолу енергії витрачається більше, ніж потім її можна отримати при спалюванні етанолу.

Із збільшенням урожайності кукурудзи енергетична ефективність виробництва 1 т біоетанолу зростає. В Україні намітилась позитивна тенденція нарощування врожайності цієї культури. В 2008 році цей показник зріс до 46,9 ц/га, а в 2009 році він склав 50,2 ц/га. Тоді енергетичний вихід від виробництва 1 т біоетанолу становитиме вже -10647 МДж/т, хоча продовжує бути зі знаком мінус. Але Департамент сільського господарства США (USDA) у своєму звіті у 2006 році повідомив, що в них етанол має паливний баланс 1,24, тобто із етанолу, який отримано із кукурудзи, можна мати на 24% енергії більше, ніж затрачено при його виробництві.

Очевидно, енергетичний баланс кукурудзи у разі виробництва з неї біоетанолу залежить від урожайності зерна з гектара. Крім цього слід мати на увазі, що існують технології отримання цього палива з цукрових буряків, картоплі, біомаси, включаючи стебла кукурудзи, солому тощо.

В цілому паливний баланс бензину гірший етанолу, оскільки для його отримання потрібна енергія на розвідування покладів нафти, її видобуток, будівництво транспортних артерій і засобів (танкерів чи трубопроводів), переробку, доставку бензину і т.д.

Одночасно доцільність застосування біоетанолу як палива слід розглядати з урахуванням екологічного аспекту, оскільки він нейтральний як джерело парникових газів, має нульовий баланс двооксиду вуглецю – при виробництві етанолу шляхом зброджування і  послідуючому згоранні виділяється стільки ж CO2, скільки до цього було отримано з атмосфери і використаними для його виробництва рослинами. Кисень, що міститься в етанолі, дозволяє більш повноцінно спалювати вуглеводні палива (10% вмісту етанолу в бензині дозволяє скоротити викиди аерозольних часток до 50%, а викиди СО — на 30%. По суті, виробництво етилового спирту не що інше як „фотосинтез навпаки” з тією лише різницею, що на початковому етапі використовується сонячне світло, а при спалюванні – виділяється тепло. Отже, використання біоетанолу абсолютно нейтральне як джерело парникових газів.

 

  Підсумуємо сказане

            Енергетичний баланс бензину в цілому гірший етанолу, оскільки для його отримання потрібна енергія на розвідування покладів нафти, її видобуток, будівництво транспортних артерій і засобів (танкерів чи трубопроводів), переробку, доставку бензину і т.д. Сьогодні можна отримувати біоетанол, зокрема, шляхом переробляння головної фракції етилового спирту, естеро-сивушного концентрату, сивушного масла, конфіскатів, спиртовмісних відходів тощо. Це дозволить зберегти виробничий потенціал спиртової галузі та створити умови для її ефективної роботи за рахунок перепрофілювання частини надлишкових потужностей на виробництво біоетанолу. Введення стандарту на цей вид палива встановлює єдині вимоги до показників його якості, безпеки виробництва й охорони довкілля, а також передбачає розширення сфери застосування спиртовмісної продукції для задоволення зростаючих вимог споживачів і їх безпеки.        

            Тож саме життя вимагає переходу на використання альтернативних видів палива, серед яких провідне місце в даний час може зайняти біоетанол, виготовлений з біомаси або спирту етилового-сирцю.

 

 

 

 

Мітки:

Комментарі

Ваш комментар

Опитування

Де ви купуєте насіння овочевих культур?

На базарі
В професійному магазині
На спеціалізованих виставках
В Інтернет магазині
Вирощую сам

Показати всі опитування