2666

Биоэнергетика – альтернативное моторное топливо

Книга

Производство и промышленные технологии

Мир вступает в эру биоэкономики, т. е. экономики, основанной на биотехнологиях, использующих возобновляемое сырье для производства энергии и материалов. Международная энергетическая ассоциация (IEA) прогнозирует, что к 2030 г. производство биотоплив...

Русский

2012-12-13

1.39 MB

128 чел.

Мир вступает в эру биоэкономики, т. е. экономики, основанной на биотехнологиях, использующих возобновляемое сырье для производства энергии и материалов. Международная энергетическая ассоциация (IEA) прогнозирует, что к 2030 г. производство биотоплива увеличится до 150 млн. тонн энергетического эквивалента нефти. Ежегодные темпы производства составят 7-9 %. В результате до 2030 г. доля биотоплива в общем объеме топлива в транспортной сфере достигнет 4-6 %.

«В связи с тем, что значение биотоплива в мировой энергетике постоянно возрастает, особое внимание сейчас будет уделяться странам, которые имеют необходимое количество посевных площадей для того, чтобы обеспечить производство сырья. И среди этих стран, конечно, особую роль должна занимать и Россия. …Обращаю ваше внимание и, конечно, обращу внимание Правительства на очень важный вопрос – оборот сельхозземель. Здесь не должно быть чрезмерных ограничений, но мы должны понимать четко и ясно,  что происходит. Это для нас становится не менее важным, чем использование общенациональных ресурсов в углеводородной сфере», – сказал В.В. Путин на встрече с руководителями Госдумы 11марта 2007 г.  Таким образом Путин прокомментировал выступление спикера Госдумы Б.В.Грызлова, который отметил, что из 20 млн. га земель сельхозназначения, которые сегодня не используются, 10 млн. га целесообразно использовать для производства биотоплива. «Мы должны этот рынок перехватить и тогда мы будем диктовать условия не только по поставкам газа и нефти, но и биотоплива. Для нас это реальная возможность», – отметил председатель Госдумы. Несколько дней спустя В.А. Зубков призвал российских аграриев, в том числе и руководителей аграрных образовательных учреждений, включаться в программы по поиску альтернативных видов энергии, чтобы снизить зависимость аграрного сектора от традиционного топлива. «Давайте делать биотопливо, – с энтузиазмом сказал он. – Давайте, предлагайте. Найдем деньги! Это – перспектива, так как страна большая, площади свободные  есть».

Симптоматично, что «чем раньше российские власти начнут двигаться в этом направлении, тем больше будет возможностей сформировать свое будущее вне зависимости от причудливой мировой конъюнктуры рынков нефти и газа», – считают  в Российской национальной биотопливной ассоциации.  Нефтяное лобби само заинтересовано в развитии биоэнергетики внутри страны, т. к. благодаря большему использованию биотоплива в России могут вырасти объемы экспорта нефти, а за границей, как известно, «черное золото» и «голубое топливо» стоят значительно дороже. «Именно поэтому нефтяные компании  интересуются биоэнергетическими проектами и некоторые их них уже или вкладывают деньги в биотопливо, или изучают данный рынок», – полагает исполнительный директор Национального биоэнергетического союза (НБС). – По этой же причине различные структуры Газпрома активизируются на рынке биотоплива».

Однако  существует опасение, что чем больше пахотных земель будет выделяться на нужды «зеленой энергетики», тем меньше будет их использоваться для производства продовольствия. Как найти разумный компромисс? Это вопрос, который с каждым годом все более активно обсуждается политиками и специалистами стран, занимающихся использованием возобновляемых источников энергии из сельскохозяйственного сырья. Во многих странах (нефте- и газоэкспортирующих) существуют специальные органы исполнительной власти, координирующие реализацию программ в области альтернативной энергии. В России создана Национальная биоэнергетическая ассоциация.  В настоящее время разработаны и реализуются крупные пилотные инвестиционные проекты по производству биодизельного топлива и биоэтанола в ряде субъектов Российской федерации.

Важности развития биоэнергетики как элемента энергетической безопасности страны  было уделено значительное внимание на прошедшей в 2007 г. Российской агропромышленной выставке «Золотая осень». Одним из основных мероприятий выставки стал II-ой Международный конгресс «Биоэнергетика-2007»,  организаторами которого выступили: Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, Российская академия сельскохозяйственных наук, Научный Центр «Агроэкопрогноз», Национальная Биоэнергетическая Ассоциация, ОАО «ГАО «Всероссийский выставочный центр».  Конгресс проводился при поддержке Правительства Москвы и Агропромышленного союза России, а также при информационной поддержке журналов:  «Биоэнергетика», «Дерево.ру», «Леспроминфо», «Лес и бизнес», «Новости теплоснабжения», «Турбины и дизели», «Энергетика, промышленность, регионы», «Альтернативная энергетика», «Энерго-info»

Конгресс был органично взаимосвязан со специализированной экспозицией «Биоэнергетика».

На пленарном заседании конгресса обсуждались состояние и перспективы развития рынка биоэнергетики, а также возможности финансирования биоэнергетических проектов. На четырех секциях  были представлены доклады и сообщения по темам:  «Производство биодизеля», «Производство биотоплива», «Переработка отходов в биогаз» и «Твердое биологическое топливо».  

В данном информационном сборнике представлен обзор материалов Конгресса. В первом разделе  «Биоэнергетика как элемент энергетической безопасности страны» акцент делается на изложении позиций Министерства сельского хозяйства и ряда комитетов Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации по проблемным вопросам развития биоэнергетики в России. В сборнике даны краткие описания отдельных предложений и разработок ведущих научных организаций по вопросам альтернативного топлива. Во втором разделе «Технологические, экономические и экологические аспекты создания биоэнергетических производств» приведены материалы Конгресса и  выставок по технологиям производства различных видов биотоплива, сопровождающиеся  и презентациями ряда инновационных разработок. Особое внимание уделено производству биодизеля.

1 БИОЭНЕРГЕТИКА КАК ЭЛЕМЕНТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СТРАНЫ

1.1 Развитие рынка биоэнергетики

«Необходимость решения глобальных проблем, связанных с ограниченностью ископаемых запасов топлива и обеспечением экологической безопасности обусловило развитие в мире возобновляемой энергетики и, в частности, биоэнергетики. Этот процесс уже признан мировым сообществом и успешно развивается». С этих слов был начат приводимый ниже (в изложении) доклад Заместителя директора Департамента научно-технологической политики и образования Министерства сельского хозяйства Российской Федерации  Сорокина Н.Т. “Биоэнергетика и проблемные вопросы ее развития в России”.

«Доля биоэнергетики в мировом энергетическом балансе уже составляет 1,5-2 %, а темпы роста впечатляют – в среднем данный сектор растет до десяти процентов в год.

Было бы правильно рассматривать проблемы  развития биоэнергетики, основываясь на определении ее содержательной части. Биоэнергетика – это наука, изучающая механизмы преобразования энергии в процессах жизнедеятельности организмов.

По определению Н.Т. Сорокина, биоэнергетика, в ее прикладном значении, есть реальное отражение составляющих концентрируемой энергии в высокоэнергетичных видах топлива (биоэтанол, дизельное биотопливо, биогаз), белковых кормах, сопутствующих продуктов переработки и удобрений.

Исходным сырьем в биоэнергетике выступает биомасса, аккумулирующая в себе солнечную энергию в форме углеводородов растительного происхождения и из которой вырабатывается биотопливо в твердом, жидком и газообразном виде – в зависимости от технологии.

В мире, если взять за основу классификацию, утвержденную Директивой ЕС от 8 мая 2003 г. № 2003/30 ES “О мерах по стимулированию использования биологического топлива и других видов возобновляемого топлива в транспортном секторе”, в основном получили распространение следующие виды биотоплива:.

1. Биогазтопливный газ, произведенный из биомассы и/или из биоразлагаемой фракции отходов, которая может быть очищена до качества природного газа (химическая формула – СH4);

2. Биоэтанол – этиловый спирт, производимый из биомассы и/или биологически разлагаемых компонентов отходов и используемый в качестве биотоплива (химическая формула – С2H5OH);

3. Дизельное биотопливо – сложный метиловый эфир с качеством дизельного топлива, производимый из масла растительного или животного происхождения и используемый в качестве биотоплива (химическая формула – С13H24), с получением сопутствующего продукта.

Лидерами в производстве и потреблении биотоплива являются  Германия, Франция, Италия и США. По прогнозу, сделанному из учета объявленных мощностей,  потребление дизельного биотоплива к 2010 году возрастет, по сравнению с 2005 годом, на 15 млн. тонн.

Сельское хозяйство России является одним из крупнейших потребителей энергоресурсов. В то же время имеющийся ресурсный потенциал биомассы России практически неисчерпаем. Его формируют значительные резервы для развития  биоэнергетики:  в сельском хозяйстве – это пашня  (9 % имеющейся пашни в мире); в лесном хозяйстве – запасы древесины (до 25 % мировых запасов). Биомасса – естественный источник энергии, ее воспроизводство не изменяет климат, присутствует во всех климатических зонах России, при правильном сжигании не образует экологически вредных соединений».

«Нельзя не подчеркнуть, – отмечается в докладе, – что в настоящее время в России нет ни одного предприятия по производству дизельного биотоплива, но имеются мощности по переработке масличных культур до 8,2 млн. тонн. Следующая проблема заключается в том, что для производства биодобавок мы еще не получили согласованные технические решения с производителями традиционных видов топлив (бензин, дизельное топливо и природный газ), основанные на принятых законодательных и нормативных актах.

Специалистами Минсельхоза России совместно с учеными Россельхозакадемии был проведен анализ развития агропромышленного производства ряда ведущих зарубежных стран. Подготовлен и выпущен сборник этих материалов. Анализ показал устойчивую тенденцию к интенсивному производству и использованию альтернативных источников энергии, особенно тех, которые производятся из растительного сырья.

Во многих странах производители биотоплива  пользуются поддержкой государства. 

В последнее время в Российской Федерации активизировалась работа по развитию альтернативных видов топлива.

Министр сельского хозяйства Российской Федерации А.В. Гордеев обратился 4 декабря 2006г. к Президенту Российской Федерации В.В. Путину с предложением поручить Правительству Российской Федерации подготовить комплекс мер по ускоренному развитию биоэнергетики».

Предложения были разработаны и при рассмотрении одобрены экспертным советом Комитета по энергетике, транспорту и связи Государственной Думы и экспертной группой ученых Российской Академии наук,  а затем получили поддержку и  на Парламентских слушаниях Комитета по энергетике, транспорту и связи Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации.

Прежде всего предусматривается законодательное и нормативно-правовое обеспечение.

Необходимость принятия рамочного закона “Об основах развития биоэнергетики в Российской Федерации” обусловлена не только важностью обозначенной проблемы, но и тем, что следует:

  1.  дать определение биоэнергетики на основе законодательной базы, подчеркнуть ее развитие, основанное на постоянном возобновляемом продукте – биомассе, ее переработки в биодобавки для углеводородных видов топлива, получения побочных продуктов в виде высокобелковых кормов, шротов, жмыха;
  2.  закрепить на уровне национальных стандартов понятия: биодобавка, биотопливо, биодизель;
  3.  урегулировать отношения с нефтепереработчиками по использованию биодобавок в своих технологиях при производстве топлива.

Все это, а также изложенное выше в докладе, «подчеркивает возможность формирования биоэнергетики как самостоятельного сектора экономики в сельском хозяйстве и на основе формируемой законодательной и нормативной базы становится привлекательным для бизнеса».

Закон “Об использовании альтернативных видов моторного топлива”, внесенный в инициативном порядке депутатами и членами Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации, должен обеспечивать государственную политику в области использования альтернативных видов моторного топлива и правовое регулирование использования биотоплива, биодобавок в моторное топливо, а также построение взаимовыгодных отношений между производителями биологического сырья из растительной массы с переработчиками углеводородного сырья, производителями дизельного топлива и бензина, с обеспечением защиты интересов инвесторов.

Необходима разработка Концепции развития биоэнергетики в Российской Федерации.

Концепция должна дать перспективное представление об организации в Российской Федерации промышленного производства биотоплива и биодобавок в моторное топливо, развитие внутреннего и внешнего рынка их сбыта, о месте нефтехимической, биотехнологической, машиностроительной промышленности, сельского хозяйства и роли государства в данном вопросе.

Должны быть подготовлены предложения о внесении в проект разрабатываемой “Энергетической стратегии России до 2030 года” раздела “Развитие производства и потребления биологических видов топлива”  и предложения о включении в Программу разработки технических регламентов, утвержденную распоряжением Правительства Российской Федерации от 06.11.2004 № 1421-р, разработку технического регламента “О безопасности продуктов переработки растительного сырья и биотоплива”.

Необходима разработка национальных стандартов по биологическим видам топлива (виды биодобавок, биотоплива, методов их испытаний и использования).

Отдельно выделены предложения в сфере инвестиционной и инновационной деятельности по производству и использованию биотоплива.

«Подготовленные в Минсельхозе России Предложения по ускоренному развитию производства и потребления биологического топлива, согласованные с заинтересованными органами федеральной исполнительной власти, были направлены на рассмотрение в Правительство Российской Федерации.

Предложения рассмотрены и  приняты Правительством Российской Федерации 27.08.2007 № МФ-П9-4222 и за подписью Председателя Правительства Российской Федерации они направлены в федеральные органы исполнительной власти для выполнения.

Минсельхоз России разработал и согласовал план мероприятий, направленных на реализацию предложений по ускоренному развитию производства и потребления биологических видов топлива».

В настоящее время разработаны и реализуются крупные пилотные инвестиционные проекты по производству биодизельного топлива (на основе рапсового масла) и биоэтанола в ряде субъектов Российской Федерации.

«Так в Омске совместно с чешской компанией “Chemoprag” намерены построить завод по производству биоэтанола. Предприятие будет способно ежегодно производить более 50 тыс. т путем глубокой переработки пшеницы. Общий объем инвестиций составит более 7 млрд. руб. Реализация проекта позволит создать в регионе около 1250 рабочих мест.

Томский спиртозавод “Экстрасиб” планирует отказаться от выпуска пищевого спирта и заняться производством биоэтанола, годовая мощность составит 150 тыс. тонн, инвестиции – 150 млн. евро.

Прорабатывается вопрос о строительстве крупного завода по производству биоэтанола в Республике Татарстан. Предполагаемая мощность предприятия 200-300 тыс. тонн в год.

В особой экономической зоне “Казинка” Липецкой области объявлено о решении построить завод по производству биоэтанола с помощью московской компании “Виноградов”.

В 2007 г. в Волгограде холдинговой компанией “Випойл”  закладываетсян завод по производству биоэтанола, с вводом его в строй в 2008 г. Основным сырьем для него станут кукуруза и фуражная пшеница.

В Азовском районе Ростовской области планируется построить завод по выпуску биоэтанола с использованием растительного сырья.

Создана Национальная биоэнергетическая ассоциация «Биоэнергетика», основной миссией которой являются: содействие участникам российского рынка в организации их взаимодействия с государством в интересах развития национальной биоэнергетики, оказание содействия бизнесу в создании эффективных условий для развития биоэнергетики.

Реализация намеченных мер по ускорению темпов развития биоэнергетики в Российской Федерации позволит повысить экономическую эффективность работы сельскохозяйственной отрасли.

Реализации Предложений по развитию биоэнергетики позволит:

  1.  улучшить обеспеченность животноводства в кормовом белке;
  2.  повысить доходность сельскохозяйственного производства и инвестиционную привлекательность сельского хозяйства;
  3.  создать до 70 тыс. новых рабочих мест в сельской местности и других отраслях экономики;
  4.  расширить и дополнить структуру экспорта сельскохозяйственной продукции;
  5.  снизить зависимость сельскохозяйственной отрасли и национальной экономики от роста цен и тарифов на невозобновляемые источники энергии;
  6.  улучшить экологическую обстановку и получить дополнительные источники “углеродных кредитов” в рамках Киотского Протокола».

О серьезном внимании к проблеме развития биоэнергетики в России свидетельствует и доклад Председателя подкомитета по возобновляемым источникам энергии Государственной Думы РФ В.Б. Иванова и Заместителя Председателя Комитета по природным ресурсам и природопользования Государственной Думы В.В. Прозоровского “Законодательное обеспечение развития производства биотоплива в России”.

В докладе отмечается, что  в России «энергоинтенсивность прироста ВВП находится на уровне мировых, в ряде регионов приняты нормативные акты, направленные на энергоресурсосбережение, быстро увеличивается число предприятий, которые производят пеллеты, большая энергетика становится все более рыночной, уровень информированности управленцев, бизнес сообщества в отношении преимуществ реэнергетики становится довольно высокими, даже рост цен на энергоносители и услуги по энергообеспечению стимулирует энергоэффективность. Но рядом с масштабными и долговременными программами развития использования возобновляемых источников энергии, тепловой защиты зданий,  энергоэффективности офисной и бытовой техники, которые реализуются в Европе, США и других регионах мира, наше положение кажется слишком асимметричным, даже с учетом наших запасов геологических энергоносителей. Нужно заметить, что общество и власть не вышли на уровень диалога. Были отдельные монологи, но нужно понять, чтобы государство всерьез занялось реэнергетикой, оно должно видеть в ней государственную пользу и необходимость. <…> Необходимо предъявить государству именно государственные задачи в области реэнергетики. Но при этом следует остерегаться прямых аналогий с энергетическими стратегиями США и Евросоюза, особенно на тех направлениях, которые больше поддержаны пропагандой в средствах массовой информации.

Если обратиться к прогнозам увеличения потребления энергоресурсов (рис. 1), то, во-первых, увидим, что энергетические стратегии США и Евросоюза различны.

Рис. 1 Прирост годового потребления энергоресурсов

Группа стран  (США, Китай, Индия) к 2030 году более быстрыми темпами увеличивают потребление угля, нефти и газа. Прирост за счет возобновляемых источников энергии заметен, но решающей роли в развитии экономики и определении ресурсной внешней политики они играть не будут. Европа, будет развиваться не за счет ВИЭ, а за счет природного газа. Возможно, уже в ближайшее десятилетие она скорректирует индикативные показатели своей энергетики. На фоне борьбы с парниковым эффектом, рост выработки электроэнергии будет осуществляться главным образом за счет каменного угля. С тревогой обсуждая быстро тающие запасы нефти, наиболее мощно развивающиеся страны планируют значительное увеличение ее потребления. Так, может быть, возобновляемые источники энергии – это разговор в пользу энергетически бедных стран, которые своих запасов ископаемого топлива не имеют, приобрести на мировом рынке не могут, тем более, отобрать его. В мировой конкуренции нарастает тенденция, суть которой состоит не только в том, чтобы направить в свою сторону потоки ископаемого топлива из немногочисленных месторождений, но и помешать сделать это конкурентам.

Особенности современного обеспечения энергоносителями заключаются:

  1.  в ограниченности числа базовых месторождений,
  2.   и размещении месторождений вдали от мест потребления (причем часто не в смежных государствах).

Устойчивость энергоснабжения страны к действию различных внешнеполитических факторов определяется не только наличием макропотоков природных энергоносителей, но и способностью обходиться в определенных случаях без этих потоков.

Первый уровень устойчивости (не берем в рассмотрение одежду) – это обогрев жилищ и приготовление пищи с помощью возобновляемых энергоносителей, которые, главным образом, представлены биомассой. На диаграмме (рис.  2),  построенной на основании данных за 2004 год (Международное  энергетическое агентство), видно, что Россия использует такого топлива для жилищ на душу населения гораздо меньше, чем развитые страны (причем совсем не северные).

Рис. 2  Потребление горючих ВИЭ и отходов в жилищном секторе

С таким количеством возобновляемого топлива в случае потери централизованного энергоснабжения возникает много проблем с катастрофическим последствиями. Для исправления ситуации Россия должна увеличить производство и потребление топливных ВИЭ и отходов для обогрева жилищ и приготовления пищи до 150-200 кг нефтяного эквивалента на      1 человека, т. е. от 20 до 30 млн. тонн нефтяного эквивалента. Чтобы это было возможно, они должны быть вовлечены в постоянное использование   (т. е. возобновляемые потребители энергии).

Если использовать топливные ВИЭ и отходы также для выработки электроэнергии и обеспечения предприятий, то стратегической задачей для России может быть увеличение годового потребления топливных ВИЭ и отходов до 200-500 кг нефтяного эквивалента на 1 человека или от 30 до 70 млн. тонн нефтяного эквивалента.  Разумеется, эта задача должна быть распределена по населенным пунктам дифференцировано. При этом сами принципы построения систем тепло- и водоснабжения, созданной в последние десятилетия советского периода в средних и крупных городах,  потребует серьезной реконструкции. Вот почему вопросы реэнергетики являются стратегическими, так как заложенные односторонние решения в городском теплоснабжении не обеспечивают необходимой устойчивости в чрезвычайных ситуациях. Энергоэффективность и энергосбережение для ВИЭ являются необходимой составляющей и основным условием эффективной работы».

Далее докладчики анализируют возможности использования жидкого биотоплива.

«Чтобы оценить стратегические задачи, связанные с производством и потреблением биотоплива в России, необходимо рассматривать проблему в трех проекциях:

  1.   замещение истощающихся геологических запасов топлива,
  2.   резервы,
  3.   самообеспечение жидким топливом за счет местных ресурсов.

Тенденции замещения биотопливом ископаемого жидкого топлива следует рассматривать вместе с тенденциями развития производства нековенционального жидкого топлива (НКЖТ), в состав которого включают и биотопливо. Большой потенциал имеют нефтяные пески (Канаде они позволили выйти на второе место в мире по запасам нефти), еще больший – нефтяные сланцы. Индустриальные технологии получения жидкого топлива из угля и газа, запасы которых велики, рассматриваются как серьезная альтернатива природной нефти. Во времена второй мировой войны Германия увеличила за 5 лет производство синтетического жидкого топлива в 4 раза и довела его долю в 1943 году до 50%.

Биотопливо среди видов НКЖТ предпочтения не имеет (см. рис. 3). В соответствии с прогнозами его доля в НКЖТ будет сокращаться с 25 % (2005 год) до 16 % (2030 год), а доля в общем мировом потреблении жидкого топлива не превысит существенно 2%. Таким образом, биотопливо как продукт-заместитель нефтяного топлива рассматриваться не может. Однако для стран с относительно небольшим валовым потреблением жидкого топлива при наличии программ развития биотопливной индустрии оно может рассматриваться как альтернатива другим видам  НКЖТ.

Рис. 3 Неконвенциональные жидкие топлива

США имеют амбициозную программу производства биоэтанола (см. рис. 4). Но для достижения поставленных целей потребуется увеличить урожайность кукурузы на 17 % к 2014 году и на 25 % к 2020 году (в сравнении с 2001 годом). Доведение доли биотоплива в общем потреблении жидкого топлива в США до 2 % в 2014 году потребует 14 % от всего урожая кукурузы и уменьшения закупок в государственный зерновой резерв на 25 %. Кроме того, объемы кукурузы, ежегодно направляемые на производство биоэтанола, эквивалентны амплитуде колебаний ее производства (см. рис. 5).       

Рис. 4 Прогнозный рост урожайности кукурузы в США

Рис. 5  Динамика урожайности и производства кукурузы в США

Масштабы последствий взаимного влияния биотопливной и продовольственной отраслей под воздействием стихийных бедствий были очень значительны в Китае, который, вероятно скорректирует свою программу получения биотоплива с учетом этого фактора и большими запасами каменного угля. <…>

Это обстоятельство является фактором, дестабилизирующим рынок зерна и продовольствия. При существенной доле биотоплива колебания цен на зерновом рынке могут транслироваться на рынок нефтяной. Ситуацию может изменить только кардинальное уменьшение потребления транспортом жидкого углеводородного топлива».

«Стабилизация биотопливного рынка (и связанных с ним рынков продовольственного и нефтяного) потребует резервирования дополнительных бюджетных средств, изымаемых из других секторов экономики.

Результаты расчетов полной энергоэффективности производства биоэтанола на основании многочисленных моделей показывают относительно небольшую положительную энергию (см. рис 6).

Рис. 6 Оценки эффективности производства биоэтанола

Некоторые модели приводят к отрицательным энергетическим эффектам. Ни одна из моделей не учитывает социальных последствий в сельской местности, истощения почв, необходимости увеличивать внесение минеральных удобрений и тратить больше воды, которая становится еще одним дефицитом. Ряд исследователей полагает, что зерновой биоэтанол лет через 20 будет вытеснен целлюлозным, энергоэффективность которого существенно выше. Однако разброс значений, получаемых на основании разных моделей, настолько велик, что делать какие-либо окончательные выводы преждевременно.

Простые оценки показывают, что сегодня дневной рацион в 1600 ккал в зерновом исчислении будет стоить 5,6 рублей, в бензиновом – 3,2 рубля, в нефтяном – 2,2 рубля. Заметим, что килокалория продуктов питания, полученных из зерна, еще в несколько раз выше. Поэтому производство бензиновой калории из зерновой экономически невыгодно и может быть оправдано лишь особым “обменным” курсом – равным “ полцарству за коня”. А это вопрос государственных материальных резервов».

Анализируя и обобщая программы США по производству биотоплива, закупке жидкого топлива для Министерства обороны и увеличению стратегического нефтяного резерва к 2027 году до 1,5 млрд. баррелей, авторы доклада  пришли к результату, который наглядно иллюстрируется диаграммой  (рис. 7).

Обращается внимание также «на особые свойства зерна, как универсального продукта для создания стратегических государственных резервов, который является средством его расширенного воспроизводства (семенной фонд), продовольствием, фуражом и сырьем для жидкого топлива. Отметим также возможность длительного хранения зерна в резервах без существенной потери указанных свойств.

Рис.7

Изымая с нефтяного рынка нефть для стратегического нефтяного резерва и обеспечивая независимость от импорта снабжения топливом собственных вооруженных сил, США замещают изъятие этого объема биоэтанолом, который будет потребляться в гражданском секторе.

Закладывая высокие темпы производства биотоплива, которое  не выгодно в настоящем и не обеспечивает потребностей в будущем, поведение США сегодня аналогично поведению Германии во второй мировой войне, которая в несколько раз увеличила производство синтетического топлива из угля, не считаясь с затратами, так как ставки в войне были гораздо выше. Но тогда уместно вспомнить и газогенерацию, которая замещала в Германии 10 % жидкого топлива. Однако, отличие второй мировой войны от гипотетической будущей в том, что в той средством развертывания войск был автотранспорт – он мог работать на генераторном газе, а сегодня все решает авиация, которая “любит” нефтяной керосин».

«В сельской местности США проживает 16,8%  всего населения страны и трудится 1,6 % от числа всех занятых. Таким образом, 2 % биотоплива, произведенного в сельском секторе – это не мало, если оно производится для себя. Себестоимость такого топлива, предназначенного для потребления на месте, даже при недостаточно эффективной технологии, может оказаться приемлемой, так как исчезают затраты, связанные с его транспортировкой, розничной продажей, дополнительными налогами и накладными расходами. Более того, при небольших масштабах производства расходы могут быть уменьшены за счет использования работы тягловых животных. Государственная политика формирования производственной биотопливной базы и инфраструктуры сектора рынка позволяет разработать и внедрить технологии и создать основные фонды. После снятия преференций и государственной поддержки биотопливный рынок может трансформироваться и стать местным, самодостаточным и устойчивым. Разумеется сельская биоэнергетика не исчерпывается зерновым биоэтанолом и масличным биодизелем. Общие объемы биоэнергетического сырья в агропроизводственном секторе и климатический энергетический потенциал сельских территорий могут полностью обеспечить потребности сельского хозяйства и сельских домохозяйств».

По мнению авторов изложенного выше доклада, «объем годового производства к 2030 году для зернового биотопливного резерва России оценивается в 3,1-3,6 млн. тонн н.э».

Биотопливная программа России должна развиваться «по следующим направлениям:

  1.  Участие  в международных программах по созданию продовольственно-биотопливных фондов. Заключение международных соглашений;
  2.  Формирование стратегического зернового биотопливного резерва;
  3.  Создание сектора сельской биотопливной энергетики».

Подкомитет по возобновляемым источникам энергии подготовил «предложения по пунктам указанной программы с перечнем законов, в которые необходимо внести изменения и которые следует разработать.

Для осуществления данного проекта необходимы:

  1.  Полномочный орган государственной исполнительной власти на федеральном и региональном уровнях,
  2.  Государственная корпорация для координации проектов в области реэнергетики;
  3.  Надправительственный статус энергетической стратегии.

В докладе Президента Национальной биоэнергетической ассоциации А.Г.Шаповальянца  “Задачи Национальной биоэнергетической ассоциации по развитию производственных мощностей переработки биомассы указывается, что «энергетика является фактором, определяющим уровень технико-экономического и социального положения любого государства. Особенно это важно для России, которая на глобальном уровне позиционирует себя как энергопроизводящая страна.

Россия  обладает необходимым энергетическим потенциалом,  основанном на существующих запасах углеводородов. Вместе с тем в мировой энергетике существенную и все возрастающую роль играют источники энергии, основанные на использовании биотоплива. Эти тенденции имеют долговременный характер по следующим причинам:

1. Основой энергетики является использование возобновляемого и  экологически чистого источника энергии;

2. Биотоплива решают проблему остановки глобального роста двуокиси углерода в атмосфере, фактора усиливающего «парниковый эффект» и приводящего к глобальным изменениям климата;

3. Биотоплива – территориально-распределенный источник энергии. Производство и применение биотоплив может носить локальный характер без необходимости использования глобальных систем трубопроводов, линий электропередач и др.;

4. Биотопливная индустрия в рамках развития агроэнергетического комплекса является фактической поддержкой сельскохозяйственного производителя и способна создать значительное количество рабочих мест;

5. Интенсивное развитие биотопливной промышленности позволит России сохранить и упрочить свои позиции как мировой энергопроизводящей державы, занять лидирующие позиции в развитии  биотоплива на основе использования своих природных ресурсов. (В России сосредоточено около 10 % мировых посевных площадей, 20 % лесов планеты. Только ежегодный прирост древесины в России около 1 млрд. кубометров.)

В настоящее время под биотопливами понимают большой набор продуктов, получаемых биотехнологическими методами из возобновляемого сырья различной природы, включая биоэтанол, биогаз, биобутанол, биодизель, пеллеты. 

Биоэтанол является возобновляемым жидким топливом. Большинство автомобилей может использовать 10 % добавки этанола к бензину без какой-либо модификации. В настоящее время объем мирового рынка этанола оценивается объемом около 40 млрд. литров в год, из которых около 60 % используется, как добавка к моторному топливу, 25 % использует химическая промышленность, только около 15 % – пищевая, причем эта доля постоянно убывает. Темпы роста производства этанола составляют примерно 10 % в год, мировыми лидерами являются Бразилия, США и Китай.

Производство этанола спиртовой отраслью России составляет примерно 860 млн. литров, для чего используется около 2,4 млн. тонн зерна – в основном высокосортной пшеницы и ржи. Следует отметить, что в настоящее время загруженными являются примерно 50 % мощностей спиртовой отрасли, т. е. производства спирта может быть удвоено на уже существующих мощностях.

Наиболее перспективным источником сырья для получения биоэтанола в России является целлюлозосодержащее сырье и его отходы. В целом, в России ежегодно образуется 15 млрд. тонн растительной биомассы, 800 млн. тонн древесины, 50 млн. тонн отходов переработки леса.

Для создания биотоплива для автомобильного транспорта разработано новое поколение технологического процесса получения биобутанола и продвижение его на рынок в качестве моторного топлива. Стимулом являются более высокие топливные характеристики бутанола по сравнению с этанолом.

Значительное развитие в последние годы, особенно в Европе, получает технология получения биодизеля путем конверсии растительных масел. Получаемые продукты (дизельное топливо, кормовой жом и глицерин) востребованы, и их совместное производство делает процесс рентабельным.

Простота технологии и экономические характеристики процесса делают биодизель весьма привлекательным для сельского производителя, с учетом того, что дизельное топливо – основное топливо в сельском хозяйстве. В настоящее время в России в сельскохозяйственном производстве потребляется около 5 млн. т дизельного топлива и около 1,5 млн. т. бензина.

Одновременно экспортный потенциал России растительного масла для производства биодизеля в странах ЕС составляет по оценкам экспертов 6 – 8 млн. т в год. Это связано с тем, что Европейский союз принял директиву, согласно которой предусматривается замена к 2020 году 20% традиционного дизельного топлива на биодизель, а к 2010 году производство и потребление биодизеля планируется довести до 13 млн./т в год с созданием 40 новых заводов производства биотоплива.

Другим направлением биоэнергетики является производство биогаза. В мире в настоящее время эксплуатируется свыше 1700 высокопроизводительных анаэробных реакторов в 65 странах мира. Если взять все отходы, генерируемые российским агропромышленным комплексом, то их ежегодный объем составляет более 770 млн. т. Применяя анаэробную конверсию для их переработки, можно получить около 66 млрд. м3 биогаза и около 112 млн. т высококачественных удобрений. Энергетически 66 млрд. м3 эквивалентны 33 млрд. л. бензина/дизтоплива или, утилизируя его в газогенераторах (КПД 38 %) можно получить 110 млрд. кВт-ч электроэнергии и 1 млрд. ГДж тепла. Для сравнения: по данным Госкомстата РФ в 2005 г. сельское хозяйство России потребило 1,6 млн. т бензина, 4.4 млн. т дизтоплива и 60 млрд. кВт-ч электроэнергии.

Таким образом, агропромышленный комплекс России может стать энергетически автономным при использовании своих отходов. Более того, производимой электроэнергии достаточно и на снабжение электричеством всего сельского населения России (39 млн. чел. ежегодно потребляющих 43 млрд. кВт-ч электроэнергии). Аналогичная автономность достигается и для удобрений – в 2005 г. на сельхозугодья России было внесено 14 и 50 млн. т минеральных и органических удобрений, т.е., в 2 раза меньше, чем могло бы быть произведено при биогазификации отходов.

Еще одним перспективным сырьем, генерируемым городским хозяйством, для получения биогаза являются осадки (первичный и вторичный) сточных вод. Всего в России ежегодно накапливается 80 млн. м3 таких отходов.

Принятая в России практика размещения этих нестабилизированных осадков на так называемых иловых площадках или применения в качестве удобрения не выдерживает никакой критики, так как является целенаправленным уничтожением природы за счет эмиссии в окружающую среду многих вредных веществ. Между тем, осадки сточных вод – являются ценным ресурсом, в том числе энергетическим.

Необходимо отметить наиболее быстро развивающийся сектор биогазовой технологии в России – применение высокоскоростных анаэробных реакторов для очистки сточных вод пищевой промышленности.  В России, начиная с начала этого века, за 7 лет было построено 23 реактора (общий объем реакторов более 30 тыс. м3), перерабатывающих свыше 61 тыс. м3 сточных вод в сутки. Биогаз практически везде используется для внутренних нужд предприятий.

Можно констатировать, что в настоящее время заложены основы и интенсивно развиваются несколько технических процессов, направленных, на получение биотопливных материалов различной природы для целей автомобильного транспорта, сельскохозяйственного производства, получения электроэнергии и тепла.

Продукты современной биотопливной промышленности разнообразны по своей природе и покрывают практически весь спектр широко используемых топлив (биоэтанол, биобутанол, биогаз, биодизель). При этом агро-энергетический комплекс основан на полностью возобновляемых источниках энергии, экологически замкнут, сбалансирован по выбросам СО2 и представляет собой территориально-распределенный источник энергии, способный интенсифицировать сельскохозяйственное производство и создать сотни тысяч рабочих мест.

Потенциальный вклад биотоплив в энергетику и экономику страны, в целом, весьма значителен. Особенно большой вклад биотоплива могут внести в развитие и экономику сельского хозяйства. 

При эффективном развитии агроэнергетической индустрии ее ресурсные возможности в состоянии покрыть наиболее сложные топливно-энергетические потребности страны, включая потребности сельскохозяйственного производства и автомобильного транспорта.  По данным Российской академии наук, при освоении 22 млн. га сельскохозяйственных угодий, вышедших за последние годы из сельскохозяйственного производства, может быть получено до 140 млрд. л жидкого топлива, дополнительно из отходов может быть получено 10-12 млрд. м3 биогаза и 5,5 млн. тонн высокоэффективного органо-минерального удобрения.

Использование лигно-целлюлозных отходов (отходы сельского хозяйства и лесотехнической промышленности) в суммарном объеме около 300 млн. тонн в год позволяет получить около 100 млрд. л биоэтанола, дополнительно около 50 млн. м3 метана и около 100 млн. тонн удобрений.

Определяющую роль в развитии биотоплив должно играть Министерство сельского хозяйства, которое в настоящее время  работает над программой создания биоэнергетических комплексов. Активное участие в ее реализации должны принять лесопромышленный комплекс страны, машиностроители и транспортники России.

Большую активность проявляют ряд общественных организаций и некоммерческих партнерств таких, как Российская Топливная Ассоциация, Национальная биоэнергетическая ассоциация и др.

Исходный нормативно-правовой документ для развития биоэнергетики энергетики – это Энергетическая стратегия. Ввиду комплексности задач и их политической значимости Энергетическая стратегия должна иметь надправительственный статус и к ее реализации должны быть привлечены как министерства и ведомства, так и бизнесструктуры агропромышленного и топливного комплекса страны.

Так в странах Европейского Союза принципиальные политические решения по созданию и развитию биотопливной промышленности закреплены Директивой Европейского Союза (№ 2003/30/ЕС).

В США инициативы по развитию биоэнергетики исходят от Президента. В своем обращении к нации (31 января 2006 года) президент США Д.Буш провозгласил Продвинутую Топливную Инициативу (Advanced  Fuel Initiative), в основе которой, в первую очередь, лежит использование биоэтанола из зерна и целлюлозосодержащего сырья как моторного топлива для двигателей внутреннего сгорания, а также развития биодизельного и водородного топлива. Данная инициатива затем закрепляется федеральными законами и законами штатов.

Государственные программы по развитию биотоплива приняты в Бразилии, Японии, Канаде, Австралии, Украине, Белоруссии и других странах.

Крупнейшие мировые топливные и нефтехимические компании, такие как British Petroleum, Dupont, Shell и др., вкладывают существенные средства в создание и развитие новых биотопливных технологий.

Ввиду конкретности стратегических целей ответственность за их достижением должна возлагаться на полномочный орган исполнительной власти, которого у нас сегодня нет. Во всех мировых прогнозах годовые приросты энергии, произведенной из возобновляемых источников энергии, превышают аналогичные значения для атомной энергетики и соответствуют значениям энергетики газовой.

Анализ, проведенный Минсельхозом России, совместно с субъектами федерации, сельхозпроизводителями, отраслевыми биотопливными ассоциациями показал, что для поднятия этой отрасли энергетики требуется формирование целостной политической поддержки этого перспективного направления экономики с использование механизма государственно-частного партнерства». 

Статус проблемы и комплекс целей требует совершенствования нормативно-правовой базы, регулирующей деятельность игроков рынка биоэнергетики».

Далее в докладе президента НБА говорится о законодательных инициативах, подготовленных Правительством России совместно с представителями заинтересованных региональных органов исполнительной власти, науки, бизнеса и специалистами в области законодательной и нормативной базы. (Эта тема освещена и в изложенных выше докладах.)

Как уже указывалось “Предложения” были рассмотрены и одобрены 22 мая 2007 г. на Парламентских слушаниях Комитета по энергетике, транспорту и связи Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации.

«Одновременно Правительству Российской Федерации было предложено включить в Программу разработки технических регламентов, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации 06.11.2004 № 1421-р, разработку технического регламента “О безопасности продуктов биоэнергетики”, а также разработать систему национальных стандартов России по биоэнергетике (виды биодобавок, биотоплива, методов их испытаний и использования).

Ряд проблемных вопросов, связанных с увеличением производства высокоэнергетических культур и эффективным использованием продуктов их переработки для биотоплива и в целях снижения дефицита белковых кормов для животноводства, должен быть решен в рамках приоритетного национального проекта “Развитие АПК”.

Значительную роль в формировании необходимых рамочных условий для развития нового направления агробизнеса сыграла созданная Национальная биоэнергетическая ассоциация, которая обобщила наработанные предложения предпринимательских структур в этой области».

«Для эффективного и комплексного решения вопросов, – подчеркивает президент НБА А.Г. Шапавальянц, – целесообразно проблемы развития биоэнергетики, объединить в отдельный проект национального масштаба с формированием адекватных схем его управления и финансирования. 

Это позволит не только увязать всех участников научно-внедренческого и технологического процессов, но и определить реальную эффективность от вложения бюджетных и внебюджетных источников при производстве биотоплива, включить биоэнергетические ресурсы в топливно-энергетический баланс страны в целом и по каждому региону в отдельности.

С учетом изложенного должна быть разработана программа развитиия энергетики на возобновляемых источниках энергии в сочетании с системной работой по энергоэффективности и энергоресурсосбережению, а также внедрение биотоплив для транспорта, промышленных и бытовых нужд. Такие источники энергии дают возможность заменить определенную долю органических ископаемых топлив, обеспечить регионам энергетическую безопасность при сбоях базового энергоснабжения, существенно уменьшают влияние энергетики на окружающую среду».

Докладчик отдельно остановился на  реализуемых проектах по производству биотоплива.
         «Развитие альтернативных видов топлива в России требует комплексного решения задач создания сырьевой базы для биотопливной промышленности, ввода в действие мощностей по хранению и переработке сельскохозяйственного сырья, строительства заводов по производству растительного масла и биодизеля.

В настоящее время в России заметно интенсифицировалось производство масличных культур в Липецкой, Белгородской, Воронежской, Орловской областях, Алтайском и Краснодарском краях, Республике Татарстан. В результате посевные площади в целом по России в 2007 году увеличились в два раза и составили около 1 млн. га. В Татарстане введены мощности по хранению и переработке рапса. В Омской области ведется  строительство специализированного завода по производству топливного этанола.

В рамках Национальной биоэнергетической ассоциации реализуются проекты по переработке масленичных культур в Тамбовской, Пензенской, Липецкой, Волгоградской областях, Ставропольском крае. Эта работа ведется под патронажем Министерства сельского хозяйства России, на основе заключенных соглашений по развитию этого направления агропромышленного производства между инвесторами и субъектами федерации.

В рамках проектов использован лучший российский и зарубежный опыт строительства зерновых элеваторов и маслозаводов, современные технологии возделывания сельскохозяйственных культур, используемые для производства биотоплива, а также передовые инженеринговые решения при создании мощностей для производства рапсового масла, биодизеля, биоэтанола.

Проекты будут осуществляться в два этапа.

В рамках первого этапа проекта инвестор приобретает земли сельскохозяйственного назначения с целью формирования собственной сырьевой базы для производства масленичных и зерновых культур в рамках существующего севооборота.

Параллельно с этим осуществляется строительство зерновых многофункциональных элеваторов со специализированными мощностями по подработке (сушке, очистке) масленичных и зерновых культур. 

Реализация первого этапа проекта позволит ввести не менее 100 тыс. га  сельскохозяйственных угодий, создать элеваторные мощности до 300 тыс. м3  хранения зерновых и масленичных культур.

На втором этапе планируется строительство маслозаводов суммарной мощностью переработки до 400 тыс. тонн семян масленичных культур в год. В дальнейшем осуществляются инвестиции для организации собственного биодизельного производства.

Проекты создаютсы на принципах проектного финансирования с привлечением средств инвесторов и кредитов банков.

В рамках проекта собственные средства инвестора направляются на приобретение земельных участков. При этом указанные земли выступают в качестве залога для получения кредита для приобретения сельхозтехники и оборотных средств для возделывания указанных сельхозугодий, а также для приобретения оборудования для элеватора и строительно-монтажные работы.

Средства банка используются для  приобретение сельскохозяйственной техники, формирование оборотных средств, необходимых для проведения сельскохозяйственных работ. Кредиты привлекаются сроком на 5 лет  под процентную ставку с учетом субсидирования 2/3 процентной ставки рефинансирования.

     Относительно низкая капиталоемкость проектов (стоимость одного комплекса около 500 млн. рублей, включая строительство завода и элеватора), а также высокий уровень цен и возрастающий спрос на внутреннем и внешнем рынках на продукцию, получаемую на всех стадиях технологического процесса производства биотоплива, позволяют обеспечить уровень эффективности проектов, приемлемый для привлечения средств банков и внешних инвесторов.

Ежегодные поступления в бюджеты различных уровней в виде налогов составят в расчете на один комплекс не менее 80 млн. руб.

Реализация указанных пилотных проектов в рамках 2007-2009 годов создаст условия для развития этого вида агробизнеса еще в пятнадцати областях Российской Федерации, где природно-климатические условия благоприятствуют для возделывания энергетических культур. В результате в сельскохозяйственный оборот может быть вовлечено до 3 млн. га с доведением объемов производства растительных масел для производства биодизеля не менее 1.5 млн. тонн. Это позволит выйти этому направлению агробизнеса на третье место в сельскохозяйственном комплексе страны, решить в значительной степени проблему энергонезависимости  сельского хозяйства, повысить занятость и доходы селян».

Немаловажную роль в развитии биоэнергетики и понимании обществом ее значения на современном этапе и в будущем играет информационно-аналитическое обеспечение. Именно этой проблеме был посвящен доклад члена-корреспондента РАСХН директора ФГНУ “Росинформагротех” В.Ф. Федоренко “Информационно-аналитическому обеспечениЕ развития биоэнергетики”. 

В докладе отмечается, что «анализ отечественного и зарубежного опыта, информационных материалов свидетельствует о динамичном росте спроса на энергетические ресурсы в мире. Особенно обострилась ситуация на рынке ископаемых видов углеводородных топлив и прежде всего моторных,  в связи с их особой востребованностью, ограниченными запасами и быстрым ростом цен и значительным негативным влиянием на экологию.

В общем балансе загрязнений доля двигателей внутреннего сгорания превышает 70%. Прямой ежегодный ущерб от пагубных выбросов только автотранспортного комплекса России на окружающую среду и здоровье населения составляет около 4 млрд. долл.

В связи с этим наблюдается значительное расширение исследований по разработке новых и повышению эффективности известных способов и технологий производства топлив за счет возобновляемых источников энергии, и в частности из биологического сырья».

Далее докладчик формулирует основные направления развития биоэнергетики (см. рис. 1).


Рис. 1. Направления биоэнергетики в сельском хозяйстве

Далее автор доклада констатирует, что «реализация основных направлений развития биоэнергетики в сельском хозяйстве России позволит:

  1.   снизить  энергозависимость сельского хозяйства и национальной экономики в целом от роста цен и грядущего дефицита  невозобновляемых источников энергии;
  2.  обеспечить устойчивое энергоснабжение сельских территорий, населения и сельхозпроизводства в зонах децентрализованного газо- и электроснабжения;
  3.  обеспечить гарантированное энергообеспечение объектов во время аварийных или плановых отключений  в зонах централизованного энергоснабжения;
  4.  повысить доходность аграрного сектора, создать новые   рабочие места».

Затем В.Ф. Федоренко останавливается непосредственно на деятельности ФГНУ “Росинформагротех”.

  1.  «Учитывая актуальность и экономическую целесообразность развития этой сферы  для экономики сельского хозяйства страны ФГНУ “Росинформагротех” расширяет работы по созданию информационных ресурсов, мониторингу законодательной и нормативной базы, отечественного и мирового опыта использования  сырья растительного происхождения.  

Информационно-аналитическое обеспечение проблем биоэнергетики включает следующие направления:

  1.  анализ состояния и развития мирового и отечественного рынка биоэнергетики;
  2.  анализ тенденций развития и обоснование приоритетных направлений развития биоэнергетики в АПК;
  3.  научно-информационное обеспечение реализации научно-технической политики и мониторинг реализации перспективных разработок и проектов;
  4.  разработка научно обоснованных рекомендаций по реализации инновационных проектов.

Развитие работ по информационному обеспечению биоэнергетики базируется на функционирующей в отрасли системе (рис. 2) в тесном взаимодействии с системой государственного информационного обеспечения в сфере сельского хозяйства, предусмотренной Государственной программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия  на 2008-2012 годы.

     Результатом системы информационного обеспечения биоэнергетики являются информационные ресурсы, основные составляющие которых представлены на рис. 3.

База данных (БД) включает более 500 документов и представляет собой рефераты и аннотации материалов по биотехнологиям со специальной отметкой.

Справочно-информационный фонд (СИФ) пополняется информационными материалами по данному вопросу.

СИФ и БД  используются для справочно-информационного обеспечения предприятий и организаций при  выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Учеными института разработана и функционирует система информационного мониторинга инновационного развития АПК, основанная на сопоставительном анализе информации, генерирующая 200-250 аналитических материалов ежегодно, которые направляются в органы управления сельским хозяйством, НИИ, вузы и служат основой для принятия решений по ускорению научно-технического прогресса в сельском хозяйстве, инициирования новых исследований и разработок

Рис. 2 Система  информационного обеспечения биотехнологий

Рис. 3 Основные составляющие информационных ресурсов по проблемам биоэнергетики

Цель и задачи системы мониторинга развития биоэнергетики представлены на рис. 4.

Рис. 4 Цель и задачи мониторинга биоэнергетики

В рамках информационного мониторинга биоэнергетики институтом подготовлено 10 аналитических материалов, которые направлены на анализ и решение различных вопросов в области биоэнергетики России. Среди них:

  1.  Состояние и перспективы развития биоэнергетики в сельском хозяйстве Российской Федерации;
  2.  О состоянии и основных направлениях развития биоэнергетики в АПК России;
  3.  О законодательном обеспечении использования возобновленных источников энергии;
  4.  Мировые тенденции и потенциал Российской Федерации в развитии биоэнергетики;
  5.  Возможности использования альтернативных видов топлива в АПК России;
  6.  Биоэнергетика и проблемные вопросы ее развития в АПК России;
  7.  О развитии и потребности биотоплива в Российской Федерации.

Подготовлены также аналитические справки:

  1.  Состояние и перспективы развития биоэнергетики в Российской Федерации;
  2.  Биотопливо для мобильной сельскохозяйственной техники из возобновляемых источников энергии;
  3.  Альтернативные виды топлива для автотранспорта;
  4.  Биоэтанол из сахарного сорго – альтернативный источник энергии;
  5.  Экологически чистые виды топлива для дизельных двигателей автомобилей;
  6.  Применение диметилового эфира и рапсового масла в качестве топлива в дизельных двигателях;
  7.  Научно-техническое обеспечение производства и использования биотоплива на основе рапсового масла;
  8.  Эффективность производства биотоплива;
  9.  Новая технология производства рапсового масла.

Подробный технико-экономический анализ направлен на такие вопросы как создание биокластеров, сравнительная оценка применения оборудования для производства биотоплива (твердого, жидкого и газообразного), производства высокоэнергетического растительного сырья, себестоимости производства биотоплива и другие.

Институт совместно со специалистами Минсельхоза России, Россельхозакадемии, МГАУ, ВИМа подготовил Предложения по ускоренному развитию производства и потреблению биологических видов топлива, включающие разделы “Законодательное и нормативно-правовое обеспечение” и “Инвестиционная и инновационная деятельность по производству и использованию биотоплива”.

В  2007 г. проведен анализ мирового и отечественного опыта производства и использования топлива не минерального происхождения, который  опубликован в работе Биоэнергетика: мировой опыт и прогнозы развития”, научных аналитических обзорах Тенденции развития сельскохозяйственной техники за рубежом”, Состояние и развитие производства биотоплива”, Использование биологических добавок в дизельное топливо”.

В научных аналитических обзорах по тенденциям развития сельскохозяйственной техники за рубежом по материалам выставок в Ганновере (Агротехника) и в Париже (SIMA) выделены разделы по биоэнергетической технологии и оборудованию.

В научно-производственном журнале “Техника и оборудование для села”, издаваемом институтом, за два года по этой проблеме опубликовано 12 материалов.

В рамках “Дня российского поля” в Ростовской области (2007 г.) проведена конференция по проблемам биоэнергетики в АПК.

Проведенный анализ показал, что с развитием биоэнергетики появляются проблемы, связанные с отрицательным влиянием развития производства биотоплива на основе переработки биомассы. Чтобы аграрный бум, связанный с получением биотоплива, не привел к росту содержания в атмосфере парниковых газов, следует беречь целинные земли, первичные леса и все ценные земельные угодья. Видимо, потребуется новая система сертификации биотоплива с тем, чтобы оно соответствовало экологическим нормам и стандартам. По мере того, как земельные угодья, водные и иные ресурсы пойдут на удовлетворение нужд промышленности, связанной с производством биотоплива, в той или иной степени обострится проблема продовольственной безопасности.

Нельзя забывать и о возможном (уже происходящем) росте цен на продовольствие, если сырье для его получения пойдет на выработку биоэнергии. Это особо касается цен на животные корма. Так, например, в области продовольственной безопасности повышение цен на основные источники биотоплива, в том числе на зерновые, масличные, бобовые и другие культуры, может повлечь за собой рост цен на самые необходимые виды продовольственных товаров. Вероятный ущерб необходимо сравнивать с той огромной пользой, которую обещает принести биоэнергетика.

Ряд мер, направленных на стимулирование производства высокоэнергетических культур, биодобавок и белковых кормов, уже реализуется в России:

  1.   оказывается государственная поддержка сельскохозяйственным товаропроизводителям при приобретении семян по кредитам, полученным на эти цели в российских кредитных организациях, путем субсидирования части процентной ставки Банка России;
  2.  предоставляется сельскохозяйственным товаропроизводителям на условиях федерального лизинга и по инвестиционным (субсидированным) кредитам техника и оборудование, необходимые для возделывания, уборки и переработки сельскохозяйственных культур для производства биотоплива и его компонентов, оборудование для переработки отходов продукции животноводства, в том числе и для получения биогаза;
  3.  возможна государственная поддержка в форме субсидий по инвестиционным кредитам для строительства перерабатывающих производств и комплектации их технологическим оборудованием.

Информационное обеспечение проблем развития биоэнергетики должно быть направлено также на решение следующих задач:

  1.   внесение изменений и дополнений в действующие законодательные и нормативно-правовые акты, гармонизация с европейскими стандартами системы стандартов по использованию биодобавок (биотоплив); внесение изменений в Налоговый кодекс Российской Федерации в части налогообложения акцизами моторного топлива, содержащего биологические добавки;
  2.   обеспечение стимулирующих таможенных тарифов для приобретения и  ввоза лучших зарубежных технологий, оборудования для биоэнергетики;
  3.   подготовку и реализацию ведомственных целевых программ по расширению посевов и переработке высокоэнергетических культур;
  4.  совершенствование качества подготовки кадров».

О возможностях технической и финансовой поддержки международных организаций развития биоэнергетики в России и странах СНГ говорилось в докладе Директора проекта М. СТАМПА и Эксперта по энергетике Б.Е. НЕКРАСОВА  Международной финансовой корпорации Группы Всемирного банка “Программа по стимулированию инвестиций в энергосбережение”.  

«Международная финансовая корпорация (IFC) осуществляет поддержку развития частного сектора посредством осуществления инвестиций и оказания технического и консультационного содействия, которое необходимо для развития предприятий.

Приоритетными в деятельности IFC являются проекты использования возобновляемых и нетрадиционных источников энергии, способствующие решению вопросов энергетической безопасности и снижению вредного воздействия энергетики на экологию.

Однако существуют барьеры, препятствующие широкому использования нетрадиционных видов энергии и, в частности, развитию биоэнергетики. К основным барьерам можно отнести:

  1.  значительные сроки окупаемости по причине относительно низких цен на традиционные энергоносители. Так, например, в Германии даже при стоимости электроэнергии около 0,17 €/кВтч окупаемость биогазовой установки, предназначенной только для производства электроэнергии, составляет от 6 до 10 лет;
  2.  отсутствие поддержки государства в виде субсидий на строительство таких установок, а также отсутствие законов, стимулирующих их строительство. В странах Евросоюза сетевые компании обязаны принимать по специальным тарифам электроэнергию, производимую на возобновляемых источниках. При этом государство субсидирует до 30 % стоимости таких установок. В большинстве случаев еще 30 % затрат компенсирует Союз фермеров.  Результат такой поддержки – около 3 тысяч установок биогаза, работающих в Германии;
  3.  отсутствие учета экологического вреда наносимого эмиссией метана в атмосферу. Каждый год около 600-900 млн. тонн метана попадает в атмосферу посредством действия бактерий. Из них 90 % - за счет разложения биомассы. С помощью анаэробного сбраживания и использования выделенного метана можно добиться глобального снижения выбросов на 13 млн. тонн в год;
  4.  отсутствие учета экологического вреда наносимого почве неиспользуемым навозом. На каждый килограмм произведенного мяса приходится в среднем 3 килограмма навоза, который нужно утилизировать. По данным ВНИПТИОУ, в России функционирует более 1600 крупных животноводческих предприятий, свинокомплексов и птицефабрик. В общей сложности каждый день в стране производится более 450 тыс. тонн помета, навоза и стоков, из которых почти половина никак не используется. Сегодня более 2 млн. га земли занято под хранение навоза. То есть отходами животноводства покрыта площадь равная почти половине территории Московской области.

По заказу IFC немецкими и российскими специалистами была выполнена работа по оценке потенциала биогазовых проектов и возможностей его реализации на примере Республики Татарстан. Как показало исследование, суммарный выход отходов на фермах крупного рогатого скота, свино- и птицефермах Республики составляет около 190 тыс. тонн в год, что может обеспечить производство около 8,2 млн. м3 биогаза в год. Для реализации такой программы потребуются инвестиции в размере около 7 млрд. рублей.

Производство биогаза может быть экономически оправдано лишь при соблюдении совокупности следующих условий:

  1.  должна существовать обеспеченность сырьем с минимальными расходами на его доставку и хранение;
  2.  система производства биогаза должна обеспечивать наибольший выход биогаза за счет оптимального подбора сбраживаемых ингредиентов и оптимального температурного режима;
  3.  биогаз должен использоваться в месте его производства и по стабильному графику с целью сокращения затрат на транспорт и хранение;
  4.  важнейшим условием для быстрой окупаемости таких установок является производство из исходного сырья не только биогаза, но и удобрений.

Затраты на биогазовые проекты могут быть значительно (до 30 %) снижены за счет следующих факторов:

  1.  использование более доступного оборудования местного производства;
  2.  использование лизинговых схем, доступных за счет высокой ликвидности некоторых видов оборудования (газовые котлы, газопоршневые машины, электрогенераторы и т. д.);
  3.  применение типовых проектов с привязкой к конкретному объекту.

Создание благоприятной атмосферы для инвестиций в биоэнергетику определяется выполнением ряда опережающих мер. Прежде всего, государством должны быть созданы соответствующие условия, а именно:

  1.  должен быть разработан и принят комплекс законов направленных на создание условий приоритетного развития возобновляемой энергетики;
  2.  должен «заработать» механизм Киотского протокола, при одновременном ужесточении экологических штрафов за выбросы вредных веществ и парниковых газов.

 Наибольшую поддержку должны получить проекты:

  1.  комплексного использования сырья, в которых наряду с биогазом, получают тепловую и электрическую энергию, жидкие и твердые удобрения;
  2.  использующие отечественное оборудование, в которых за счет универсализации и типизации применяемых технических решений сокращаются сроки проектных работ и затраты на оборудование.

1.2 Возможности и перспективы производства биодизеля

Как уже указывалось выше,  биодизель – это продукт, получаемый путем конверсии растительных масел.

Биодизель – смесь дизтоплива с маслами из различных маслосодержащих культур, наиболее перспективной из которых является рапс, производится в основном в странах ЕС.

В изложенном выше докладе Н.В. Федоренко приводятся следующие сведения: «В Германии в 2005 г. произведено 1,92 млн. т биодизеля, на что пошло 30 % всего урожая рапса. Площади под посевы высокоэнергетических культур в Европе ограничены, а мощности перерабатывающих заводов не загружены, поэтому уже в ближайшие годы возникает дефицит сельскохозяйственного сырья или растительного масла для производства биотоплива. Дополнительная потребность может быть компенсирована за счет импорта. Именно поэтому в Госпрограмме развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 годы среди приоритетных подотраслей сельского хозяйства выделено производство рапса. Посевная площадь рапса возрастет с 0,8 млн. га в 2008 г. до 2 млн. га в 2012 г., а валовой сбор соответственно с 0,96 до 3 млн. т (в 2006 г. было 0,5 млн. т) (см. табл.).

Планы производства рапса в России

Показатели

2008 г.

2009 г.

2010 г.

2011 г.

2012 г.

Посевная площадь рапса озимого и ярового в хозяйствах всех категорий, млн. га

0,8

1,0

1,3

1,5

2,0

Валовой сбор семян рапса, млн. т

0,96

1,3

1,68

2,175

3,0

Урожайность рапса, ц/га

12

13

14

14,5

15

Особое внимание к развитию данной культуры в России обусловлено также потребностью отечественного животноводства в кормовом белке, обеспеченность которым в 1,3-1,5 раза ниже по сравнению с развитыми зарубежными странами. Решая вопросы производства биотоплива, можно одновременно:

  1.  снизить дефицит белковых кормов для животноводства, что особенно актуально в связи с реализацией приоритетного национального проекта «Развитие АПК»;
  2.  за счет расширения посевов рапса вовлечь в оборот около 20 млн. га не возделываемой в настоящее время пашни, повысить ее плодородие;
  3.  получить дополнительный источник доходов за счет реализации квот на парниковые газы в рамках Киотского протокола.

Экспортный потенциал России в Евросоюз на рапсовое масло составляет 6-8 млн. т в год. При этом в стране строится 8 заводов по переработке рапса – в Татарстане, Липецкой и Белгородской областях (компания “ЭФКО”), Воронежской области (компания “Бунге”), Ростовской и Курганской областях (компания “Нико”), Краснодарском и Ставропольском  краях (компания “Разгуляй”).

Исследования по использованию биодизельного топлива на основе рапсового масла проводятся в ВИМе, МГАУ, ВИИТиНе. Разработаны технологические схемы его производства, созданы топливные системы тракторов, адаптированные для работы на биотопливе.

Установлено, что мощность двигателя при работе на биодизеле снижается незначительно, расход горючего возрастает на        5-8 %.  Ресурс двигателя не меняется. Биодизель имеет хорошие смазывающие свойства,  выбросы сажи снижаются на 5 0%, двуокиси углерода – на 10-12 %, серы  – до 0,0 5% против 0,2-0,5 % в выхлопе дизеля».

Одной из перспективных масличных культур в России является рапс.

“Возможные объемы и перспективные  зоны устойчивого производства рапса в Российской Федерации” – такова тема доклада доктора сельскохозяйственных наук ГНУ ВНИПТИ В.В КАРПАЧЕВА.

«Почвенно-климатические условия России позволяют возделывать рапс практически во всех регионах. Рапс хорошо приспособлен к умеренному климату страны, высокая продуктивность ярового рапса обеспечивается в зонах, где сумма активных температур составляет 1700-2000° С, а безморозный период 110 дней и более.

Резервы дальнейшего наращивания производства растительного масла за счёт подсолнечника и сои у нас практически исчерпаны, так как благоприятные регионы для возделывания этих культур ограничены. Чрезмерное увеличение в последние годы посевных площадей подсолнечника привело к нарушению научно обоснованных севооборотов, интенсивному распространению болезней, снижению его урожайности.

Производство рапса в стране развивается медленно, хотя во многих регионах накоплен большой опыт по его возделыванию. Посевы рапса в России в последние годы (2001-2005гг.) занимали 130-250 тыс. га, и только в текущем году его посевы возросли более чем в 2 раза и достигли 538 тыс. га. Этому способствовали возросшая потребность в масличном сырье капустных культур внутри страны и за рубежом, а также активная позиция Министерства сельского хозяйства России, определившей отрасль рапсосеяния одним из приоритетов в дальнейшем развитии АПК.

Согласно научно обоснованной концепции размещения рапса и сурепицы в России,  разработанной учеными ВНИПТИ рапса,  имеются реальные возможности довести в ближайшее время посевные площади масличных капустных культур до 2,5 млн. га. Из них 90 % площадей приходится на яровой и 5-7 % – на озимый рапс (Северный  Кавказ и Калининградская область), 3-5 % на яровую сурепицу (Северный,  Северо-Западный и Восточно-Сибирский регионы).

В тех регионах, где продолжительность вегетационного периода недостаточна для ярового рапса, предпочтение целесообразно отдавать яровой сурепице, которая формирует урожай высококачественных семян на 10-15 дней раньше, чем яровой рапс.

По регионам нашей страны ежегодно площади посева рапса должны составлять: в Центральном – 200-250 тыс.га, Центрально-Черноземном- 180-200 тыс. га, Поволжском 230-250 тыс.га, Уральском 500-550 тыс.га, Западно-Сибирском –650-700 тыс.га и  т.д., что в сумме составляет 2,0-2,5 млн.га. Это  обеспечит ежегодный объем  не менее 2,0-2,5 млн. т  масличного сырья, при переработке которого будет получено 0,8-1,0 млн.т. высококачественного растительного масла  и 1,2-1,5 млн. тонн высокобелковых жмыхов и шротов.

Эти объемы производства семян рапса позволят полностью решить имеющийся дефицит  растительного масла для населения за счет собственных ресурсов и обеспечить кормовым белком  животноводство.

Для полного обеспечения животноводства растительным  белком площадь посевов рапса на кормовые цели в основных, поукосных и пожнивных посевах должна быть увеличена до 3.0 млн. га, а общие площади посева рапса в перспективе могут быть доведены до 5-7 млн. га.

Основными регионами производства семян ярового рапса должны стать Центральный, Поволжский, Волго-Вятский, Уральский, Западно-Сибирский и Восточно-Сибирский.

Увеличение посевных площадей рапса и сурепицы должно происходить постепенно: 2006 г. – 500 тыс. га; 2007г.- 750 тыс.; 2008г. – 1,0 млн. га; 2009г. – 1,5 млн. га и 2010-2011 гг. – 2,0-2,5 млн. га. Темпы роста посевных площадей рапса будут определяться ценовой политикой заготовителей масличного сырья и мощностями перерабатывающих предприятий, которых в отдельных регионах уже недостает. Отмена экспортной пошлины на семена рапса также будет способствовать росту цен на масло семена внутри страны и расширению посевов рапса.

Для кардинального расширения посевных площадей рапса и увеличения валовых сборов семян в России имеются все объективные предпосылки.

Прежде всего, созданы и районированы для всех регионов страны двунулевые сорта рапса отечественной селекции, которые по урожайности и качеству масла, жмыха и другим показателям не уступают лучшим зарубежным аналогам. Селекцию рапса и других масличных капустных культур ведут 7 научно-исследовательских учреждений РАСХН (ВНИПТИР, ВНИИМК им. В.С.Пустовойта, ВНИИК им. В.Р.Вильямса, СибНИИК, СЗ НИИСХ, Сибирская ОС ВНИИМК, Ужурская ОСКК), которыми создано 26 сортов ярового, 4 сорта озимого рапса, 4 сорта яровой и 2 сорта озимой сурепицы. Все сорта рапса по качеству относятся к типу "00", яровой сурепицы – типу "000" и озимой – типу "0" и "00".

Только во ВНИПТИ рапса создано 15 сортов ярового рапса, сурепицы и горчицы, развернуто их семеноводство. Большинство созданных в последние годы во ВНИПТИР сортов ярового рапса, наряду с высокой семенной продуктивностью, также позволяют получать высокие урожаи вегетативной массы, которая характеризуется высокими кормовыми достоинствами. Их рекомендуется использовать в производстве для получения семян и зеленого корма.

Налажена система семеноводства районированных сортов. В  европейской части России (ФГУ “Гелиос”, г. Липецк) работает семяочистительный завод мощностью 5 тыс. тонн семян рапса в год, позволяющий обеспечить 600 тыс. га посевных площадей высококачественными семенами.

Дальнейшее повышение потенциальной урожайности рапса возможно при использовании эффекта гетерозиса, что является новым, весьма перспективным направлением в селекции рапса.

Разработаны региональные ресурсосберегающие технологии  возделывания ярового рапса для основных рапсосеющих регионов России (Центрального, Центрально-Черноземного, Поволжского и других), обеспечивающие получение 25-30 ц/га маслосемян высокого качества.

Расширение посевов капустных  культур будет оказывать многофункциональное  положительное действие на плодородие почв, фитосанитарное состояние сельскохозяйственных культур в севооборотах и их продуктивность. Капустные культуры являются лучшими предшественниками для зерновых культур, которыми в настоящее время в большинстве регионов посевные площади перенасыщены. Размещенные после рапса или сурепицы зерновые культуры имеют низкую засоренность, меньше поражаются корневыми гнилями и другими болезнями.

Наращивание посевных площадей капустных культур будет способствовать решению основной  проблемы современного земледелия  России – сохранению и увеличению содержания гумуса в почвах.  Так, при возделывании рапса на семена, с измельчением его соломы при уборке он пополняет  запасы органического  вещества в почве на 4-5 т/га. Корневые остатки, сохраняющиеся в почве, эквивалентны внесению на гектар 12 – 15 тонн навоза. Кроме  того, рапс можно использовать и как сидерат, при запашке 200-250 ц/га его зеленой массы в почву поступает 25-30 т/га органического вещества.

В нашей стране продолжаются исследования и проводятся практические работы по использованию рапсового масла на технические цели. Они имеет приоритетное значение для обеспечения и энергетической безопасности страны. Исследования физико-химических свойств рапсового масла, проведенные во ВНИПТИР, подтверждают, что по основным показателям рапсовое масло и дизельное топливо различаются незначительно. За счёт более полной биоразлагаемости – на 95 % и уменьшению выбросов двуокиси углерода в 1,5-2,0 раза, сажи и серы выявляется экологическое преимущество рапсового масла».

О производстве альтернативного топлива из “энергетических культур” и в первую очередь, из рапса и кукурузы шла речь в докладе генерального директора ОАО “Мельинвест” М.М. АБДЮШЕВА Роль машиностроения в биоэнергетике России.

По пути производства топлива из “энергетических культур”  «пошли наши ближайшие соседи Украина и Белоруссия. Там целевые программы давно получили общегосударственное значение и масштаб. А у нас все только начинается. И кто-то должен стать первопроходцем.

С одной стороны, все смотрят, на крестьянина. Пусть он сеет рапс, а мы посмотрим, что из всего этого вырастет.

С другой стороны, все ждут богатого инвестора. Вот пусть он сначала построит МЭЗ и биодизельный завод. А мы посмотрим, как он будет крутиться без сырья.

Чтобы и крестьянин, и инвестор не оказались крайними в энергетическом эксперименте, крайне важно создать промежуточное звено между рапсовым полем и МЭЗом.

Вот что мы, машиностроители, предлагаем производителям зерновых и масличных:

1. Первая проблема – это недопустимые потери урожая. Сейчас на поле остается до 50 % урожая рапса. В борьбе с потерями решающая роль принадлежит послеуборочной технике, в первую очередь – зерносушилкам. И рапс, и кукуруза нуждаются в обязательной просушке! Рапс поступает с поля  в виде влажного вороха,  без очистки и сушки он через два дня превращается в бетон.

Завод “Мельинвест” выпускает сепараторы, оборудованные  специальными решетами с перфорацией для семян рапса и  обеспечивающие высокое качество очистки, что значительно влияет на цену зерна при продаже.  

Наши зерносушилки на жидком и газовом топливе хорошо справляются с просушкой кукурузы, масличных, мелкосемянных культур. Щадящий режим обработки позволяет готовить семенной рапс. Производительность этих зерносушильных комплексов  рассчитана на обработку от 5 до 70 тысяч тонн зерновых и  выше. К их главному достоинству можно отнести рекордную экономичность и быстрый срок окупаемости;

2. Проблема энергетическая.  Для ее решения хозяйствам не обязательно ждать милости и дешевого топлива от биодизельных заводов. Заправлять двигатели можно рапсовым маслом собственного отжима, смешивая с дизтопливом. Расчеты экспертов показывают: если выращивать 100 тыс. тонн рапса – можно спокойно переводить дизели на рапсовое топливо.

Новее направление в ассортименте  завода – оборудование для производства топливных брикетов из биологического сырья;

3. Проблема рентабельности. Пока внутренний рынок энергетических культур не сформирован. Перспективы экспорта не очень ясны и зависят от таможенных пошлин. В этой ситуации производитель технических культур полностью зависит от  воли зернового трейдера. Выбор у него его невелик – сдавать зерно по ценам покупателя или закапывать собранный урожай обратно в землю.   В помощь производителю «Мельинвест»  выпускает элеваторные емкости с активным вентилированием, оборудованные линиями предварительной очистки и сушки. Имея зернохранилище,  можно хранить зерно в ожидании хорошей конъюнктуры рынка. Качественное, сухое и очищенное зерно можно реализовать по более высокой цене.

Современные элеваторные комплексы – важнейшее логистическое звено для зерновой и новой энергетической отрасли. Уже сегодня их мощностей и уровня технического оснащения не хватает для обработки и  хранения продовольственного зерна.  Особенно, с учетом хороших темпов роста производства зерновых в России. Нельзя допускать, чтобы технические культуры потеснили продовольственное зерно в этих зернохранилищах! В этом случае дефицит продовольствия и подорожание хлеба  станет реальной, а не надуманной  проблемой!

Завод “Мельинвест” выпускает широкую номенклатуру оборудования для обработки рапса. Техника имеет производительность от 5 до 150 тонн в час. В 2006 году в Татарстане был пущен в строй крупнейший в России элеваторный комплекс по переработке масличных. Мы возвели его и полностью оборудовали по заказу холдинга «Нефис Косметикс». Рабочий объем элеватора – более 90 тысяч тонн Нам есть  что предложить и крестьянину, и крупному холдингу!» – сказал в заключение М.М. Абдюшев.

Автор доклада “Экономические аспекты производства биодизеля  в России” В.Н. Черных (ЗАО “Маслопродукт-БИО”) наглядно демонстрирует возможности производителей России по переработке растительных масел (табл. 1) и  стоимостные характеристики биодизеля  (табл. 2). Приводится диаграмма производства биодиля в странах ЕС (рис. 1). 

Германия; 1669;

53%

Франция; 492;

16%

Италия; 396; 12%

Польша; 100; 3%

Чехия; 133; 4%

Испания; 73; 2%

Словакия; 78; 2%

Австрия; 85; 3%

Великобритания;

51; 2%

Дания; 71; 2%

Прочие члены ЕС;

36; 1%

Рис.1  Производство биодизеля в странах Европейского Союза в  2007 г.,             тыс. тонн

Таблица 1

ОБЪЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ПОДСОЛНЕЧНИКА ОСНОВНЫМИ ПРОИЗВОДИТЕЛЯМИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ РОССИИ

Наименование производителя/заводы

Объем переработки масличных, тыс. т/год

Доля совокупном объеме переработки, %

Основные торговые марки

Группа "Юг Руси" (МЭЗ "Юг Руси" + Активы "РусАгро": Лабинский, Крапоткинский, Лискинский, Аннинский, Россошанский МЭЗы, Краснодарский МЖК)

1362

25,9

"Золотая

семечка" + "Злато"

Группа "Астон" (Миллеровский МЭЗ, "Волшебный край")

500

9,5

"Затея"

Группа "Букет" (ЖК г. Саратов, Новосибирский ЖК, ЗАО "Янтарное" (Аткарский МЭЗ и три маслозавода), Армавирский МЖК)

500

9,5

Группа "Русские масла" ("Флорентина", Невинномысский МЭЗ, "Масло Ставрополья")

500

9,5

"Русь", "Златица"

WJ  Interagro (Валуйский, Чернянский МЭЗы)

243

4,6

"Милора", "Раздолье"

Группа "Эфко"

300

5,7

"Слобода", "Altero"

ЗАО "Маслопродукт"

178

3,4

"Resok"

Прочие переработчики - локальные заводы с небольшими объемами переработки

1673

31,9

Всего объем переработки (2006/07 МГ)

5 256

100,0

Таблица 2

СЕБЕСТОИМОСТЬ   БИОДИЗЕЛЯ (на 01.10.2007)

Наименование процесса                /статья затрат

Сумма расходов

на 1 т произведенного биодизеля без НДС

Сумма расходов

на 1 т произведенного         биодизеля с НДС

Масло по рыночной стоимости 1000 тн х 30 000 руб/тн (1)

27 273

30 000

Переэтерификация

1 891

2 231

Доработка глицерина до фармацевтической категории

131

155

Оплата труда

39

39

ЕСН и ФСС

10

10

Налог на имущество

111

111

Итого по энергоресурсам, технологическим средам и оплате труда (2)

2 183

2 547

Всего по (1)+(2)

29 456

32 547

Стоимость транспортировки до Прибалтики (3)

1 459

1 722

Всего (1)+(2)+(3) руб.

30 915

34 268

Сумма НДС к возмещению

3 354

Стоимость побочной продукции (глицерин по цене реализации)

190

Полные затраты на 1 т биодизеля, руб.

30 724

Полные затраты на  1 т биодизеля, евро

892

Анализируя данные, представленные в таблицах 1-2 и на рис. 1, автор доклада  «делает  выводы о необходимости:

  1.  принятия федеральной программы создания высокотехнологичных производств «биодизеля» на территории России;
  2.  выхода на рынок с новым продуктом, что  обусловливается рядом объективных причин:

                    - российский рынок насыщен продуктами переработки под-  солнечника первого передела,

                   - на мировом рынке наблюдается рост потребления растительных масел: дополнительную потребность в растительных маслах создает биодизельный сектор промышленности;

  1.  в целях улучшения экологической обстановки в стране введения обязательной нормы потребления биодизельного топлива в размере не менее 5% от общего объема потребления дизельного топлива. Объем производства биодизеля в год при этом составит = 1,5 млн. тонн;
  2.  расширения посевных площадей рапса. Применяя при производстве биодизеля пропорцию 30 % рапса + 70 % подсолнечника, потребность в рапсе для обеспечения производства 1,5 млн. тонн биодизеля в год составит 1 071 тыс. тонн семян, тогда как в настоящий момент валовый сбор рапса в РФ  500 тыс. тонн».

1.3 Производство топливного биоэтанола  

Неуклонный рост автомобильного парка, ухудшение экологического состояния окружающей среды, высокие цены и дефицит нефти вызывают необходимость поиска и разработки альтернативных видов моторных топлив. Позиция нефтяной отрасли по этому вопросу была представлена в докладе В.Е. Емельянова и А.Н. АСЯЕВА (ОАО “НИИ нефтепераработки”) “ПРИМЕНЕНИЕ БИОЭТАНОЛА В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА”.

«В соответствии с Киотским протоколом к 2010 году в Европе предлагается установить норму на выбросы углекислого газа автомобильным транспортом не более 140 г СО2/км, что соответствует расходу 5,9 л бензина на 100 км. или 5,3 л дизельного топлива на 100 км., что еще сильнее подталкивает к переходу на альтернативные топлива.

При этом особое внимание уделяется возобновляемым источникам энергии, получаемым из растительного сырья: биогаз, биоэтанол или биобутанол и биодизельное топливо.

В результате выполнения Директивы ЕС доля возобновляемых источников сырья для производства топлив в Европе будет возрастать и составит к 2020 году более 10 %. Швеция, например,  планирует в течение   15 лет полностью отказаться от нефтяных моторных топлив и перевести транспорт на биотоплива (биоэтанол и биодизельное топливо).

В настоящее время во всем мире проявляется повышенный интерес к биоэтанолу, который вырабатывают из возобновляемого сырья».

Далее в  докладе приводятся краткие сведения по истории вопроса и излагаются результаты исследований топливного биоэтанола.

«Пионером в использовании этанола в качестве моторного топлива был Генри Форд, который в 1880 году создал первый автомобиль, работающий на этаноле.

Возможность использования спиртов в качестве моторного топлива была продемонстрирована в 1902 году на выставке в Париже, где были представлены 70 карбюраторных двигателей, работающих на этаноле и смесях этанола с бензином.

В 30х годах прошлого столетия этанол применялся в качестве авиационного топлива на самолетах с поршневыми двигателями.

Широкое применение этанола в качестве автомобильного топлива началось в многих зарубежных странах в 70х и особенно в 80-90х годах прошлого столетия, что было обусловлено нефтяным кризисом 70-80х годов и возросшими требованиями по экологии. Наиболее широко биоэтанол применяют в Бразилии и США. В Бразилии в 1991 году была принята программа, предусматривающая обязательное введение 5 % этанола в состав бензинов. В 2000 году содержание этанола в бензинах доведено до 20 % благодаря технологии “Тотал-флекс”, которая позволяет выбирать между бензином и спиртом непосредственно при заправке автомобиля в зависимости от наличия топлива и цен: нефтяной бензин, биоэтанол или их смесь в любом соотношении. Двигатель адаптируется к топливу автоматически.

Автомобили Фольксваген, оборудованные такой системой, поставляются и в Россию.

 При использовании в качестве моторного топлива биоэтанола, получаемого из растительного сырья, не происходит накопление углекислого газа в атмосфере, приводящее к парниковому эффекту и нежелательному изменению климата. Углекислый газ в этом случае (аналогично воде) осуществляет круговорот в природе: он усваивается растительной биомассой, являющейся источником для выделения сахара, который сбраживают в спирт и применяют в качестве моторного топлива, при сгорании которого выделяется углекислый газ.

Вовлечение в состав бензинов этанола позволяет повысить их детонационную стойкость (октановое число) и снизить содержание токсичных ароматических углеводородов.

Однако использование этанола в составе бензинов вызывает ряд трудностей,  с  целью устранения   которых   в бензины с топливным этанолом вводят  ингибиторы коррозии, стабилизаторы, моющие и другие присадки (см. рисунок).   

1-Бензин + 15% Н2О дист.

2- Бензин +7,5% этанола + 7,5% Н2О дист.

3- Бензин +5%  этанола +10% Н2О дист.

4- Бензин +10%  этанола +5% Н2О дист.

5- Бензин +10%  этанола +10% Н2О дист.+ 0,0008% мас. (6 мг/л) присадки.

Зависимость коррозионной агрессивности бензина АИ-92-ЭК от содержания воды и этанола

   1                2                3               4              5

ВНИИ НП совместно с НАМИ, АвтоВазом и другими организациями проведены необходимые исследования и испытания, на основании результатов которых разработана нормативно-техническая документация на автомобильные бензины с добавками этанола: ТУ 38.401-58-244-99 “Бензины автомобильные неэтилированные, содержащие этанол“. Разрешение на производство таких бензинов имеет ОАО “ЛУКойл-Волгограднефтепереработка“, ОАО “Новокуйбышевский НПЗ“ и ряд нефтебаз; ГОСТ Р 51866-2002 (аналог европейской нормали ЕН-228), предусматривающий возможность применения до 5% этанола.

Совместно с ЗАО НПО “Химсинтез“ разработан ГОСТ Р 52201-2004 “Этанольное моторное топливо для автомобильных двигателей с принудительным зажиганием. Бензанолы. Общие технические требования“.

Это топливо является российским аналогом топлива “Газохол“, который нашел широкое применение в США: около 1/3 общего объема применяемого автомобильного бензина.

Бензанол представляет собой смесь углеводородов с денатурированным этиловым спиртом (от 5 до 10 % об.) и другими добавками, обеспечивающими требуемые антидетонационные, антикоррозионные, антиокислительные и другие необходимые характеристики моторного топлива. Введение 5-10 % этанола в состав автомобильных бензинов приводит к снижению СО, СН и СО2 в отработавших газах автомобиля.

Институтом совместно с заинтересованными организациями и предприятиями разработан стандарт организации СТО 11605031-007-2006 на денатурированный топливный биоэтанол. С целью возможного экспорта требования к качеству биоэтанола полностью соответствуют зарубежным (ASTM Д 4806). Планируется разработка национального стандарта на денатурированный топливный биоэтанол».

Авторы доклада констатируют, что «сегодня имеется вся необходимая научно-техническая документация для организации промышленного производства автобензинов с добавкой биоэтанола (топливо Е-10).

Для двигателей со специально измененной конструкцией, позволяющей им работать при любом соотношении бензина и этанола, рекомендуется к использованию топливо Е-85, которое содержит 85 % этанола и  15 % бензина».

В заключение авторы отмечают, что «главным препятствием широкому применению топливного биоэтанола в России является законодательство по обороту этилового спирта и спиртосодержащих растворов, устанавливающее непомерные акцизы и стоимость лицензий, что делает невозможным его применение не только в качестве топлива, но и в других областях промышленности».

Менеджер по развитию бизнеса  Компании “Genencor” (США)         А.А. ШИШКИН представил информацию по теме Компания GENENCOR и индустрия топливного биоэтанола”.

«“Genencor”   является подразделением компании Даниско A/S. Будучи лидирующей компанией в области промышленной биотехнологии, она разрабатывает и производит ферменты и биопродукты, повышающие эффективность и снижающие экологическую нагрузку таких отраслей промышленности как производство моющих средств, текстиля, топлив и химикатов. Используя все достижения современной биотехнологии “Genencor” разработал ферменты, разлагающие искусственно созданные и встречающиеся в природе опасные (токсичные) вещества».

«Производство топливного этанола из зерновых культур стремительно растет. Для поддержки этого развивающегося рынка компания Гененкор   разработала и продолжает совершенствовать линейку ферментативных продуктов GSHE ( брэнд Stargen) для производства этанола. Это новые ферменты для гидролиза зерен крахмала, используемые в энергосберегающих процессах и эффективно гидролизующие крахмал, который не подвергается развариванию».

«Компания активно участвует в разработке процесса производства биоэтанола завтрашнего дня, использующего в качестве сырья растительную биомассу. Именно за этим процессом связывают будущее биоэтанола т.к.  запасы биомассы практически неисчерпаемы и они возобновляемы, как и все присущее биоэкономике. На сегодняшний день открыто заявлены  3 масштабных проекта, в которых участвует “Genencor”  в Европе и Америке. Разработка этого процесса, на самом деле, является лишь частью более общей концепции создания биозаводов, на входе которых  дешевые углеводы, а на выходе, кроме этанола, другие ценнейшие биопродукты. Доклад “Технология производства топливного этанола из крахмалистого сырья” был представлен академиком РАСХ директором ГНУ “Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии РАСХН” В.А. ПОЛЯКОВЫМ и канд. техн. наук заведующим отделом технологии спирта и комплексной переработки сырья этого же института В.П. ЛЕДЕНЕВЫМ.

В докладе отмечается, что «несмотря на широкую мировую практику производства и применения этанола на топливные цели, еще довольно часто можно услышать вопросы: “Что такое биоэтанол?”, “Чем биоэтанол отличается от обычного спирта? ” Возможно, это происходит из-за того, что топливный биоэтанол в массовом количестве еще не производится в России, а также, видимо, из-за того, что основное применение спирт, вырабатываемый на заводах России, находит в пищевой, парфюмерной, медицинской и других отраслях, но только не для топливных целей. А раз так, значит он чем-то отличается от наших привычных спиртов, выпускаемых по ГОСТ 51652-2000.

На самом деле спирт, выпускаемый на отечественных заводах, из пищевого сырья имеет ту же формулу С2Н5ОН и может быть использован для топливных целей. Ряд заводов уже имеет опыт поставки этого спирта в европейские страны для использования в качестве топливной добавки. В то же время существующие требования на топливный спирт допускают меньшую его очистку от примесей (эфироальдегидной, сивушной фракции), практически нет требований по органолептике. Это соответственно упрощает его производство».

Однако, «спирт, вырабатываемый на Российских спиртовых заводах, не сможет найти массового применения для топливных целей из-за его дороговизны».

«Даже при отправке Российского спирта на экспорт, когда не платятся НДС и акцизы, выдержать уровень “топливных” цен могут только единичные заводы.

Тем не менее, более 50 % мирового производства топливного спирта в настоящий период осуществляется  из крахмалсодержащего сырья. Технологические возможности его переработки, в первую очередь зернового сырья, позволяют получать спирт с минимальной себестоимостью и достаточно высокой рентабельностью всего производства».

«Основные преимущества применения биоэтанола, по сравнению с традиционными природными энергоресурсами, заключаются, прежде всего, в том, что он рассматривается как воспроизводимое топливо.

Обычно словосочетание “воспроизводимое топливо” трактуется в связи с использованием для его производства растительного углеводсодержащего сырья (зерно, сахарный тростник и др.), ежегодно образуемого в различных видах на основе фотосинтеза. С другой стороны производство биоэтанола требует не только сырья, но и энергии (электрическая, тепловая) для биоконверсии сырья в этанол. Поэтому для обоснованного трактования биоэтанола в качестве воспроизводимого топлива необходимо чтобы отношение получаемой энергии (содержащейся в биоэтаноле) к затрачиваемой энергии на его получение было как минимум больше единицы. В качестве критерия оценки может быть суммарная теплотворная способность потребляемой и затрачиваемой энергий. В табл. 1 приведен теплоэнергетический  баланс производства спирта по традиционным технологиям. В качестве воспроизводимой энергии учитывается теплотворная способность спирта и биогаза, который потенциально может быть получен из барды путем метанового брожения.

Таблица 1

Теплоэнергетический баланс производства спирта

Потребляемая энергия на 1000 дал спирта

Ед. изм.

Значение

По теплу

Гкал

65-70

По электроэнергии

Гкал

1,4-1,6

Итого потребляемой энергии

Гкал

66,4-71,6

Воспроизводимая энергия

Теплотворная способность 1000 дал спирта

Гкал

56

Теплотворная способность биогаза на 1000 дал спирта

Гкал

7,7

Итого воспроизводимой энергии

Гкал

63,7

Соотношение воспроизводимой энергии и

потребляемой энергии

%

0,89-0,96

Как следует из табл.1, при получении спирта по традиционным технологиям «воспроизводимым» его можно назвать только условно, т. е. по переработке воспроизводимого сырья. Но ситуация не безнадежна, так как в традиционных технологиях имеются большие резервы по экономии энергозатрат. В этом плане сразу можно отметить, что уже разработаны и действуют ресурсосберегающие технологии, в которых отношение получаемой энергии и потребляемой составляет примерно 1,3. В первую очередь это достигается за счет внедрения технологии низкотемпературной переработки зерна, переработки и сбраживания сырья в условиях высоких концентраций».

Авторы доклада  отмечают, «что развитие программ по топливному биоэтанолу стимулировало исследования по разным направлениям. В частности, большие исследования в разных странах мира ведутся по созданию сырьевой базы для спиртового производства. Весьма достойный вклад в это направление внесли селекционеры – растениеводы. Выведены сорта картофеля с крахмалистостью более 30 %, имеющего линейную легко гидролизуемую структуру крахмала. Еще большие достижения в развитии зерновых культур. Получены сорта пшеницы с крахмалистостью более    70 %. Кроме того, путем генной инженерии выведены сорта зерна, синтезирующие амилолитический комплекс. При увлажнении такого зерна происходит самоосахаривание, т. е. гидролиз крахмала. Все это создает совершенно новые технологические возможности для переработки сырья в условиях сокращенных теплоэнергозатрат.

Важным аспектом в расширении сырьевой базы для производства биоэтанола является целлюлозосодержащее сырье. Однако, не смотря на большой объем исследований реальная промышленная переработка такого сырья ожидается только через 10 лет. Сегодня же дефицит дешевого зерна для биоэтанола уже связан с дефицитом площадей для его выращивания. Все это привело к мировому росту цен на зерно.

В этом плане, по мнению ведущих зарубежных специалистов, хорошие перспективы по производству биоэтанола в России, где имеется резерв посевных площадей и где стоимость энергоносителей пока еще ниже европейских и общемировых.

Организация современного завода по производству биоэтанола обязательно предусматривает безотходную комплексную переработку сырья. Только при такой структуре возможно получение спирта с минимальной себестоимостью. <…>

Комплексная переработка зерна с получением на его основе крахмальных и белковых продуктов для пищевых целей, спирта, кормопродуктов  позволяет повысить рентабельность производства более чем в 2 раза (см. схему и табл. 2).

Предобработка зерна

ЗЕРНО

Рис. 1.  Комплексная переработка зерна

Биогаз

Отруби

Кормо-продукты

СО2

Спирт

Спиртовое производство

Белковые продукты

Крахмало-продукты

Крахмальное производство


Таблица 2

Техно-экономические показатели переработки 1 т зерна

Показатели

Действующая технология

Комплексная технология

Спирт

Барда натуральная

Крахмал

Белковый продукт

Спирт

Барда

сухая

Жидкая

СО2

1

Ед. измерения

дал

м3

кг

кг

дал

т

Т

2

Количество

37

4,0

250

50

20

0,2

0,16

3

Стоимость за ед., руб.

180

30

10

40

180

2500

2700

4

Стоимость продукции, руб.

6660

120

2500

2000

3600

500

432

5

Общая стоимость продукции, руб.

6780

100

9032

133

%

6

Рентабельность, %

20

50

30

30

40

50

50

7

Прибыль товарной продукции, руб.

1356

60

750

600

1440

250

216

8

Общая прибыль, руб.

1416

100

3256

230

%

9

Доля прибыли от спирта, %

97

44

Переработку углекислоты и барды необходимо рассматривать как первый наиболее актуальный этап внедрения комплексной технологии переработки зерна на спирт. Следующим шагом, экономически более выгодным, но и требующим больших капитальных затрат, как показано в табл. 2, является организация производств получения из зерна на начальной стадии его переработки белковых и крахмальных продуктов для пищевых целей. Такой проект разработан совместно во ВНИИКП и ВНИИПБТ. Как показывает опыт эксплуатации,  аналогичных производств за рубежом ориентация на разные рынки продуктов переработки зерна более эффективна. При этом, доля прибыли, получаемая от спирта,  может быть снижена до 30 и менее процентов. Рынок потребления крахмальных и белковых продуктов весьма емкий и его можно сравнить с быстроразвивающимся рынком биотоплива и даже выше.

Таким образом, создание комплексных ресурсосберегающих технологий переработки сырья на пищевые, кормовые продукты, спирт и биотопливо, обеспечивает устойчивую и высоко конкурентную деятельность предприятий

В докладе д-ра техн. наук заместителя генерального директора ЗАО НПО “Химсинтез” А.А.ПЕТРЫКИНА “Экономика производства топливного этанола”  выделяются следующие аспекты:

«Международный опыт

Топливный этанол – это жидкое спиртовое топливо, которое производится из сельскохозяйственной продукции, содержащей крахмал или сахар, например, из кукурузы, зерновых, сахарного тростника или свекловичной мелассы (отходов производства сахара). Существуют также методы производства этанола методом оргсинтеза с использованием природного газа. В отличие от спирта, из которого производятся алкогольные напитки, топливный этанол не содержит воды и производится, как правило, укороченной дистилляцией (две ректификационные колонны вместо пяти) поэтому содержит метанол и сивушные масла, а также бензин, что делает его непригодным для питья. Топливный этанол можно также производить из всего, что содержит целлюлозу (солома, опилки, трава), но себестоимость такого этанола из биомассы пока выше, чем из зерна или тростника. В Германии, США, Бразилии уже строятся опытно-промышленные заводы по производству биоэтанола из биомассы,  скорее всего технология  будет коммерчески интересна через 5 лет.

В настоящее время наблюдается рост производства и потребления этанола во всем мире, хотя основная его часть производится в Северной и Южной Америке. На сегодняшний день мировым лидером в производстве этанола является Бразилия, однако в ближайшем будущем ей придется уступить это звание США. Государственная программа по расширению производства этанола реализуется также в Канаде. В Евросоюзе принят закон о доведении доли автомобильных биотоплив (то есть топлив из возобновляемого сырья) до 5,75% к 2010 году. Поэтому производство этанола растет за счет активного увеличения объемов его производства такими странами, как Испания, Франция, Германия и Италия. Китай и Индия приняли программу о доведении доли биотоплива до 5 %.

В Соединенных Штатах имеются более 100 заводов по производству этанола в 30 штатах, которые произвели в 2006 году более 16 млрд.  литров этанола. В 2006 году строилось еще 18 заводов, которые будут производить дополнительно более 3 млрд. литров в год. Открытие каждого завода, производящего 150 млн. этанола (42 тыс. дал в сутки), обеспечивает постоянной работой 700 человек и приносит 1,2 млн. долларов в год в местный и государственный бюджеты.

Производство этанола открыло производителям пшеницы и кукурузы новый рынок сбыта и дало им возможность получать более высокую прибыль, чем ранее. Это, в свою очередь, привело к подъему в области сельского хозяйства, позволившему сократить издержки на программы по поддержке фермеров, финансируемые из налоговых средств. По данным Национальной ассоциации производителей зерновых, в отрасли производства этанола в США заняты более 40000 человек, а прямой и косвенный вклад в экономику страны составляет более 6 млрд. долларов в год путем поддержки смежных отраслей.

По оценкам Управления по охране окружающей среды США, бензин является крупнейшим источником искусственных канцерогенных веществ. Благодаря добавлению этанола бензин обогащается кислородом, что способствует более полному сгоранию и уменьшению выбросов окиси углерода на 30 %. Он также уменьшает выбросы токсичных веществ на 30 %, а выбросы летучих органических соединений – более чем на 25 %.

Смесь бензина и этанола, известная под названием E-10, используется американскими автомобилистами вот уже четверть века. Использование E-10 разрешено всеми крупными производителями автомобилей. Топливо Е-10, подходящее для использования во всех видах автомобилей, улучшает работу двигателя путем добавления 2-3 октановых единиц к детонационной стойкости топлива, противодействует перегреву двигателя, выполняет функцию антифриза топливной системы и не вызывает загрязнения топливных инжекторов.

Состояние дел в России

В 2005 году производственные мощности по производству этанола составляли около 1,5 млрд. литров в год. В 2006 году из всех видов сырья произведено 608 млн. литров этанола. То есть 60 % мощностей остаются неиспользованными.

Существует нормативная база по применению этилового спирта в качестве добавок к моторным топливам. Действующими национальными стандартами допускается использование моторных топлив (бензинов), содержащих до 10% этанола. Однако, согласно действующему законодательству бензин, содержащий более 1,5% спирта, является спиртосодержащей продукцией, то есть для его производства требуется отдельная лицензия и требования к его производству, практически, не отличаются от требований к производству водки (ЕГАИС и пр. и пр.)

Этиловый спирт в соответствии с налоговым кодексом, независимо от его происхождения и назначения, облагается акцизом в размере 23,5 руб. за литр.

В России существуют также мощности по обезвоживанию этанола, то есть по превращению его в топливный этанол. Однако в настоящее время эти мощности также практически не используются.

Перспективы производства топливного этанола в России

Несмотря на указанные сложности, в России существуют реальные перспективы производства топливного этанола.

Россия производит около 30 млн. тонн (40 млрд. литров) автомобильных бензинов в год. Замена в перспективе 5 % бензина биотопливом (что соответствует европейским планам) потребует использования 2 млрд. литров этанола.

Производство топливного этанола позволит задействовать неиспользуемые сейчас мощности по производству спирта. Внедрение мощностей по дополнительному обезвоживанию этанола не потребует значительных капитальных вложений. Кроме того, уже сейчас в России проектируются и строятся целый ряд предприятий по производству топливного этанола производительностью от 200000 до 1000000 литров в сутки. (В Омской, Волгоградской, Липецкой областях и на Северном Кавказе.) Пока эти предприятия ориентируются на экспорт. Однако внутреннее потребление топливного этанола при определенных условиях может стать более экономически привлекательным. К тому же мировая практика показывает, что производство топливного этанола – одна из наиболее инвестиционно привлекательных отраслей экономики.

Для производства топливного этанола потребуется сырьевая база. В настоящее время посевные площади под зерновые культуры составляют 55-60 % от посевных площадей в РСФСР в 1965 году. Вовлечение в оборот так называемых брошенных и залежных земель даст прирост урожая за счет преимущественно фуражного зерна. Сейчас внутренний спрос на такое зерно сбалансирован с производством, а экспорт ограничен проблемами транспортировки и изменчивой конъюктурой мирового рынка. Таким образом, нет стимула для наращивания его производства. Возвращение в оборот только 20-25 млн. га посевных площадей при консервативно оцениваемой урожайности 10 ц/га даст прирост производства зерна в 20-25 млн. тонн (эквивалентно 7-8 млрд. литров этанола). При этом современные технологии производства топливного этанола позволяют получать одновременно с этанолом сухую барду, которая является ценным протеиновым кормом для животноводства.

Выгоды производства в России топливного этанола видятся в следующем:

в сфере экономики –

 1. Создание, по существу, новой для России отрасли экономики. Создание новых и восстановление недействующих в настоящее время высокотехнологичных производств этанола. Внедрение новых технологий;

2. Производство моторных топлив, соответствующих международным стандартам;

3. Обеспечение устойчивого спроса на низкосортное зерно, что способствует подъему сельского хозяйства в регионах, которые сейчас являются в основном дотационными. Освоение дополнительных посевных площадей;

4. Экономия невозобновляемого углеводородного сырья за счет использования топлива из возобновляемых источников сырья;

5. Создание емкого, комплексного (зерно, топливный этанол, кормовые добавки) и стабильного внутреннего рынка, что является одним из факторов стабильного поступательного развития экономики;

в социальной сфере –

1. Создание новых рабочих мест. (По оценке Правительства Бразилии стоимость создания рабочего места в сфере сельское хозяйство + этанол – 11тыс.$. Для сравнения: в автомобильной отрасли – 91тыс. $, в нефтехимии – 220тыс.$.);

2. Восстановление спиртзаводов, многие из которых являются градо- и поселкообразующими, в настоящее время простаивающих из-за отсутствия сбыта;

3. Вовлечение в легальный оборот спирта, который сейчас разными путями попадает на теневой рынок, тем самым сокращение производства “левого” алкоголя и суррогатов;

в сфере экологии –

1. Использование этанола в качестве компонента моторного топлива существенно (до 30 %) снижает вредные выбросы от автомобильного транспорта, что особенно актуально для крупных городов;

2. Углекислый газ, выделяемый при сгорании топлива из возобновляемых источников сырья, не приводит к нарушению баланса углекислого газа в атмосфере Земли.

Это тем более  важно, учитывая, что Россия является участником Киотского протокола.

Международные аспекты

В ходе визита президента США в Бразилию ставился вопрос о создании некоего биоэтанольного ОПЕКа. Россия не должна оставаться в стороне от этого процесса. Кроме того, создание в России новой высокотехнологичной отрасли экономики по производству топлива из возобновляемых источников сырья будет способствовать созданию имиджа инновационно ориентированной и экологически ответственной  страны.

Первоочередные меры по внедрению в России топливного этанола:

1. Необходимо внести изменения в законодательство в области регулирования производства и оборота спирта и спиртосодержащей продукции, а именно, ввести в законодательство  понятие топливного этанола, и освободить от действия “алкогольного” закона производителей моторных топлив, содержащих до 10% топливного этанола.  Без этого шага ни один производитель моторных топлив не станет “связываться” с этанолом;

2. Необходимо освободить топливный этанол от обложения акцизом. Это можно сделать либо признав топливный этанол не подакцизной продукцией, либо присвоив ему нулевую ставку акциза, при условии, что он использован в моторном топливе, либо использовать процедуру зачета акцизов, которая применяется при применении денатурированного спирта для производства не спиртосодержащей продукции. Так или иначе, очевидно, что топливный этанол с акцизом 23,5 руб. за литр использовать в моторных топливах экономически нецелесообразно. При этом следует отметить, что освобождение топливного этанола от акциза не приведет к потерям бюджета, поскольку речь идет о новой, дополнительно произведенной продукции, которая при наличии акциза производиться просто не будет;

3. Необходимо создать экономический стимул применения в топливе этанола. Таким стимулом может послужить снижение акциза на высокооктановые бензины, содержащие топливный этанол, до уровня низкооктановых. То есть с 3629 руб. за тонну до 2657 руб. за тонну. В этом случае использование одного литра этанола в составе топлива при содержании 10% снижает акциз на 7,8 руб. Однако следует учесть, что широкое использование спирта в качестве топливного этанола неизбежно приведет к сокращению нелегального оборота спирта, а,  следовательно, к повышению легального спроса на спирт, используемый для производства алкогольной продукции. А в этой сфере каждый дополнительный литр спирта приносит дополнительный акциз в размере 162 руб.

Экономические стимулы использования топливного этанола применяют практически во всех странах. Так, в США акцизы на бензины, содержащие этанол, снижаются на 29 %. Дополнительно производители этанола получают субсидии из региональных бюджетов. В Украине акциз на бензины с этанолом снижаются с 60 до 30 Евро за тонну. В Казахстане акциз на топливный этанол снижен в 4000 раз по сравнению с акцизом на обычный спирт;

4. Необходима подготовка национальной программы по топливному этанолу. Такая программа может стать частью программы по биотопливу, и в свою очередь войти в национальный проект по АПК или по ТЭК. Программа, кроме того, что она позволит привлечь к проблеме научно-исследовательские организации, способствовала бы созданию благоприятного инвестиционного климата в этой современной отрасли экономики».

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ, ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

2.1 Состояние дел и уровень развития инновационных программ по технологиям производства альтернативных видов топлива

“О состоянии дел и уровне развития инновационных программ в области использования  возобновляемых источников энергии (ВИЭ), энергосберегающих технологий и альтернативных видов топлив в мире и Российской Федерации” рассказал Руководитель рабочей группы по энергетике, член Совета по Федеральным и региональным программам при Председателе Совета Федерации С.Г. ЛОЖКИН.  

«В настоящее время основной стратегией промышленно-развитых стран мира является обеспечение их экономического роста при уменьшении затрат  на единицу производимого продукта, достигаемого в основном за счет применения новых ресурсо- и недросберегающих технологий в области глубокой переработки любых видов топлив. При этом доля сырья заменяется дополнительно получаемой продукцией с увеличением ее товарной добавочной стоимости, а основной упор делается на использование местных возобновляемых видов растительного и углеводородного сырья, а также отходов жизнедеятельности человека.

По прогнозу Мирового энергетического агентства, переработка ископаемых ресурсов достигнет своего максимума к 2030 году с последующим значительным снижением и  замещением на ресурсы, производимые из альтернативных источников.

Ежегодно на Земле воспроизводится до 83 млрд. тонн органической биомассы, из которой человечеством используется не более 15-20%. Если же говорить о запасах альтернативных видов топлива в виде бурых и низкокалорийных углей, сланцев, торфа, бытовых, промышленных и древесных отходов, то их совокупные объемы составляют сотни миллиардов тонн с ежегодным значительным увеличением. При этом, в развитых странах доля энергоресурсов, вырабатываемых из возобновляемых источников сырья, уже сейчас составляет от 10 до 20 % (особенно в скандинавских странах) с их ежегодным ростом на 7 %. В США по этим же технологиям производится 5 % всей электроэнергии с перспективой увеличения до 8 %, а  Евросоюзом принята директива, согласно которой к 2020 году доля альтернативной энергетики в общем объеме потребления на территории ЕС должна составить не менее 20 %. При этом сейчас около 2,5 % энергетических ресурсов вырабатывается только за счет сжигания отходов (в Испании – до 5 %).

Если говорить о синтетических видах топлив (биоэтанол, биодизель, жидкоугольное моторное топливо), то уже во многих странах существуют отработанные технологии глубокой переработки углей, сланцев, растительного сырья и отходов, по которым построены сотни средних предприятий и ведется строительство крупных заводов. Так, более 30-ти лет функционируют 3 предприятия в ЮАР, производящие более 4,5 млн. тонн автомобильных топлив в год и работающие на основе 2-х этапной паро-кислородной газификации углей. По аналогичной технологии строятся 2 углехимических завода в Китае  годовой мощностью производства топлив  более 4 млн. тонн каждый (с последующим строительством еще 10 предприятий) вместе с 14-ю аналогичными производствами, подготавливаемыми к пуску в США (выход топлив – от 100 до 1200,0 тыс. тонн в год ), а также ряд заводов в Германии, Голландии, Иордании и Индии. В целом к 2020 году в мире предполагается производить до 50 млн. тонн, а к 2030 году – более 100 млн. тонн моторных топлив из углей, не учитывая десятков миллионов тонн биотоплив (биодизель и биоэтанол), в настоящее время выпускаемых во многих странах.   В 2010 году ЕС намерен использовать биотопливо в 5,75 % автомашин, а к 2020 году эта цифра должна увеличиться до 8 % (пока же доля моторного биотоплива составляет 2 %).

Что касается отходов, то в мировой практике наряду с полигонами хранения используются различные методы переработки и обезвреживания городского мусора: сортировка, прессование, компостирование, пиролиз (термическое обезвреживание). Наиболее универсальным и распространенным является термический метод. В ряде стран с помощью него обезвреживается до 80 % твердо-бытовых отходов, поступающих на переработку. Западное экологическое законодательство (Германия, Франция, США и др.) признает окончательным методом только термический. Остальные признаются как промежуточные, условно достаточные.

Также следует отметить, что в странах Евросоюза с 1.07.05 г. законодательно запрещено депонировать на полигонах отходы, не подвергнутые предварительному биологическому или термическому обезвреживанию, поскольку существующие свалки мусора занимают десятки и сотни гектаров городских земель и являются очень серьезным загрязнителем окружающей среды такими опаснейшими токсикантами и ядами, как меркаптаны, фосгены, бензпирены, диоксины и фураны. Количество накопленных на свалках ядов и токсикантов превышает все допустимые пределы.

В связи с этим, вопросы экологической безопасности перестают быть локальными или территориальными. Экологические проблемы становятся в один ряд с проблемами, угрожающими вопросам национальной безопасности. Химические, токсикологические, радиационные, бытовые, промышленные и другие отходы, накапливаясь, являются причиной множества негативных факторов воздействия человека на окружающую среду.

Каждый член человеческого сообщества в настоящее время в год воспроизводит примерно 250 кг отходов, в скором времени человек создаст совершенно новый пейзаж: все крупные населенные пункты будут окружены горами мусора. Темпы роста размеров свалок в развитых странах опережают рост населения. Население земного шара увеличивается в год на полтора – два процента, а объем мусорных свалок – на 6 %.

В последние годы ведущими мировыми компаниями отработаны технологии по получению синтетических топлив из отходов, в частности в течение 3-4 лет в ряде стран будет построено 15 топливных заводов по переработке пластиковых отходов с выходом топлива из сырья до 70 %.

Говоря о месте России по вышеуказанной тематике, нельзя не отметить ее лидирующие позиции в 80-х годах прошлого века. Однако за последние 20 лет отставание во внедрении современных ресурсо - и недросберегающих технологий (по известным причинам) стало катастрофическим.

 Несмотря на то, что Россия имеет неоспоримое естественное преимущество в виде огромного потенциала топливно-энергетических ресурсов (в первую очередь – газа и нефти), в условиях современного роста цен на энергоносители, тарифы и услуги наблюдается тенденция к замедлению темпов роста экономики страны (без учета сырьевых отраслей) вместе с недостаточным развитием социальных достижений в обществе. В то же время этот природно- ресурсный  потенциал  используется с низкой эффективностью: энергетические затраты на единицу продукции в среднем превышают показатели многих развитых стран в 2,5-6 раз, а при производстве единицы ВВП расход многих видов природных ресурсов выше, чем еще 15-20 лет тому назад.

Одновременно с этим, в России повышается уровень загрязнения окружающей среды. Это связано с выработкой ресурсов оборудования большинства производств, нехваткой или нежеланием выделения финансовых средств на закупку современной техники и отсутствием внедренных и отработанных эффективных экологически чистых технологий. Преобладание в секторе экономики “грязных” и устаревших производств, размещение промышленных объектов в крупных городах, растущее количество транспортных средств, постоянное увеличение площадей для размещения отходов являются причиной негативного воздействия на окружающую среду и, как следствие, отрицательного влияния на здоровье населения.

Указанные проблемы невозможно устранить традиционными методами в условиях повсеместного бюджетного дефицита, при наличии большой удаленности и изолированности от централизованных источников тепло- и энергоресурсов многих потребителей с необходимостью обеспечения северного завоза в виде миллионов тонн топлива и со значительными расходами в десятки миллиардов рублей бюджетных средств.

В последнее время руководством страны была поставлена масштабная задача по переводу отечественной промышленности в новое русло инновационного энерго-эколого-эффективного развития с поиском и внедрением современных форм ресурсо- и недросбережений для опережающего развития экономики России и ее выхода на качественно новый уровень. В программе “Энергетическая стратегия России на период до 2020 года” и в ряде других документов, утвержденных Правительством РФ, за счет применения энергосберегающих технологий, альтернативных и замещающих источников топливно-энергетических ресурсов вместе с использованием водородных и нанотехнологий предполагается уменьшить удельную энергоемкость ВВП почти в два раза со снижением карбоноемкости в среднем на 4-5 % в год для поддерживания структурной перестройки экономики, уменьшения ее сырьевой зависимости и повышения инвестиционной привлекательности промышленности страны вместе с решением экологических проблем. Стратегическая задача по повышению конкурентоспособности национальной экономики и ее технологического прорыва предполагает проведение структурных реформ, при которых доля вклада сырьевых ресурсов должна заменяться продуктами их переработки, а также продукцией высокотехнологических отраслей.

В настоящее время крупнейшие российские компании начинают вкладывать средства в покупку зарубежных технологий по альтернативной энергетике с размещением этих производств также за границей. На территории России только начинают возрождаться утраченные 20 лет назад проекты по переводу ТЭЦ на водоугольное топливо, а также небольшие производства с неэффективным сжиганием местного сырья (торф и деревоотходы) в виде пеллет или на основе газогенераторов с получением низкокалорийного газа. Строящиеся и проектируемые в стране мусоросжигательные и компостные заводы (по два в Москве и Санкт-Петербурге) основываются на отечественных и зарубежных устаревших, дорогостоящих и неэффективных технологиях, окупаемых за 10-13 лет и не позволяющих их широко использовать на территории всей страны, а только в крупнейших городах с профицитными бюджетами. Единственный в России строящийся в Омске завод по производству октаноповышающих присадок (ЭТБЭ) на основе этанола предусматривает 100%-ую их отгрузку на экспорт, т.к. в составе российских автомобильных бензинов данные экологически чистые компоненты пока не предусмотрены техническими условиями, а до 12-13% вносятся добавки на основе яда – метанола (МТБЭ), уже запрещенного к использованию в США.

 Программой добычи и использования углей для энергетики России намечен почти их удвоенный рост (с 18 до 35 %) с одновременным строительством десятков ТЭЦ, основанных на европейских технологиях сжигания в циркулирующем кипящем слое (ЦКС) со сроками строительства и окупаемости 12-15 лет. При этом в России не решаются проблемы восстановления добычи и переработки десятков миллионов тонн торфа, дерево-, агропромышленных, твердобытовых и коммунальных отходов. Только ежегодный прирост новых пластов торфяников составляет около 2-х миллиардов кубометров – и это при общих запасах страны в размере 68 млрд. тонн условного топлива и ранее добываемых объемах около 150 млн. тонн (сейчас – не более 2,5 млн. тонн в год)».

«Выход из создавшейся ситуации возможен при сочетании наращивания темпов производства и экспорта топливно-энергетических ресурсов, производимых крупными российскими компаниями, вместе с организацией широкой региональной сети автономных частно-муниципальных топливно-энергетических комплексов, вырабатывающих дешевые виды топлив, тепла и электричества и максимально приближенных как к источникам сырья, так и к источникам потребления. Их строительство должно основываться на внедрении отработанных высокоэффективных экологически чистых технологий глубокой переработки любого углеводородного органического сырья и отходов с получением востребованной на рынке продукции для ее реализации на местах с минимизацией транспортных и сбытовых расходов.

Учитывая вышесказанное, НПХК “Российская ассоциация муниципальной энергетики и топлива”, объединяющей  ведущих российских разработчиков, подготовлен проект создания высокоэффективных быстро-окупаемых производств, обеспечивающих получение жидких и газообразных видов топлива из любых углей, торфа, твердо-бытовых  и коммунальных отходов, а также других органических ресурсов. При этом предусмотрено сочетание лучших мировых и отечественных  внедренных и отработанных технологий по комплексному использованию твердого углеводородного сырья вместе с применением новых разрабатываемых процессов, направленных на повышение качества и  выходов готовой продукции  с улучшением экологической составляющей. 

В основу аналога предлагаемой технологической схемы заложен принцип низкотемпературного каталитического гидропиролиза в среде водородсодержащего газа без доступа воздуха при температуре до 400-500º С во вращающемся барабанном реакторе, отработанный в течение 20 лет в Эстонии на крупном предприятии по переработке до 1 миллиона тонн высокозольных сланцев в год и в настоящее время вырабатывающего только  печное топливо, синтез-газ и битумы. Указанное производство было спроектировано российскими разработчиками, по проекту которых с марта 2007 года  компанией  “Ренова”   ведется строительство  завода по переработке сланцев в Ленинградской области мощностью около 2,5 млн. тонн в год с получением сланцевого масла и прокаленного кокса для производства алюминия (без автомобильных топлив). В дальнейшем к 2012 году здесь планируется развитие промышленного комплекса с добычей и переработкой до 10 млн. тонн сланцев в год с одновременным строительством цементного завода мощностью 5-6 млн. тонн и ТЭЦ установленной мощностью 600 МВт для сжигания 1,7 млн. тонн печного топлива и газа, получаемых при неглубокой переработке вышеуказанного объема сланцев. Общий объем финансирования предполагается около 2,0 млрд. долларов США.

В предлагаемом же  базовом проекте, размещаемом на территории Калужской области, за счет применения современных высокоэффективных технологий повышается глубина переработки твердого углеводородного сырья с выходом товарных топлив класса Евро-3 и Евро-4 (бензин и дизтопливо),  среднекалорийного синтез-газа (для получения теплоэнергоресурсов, необходимых для автономного собственного обеспечения производства и сушки сырья), цемента и стройматериалов (пенобетоны, бетонные изделия, окатыши и т.д.) с годовым объемом переработки 350 тыс.тонн твердого углеводородного сырья в виде смеси 70 % торфа и 30 % твердобытовых и коммунальных отходов, которые будут поступать на завод с мест добычи торфа (по пульпопроводу или в прессованном виде – автотранспортом), а также с полигона ТБО г. Калуга (после предварительной сортировки от металлов и минеральных фракций).

Учитывая необходимость производства качественных жидких и газообразных топлив с использованием типовых мини-установок по переработке нефти, выпускаемых в РФ более 10 лет, вместе с введением эффективных  теплоносителей, катализаторов и нейтрализаторов для повышения выхода готовой продукции, также  будет применено разрабатываемое или внедренное оборудование по селективной гидроочистке от серы, азота и примесей, блоки  каталитического риформинга или    цеоформинга вместе с ультразвуковыми и СВЧ-установками для кавитационной обработки газообразных и  дизельных топлив с повышением их  качества, октановых, метановых и цетановых чисел, стабилизацией состава, снижением уровня вредных выбросов, увеличением удельной мощности и экономичности на единицу объема. При этом товарными продуктами будут:

- 70 тыс. тонн бензинов и дизтоплива (около 20 % к  объему сырья);

- 40-45 тыс. тонн синтез-газа (выход 12-13 %);

- до 10-15 % в виде цемента и стройматериалов (в зависимости от зольности сырья).

Годовой объем реализации предусматривается в размере 44-46 млн. долл. США, сумма налогов – 12-14 млн. долл. США, чистая прибыль – не менее 20,0 млн. долл. США (после возврата заемных средств), окупаемость проекта – 4-5 лет.

Ориентировочная стоимость данного топливно-энергетического комплекса составляет около 95 млн. долларов США (с электрической установленной мощностью 15-20 МВт) со сроками проектирования, строительства и сдачи в эксплуатацию в срок 24 месяца. После строительства и вывода на проектную мощность пилотного проекта возможно параллельное строительство нескольких аналогичных комплексов мощностью 1-2 млн. тонн сырья в год.

Благоприятными факторами предлагаемой нами программы, кроме высокой рентабельности и 100 % переработки сырья, также являются: отсутствие зависимости от внешних тепло-энергоресурсов, лимитов на газ, дешевизна  и доступность используемого местного сырья, снижение транспортных расходов при сбыте продукции, типовая схема проекта с минимизацией сроков на проектирование и строительство объектов, возможность централизованного размещения заказов на оборудование с серийным (более дешевым) его исполнением у производителей, а также возможность быстрой передачи к заказчикам от разработчиков всей информации, накапливаемой из многих источников, включая собственные лабораторные исследования с обязательным сопровождением проектов до их выхода на проектную мощность и последующим расширением объемов переработки».

Автор доклад считает, «что подготовленный проект организации высокоэффективных, быстроокупаемых и эколого-чистых предприятий (в целом – речь идет о формировании перспективнейшей отрасли) является одной из наиболее достойных и важных государственных задач с необходимостью ее поддержки на самом высоком уровне и возможностью введения в ранг национальных проектов. При этом кроме решения внутренних проблем у России появляется возможность проявить себя в качестве одного из лидеров мировой экономики, в настоящее время нацеленной на создание технологий 21-го века по производству топливно-энергетических ресурсов из  возобновляемых источников сырья и отходов с возможностью организации экспортных российских поставок данных высокоэффективных конкурентоспособных комплексов с их востребованностью практически во всех цивилизованных странах мира.

Научно-технический потенциал любого государства является основой для обеспечения конкурентоспособности на мировых рынках товаров и технологий, базовым условием равноправного участия в инновационных интеграционных процессах в рамках экономического взаимодействия. Россия, как субъект мирового экономического пространства, не может развиваться вне русла общемировых тенденций. Сегодня, в первом десятилетии нового века, важно понять смысл и значение этих тенденций и выбрав правильную стратегию развития, эффективно адаптироваться к новым условиям. В основе такой долгосрочной программы в качестве определяющего фактора должны лежать инновации, развитие науки и технологий, которые становятся основой для реализации стратегических интересов нашей страны в условиях глобализации и роста мировой конкуренции».

2.2 Инновационные технологии производства биодизеля

Резкий рост цен на традиционные виды горючего – бензин и дизельное топливо – является мощным стимулом роста интереса к альтернативным видам топлива. Крупнейшие страны мира уже десятилетиями разрабатывают и используют альтернативные источники энергии. К таким возобновляемым источникам энергии относится биодизель, произведенный из масличных культур (рапс, сурепица, подсолнечник).

В докладе “Инновационные технологии производства биодизеля: современные технологии и оборудование, перспективные проекты заводов, инвестиционные потребности, экономика производства” (Т.А. КОРСЕТОВА, старший менеджер холдинга

Cimbria Sket, Германия; В.КНОХЕ, представитель компании Merloni Progetti SpA, Италия)** рассказывается о деятельности концерн Cimbria

«Концерн Cimbria является с 1947 г. поставщиком и генеральным подрядчиком в области переработки зерновых культур и семян. В 1997 г. приватизацией концерна деятельность группы была распространена и на масложировую промышленность. Производственные фирмы в Дании, Германии, Австрии и Чехии являются основой всемирной сети представителей. Местонахождение головного предприятия – холдинга Cimbria Sket и филиала фирмы – Тистед (Дания).

Общее применение биодизеля значительно расширилось после успешного запуска первой европейской промышленной биодизельной фабрики в г. Ашах (Австрия) в 1991 г. К концу 2005 г. в Германии средняя продажа биодизеля составила 6% от общего потребления дизельного топлива.

На основе качественных параметров европейского стандарта EUROPEAN STANDARD EN 14214 (июль 2003) биодизель может быть использован во многих дизельных машинах, грузовиках, а также тракторах без всяких проблем. Завод по окончательному прессованию 500 т в сутки обрушенных семян подсолнечника для “Агроэкспорт” построен в г. Николаеве (2004 г.)

Комплексную установку по производству рафинированного масла разработала фирма “ЕРНЕЛ ТРУП CJSC ПОЛТАВА OIL EXTRACTION PLANT” (Полтава, Украина). Установка предназначена для рафинации сырого масла из подсолнечника. Выполняет холодную рафинацию / нейтрализацию, отбелку, вторичную винтеризацию, дезодарацию, разложение соапстока. Производительность 400 т в сутки. Запуск осуществлен в августе 2005 г.

Возрастающая забота о глобальном потеплении и безопасность снабжения минеральным топливом способствуют производству биодизеля. Все страны земного шара ускоряют введение биологических топлив, в частности биодизеля, чтобы противодействовать глобальному потеплению, выполнить требования Киотского протокола. Обстановка на Ближнем и Среднем Востоке и удорожание топлива тоже подтверждают необходимость замены дизеля биодизелем.

Рост производства основывается на подмешивании биодизеля в дизель. Налоговые льготы в соответствии с Директивой ЕС от 2005 г. предусматривают, что 2 % всего энергетического содержания общего топлива в транспорте должно происходить от возобновляемых источников. Все дизельное топливо во Франции уже содержит 2 % биодизеля. В Индии 20 % подмешивания возможно до 2020 г., Таиланд стремится к 10 %-ному подмешиванию до 2012 г. Достижение этих целей будет зависеть от обеспечения сырьем и инвестиций в производственные мощности.

Германия занимает первое место в мире как производитель с общим производством около 2 млн. т (2005 г.). В 2004 г. 476 млн. л  биодизеля было реализовано на АЗП (больше 1.900 АЗП для биодизеля), это на 32 % больше, чем в 2003 г. Основное сырье для производства биодизеля — растительное масло (соевое, рапсовое, пальмовое, из канолы), отработанные масла + жиры.

Проект Cimbria Sket (Презентация 1)

Биодизель как возобновляемый источник имеет следующие характеристики и преимущества:

- отсутствие серы (< 10 ррт);

- уменьшение эмиссий углерода и меньшее загрязнение воздуха;

- биологическое разложение;

- взрывоопасности нет;

- цетановое число min 51;

- ароматов бензинов нет;

- устойчивость и длительная сохраняемость больше способствуют эффективности каталитического  нейтрализатора в автомашинах;

- низкое содержание С02, НС, РАН;

- улучшенная смазочная способность меньше износа (-50 %);

- точка замерзания (CFPP ) -22° С, работоспособность до -20° С.

Производство биодизеля обусловливают главные четыре фактора:

- рафинация сырого растительного масла (FFA: 0,1-0,3 %, фосфатиды: 10-20 ррт);

- транеэтерификация (раф. масло 1006 кг ==> биодизель 1000 кг)— без этерификации;

- рекуперация метанола (излишек метанола рекуперируется и вновь вводится в процесс);

- секция переработки глицерина:

- техническое качество – 80-88 % чистоты;

- фармацевтическое качество – min 99,5 % чистоты.

 Cimbria Sket и ее партнеры имеют большой опыт по строительству заводов высокой производительности, включая проектирование, монтаж и пуск в эксплуатацию.

Непрерывный, малообъемный, быстрый процесс  имеет следующие преимущества:

- высокий уровень автоматизации;

- визуализация;

- моментальный контроль;

- быстрый процесс запуска и остановки, что дает гибкость в работе.

Характеристики проекта по загрязнению:

- мало загрязнений;

- все емкости и сепараторы связаны с вентиляционной системой, промываются водой и возвращаются на установку рекуперации метанола;

- конденсат от установки выпаривания глицерина восстанавливается и возвращается в систему рабочей воды.

Биодизельный проект Merloni Progetti (Презентация 2)

Производственный потенциал завода,  30/ 60/ 100/ 150/ 250 тыс. т биодизеля в год. Для завода производительностью 100 тыс. т в год основными материалами на входе (за год) являются: основное сырье (100 тыс. т), растительное массло – соевое, рапсовое, подсолнечное, кокосовое, пальмовое, вторичное пережаренное, животные жиры и сало; химический реагент 10 тыс. т – метанол. Основные материалы на выходе (за год): биодизельное топливо (100 тыс. т); сырой глицерин (10 тыс. т).

 Спецификация биодизельного топлива:

- европейские – EN 14214;

- американские – ASTM 6751.

Завод может производить биодизель в соответствии со спецификациями, установленными в Европе и США (последние являются менее строгими).

В случае с европейскими спецификациями в числе других особое значение имеет параметр “Йодное число”, которое должно быть ниже 120.

Предлагаемая технология “Merloni Progetti” используется фирмами “Nusantara Biofueb” (Индонезия) – 100 тыс. т биодизеля в 2006 г., “Enerqetyca S.p.A.” (Италия) – 250 тыс. т в 1992 г. Установки для очистки глицерина применяют “Охоп Italia spa” (Италия), “Glaris” (Италия, 1996).

Фирма выходит в Восточную Европу и Азию. Цель ее – стать лидером в поставке технологий и управлении заводами в биодизельной отрасли.

Первым шагом была выработка подходящего технологического решения, исходя из доступного в Азии сырья (например, растительные масла с высоким содержанием FFA: сырые масла, отходы, и т.п.) и сохраняя высокую производительность процесса, соответствие продукции EN14214.

Второй шаг – запуск первого в Азии завода по производству биодизельного топлива (проект Р.Т. NUSANTARA BIOFUEL, Северная Суматра, Индонезия):

- первое производство промышленного масштаба: 100-250 тыс. т  в год;

- первое применение технологии «Merloni» для переработки 100% сырого пальмового масла с получением продукта по EN 14214 (при 100%-ном переходе масла в биодизель);

- впервые попутно получен сырой глицерин высокого качества (>80%);

- первые прямые иностранные инвестиции («Merloni») во взаимодействии с местным производителем пальмового масла.

И, наконец, фирма “Merloni” строит новые заводы как в Индонезии, так и во всех азиатских странах, отдавая приоритет России, Таиланду, Малайзии, Китаю, Индии, Вьетнаму.

Merloni Progetti” ищет высококлассных партнеров – промышленников для совместного развития технологии производства биодизельного топлива, от организации опытных (пилотных) производств до строительства крупномасштабных промышленных предприятий.

Merloni Progetti” комплексно подходит к деятельности в Азии:

- разработка, изготовление и монтаж завода по производству биодизельного топлива;

- передача производственной технологии и эксплуатационных ноу-хау;

- поставка сырья и материалов, таких как растительные масла и химикаты;

- покупка конечной продукции: биодизеля и сырого глицерина;

- возможная финансовая поддержка и соинвестиции;

- поддержка применения механизма чистого развития (CDM) в соответствии с требованиями Киотского протокола».

Оборудование и новые технологии получения экологически чистого, дешевого дизельного топлива предлагает ООО “ТехЭкспресс”.

В анонсе ООО “ТехЭкспресс” указывается, что все предлагаемое «оборудование произведено в Германии и имеет наивысшее качество и надежность для длительной эксплуатации. Наилучшим образом это оборудование подходит для получения чистого рапсового масла, которое идеально по химическим и экономическим показателям заменяет традиционную солярку. Оборудование так же с успехом отжимает подсолнечник, тыквенные семечки, яблочные косточки, косточки сои и др. Одновременно Вы получаете жмых – высококачественную добавку в комбикорм для животных или отличное топливо для печей.

Вам нужен минимальный комплект оборудования, состоящего из масляного пресса и камерного фильтра или полностью все, что необходимо, чтобы посеять, убрать и получить растительное масло? Все зависит от задач, которые Вы перед собой ставите и объема производства масла-топлива, который необходим, чтобы заправить все Ваши трактора и комбайны. Техника будет работать без существенной потери мощности и экономичности.

Количество прессов можно рассчитать по их производительности в зависимости от количества масла, которое планируется получить, а один фильтр способен обслуживать до четырнадцати прессов. Все остальное дополнительное оборудование для производства очень простое и оно, наверняка, уже есть в хозяйстве и его легко приобрести на внутреннем российском рынке».

Теперь с внедрением новых технологий по производству биодизеля каждое сельхозпредприятие может почувствовать себя нефтяным заводом, для этого не нужны нефтеналивные станции, трубопроводы, огромные хранилища, а требуется высокотехнологичное оборудование, размещаемое на 50 м 2   и сырье которое растет на ваших полях.

Себестоимость  производства биодизеля в  хозяйстве будет   3,5-5 рублей/литр.


Экономическая эффективность

Реализации рапса (продажа или переработка)

Себестоимость возделывания 1 тонны рапса = 9000 рублей

350 гектар урожайность 15 ц/га

 

ПРОДАЖА

ПЕРЕРАБОТКА И

ПРОДАЖА

Рапс 500 тонн

500×12000=6.000.000 руб.

 

Жмых 330 тонн

 

8000×330=2.640.000 руб.

Масло 170 тонн

 

35000×170=5.950.000 руб.

Расходы переработки

 

 -911.261 руб.

ИТОГО:

6.000.000 руб.

7.678.739 ру.

Рентабельность возделывания и продажи рапса:

P = (D-R) : R×100= P = (6000000-4500000) : 4500000 ×100= 33,33%

 Рентабельность возделывания переработки и продажи масла:

P = (D-R) : R×100= P = (7678739-4500000) : 4500000 ×100= 71%

Где:

P- рентабельность компании

R- расходы компании

D - доходы компании

Пресс для выдавливания масла типа «КК 20»

 

 

КК20/4 СТАНДАРТ

КК20/Ф УНИВЕРСАЛ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

20 кг/час

20 кг/час

МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ

1,1 / 1,9 кВт.

2,0 кВт.

КОЛ-ВО ОБОРОТОВ

18 / 36 / 45 / 90 об./мин.

15 – 100 об./мин

НАПРЯЖЕНИЕ

400 вольт

230 / 400 вольт

ГАБАРИТЫ (Д х Ш х В)

500х350х660 мм

500х350х660 мм

МАССА

прим. 100 кг

прим. 100 кг

ЭЛЕКТРОПОТРЕБНОСТЬ

при номинальной мощности (рапс) прим. 0,8 кВт./час

при номинальной мощности (рапс) прим. 0,8 кВт./час

ПРИМЕНЕНИЕ

рапс, подсолнечники, рыжик, арахис, льняное семя, яблочные косточки, черный тмин, тыквенные семечки, виноградные косточки, конопля, косточки шиповника, соя, амарант, перцовые косточки, кунжут, другое применение по запросу

КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ

стандартные выжимающие форсунки, инструмент, предварительное нагревание пресс-головки,  ванна для  масла из высококачественной стали, электрическое оборудование  (готов к подключению)

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

специальное оборудование для различных культур, счетчик часов работы

 

 

 

Пресс для выдавливания масла типа

«КК 40»

КК40/2 СТАНДАРТ

КК40/Ф УНИВЕРСАЛ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

40 кг/час

40 кг/час

МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ

2,2 / 3,5 кВт.

4,0 кВт.

КОЛ-ВО ОБОРОТОВ

45 / 90 об./мин.

15 – 100 об./мин

НАПРЯЖЕНИЕ

230/400 вольт

230 / 400 вольт

ГАБАРИТЫ (Д х Ш х В)

480х480х620 мм

480х480х620 мм

МАССА

прим. 200 кг

прим. 200 кг

ЭЛЕКТРОПОТРЕБНОСТЬ

при номинальной мощности(рапс) прим. 1,6 кВт./час

при номинальной мощности(рапс) прим. 1,6 кВт./час

ПРИМЕНЕНИЕ

рапс, подсолнечники, рыжик, арахис, льняное семя, яблочные косточки, черный тмин, тыквенные семечки, виноградные косточки, конопля, косточки шиповника, соя, амарант, перцовые косточки, кунжут, другое применение по запросу

КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ

стандартные выжимающие форсунки, инструмент, предварительное нагревание пресс-головки,  ванна для  масла из высококачественной стали, электрическое оборудование  (готов к подключению)

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

специальное оборудование для различных культур, счетчик часов работы

Пресс для выдавливания масла типа

«КК 140»

 

 

КК140/2 СТАНДАРТ

КК140/Ф УНИВЕРСАЛ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

140 кг/час

140 кг/час

МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ

6,5 / 8 кВт.

7,5 кВт.

КОЛ-ВО ОБОРОТОВ

33 / 65 об./мин.

15 - 80 об./мин

НАПРЯЖЕНИЕ

400 вольт

400 вольт

ГАБАРИТЫ (Д х Ш х В)

1870х500х1220 мм

1870х500х 1220 мм

МАССА

прим. 600 кг

прим. 600 кг

ЭЛЕКТРОПОТРЕБНОСТЬ

при номинальной мощности (рапс) прим. 4 кВт./час

при номинальной мощности (рапс) прим. 4 кВт./час

ПРИМЕНЕНИЕ

рапс, подсолнечники, рыжик, арахис, льняное семя, яблочные косточки, черный тмин, тыквенные семечки, виноградные косточки, конопля, косточки шиповника, соя, амарант, перцовые косточки, кунжут, другое применение по запросу

КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ

стандартные выжимающие форсунки, инструмент, предварительное нагревание пресс-головки,  ванна для  масла из высококачественной стали, электрическое оборудование  (готов к подключению)

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

специальное оборудование для различных культур, счетчик часов работы

 

ООО "ТехЭкспресс"

+7 495 7742567

www.techexpress.ru

Оборудование для производства биодизеля в потоке из любых растительных масел или животных жиров.

Биодизельные установки по производству биодизеля в потоке, полный цикл производства.

Производительность данного биодизельного завода 4000 л/час,

Производство биодизеля в потоке, это не «бочковое» производство, это не двойная концентрация метанола, это не мойка биодизеля водой, это не системы рекуперации избыточного метанола! ЭТО полностью новая технология  разработанная непосредственно конструкторами и выведенная в свет уже в образе готовых биодизельных комплексов под торговой маркой BioDieselMach®, производительность установок от 500 литров в час до 16000 литров в час и более.

В производстве биодизеля используется принцип струйной гидродинамической ультразвуковой высокочастотной кавитации, в свое время данные технологии были на секретном вооружении только у военных.

Данная гидродинамическая кавитационная технология позволила добиваться значительных преимуществ перед конкурентами.

Таким образом:

- НЕТРЕБОВАТЕЛЬНОСТЬ К КАЧЕСТВУ ИСХОДНОГО МАСЛА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОДИЗЕЛЯ
      Гидродинамические  кавитационные реакторы успешно и стабильно работают, как на сыром, так и на рафинированном масле. Биодизель стандарта EN14214 и ASTM получаем так же со всех видов животных жиров, а также в ход идут отходы пережаренного масла из ресторанов и пекарен, говяжий, свиной и куриный жиры – отходы животноводческих и птицеводческих перерабатывающих фабрик.

- МГНОВЕННОСТЬ РЕАКЦИИ ПЕРЕЭТЕРИФИКАЦИИ ВСЕГО ЛИШЬ «ЗА ДЕСЯТУЮ ДОЛЮ СЕКУНДЫ»

В струйной гидродинамический кавитационной технологии не требуется проводить повторную реакцию переэтерификации, как «бочковых» технологиях. Время получения готового биодизеля сокращается в десятки раз. В потоке в смесителе происходит стехиометрическое дозирование раствора метоксида на поток проходящего через реактор масла. Как результат отсутствие излишнего метанола в готовом биодизеле.

- НЕ ТРЕБУЕТСЯ МОЙКА И СУШКА БИОДИЗЕЛЯ.
В традиционных технологиях из за того что дают излишнюю долю раствора метоксида, невозможно сразу попасть в стандарты. Поэтому его вынуждены мыть или применять сорбенты, что бы удалить. Для этого требуется дополнительное оборудование для мойки первичного биодизеля (для этого обычно используют смесь воды и спирта) и дополнительную установку, так называемой вакуумной сушки. Но при гидродинамическом кавитационном методе получения биодизеля не требуются ни мойка, ни сушка биодизеля, соответственно нет необходимости утилизировать использованную воду или сорбент.

- СТЕХИОМЕТРИЯ СПИРТА И КАТАЛИЗАТОРА. ОТСУТСТВИЕ РЕКУПЕРАЦИИ СПИРТА, О ЧЕМ СВИДЕТЕЛЬСТВУЕТ ПАТЕНТ НА СТЕХИОМЕТРИЮ.

Наибольшей проблемой «бочкового» метода является необходимость добавления лишнего метанола в реактор и соответственно его последующая отгонка (рекуперация). Это требует установки дополнительного оборудования и затрат электроэнергии.

В гидродинамических кавитационных технологиях количество используемого в реакции спирта точно соответствует стехиометрическому составу, т.е. минимальному объему (есть таблица расчетов на каждый вид масла в зависимости от его характеристик). Нет необходимости в дорогостоящее и опасное оборудование отгонки метанола.

- МИНИМАЛЬНОЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ

Все преимущества благодаря струйному гидродинамическому смесителю.

Традиционные методы получения биодизеля основываются на нагреве масла до 65-70° С. Это требует значительных энергозатрат, кроме того рекуперация излишнего метанола (необходимое условие прохождения реакции в традиционных технологиях), дополнительная переэтерификация, а так же вакуумная сушка приводит к значительному энергопотреблению.

При гидродинамической кавитационной обработке всего этого не требуется, и как результат – экономия электроэнергии в десятки раз. Нет надобности устанавливать дорогостоящие дозирующие насосы – поскольку эжектор сам подтягивает себе в поток необходимое количество компонентов по отношению к основному.

- НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ РЕАКЦИЯ

      Гидродинамическая ультразвуковая кавитационная обработка в реакторе происходит на очень высоких скоростях на молекулярном уровне. Все компоненты подвергаются воздействию перепадов давления и импульсов ультразвуковой кавитации. Происходит разрыв молекул жирных кислот посредством микровзрывов; это приводит к снижению вязкости, увеличению цетанового числа, улучшению энергетических характеристик будущего топлива, а также значительно увеличивает скорость и качество протекания реакции

- МИНИМАЛЬНЫЕ ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ УСТАНОВКИ И ГИБКОСТЬ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ОБЪЕКТОВ «Биодизельных заводов»

Биодизельные полуавтоматические и автоматические модули занимают от 1,5 м2 что в десятки раз меньше чем традиционные комплексы аналогичной производительности. Кроме этого система наращивания производства весьма гибкая, возможно модульное увеличение, при этом не нужно покупать полностью новую систему, достаточно увеличить лишь производительность гидродинамического биодизельного реактора.

Преимущества биодизельного топлива 

  1.  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%.
  2.  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.
  3.  Биодизель почти не содержит серы (< 0,001%).

  Биодизельная установка производительностью от 0,3 до 0,8 тонны в час по готовому сырью 

(установка наиболее приемлема для фермерских хозяйств и не больших АТП) 

 

Установка производства биодизеля производительностью 1 м3/час

НАЗНАЧЕНИЕ УСТАНОВКИ

Установка смешения быстродействующая (биодизельная), далее по тексту установка, предназначена для непрерывного производства биодизельного топлива в потоке. Установка должна эксплуатироваться в закрытых отапливаемых помещениях.

Конструкция установки полностью завершает технологическую схему производства топлива заложенную в промышленных установках производства.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Наименование параметра

Значение

1

Производительность по исходному сырью (маслу, жиру), дм3/мин

8…14

2

Расход смеси метанола с катализатором, дм3/мин

0,1…0,3

3

Ёмкость бака для масел, дм3

50

4

Ёмкость бака для метанола, дм3

12

5

Ёмкость бака для полученного продукта, дм3

30

6

Температура нагрева и поддержания масла и метанола, 0С

40… 70

7

Мощность нагревателей, кВт

1,5

8

Мощность электродвигателей насосов, кВт

2,8

9

Полная потребляемая мощность, кВт, не более

4,5

10

Напряжение питания 3~240V

60 Hz

11

Габаритные размеры (длина, ширина, высота) мм, не более

         - длина

         - ширина

         - высота

 

865

755

1250

12

Масса установки, кг, не более

250

 

  Монтажная схема установки по производству биодизеля УБТ-1.

1. Назначение производство биодизельного топлива из растительных масел;

2. Производительность м3 в смену;

3. Затраты электроэнергии на 1 тонну / топлива в зависимости от температуры окружающей среды 30- 50 кw.

КОМПЛЕКТАЦИЯ

п.\п.

Обозначение

Наименование

Ко-лво

Прим.

1

УБД1–01.00.000

Нагреватель масла

1

56 кw

2

УБД1–02.00.000

Блок приготовления концентрата щелочи

1

2 кw

3

УБД 1–03.00.000

Блок приготовления рабочего раствора

1

2 кw

4

УБД 1 -04.00.000

Реакторный блок

1

12 кw

5

УБД 1 – 05.00.000

Блок разделения и перекачки

1

5 кw

6

УБД 1 – 06.00.000

Блок очистки и фильтрации

 

5 кw

7

УБД 1 – 07.00.000

Электрооборудование

1

2 кw

8

 

Емкость с концентратом КОН (30%)

 

200 л

9

 

Компрессор

1

 

Трубопроводы

 

1  м

Подача масла

 

dy 40

 

2  м

Обратка масла

 

dy 20

 

3  м

Подача масла t = 600 С

 

dy 40

 

4  м

Обратка масла

 

dy 20

 

1 мт

Подача метанола

 

dy 40

 

1 к

Подача щелочи

 

dy 40

 

1 р.

Подача раствора

 

dy 20

 

1 БР

Биодизель сирец

 

dy 20

 

1  г

Отстой глицерина

 

dy 20

 

2 БД

Биодизель после отстоя

 

dy 40

 

3 БД

Биодизель товарный

 

dy 20

 

Установка производства биодизеля производительностью 4 м3/час

НАЗНАЧЕНИЕ УСТАНОВКИ

Установка смешения быстродействующая (биодизельная) лабораторная, далее по тексту установка, предназначена для предварительного смешивания топлива с растительными маслами. Установка должна эксплуатироваться в закрытых отапливаемых помещениях.

Конструкция установки полностью имитирует технологическую схему производства топлива заложенную в промышленных установках производства:

1. Допускается изменения расположения оборудования и расстояний проходов между ним в зависимости от площадки у заказчика;

2. Занимаемая площадь оборудования без технологических проходов и вспомогательных емкостей – 40 м2;

3. Блок приготовления концентрата щелочи поз. 2. поставляется по согласованию с заказчиком;

4. Блок приготовления концентрата щелочи поз. 2. должен быть оборудован вытяжкой и системой пожаротушения;

5. Емкости под «Масло», «Метанол», «Глицерин», «Биодизель» изготовителем не поставляются;

6. Емкости под «Масло» и «Спирт» должны иметь надземную установку, обеспечивающую самозалив насосов;

7. Компрессор поз.

9. поставляется по согласованию с заказчиком.

 

 

Монтажная схема установки по производству биодизеля УБТ-4

Преимущества  технологий

В основу технологии положен Закон Бернулли, который является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости:

ρv2/2 + ρgH + P = const 

Здесь

ρ — плотность жидкости,

v — скорость потока,

H — высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости,

P — давление.

Закон Бернулли справедлив в чистом виде только для жидкостей, вязкость которых равна нулю, то есть таких жидкостей, которые не прилипают к поверхности трубы. На самом деле экспериментально установлено, что скорость жидкости на поверхности твердого тела всегда в точности равна нулю. Именно поэтому на поверхностях, находящихся в потоке жидкости, всегда образуются какие-то наросты, осаждения; этим же объясняется и тот факт, что на лопастях крутящегося вентилятора всегда появляется слой пыли.

Закон Бернулли можно применить к истечению идеальной несжимаемой жидкости через малое отверстие в боковой стенке или дне широкого сосуда.

Согласно закону Бернулли:

ρgh + P0 = ρv2/2 + P0,

где

P0 — атмосферное давление,

h — высота столба жидкости в сосуде,

v — скорость истечения жидкости.

Отсюда: v = (2gH)^0,5. Это — формула Торричелли. Она показывает, что при истечении идеальной несжимаемой жидкости из отверстия в широком сосуде жидкость приобретает скорость, какую получило бы тело, свободно падающее с высоты H.

Качество исходного масла

Гидродинамические модули производства нашей компании не требуют предварительной подготовки масла. Они успешно и стабильно работают, как на сыром, так и на рафинированном масле. Могут использоваться различные типы масел – подсолнечное, рапсовое, льняное, пальмовое, горчичное и т.д., с кислотным числом не более 6, а также отходы пережаренного масла из ресторанов. При этом не требуется какая-либо переналадка оборудования при смене типа масла.

Но для получения биодизеля Европейского качества, необходимо чтобы исходное масло все-таки было максимально приближено к стандарту, справа приводится таблица с жирно-кислотным составом рапсового масла.

Жирно-кислотный состав рапсового масла (табл.1)

Наименование кислот

ОСТУ 46.072:2005

(Украина) ЭРУКОВАЯ кислота, %

Cimbria Sket Gmb (Германия)

Типичный пример

>5%

5%

(допуск 5% относительно каждой из кислот)

Миристиновая

С 14:0

<0,2

<0,2

0,1

Тетрадеконовая

Пальмитиновая

С 16:0

1,5-6,4

2,5-6,0

5,0

Гексадеконовая

9-Пальмитолеиновая

С 16:1

<3,0

<0,6

0,7

-

Маргариновая

С 17:0

-

-

0,1

Гептадеконовая

 -

С 17:1

-

-

0,2

-

Стеариновая

С 18:0

0,5-3,1

0,8-2,5

1,8

Октадеконовая

Олеиновая

С 18:1

0,8-60,0

50,0-65,0

57,9

Октадеценовая

Линолевая

С 18:2

1,0-23,0

18,0-20,0

21,0

-

Линоленовая

С 18:3

5,0-13,0

6,0-14,0

10,3

-

Арахиновая

С 20:0

3,0

0,1-1,2

0,6

Эйкозановая

Гадолеиновая

С 20:1

3,0-15,0

0,1-4,3

1,4

Эйкозеновая

Арахидоновая

С 20:2

<1,0

-

-

-

Бегеновая

С 22:0

<2,0

<0,6

0,3

Докозановая

Эруковая

С 22:1

5,0-60,0

<5,0

0,6

Докозеновая

Клупанодоновая

С 22:2

<2,0

-

-

-

Лигноцериновая

С 24:0

<2,0

<2,0

-

Тетракозановая

Нервоновая

С 24:1

<3,0

<2,0

-

Тетракозеновая

Минимальное энергопотребление

Для подогрева исходного масла в нашей системе применены проточные маслонагреватели, часть тепла компенсируется реакцией метанола со щелочью. Это не требует значительных энергозатрат, кроме того нету излишнего метанола который присущь в конечном продукте (метиловом эфире) получаемом в обычных реакторах, кроме того за счет сокращения реакции до минимума (реакция происходит в потоке) энергозатраты составляют минимум и по с равнению с аналогами как результат – экономия электроэнергии в 9-11 раз.

Прохождение реакции «за один проход»

В гидродинамической технологии не требуется проводить повторную реакцию переэтерификации, как в старых «бочковых» "реакторных" технологиях. Время получения готового биодизеля сокращается в десятки раз, при этом предлагаемые нами системы имеют как малую, так и очень большую производительность, при малых габаритах.

Качественные показатели биодизеля соответствуют EN 14214 и ASTM D-6751

Наименование

показателей

ASTM D-6751

EN  14214

Характеристики биодизельного топлива
BioDieselMach ®

1

Содержание метиловых эфиров, % (m/m)

-

>96,5

97,9

2

Плотность (при температуре 15°С), кг/м3

-

860-900

882,4

3

Вязкость (при температуре 40°С), мм2/с

1,9-6,0

3,5-5,0

4,24

4

Температура вспышки в закрытом тигле, °С

>130

>120

161

5

Сера, мг/кг

<0,05 (%)

<10

0,016

6

Цетановое число

>47

>51

52

7

Сульфированная зола, % (m/m)

<0,02

<0,02

0,01

8

Массовая часть воды, %

<0,05

<0,05

0,01

9

Испытание на медной пластине

<No.3

Class 1

выдерживает

10

Кислотное число, мгКОН/г

<0,8

<0,5

0,22

11

Массовая доля метанола, % (m/m)

-

<0,2

0,1

12

Массовая доля моноглицеридов, % (m/m)

-

<0,8

0,6

13

Массовая доля диглицеридов, % (m/m)

-

<0,2

0,1

14

Массовая доля триглицеридов, % (m/m)

-

<0,2

0,13

15

Массовая доля свободного глицерина, % (m/m)

<0,02

<0,02

0,01

16

Общее содержание глицерина, % (m/m)

<0.24

<0,25

0,25

17

Йодное число

-

<120

61

18

Содержание фосфора, мг/кг

<0,001%

<10

10

19

Содержание металлов I группы (Na, K)

-

<5,0

-

20

Содержание металлов II группы (Ca, Mg)

-

<5,0

-

21

Коксуемость, % не более

-

0,3

0,03

Минимальные габаритные размеры модулей

Основные технические параметры  

Наименование параметра

Значение

1

Производительность по исходному сыр(маслу, жиру), дм3/мин

8…14

2

Расход смеси метанола с катализатором, дм3/мин

0,1…0,3

3

Ёмкость бака для масел, дм3

50

4

Ёмкость бака для метанола, дм3

12

5

Ёмкость бака для полученного продукта, дм3

30

6

Температура нагрева и поддержания масла и метанола, 0С

40… 70

7

Мощность нагревателей, кВт

1,5

8

Мощность электродвигателей насосов, кВт

2,8

9

Полная потребляемая мощность, кВт, не более

4,5

10

Напряжение питания 3~240V 

60 Hz

11

Габаритные размеры (длина, ширина, высота) мм, не более

         - длина

         - ширина

         - высота

 

865

755

1250

12

Масса установки, кг, не более

250

 

Не требуется чистка сорбентами, мойка и сушка биодизеля, деметанолизация

В традиционных технологиях невозможно сразу получить биодизель надлежащего качества. Поэтому его вынуждены мыть или применять сорбенты, что бы удалить все примеси.

Это требует дополнительное оборудование для мойки биодизеля (для этого обычно используют смесь воды и спирта) и дополнительную установку, так называемой термовакуумной сушки.

При гидродинамическом методе получения биодизеля ни мойка, ни сушка конечного продукта не требуется, соответственно нет необходимости утилизировать использованную воду или сорбент.

Соотношение компонентов:

подсолнечное масло (сырое) – 100 литров (91 кг),

метанол – 12.8 литров (10.1), KOH – 0.9 кг.

Метод обработки – 2-х ступенчатый потоковый гидродинамический смеситель.  

Температура масла на входе – 20°C. 

Температура после смесителя - 35°C. 

Энергопотребление – 11 кВт/час на 1000 литров масла.

Универсальность оборудования

Важным моментом в производстве и последующей продаже биодизельного топлива является адаптация его к нашим двигателям внутреннего сгорания, к зимним условиям. Для этого используют так называемые депрессанты. Депрессанты Это специальные присадки, понижающие температуру фильтруемости и застывания топлива. 

Введение депрессантов в биодизельное топливо требует специального оборудования и соблюдения определенной технологии. Гидродинамический смеситель способен идеально смешивать биодизель с депрессантом и делать это с высокой производительностью – «представленные разработки имеют производительность от 1 до 60 м3/час и смешивание от двух до пяти (семи) компонентов».

Представленные комплексы для производства биодизеля комплектуются установками смесевых топлив, которые можно применять как в комплексе, так и как отдельный компонент, для смешивания самых различных компонентов.

Другие области применения гидродинамических смесителей.

- получение смесевых бензинов

Установка для смешивания и растворения жидкостей в потоке марки УСБ-18 (УСБ-60) предназначена для смешивания (компаундирования) от двух до пяти отдельных составных частей, в частности низкооктанового бензина с добавками ВКД. Установка может применяться на предприятиях нефтеперерабатывающей, пищевой промышленности и автозаправочных станциях.

При обычных методах смешивания, известных на сегодняшний день, бензин при добавлении отдельных составляющих частей имеет свойства расслаиваться. Особенностью предлагаемой установки является то, что применяя инжекционный метод и ультразвуковую систему смешивания можно повысить октановое число бензина при этом расслаивание полученного продукта не происходит в течении 180 дней (гарантированно).


- получение смесевого дизельного топлива

Обычное топливо, помимо углеродов, содержит также молекулы воды, парафины, молекулы серы и механические примеси. Большая часть молекул топлива находится в полимеризованном (связанном) состоянии. При поджигании такой смеси процесс горения начнется на активной стороне каждого большого, «слипшегося» полимерного звена. При этом процесс горения будет тормозиться при столкновении с водяными полимерными молекулами, а сгорание парафинов или серы будет неполным, что приводит к замедлению горения, токсичным отходам и неполному сгоранию топливной смеси в целом.

Высокочастотная гидродинамическая обработка дизельного топлива в гидродинамических смесителях приводит к целому ряду положительных изменений, влияющих на его калорийность и качество сгорания. Молекулярные полимерные цепочки органического топлива рвутся, при этом образуется большое количество активных сторон молекул, которые вступают в процесс окисления одновременно и значительно быстрее.

При дроблении молекул с помощью гидродинамики (эжекции) происходит разрыв связей самих молекул с образованием свободных радикалов, которые имеют гораздо большую способность к возгоранию, чем замкнутые молекулы. Полимерные цепочки молекул воды разрушаются, вода переходит в мелкодисперсное состояние с образованием свободных радикалов H и OH, которые участвуют в процессе горения значительно активнее и образуют нестабильные, легко окисляемые соединения со свободными радикалами органического топлива. Сера и парафин в процессе гидродинамического смешивания образуют поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые как контейнер окружают микрочастицы эмульсии и препятствуют их дальнейшему слипанию.

- получение водно-битумных смесей (эмульсий)

В настоящее время широкое распространение получили холодные технологии производства битуминозных строительных материалов (асфальтобетонные смеси, кровельные, гидроизоляционные и другие материалы).

Особо перспективно применение вводно-битумных эмульсий при производстве строительных и ремонтных работ дорожных покрытий. Водно-битумные эмульсии в отличие от использования в качестве вяжущего горячего битума, обеспечивают значительную экономию битума (до 30%), щебня (до 40%), снижение энергетических затрат в 1,5 раза. Применение эмульсий обеспечивает высокую степень сцепления между существующим нижним и новым слоем покрытия, повышенную износоустойчивость покрытия, возможность производства работ с ранней весны до поздней осени (температура окружающей среды не менее 5ºС), возможность нанесения покрытий на влажную поверхность.

Битумные эмульсии представляют собой смесь дисперсного битума и воды с добавлением специальных эмульгирующих добавок, стабилизирующих дисперсную систему. Они экологически чисты, удобны при транспортировке и хранении.

- получение смесей дизельного и биодизельного топлива в различных пропорциях

При помощи гидродинамической обработки возможно получение высокодисперсных смесей дизельного и биодизельного топлива, с необходимыми параметрами, как по количественному составу компонентов (высокоточная дозация, так и по качественному составу, из-за возможности введения в смесь необходимых присадок и депрессоров на молекулярном уровне. Результат такого воздействия на обрабатываемую среду – долгосрочное сохранение заранее заданных физико – химических показателей полученного комбинированного топлива.

Ценообразование

Расчет рентабельности на покупном масле (табл.1)

Компонент

кол-во

цена

сумма

1

Масло рапсовое

1000

3,07-3,84

3072-3840

2

Щелочь

15

7,86-9,60

115-144

3

Спирт

150

2,4-3,00

360-450

         Итого 3547-4434

Себестоимость

 

биодизель

1000

2,97-3.89

2891-3746

 

глицерин

215

1,2-3,2

(258-688)

Расчет рентабельности на покупном рапсе (вариант 2) (табл.2)

Компонент

кол-во

цена

сумма

1

Рапс

3000

1,05-1,4

3150-4200

2

Щелочь

15

7,86-9,60

115-144

3

Спирт

150

2,4-3,00

360-450

Итого 3625-4794

Себестоимость

 

биодизель

1000

2,04-3,21

2037-3206

 

глицерин

215

1,2-3,2

(258-688)

 

шрот

1800

0,5

900

 

Расчет рентабельности на собственном рапсе (табл.3)

Компонент

кол-во

цена

сумма

1

Рапс

3000

0,95-1,15

2850-3450

2

Щелочь

15

7,86-9,60

115-144

3

Спирт

150

2,4-3,00

360-450

Итого 3325-4044

Себестоимость

 

биодизель

1000

2,04-3,21

1700-2400

 

глицерин

215

1,2-3,2

(258-688)

 

шрот

1800

0,5

900

Принципиальная схема комплекса производства биодизеля в потоке

Условные обозначения: К – краны шаровые не управляемые; КУ - краны шаровые управляемые; ППМ – проточный маслонагреватель; Ф – фильтр сетчатый; Н – насос; R – расходомер (ротаметр); ВР – вентиль регулирующий; КО – клапан обратный; См – смеситель гидродинамический; НК – смеситель гидромеханический; Р – датчики давления; t0 – датчик температуры; ДУ – датчик уровня;

 Система непрерывного производства биодизеля в потоке.

Технологический процесс следующий. Растительное масло из емкости 1 через сетчатый фильтр F1 и потоковый нагреватель, PPМ подается в гидродинамический смеситель СGD насосом H1.

Поток масла контролируется расходомером P1. Предварительно смешанный раствор катализатора в метаноле подается из емкости 3 в вакуумную камеру гидродинамического смесителя через регулятор BP и расходомер P2. Смешивание раствора выполняется насосом H2. Раствор берется поочередно из емкостей 3. Первая стадия перэтерификации производится в гидродинамическом смесителе.

Финальная стадия реакции происходит в насосе-смесителе HK. Интенсивный кавитационный процесс в гидродинамическом смесителе и насосе-смесителе приводит у разрыву молекул жирных кислот, что значительно ускоряет реакцию и улучшает качество топлива.

После насоса-смесителя, смесь попадает в колонны 4, где разделяется на биодизель и водно-глицериновую смесь. Топливо затем проходит через фильтр - влагоотделитель FВО и насос H3.

Система может быть оборудована комплексом управления, позволяющим как ручное, так и полностью автоматизированное управление. Второе решение дороже, однако позволяет полностью исключить ошибки оператора, которые могут негативно сказаться на качестве продукции. Система должна быть расположена в обогреваемом помещении, кроме емкостей 1 и 2

Установки непрерывного производства биодизеля BiodieselMach® существуют в нескольких вариантах от 1 до 16 кубометров/час (30 MMgy) (большие системы в стадии разработки).

Вся система устанавливается в двадцатифутовый контейнер 20, готовая к транспортировке и работе, работает на любом сырье (растительные масла, животный жиры, и т.д.) и легко модифицируется, поскольку устроена на модульном принципе.

BioDieselMach ®36034, Украина, г. Полтава, ул. Садовского 8

Tel: +38 0532 66-86-45  Fax: +38 0532 66-86-45 Cell: +38 067 166 3333

http://www.biodieselmach.com  E-mail: info@biodieselmach.com

2.3 Биогазовые технологии переработки отходов

В докладе “Технологии и оборудование по переработке отходов птицефабрик и животноводческих комплексов”, представленном сотрудниками ЗАО “Сигнал” Е.С. ПАНЦХАВА, М.М. ШИПИЛОВЫМ,     А.П. ПАУКОВЫМ, Н.Д. КОВАЛЕВЫМ, Н.Н. ЧЕРБАЕВЫМ и ЗАО “Центр ЭкоРос” В.А. ПожарновЫМ  отмечается, что «биоэнергетика в последние 10-15 лет стала самостоятельной отраслью большой энергетики.

   Во многих станах мира (ЕЭС, Индии, Китае Бразилии и др.) ее вклад в энергобаланс этих стран превышает  суммарный вклад остальных возобновляемых источников энергии.

    ЕЭС к 2010 году (27 стран) планирует довести вклад биоэнергетики в общий баланс  производства энергии до 12 % .

    Современная промышленная биоэнергетика представлена следующими направлениями:

  1.  ТЕРМО-ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
  2.  Прямое сжигание – получение тепловой и электрической энергии
  3.  Производство пиллет – получение тепловой и электрической энергии, син-газа, водорода, жидких нефтеподобных углеводородов
  4.  Газификация – получение син-газа, водорода, тепловой и электрической энергии
  5.  Пиролиз – получение син-газа, водорода, тепловой и электрической энергии
  6.  Фест-пиролиз – жидкие углеводороды
  7.  Синтез- получение метанола
  8.  БИОТЕХНОЛОГИИ
  9.  Производство биоэтанола – транспорт
  10.  Производство биодизельного топлива – транспорт
  11.  Производство биоводорода – транспорт, получение тепловой и электрической энергии
  12.  Производство биогаза – получение тепловой и электрической энергии, транспорт.

Создание широкомасштабной биоэнергетической индустрии требует наличия в стране следующих ее основных составляющих:

  1.  Апробированных на практике промышленных технологий производства биотоплив и их конверсии в технические виды энергии и использования в транспорте;
  2.  Масштабной сырьевой базы;
  3.  Производственных мощностей для создания высокорентабельного и надежного оборудования и его востребованности внутренним рынком.

Российская Федерация располагает всеми вышеперечисленными условиями и имеет все необходимое для интенсивного развития биоэнергетики в ближайшие годы, так как эта отрасль энергетики связывает воедино энергетику (локальную), охрану окружающей среды (решение серьезных проблем экологии) и агропромышленное производство (создание комфортных условий жизни и труда сельских тружеников и производство высокоэффективных органических удобрений):

  1.  Промышленные технологии производства биоэтанола из отходов сахарного производства, другого углеводсодержащего сырья, отходов лесопроизводства (гидролизный спирт);
  2.  Промышленные технологии производства биоводорода и растворителей (бутилового спирта и ацетона);
  3.  Промышленные технологии производства биогаза из отходов городов, птицеводства и животноводства;
  4.  Промышленные технологии для газификации отходов растениеводства (соломы, стеблей).

Разрабатываются технологии производства биодизельного топлива из рапса и других масленичных культур (семян льна, горчицы и др.).

Россия располагает достаточной сырьевой базой для развития биоэнергетики. И это, прежде всего органические отходы АПК, городов и лесопереработки.

Исследования, проведенные Институтом энергетической стратегии по качественному и количественному анализу этой сырьевой базы по 20 номинантам, показали, что в настоящее время ежегодный объем производимых органических отходов АПК и городов по всем регионам России в сумме составляет почти 700 млн. тонн (260 млн. т по сухому веществу): 350 млн. т (53 млн. т с.в.) – животноводство, 23 млн. т (5.75 млн. с.в.) – птицеводство, 220 млн. т (150 млн. т с.в.) – растениеводство, 30 млн. т (14 млн. т с.в.) – отходы перерабатывающей промышленности, ТБО – 56 млн. т (28 млн. т с.в.), 12 млн. т (2 млн. т с.в.), – с валовым энергосодержанием 92-93 млн. ту. т. (технический потенциал составляет 90.4 млн. ту. т., экономический потенциал – 53,3 млн. ту. т.).

20 % потенциальной энергии приходится на отходы животноводства и птицеводства, 58 % – на растениеводство, 7,9 % – на отходы перерабатывающей промышленности, 11, 9% – на ТБО и 1,2 % – на осадки сточных вод.

Из этого количество отходов можно ежегодно получать до 73 млрд. куб. м биогаза (57 млн. ту.т.), до 90 млн. тонн пиллет или 75 млн. т “ин-газа”, который можно конвертировать в 160 млрд. куб. м водорода, а также получить до 330 тысяч  тонн этанола, или до 88 млн. куб. м водорода и до 165 тысяч тонн растворителей (бутанола и ацетона)

Ведущими Федеральными округами по производству органических отходов АПК и городов являются:

  1.  Приволжский Федеральный округ – 29,5 % от суммарного потенциала;
  2.  Южный Федеральный округ – 29 %;
  3.  Центральный Федеральный округ – 18 %;
  4.  Сибирский Федеральный округ – 14 %.

 Россия располагает необходимыми производственными мощностями для  производства высокорентабельного оборудования по получению этанола, биогаза, водорода, син-газа, жидких углеводородов, биодизельного топлива и их переработки в тепловую и электрическую энергию и для использования на транспорте.

Впервые на конгрессе были  представлены результаты исследовательских и проектных работ ОАО “Концерн КОНАТЭМ”  в области технологии переработки и использования отходов животноводства, птицеводства и других биоразлагаемых отходов. С докладом “Комплексная технология переработки и использования отходов крупных, промышленного типа, животноводческих ферм КРС, свинокомплексов,  птицефабрик с выработкой из  биогаза электрической и тепловой энергии, с одновременным получением экологически чистых органических удобрений” выступил заместитель главного инженера Концерна В.М. ТАТАРИНОВ.

«В настоящее время концерн объединяет несколько заводов, монтажных участков, проектных организаций, с расположением центрального офиса Концерна в г. Электросталь, Московской области.

  1.  Выбор направления в теме “Биоразлагаемые  отходы”

Тематика “биоразлагаемые отходы” для концерна началось в 1995г., когда по заданию Мосводоканала были спроектированы теплообменники рекуперации  тепла осадков канализационных вод, а в 1996г. изготовленных теплообменника были смонтированны на Куръяновской станции аэрации г. Москвы, где по настоящее время успешно работают. В 2003- 2004 гг. концерн принимал участие в проектах энергосбережения для очистных сооружений г. Ижевск (Удмурдская Республика), Щелково ( Московская область), которые прошли госэкспертизу в Госстрое Р.Ф.,  были построены очистные сооружения в г. Павлово-Посад ( Московская область).

Начиная с 2005г., получив опыт на предприятиях, концерн продолжил эту тему на сельскохозяйственных отходах животноводства, птицеводства с учетом особенностей разницы химического, бактериального, физического составов городских осадков сточных вод от составов навозов, пометов и других сельскохозяйственных отходов.

В разработку по сельскохозяйственным отходам были взяты отходы крупных, промышленного типа, животноводческие комплексы и птицефабрики с бесподстилочным  их содержанием:

  1.  по комплексам крупного рогатого скота   от 3000 животных;    
  2.  посвинокомплексам  от 20000 животных;
  3.  по птицефабрикам  от 200000 кур-несушек.

Такой выбор направления был обусловлен следующими  обстоятельствами:

  1.  Классификация по поголовью, по видам животных птицы, по составу и  условиям их кормления, содержания, методам уборки и транспортировки отходов, наличие убойных цехов, цехов подготовки кормов, наличие собственных с/х  угодий, фактические или планируемые показатели по энерговодоснобжению и др. показатели определяют комплексную технологию переработки и использования отходов во всех ее частях, включая выбор основных сооружений, оборудования, экономику;
  2.  Концерн имеет сорокалетний  опыт проектирования, изготовления монтажа металлоконструкций, металлических резервуаров различного назначения, включая заказы на очистные сооружения канализаций (ОСК) предприятий “Водоканал” с объемами обработки осадка  1.000- 15.000 метров кубических в сутки;
  3.  По сельскохозяйственным  предприятиям с меньшим поголовьем и с меньшим объемом отходов работают другие предприятия как, например “ВНИИ электрофикации сельского хозяйства” (А.А. Ковалев, Д.А. Ковалев), “ЭкоРос” ( Е.С. Панцхава, В.А. Пожарнов), “Сигнал” ( М.М. Шипилов), “Гринтэк”-ФАКТОР ЛТД” (В.Е. Мохов), “Игона” (К.Навицкас, Г. Вишняускас).
  4.  Цель внедрения комплекса КПИО

Цель Проекта – переработка и использование отходов должны обеспечить сельскохозяйственное  предприятие собственными энергетикой и экологически чистыми органическими удобрениями с выполнением стандартов РФ, международных нормативов и требований ВТО, Киотского протокола.

Другими словами – создать и внедрить на конкретных крупных животноводческих комплексах и птицефабриках комплексную технологию рациональной и высокоэффективной переработки и утилизации отходов в замкнутом цикле: растениеводство – корма, продукты –  отходы сельскохозяйственных территорий, городов – анаэробная переработка – растениеводство, биогаз с выработкой электрической и тепловой энергий.

  1.  Основные решения в КПИО

За 2005-2006гг. концерном инициативно, на собственные средства, совместно со специалистами головных институтов Минсельхоз Р.Ф. – ВНИИ электрофикации сельского хозяйства, ВНИПТИ органических удобрений, ВНИТИ птицеводства, РосНИПИагропром, НИИ использования сельскохозяйственных стоков “Прогресс”, с участием руководителей и специалистов первых заказчиков: ООО  “Камский Бекон” ( Республика Татарстан), “Загорское экспериментальное племенное хозяйство”     ВНИТИПтицеводства (Московская область), ЗАО “Озёры–Молоко” ( Московская область) были выполнены ряд исследований, предпроектные и проектные работы, (обоснование инвестицей) инвестиций по теме “Комплекс по переработке и использованию отходов животноводства, птицеводства с выработкой из получаемого биогаза электрической и тепловой энергией, с одновременным получением экологически чистых органических удобрений” (Комплекс КПИО).

При этом в разработанном комплексе КПИО заложены следующие решения:

Состав комплекса КПИО

Комплекс КПИО состоит из трех основных технологических модулей:

Модуль 1 –  цех метантенков, состоящий из двух видов метантенков, в которых последовательно происходит анаэробное сбраживание в термофильном режиме, термальном, затем в мезофильном режиме навоза, памета и других биоразлагаемых отходов предприятия. Товарной продукцией первого модуля является биогаз, жидкие экологически чистые органические удобрения без запаха, тепло рекуперация от метантенков, а также средства поступающие от продажи свободных квот согласно п.6 Киотского протокола.

Модуль 2 – мини-ТЭС, состоящей из когенерационных установок (КГУ) работающих на биогазе и вырабатывающих два вида товарной продукции: электрическая и тепловая энергии. В качестве КГУ применяются газопоршневые моторы приводящие в работу электрогенераторы, с теплообменниками выхлопных газов, охлаждением масла, турбонадува и рубашке охлаждения производства компании ТЕДОМ (Чехия), компании Catterpillor (США), а в дальнейшем возможно применение отечественных газамоторов производства ОАО “Ярославский моторный завод”, ОАО “Волжский дизель им. Маминых” или др. заводов.

Модуль 3  –  в зависимости от рынка сбыта, органические удобрения, производимые на комплексах КПИО, могут выпускаться в трех вариантах:

  1.  жидкие удобрения после термического метанового сбраживания без доступа кислорода обеззараженные и без запаха поступают в 5-10 суточные  накопители с последующей транспортировкой и внесением их в почву;
  2.  компостированные удобрения на основе жидких удобрений, прошедших через обезвоживающее оборудование (ленточные прессы, или сепараторы, или центрофуги) в смеси с опилками, соломой или др. компонентами;
  3.  сухие  удобрения с влажностью 12-18 % после обезвоживания проходят дополнительную сушку и в расфасованном виде поступают на реализацию.

 Этапность внедрения:

  1.  Разработать проектную документацию, выполнить весь комплекс подготовительных, строительно-монтажных работ, пусконаладочных работ с последующими приемо-сдаточными испытаниями  и сдачу в эксплуатацию заказчику в полном соответствии с согласованными и утвержденными сетевыми графиками на каждый конкретный объект.
  2.  Учитывая, что в РФ на настоящее время отсутствуют комплексы КПИО на крупных животноводческих комплексах и птицефабриках, по согласованию с Минсельхозом Республики Татарстан и Минсельхозом Московской области определены первые сельскохозяйственные предприятия на внедрение опытно-промышленных комплексов КПИО;
  3.     Продолжить работу с Минсельхозами Республики Татарстан, Московской области, Орловской области с агромышленной комиссией РССП по АПК, головным институтами Минсельхоза РФ, другими организациями о включении в перечень “Дополнительные мероприятий приоритетного национального проекта “Развитие АПК” в 2009 году” отдельной строкой:

 Субсидии на поддержку разработки и использования отходов животноводства, птицеводства и др. с/х биоразлагаемых отходов.

Индивидуальный подход к каждому с/х предприятию с выработкой концепции с обязательным включением в Проект:

  1.  современных тенденций, технологий;
  2.  нормативной базы РФ;
  3.  международных требований, в частности требований ВТО, Киотского протокола;

-        разработкой плана проведения исследовательских, предпроектных, проектных, СМР-ПНР, приемо-сдаточных  испытаний и сдачу «под ключ» в эксплуатацию с соответствующими графиками работ и их финансирования».

Об опыте, накопленном  в ФГУ “Научно-исследовательский центр по проблемам управления ресурсосбережением и отходами” в создании и апробации технологий переработки отходов птицеводства, животноводства и пищевой промышленности в  высококачественные органические удобрения, отвечающих современным требованиям с использованием природо- и ресурсосберегающих технических и технологических решений, шла речь в докладе “Технологические, экономические и экологические аспекты создания био-энерготехнологических комплексов по переработке отходов птицеводства, животноводства и пищевой промышленности, представленном сотрудниками этого ФГУ кандидатами технических наук    Е.Н. КАМАЙДАНОВЫМ и В.В. ЛЕБЕДЕВЫМ.

«С точки зрения текущей экономической, экологической и социальной ситуации в мире и нашей стране одной из основных целей, которые стоят перед обществом, является вовлечение в переработку, а также снижение экологической и санитарной опасности органических отходов агропромышленного комплекса (бесподстилочных помета и навоза, осадков сточных вод мясокомбинатов, предприятий молочной и масло-жировой промышленности и некоторых других). Указанные виды отходов обладают одновременно значительным биоэнергетическим потенциалом, который также целесообразно использовать.

С экономической точки зрения, постоянное извлечение из плодородного слоя почвы биогенных элементов (азота, фосфора, калия) без должного пополнения, рост энергетических затрат на производство минеральных удобрений, а также тенденция к созданию рынка качественной пищевой продукции привело к резкому подорожанию удобрений, и, в частности, биоудобрений, т.е. органических удобрений, полученных без применения химических реагентов. На мировом рынке цена таких удобрений достигает 1000 – 2000 долл. США за 1т.

В то же время, возросло количество земель, выведенных из оборота или не обеспечивающих надлежащее качество сельхозпродукции из-за применения в качестве органических удобрений нестабилизированного и необеззараженного бесподстилочного навоза (помета), нетоксичных осадков очистных сооружений. При этом снижение качества и выхода растениеводческой продукции происходит в основном из-за деградации плодородного слоя, характеризующегося падением содержания гумуса ниже       2 %, снижением рН ниже 5-5,5, сокращением видового разнообразия и количества полезной микрофлоры и мезофауны, накоплением токсичных соединений.

Экологический аспект проблемы заключается также в интенсивном загрязнении  поверхностных вод, приводящем к деградации водных биосистем, в эмиссии в атмосферу парниковых газов (диоксида углерода, метана), возникающей в результате неконтролируемого распада органического вещества.

ФГНУ НИЦПУРО накоплен определенный опыт в создании и апробации технологий переработки отходов птицеводства, животноводства и пищевой промышленности в высококачественные органические удобрения, отвечающие современным требованиям, с использованием природо-  и ресурсосберегающих технических и технологических решений.

В основу предлагаемых решений положен анаэробный процесс переработки концентрированных жидких и полужидких органических отходов  – бесподстилочных навоза, помета, осадков и органических шламов производств АПК в обеззараженные стабилизированные биопродукты – сухой биошлам и биологически активную воду. Выделяющийся при проведении анаэробного процесса биогаз используется для энергообеспечения основных и вспомогательных технологических процессов.

Ниже представлена структурно-технологическая схема комплекса.

Особенностями предлагаемых решений являются:

- применение доступного и отработанного на практике (на пилотных установках) метода интенсификации лимитирующей технологической стадии – «фазового разделения» анаэробного процесса;

- применение анаэробных процессов для обработки высококонцентрированных надиловых жидкостей, фугатов, фильтратов промежуточных и конечных продуктов с одновременной их очисткой и получением биогаза в аппаратах современного типа (UASB-реакторы, анаэробные биофильтры);

- использование надежных компактных аппаратов механического сгущения биошлама с влажностью 95÷98% типа «барабанный сгуститель» и «шнековый пресс» с низкой частотой вращения (до 10 мин-1) и малыми затратами электроэнергии и труда при конечной влажности промежуточных продуктов 85÷90%.

- применение аппаратов для теплового низкотемпературного обезвоживания с получением сухого гранулированного биошлама – вакуум-гребковых сушилок стандартного типоразмерного ряда;

- использование методов энерготехнологического комбинирования основных и вспомогательных технологических процессов за счет введения регенеративного теплообмена, двухцелевых трансформаторов тепла, работающих в режиме «холодильная машина – тепловой насос», использования вторичного пара в многокорпусных вакуум-сушильных установках;

- применение аэробных микробиологических процессов для обезвреживания твердых и газообразных отходов анаэробного процесса.

Разработки НИЦПУРО основываются на результатах собственных прикладных исследований; опыты  по оценке агротехнической эффективности продуктов биоконверсии были проведены организацией – соисполнителем ВНИПТИОУ (НИР “Оценка эффективности применения различных продуктов анаэробной переработки бесподстилочного помета при предпосевной обработке семян и в качестве подкормки рассады овощных и цветочных культур”); на базе растениеводческого комплекса п/ф “Шуйская” силами специалистов НИЦПУРО и агрономической службы п/ф была выполнена серия микрополевых опытов по изучению влияния биошлама на урожайность сельскохозяйственных культур в условиях открытого грунта. Указанные работы были проведены с использованием органических удобрений на основе анаэробно ферментированного бесподстилочного куриного помета. Целевые продукты (биошлам и биологически активная вода) были получены на пилотной установке, разработанной специалистами НИЦПУРО и реализующей многофазный технологический процесс; биологически активная вода (надосадочная фракция биошлама) была получена на пилотной установке, основу которой составлял анаэробный биофильтр. Помимо достаточно высокой агротехнической эффективности, подтвержденной ВНИПТИОУ, полученные биопродукты обладают рядом других важных потребительских свойств: стабильностью, отсутствием остаточного газовыделения, санитарной и экологической безопасностью, что подтверждено соответствующими гигиеническими сертификатами.

В рамках прикладных работ разработана “Методика биотестирования органических отходов”, с использованием которой были исследованы анаэробные процессы переработки осадков сточных вод мясокомбинатов в бипродукты (удобрения и белково-витаминные добавки).

Проектные оценки экономической эффективности применения комплексов по анаэробной переработке концентрированных отходов показывают, что срок окупаемости таких комплексов при стоимости биопродуктов 3-5 руб/кг не превышает 2-3 лет; годовая стоимость продукции комплекса по переработке бесподстилочного куриного помета производительностью по исходному помету 40 т/сут составляет 19 600 000 млн. руб. Обеспеченность собственными теплоэнергетическими ресурсами (за счет утилизации биогаза) при использовании энерготехнологических решений составляет 80-90 %.

С экологической точки зрения, использование герметичных аппаратов, отсутствие сточных вод и отходов позволяет добиться минимального воздействия  на окружающую природную среду. Отсутствие сточных вод объясняется использованием надосадочной жидкости и фугата как сырья для получения биологически активной воды и биогаза; на основе конденсатов конденсатора вакуум-гребковой сушилки вырабатывается подпиточная вода для теплогенераторов комплекса (до 16,2 м3/сут). Твердые отходы, в первую очередь пескосодержащие, на этапе подготовки исходного сырья подвергаются аэробной переработке с получением торфопометных компостов; для комплекса производительностью по исходному помету 40 т/сут суточная выработка компоста составляет 3,2 т.

Таким образом, предлагаемые комплексы переработки органических отходов в экологически чистые органоминеральные удобрения способны решить комплекс задач экологического и агротехнического плана при условии рациональной организации системы переработки отходов и использования получаемых продуктов.

Использование биоэнергетического потенциала перерабатываемых отходов наряду с вовлечением биоэнергетического потенциала и вторичных энергоресусов позволит значительно сократить издержки на энергозатратах. Это совместно с эффектом от применения продуктов переработки должно обеспечить высокую экономическую эффективность предлагаемой технологии».

2.4 Переработка отходов. Производство твердого биотоплива. Котельные и котлы на древесных и растительных отходах

Одной из технологий, способных произвести альтернативные и экологически чистые виды топлива, является переработка различных биомасс в топливо. В настоящий момент самой распространенной технологией по получению альтернативного экологически чистого топлива является переработка отходов деревообработки: опилки, щепа, горбыль, деревянная тара, отходы санитарной вырубки лесов и зелёных насаждений в топливные гранулы.

Такой вид топлива в последние годы получил широкое применение не только в странах, находящихся в климатически холодных зонах, но и в странах, находящихся в умеренных и даже тёплых зонах. Топливные гранулы применяются как в частном секторе, так и на различных предприятиях и даже в больших котельных и тепловых электростанциях. Топливные гранулы удобны при транспортировки, хранении. После сгорания оставляют минимум отходов продуктов сгорания и самое главное не имеют наносящих окружающей среде вредных выбросов.

Процессу переработки и гранулированию в топливные гранулы поддаются практически все отходы производств с применением любых биомасс, это может быть не только отходы переработки древесины, но и солома, отходы различных растительных культур, камыш, шелуха подсолнечника, отходы переработки льна, бумага и так далее.

Поддаётся гранулированию и торфяная масса. С увеличением количества птицефабрик производящих мясо птицы серьёзно поднялся вопрос об уничтожении и переработке подстилки и отходов, связанных с убоем птицы.

Теме “Переработка биологических отходов (растительных, животноводства, торфа, отходов деревообработки) в топливные гранулы” посвящен доклад президента компании  “SIA-GEA” (Латвия) И.А. КУЗНЕЦОВА.

«SIAGe & A” зарегистрирована в 1999 году. При определении стратегической линии перспективы развития и хозяйственной деятельности  были изучены различные сферы хозяйственной деятельности, которые ещё не охвачены. Изучив и обобщив собранный материал, пришли к   выводу, что на территории Латвии существует свободная ниша в сфере производства альтернативных видов топлива. Определив этот вид деятельности как перспективный SIAGe & A” с конца 2002 года начала активную деятельность в подготовке и реализации данного проекта.

Во всём технологическом процессе производства топливных гранул основным этапом можно назвать подготовку исходного сырья к гранулированию. При условии, что исходное сырьё, независимо от его наименования, высушено и измельчено в соответствии с требованиями процесса гранулирования, то пресс-гранулятор не зависимо от фирмы изготовителя выдаст продукцию, топливные гранулы, в соответствии с требованиями норм, действующих в Евросоюзе.

Основным проблемным процессом при производстве гранул можно назвать процесс сушки исходного сырья. Одним из распространенных способов сушки исходного сырья является метод выделения из сырья избыточной влаги при прогоне сырьевой массы через специальные вращающиеся сушильные барабаны с подаче через них горячего воздуха, произведённого теплогенераторами. При этом возникают следующие проблемы:

  1.  В основном, за исключением редких случаев, когда теплогенераторы работают на газе, в теплогенераторах, как топливо, используют опилки, отходы пиломатериалов, а так же торф. При сгорании вышеуказанных видов топлива, применяемых при производстве горячего воздуха, во время сушки исходного сырья для производства топливных гранул, частицы продуктов сгорания (пепел, зола) вместе с потоком горячего воздуха попадают в сушильный барабан и перемешиваются с сырьём и в результате увеличивают количество примесей при сгорании топливных гранул, то есть зольность;
  2.   Но основной проблемой во время сушки исходного сырья при помощи горячего воздуха произведённого теплогенератором, применяемым как топливо различные отходы пиломатериалов или других видов топлива, являются искры, летящие вместе с дымом и горячим воздухом в сушильный барабан. При определённых условиях, во время сушки исходного сырья попавшие в сушильный барабан искры могут стать причиной возгорания высушиваемого в сушильном барабане исходного сырья;
  3.  Данные установки занимают значительные производственные площади;
  4.  Являются энергоёмкими;
  5.  При экстренной остановке возможны аварийные ситуации;
  6.  Применяемое исходное сырьё должно быть предварительно измельчено до фракции опилок;
  7.  Как топливо расходуется часть исходного сырья;
  8.  Затруднён переход работы технологической линии с одного вида сырья на другой.

В связи с этим встал вопрос о поиске технических решений, позволяющих устранить или сократить перечисленные недостатки. При изучении новых технологий, предлагаемых в настоящее время при производстве топливных гранул как альтернатива, выбор пал на универсальный агрегат KDS, который способен совершенно на принципиально другом и безопасном способе принять исходное сырьё и одновременно измельчить и высушить сырьё, доведя его до параметров, необходимых для процесса гранулирования.

Вышеуказанный подготовительный агрегат KDS, в отличие от классического сушильного агрегата, в основе которого крутящийся сушильный барабан, работает без применения открытого огня.

Основным преимуществом подготовительного агрегата KDS перед сушильным барабаном при одинаковой производительности являются:

  1.  компактность;
  2.  простота при эксплуатации;
  3.  отсутствие открытого огня в процессе сушки и, как следствие, пожаробезопасное производство;
  4.  отсутствие необходимости применения при выгонке из исходного сырья избыточной влаги горячего воздуха, что исключает необходимость использования теплогенератора и сжигания в нём топлива. Это значительно снижает себестоимость единицы готовой продукции топливных гранул;
  5.  меньшее потребление электроэнергии;
  6.  возможность регулирования размеров измельчённого и исходного сырья на выходе из агрегата без прекращения работы с величиной древесной пыли в параметрах после измельчения 100-2000 микрон биомассы;
  7.  как исходное сырьё могут применяться отходы пиломатериалов, измельчённые в щепу крупной фракции, или мелкие обрезки независимо от породы дерева, при этом одновременно с выгонкой избыточной влаги из исходного сырья происходит измельчение его до очень мелкой и однородной по размерам фракции;
  8.  отсутствие необходимости применения молотковых измельчителей с большим электропотреблением и замены регулирующих размер измельчённых частиц, металлических сеток, для чего нужна остановка работы всей линии;
  9.  многофункциональность, т.к.  подготовительный агрегат KDS способен измельчить и высушить не только отходы пиломатериалов, торф, но и куриный, гусиный и другие виды помёта с решением вопроса их утилизации и значительной прибылью за счет  приготовления, высушивания и измельчения массы в пресс-грануляторах, в результате чего производится так же экологически чистое топливо и удобрение – гранулы;
  10.  высушенная и измельчённая до пылевого состояния древесина или другая биомасса может с успехом применяться не только при производстве топливных гранул, но и как топливо в пылевых горелках, применяемых в котельных большой мощности.

При испытании вышеуказанного подготовительного агрегата KDS было выявлено, что в процессе сушки и измельчения птичьей подстилки с птицеферм в нём уничтожаются все болезнетворные микробы, личинки различных насекомых. Смешивая птичью подстилку с птицеферм с торфом, в процессе сушки и измельчения их в подготовительном агрегате KDS на выходе получается масса, из которой после гранулирования получается хорошее, востребованное удобрение.

Подготовительный агрегат KDS способен высушивать и измельчать отходы мясокомбинатов производя костную муку, измельчать стекло после чего, измельчённая масса может применяться как заполнитель в бетонных смесях или как сырьё при производстве стекла.

Таким образом, рассматриваемый нами универсальный агрегат KDS способен одновременно измельчать и высушивать исходное сырьё до параметров, требуемых для гранулирования. Дополнительно имеет преимущество по многообразию применяемого сырья и функциональности назначения.

В ходе работы по сушке и измельчению исходного материала для производства топливных гранул в различных режимах и разными биомассами были подтверждены заявленные изготовителем агрегата KDS технические характеристики. При анализе технико-экономических показателей  применения в производстве топливных гранул классических сушильных агрегатов с сушильными барабанами и молотковыми измельчителями в сравнении с универсальным агрегатом KDS видны явные преимущества последнего варианта.

Выпускаемые топливные гранулы на производстве могут производится из опилок, торфа, соломы,  отходов птичьей подстилки с птицеферм.

Рынок потребления топливных гранул постоянно расширяется, а на территории стран Балтии рынок потребления топливных гранул только формируется. Цены на топливные гранулы независимо от условий поставки и расфасовки  имеют незначительные колебания.

Применение в комплектации технологической линии по производству топливных гранул оборудования, работающего по новой технологии, значительно сокращает производственные расходы по сравнению с расходами на производство топливных гранул по технологии, связанной с применением сушильных барабанов».

Тема производства топлива из растительных отходов была продолжена в докладе заместителя генерального директора ЗАО “Жаско”          С.В. КОНЯШИНА “Производство топливных брикетов из растительных отходов”.

«В последние несколько лет в России активно внедряются технологии сжигания биомассы в виде облагороженного твердого биотоплива – топливных брикетов, полученных из растительных отходов. Брикеты – спрессованные изделия цилиндрической, шестигранной, прямоугольной или другой формы.  Их длина, обычно от 100 до 300 мм, диаметр больше 25 мм и обычно составляет 50-75 мм. Более всего на рынке представлены: брикеты из отходов древесины; из отходов производств агропромышленного комплекса, так называемые агробрикеты; брикеты из торфа.

В стране более чем достаточно биомассы, которую можно применять для изготовления таких брикетов. Эти ресурсы не монополизированы гигантскими компаниями, и их стоимость не подвержена воздействию конъюнктуры мировых рынков. Зачастую данные биотопливные ресурсы могут иметь даже отрицательную стоимость, так как их так или иначе необходимо утилизировать.

Компания “Жаско” (Россия, г. Волгоград) с 1992 года занимается производством и поставками технологического оборудования. Несколько лет назад специалисты компании занялись разработкой и производством оборудования для брикетирования отходов растительного происхождения. Этому способствовало развитие биоэнергетики в нашей стране, с одной стороны, и отсутствие российского оборудования для переработки в топливные брикеты отходов предприятий перерабатывающей промышленности – с другой. В настоящее время компания производит установки для брикетирования различного вида сырья. Например, установка брикетирования УБО-1 предназначена для получения кормовых и топливных брикетов с применением связующего. Установка брикетирования торфа УБТ-1 используется для переработки в топливные брикеты торфа.

Наибольшим спросом у предприятий агропромышленного комплекса и лесоперерабатывающей промышленности пользуется установка брикетирования отходов УБО-2.

Установка брикетирования растительных отходов УБО-2 позволяет получать высококачественные топливные брикеты из широкого многообразия отходов растительного происхождения: опилок, стружки (например, на предприятиях лесоперерабатывающей промышленности), лузги подсолнечника, некормовых отходов элеваторов, шелухи, костры льна, соломы (на предприятиях агропромышленного комплекса). Чаще всего для брикетирования используются отходы производства, имеющие изначально отрицательную стоимость в связи с необходимостью затрат на их хранение и утилизацию.

Топливные брикеты, получаемые из растительных отходов, обладают рядом неоспоримых преимуществ по сравнению с другими видами топлива, а именно:

  1.  возможность использования топливных в котлах любой мощности – от отопления частных домов до крупной ТЭЦ;
  2.  более   легкая подача  в топочную камеру в сравнении с небрикетированными отходами;          
  3.  сгорание происходит более эффективно – количество остатков (золы) не превышает 0,5-1% от общего объема используемого топлива (зольность некоторых сортов  угля достигает 30-40%), а зола может использоваться как калийное удобрение;
  4.  теплотворная способность составляет 4,5 – 5 кВт/кг, что в 1,5 раза больше, чем у древесины, и сравнима с углем. Это значит, по данным ВНИИ ТП, что одного брикета весом около 1 килограмма достаточно для обогрева дома площадью 50 кв. метров в течение одного часа. Очевидна выгодность использования топливных брикетов для потребителя при существующих закупочных ценах. Ведь при сжигании 1000 кг топливных брикетов выделяется столько же тепловой энергии, как при сжигании: 1600 кг древесины, 478 куб. м газа, 500 л дизельного топлива, 1000 кг угля, 685 л мазута;
  5.  низкая себестоимость производства;
  6.  продукт экологически чистый: без химических добавок и склеивающих веществ, производится  из натуральных,   необработанных   никакими   химическими   препаратами   растительных отходов. При сжигании брикеты оказывают минимальное негативное воздействие на окружающую среду;
  7.  брикеты уплотнены в 4-12 раз, в результате чего повышается эффективность транспортных перевозок и уменьшается площадь складирования;
  8.  брикеты хорошо разгораются, отличаются длительным горением без искрообразования, их тепло воспринимается как более приятное, чем тепло, получаемое из угля, легкого мазута или природного газа.   

Благодаря вышеперечисленным качествам такие брикеты обладают высокой конкурентоспособностью по сравнению с другими видами топлива и рынок топливных брикетов растет быстрыми темпами.

Установка УБО-2 реализует технологию баротермической переработки (прессование при высокой температуре) и может работать как автономно, так и в составе линии. Прессование является одним из основных процессов в технологии брикетирования растительных отходов без добавления связующего. В качестве связующих элементов здесь выступают вещества, содержащиеся в клетках растений и выделяющиеся в процессе прессования брикетов. Превращение измельченной растительной массы в прочный брикет обеспечивается как физико-механическими свойствами материала, так и условиями протекания процесса брикетирования.

Установка УБО-2 состоит из нескольких конструктивных элементов, основными из которых являются: головка экструдера, рама, главный привод (мощностью 45 кВт), ворошитель (мощностью 2,2 кВт), кольцевые нагреватели (суммарной мощностью 6 кВт), приемный бункер.

Исходный продукт непрерывно поступает в приемный бункер, где расположен ворошитель, предотвращающий слеживание, «зависание» продукта и обеспечивающий его равномерное поступление в полость головки экструдера.  

Головка экструдера главный агрегат установки. В ней расположен формующий узел,  состоящий из стальной муфты с нагревателями, формующих втулок – конической и шестигранной, и шнека прессующего, именно здесь происходит формирование непрерывного брикета шестигранной формы.

Первоначально продукт попадает в камеру головки, и по мере ее заполнения шнек подает исходное сырье в коническую часть втулки, где происходит прессование. Усилия от прессующего  шнека уплотняют смесь по всему сечению. Под действием сил сжатия и температуры естественное связующее (лигнин) пластифицируется.  При этом на поверхности и внутреннем отверстии вдоль оси  брикета образуется науглероженный слой, который служит в качестве защитной гидрофобной оболочки в процессе хранения и транспортировки брикета, а также является как бы смазкой и способствует легкому прохождению брикета внутри втулки. Коническое исполнение хвостовика прессующего шнека также способствует повышению плотности брикета. Шнек работает под высокими нагрузками при давлении до 200МПа и температуре до 3000С, это самая быстроизнашивающаяся часть установки, требующая регулярного восстановления.

Из экструдера непрерывно выходящий брус попадает на направляющий желоб.

Выход дыма и газов в процессе получения брикетов осуществляется через центральное отверстие брикета. Необходимо обеспечить отвод этих газов, для чего рекомендуется устройство принудительной вентиляции – вытяжки.

После остывания брус раскраивается на брикеты необходимой длины и складируется с последующей упаковкой и отправкой потребителю. Общепринятая длина брикета 20-40 см. При производстве брикетов для массового использования в котельных установках и автоматической загрузки котлов на прессе можно получать брикеты длиной 3-5 см, которые транспортируются в контейнерах или мешках. Для этого делительное устройство перенастраивается на необходимый шаг.

Основными достоинствами УБО-2 являются высокая производительность, надежность, простота эксплуатации и универсальность. К отличительным особенностям установки, которые неизменно отмечают её пользователи, относятся:

- малые издержки на монтаж, быстрый ввод в эксплуатацию;

- удобная и быстрая замена шнеков при необходимости;

- конструкция нагревателя, позволяющая быстро выходить на рабочий температурный режим, снизить потребление электроэнергии, а также быстро производить замену нагревательных элементов;

- конструкция подшипникового узла приводного вала, обеспечивающая максимальную наработку до капитального ремонта.

Основное требование к исходному сырью: влажность прессуемого материала – 4-10 %, фракционный состав – до 8 мм. При наличии более влажного и крупного исходного продукта необходимо его предварительное измельчение и сушка (сопутствующее оборудование также поставляется компанией “Жаско”).

Основным фактором, определяющим механическую прочность, водостойкость и калорийность брикета, являются его плотность. Чем плотнее брикет, тем выше показатели его качества.

Чем ниже плотность брикетов, тем меньше их калорийность. Например, при плотности брикета 650-750 кг/м3 калорийность равна 12-14 МДж/кг; при плотности 1200-1300 кг/м3 калорийность составляет 25-31 МДж/кг.

Качество брикетов в значительной мере зависит от влажности исходной смеси. Различают оптимальную и критическую влажности. Оптимальная влажность 4-10 %, при ней достигаются наилучшие механические характеристики брикетов. Однако надо учитывать, что для некоторых видов сырья верхним пределом влажности является 6-8 %. Критической называется влажность, при которой возможно образование брикетов, но в нем появляются трещины, брикет товарного вида не имеет. Критическая влажность находится в пределах 10-15 %. При более высокой влажности полученный брикет разорвет”   внутренним давлением влаги, образовавшимся при сжатии измельченной массы.

Опыт  эксплуатации установки УБО-2 показывает, что производительность установки существенно  зависит от насыпной массы исходного сырья и качества его подготовки: влажности, фракционного состава и условий брикетирования (температуры прессования, скорости подачи сырья). Давление, создаваемое в прессующей камере УБО-2, достаточно для получения брикета плотностью до 1400 кг/м3 .

Производительность установки УБО-2 при работе на различном сырье, а также плотность получаемого брикета представлены  в табл. 1.

Таблица 1

Результаты испытаний установки УБО-2 на различном сырье

Сырье

Характеристики исходного сырья

Характеристики брикета

насыпная

масса, кг/м3

влажность,

%

фракция,  мм

плотность, кг/м3

производи-тельность, кг/ч

Лузга подсолнечника

100

4-9

6-10

1150

500

Лузга подсолнечника измельченная

260

6-9

2-5

1090

700

Некормовые отходы элеваторов

150

9-10

1-6

1050

450

Гречневая

лузга

160

5-12

2-5

1030

450

Рисовая лузга

125

5-12

2-6

1010

500

Опилки:

дубовые

сосновые

270

125

6-12

6-8

2-5

2-5

1250

1150

750

560

      

Теплотворная способность  топливного брикета зависит от  вида исходного сырья  и влажности брикета  и составляет  18-29 МДж/кг. Наибольшая теплотворная способность у брикетов из опилок твердых пород древесины, например дуба, она достигает 29 МДж/кг. У сосновых опилок она существенно ниже – 17-20МДж/кг. Теплотворная способность брикетов из лузги подсолнечника – 18-24 МДж/кг.

Помимо приведенных видов сырья установка УБО-2 позволяет брикетировать солому, костру льна, шелуху, отходы элеваторов. Средняя теплотворная способность брикетов в этом случае – 17-22 МДж/кг. Для уточнения плотности брикетов из данных видов сырья и производительности установки необходимо проведение дополнительных испытаний, так как эти характеристики сильно колеблются. При всех видах используемого сырья брикет получается экологически чистый, сера, хлор, канцерогены, радиоактивность – отсутствуют. Средняя зольность брикетов –  0,4 - 1,5 % от объема брикета.

Установка брикетирования растительных отходов может эксплуатироваться как отдельно, так и в комплекте с сопутствующим оборудованием для выполнения дополнительных операций. Технологический процесс брикетирования может состоять из следующих этапов: сбор отходов, их измельчение, накопление, сортировка, сушка, непосредственно брикетирование, расфасовка, складирование брикетов.

Для использования крупноразмерных отходов в производстве брикетов их необходимо измельчить. В зависимости от размеров отходов,  технология их измельчения может быть:

одностадийная – измельчение исходного сырья (щепы, стружки, соломы, костры льна, травы – длиной менее 10 см) в мелкую массу пригодную для прессования. Для такого измельчения рекомендуется молотковая дробилка АДМ;

двухстадийная технология – на начальном этапе кусковые отходы древесины измельчают в щепу или дробленку на рубильных машинах, а солому, камыш, костру льна, стебли различных растений измельчают до 8-10 см длиной на установке АИК. Затем проводят доизмельчение сырья аналогично одностадийному измельчению.

Типоразмер рубильной машины и молотковой дробилки выбирается также с учетом необходимой производительности.

Для сушки сырья используются барабанные сушилки непрерывного действия.

При расчете экономической эффективности эксплуатации УБО-2 необходимо учитывать, что стоимость брикетов зависит от вида использованного сырья, от региона покупателя и составляет 2-8 тыс. рублей за тонну. Себестоимость производства 1 тонны брикетов от 300 до 1300 рублей, при расчете надо учесть ежемесячные затраты: на электроэнергию, транспортные расходы, амортизацию и износ оборудования, затраты на сушку влажного исходного сырья, зарплата, расходы на продвижение и рекламу продукции. Так как чаще всего используются отходы собственного производства или отходы других производств, которые отдают их на бесплатной основе для снижения расходов на утилизацию, то расходы на сырьё нулевые. Производительность установки брикетирования УБО-2 зависит от вида используемого сырья и, как уже говорилось, составляет 450-750 кг/час. Ориентировочная рентабельность производства с учетом вышеизложенных факторов приведена в табл.2.

При проведении экономической оценки не был учтен ряд косвенных выгод предприятия: снижение расходов на вывоз отходов и их утилизацию на свалках, убытки от оплаты за загрязнение окружающей среды, освобождение дополнительных площадей, занятых под складирование отходов и т.д.


Таблица 2

Ориентировочная рентабельность производства  брикетов

(односменный режим 20 дней в месяц), %

Цена брикетов,

руб./тн

Производительность оборудования, кг/час

400

450

500

550

600

650

700

750

2000

25

38

51

64

76

88

100

111

3000

76

94

111

127

143

158

172

186

4000

122

143

163

181

199

216

233

248

5000

163

186

208

229

248

267

284

300

6000

199

225

248

270

291

310

328

345

7000

233

259

284

307

328

348

366

383

8000

263

291

316

339

361

381

399

416

Подробную информацию о брикетировании растительных отходов можно получить на сайте  www.evrobriket.ru, разработанном компанией “Жаско”“ На сайте можно подробно ознакомиться с установкой УБО-2».  

Таким образом, подводя итог вышесказанному, можно сделать вывод, что брикетирование растительных отходов – это путь к повышению безотходности производства и получению дополнительных доходов от продажи пользующихся спросом на рынке топливных брикетов. 

“Утилизация древесных и растительных отходов – источник дешевого тепла”  утверждается в докладе начальника отдела маркетинга ООО “ОКБ по теплогенераторам”  А.А. ШАТУНОВА.

«В последнее время выросло число различных групп потребителей, заинтересованных в получении биоэнергии. Это произошло благодаря росту возможностей по производству биотоплива, представители многих отраслей на сегодняшний день заинтересованы в биотопливе, это связано с повышением стоимости производства энергии, рост цен на ископаемые энергоносители, экологические проблемы и вопросы эстетического порядка.

Одним из вариантов решения энергетической проблемы является производство тепловой и силовой энергии биомассы. Интерес к этому направлению вполне понятен. Отходы биомассы являются одним из наиболее экономных видов топлива для сельского и лесного хозяйств. Кроме того, переход на возобновляемые источники энергии, пожалуй, единственный путь избежать экологического и энергетического кризисов. При такой постановке вопроса неизмеримо возрастает роль растительных отходов, превращающихся в активную статью топливно-энергетического баланса. Кроме того, использование местных возобновляемых видов топлива не только экологически целесообразно, но и экономически рентабельно, так как способствует экономическому и социальному развитию.

Растительные и древесные отходы в данное время используются в виде различных товарных форм, гранул, пеллет, брикетов  и др.и имеют следующие характеристики (см. таблицу).


Сравнительные характеристики видов топлива

Вид топлива

Теплота сгорания МДж/кг

% серы

% золы

Каменный уголь

15 - 25

1 - 3

10 - 35

Жидкое топливо

42,5

0,2

1

Мазут

42

1,2

1,5

Щепа древесная

10

0

2

Гранулы (пеллеты, брикеты) древесные

17,5

0,1

1

Гранулы торфяные

(пеллеты, брикеты)

10

0

20

Гранулы (пеллеты, брикеты) из соломы

14,5

0,2

4

Природный газ

35 – 38 МДж/м3

0

0

Из анализа различных видов топлива следует, что калорийность топлива из растительных отходов в среднем ниже в 2,5 раза, светлых видов жидкого топлива – в 2 раза ниже природного газа, при этом зольность ниже в 2,5 …8 раз и отсутствуют серные примеси.

Основными технологиями получения тепловой и электрической энергии из растительных и древесных отходов являются сжигание, быстрый пиролиз и газификация.

Сжигание древесных и растительных отходов базируется на нескольких методах сжигания, в том числе;

  1.  прямое сжигание,
  2.  сжигание в кипящем/циркулирующим слое,
  3.  газификация/сжигание газов во вторичной камере сгорания,
  4.  сжигание пылевидного топлива.

В топках, предлагаемых компанией, процесс сжигания происходит в псевдоожиженном слое. Одновременно ведутся работы по созданию топки, где процесс горения происходит в кипящем слое, что увеличивает эффективность сгорания отходов.

В качестве иллюстрации рассматривается один из возможных вариантов использования растительных отходов на примере рапса.

После уборки с поля рапс поступает в зерноочистительно-сушильный комплекс. Затем очищенный и высушенный материал попадает на переработку, например, на  маслозавод. В результате переработки рапса происходит разделение его на рапсовое масло и отход процесса отжима. Отход гранулируется и это уже полноценное топливо, которое в дальнейшем идет в топку. В результате его сжигания получается сушильный агент  (высокотемпературный теплоноситель), который идет непосредственно для сушки того же рапса.

Рапсовое масло также можно использовать в качестве биодизеля,  для заправки сельскохозяйственной техники, для сжигания в теплогенераторе и получения сушильного агента.

Ниже приводится схема замкнутого цикла переработки рапса.

Эффективность использования растительных и древесных отходов очевидна. При сжигании 1000 кг топливных гранул выделяется столько же тепловой энергии, как при сжигании 480 м3 природного газа, 500 л. дизельного топлива.

Более глубокий анализ процесса сжигания топливных гранул приведен на рис. 1 – это зависимость теплового КПД от тепловой нагрузки на примере топки номинальной мощностью 0,3МВт (рис. 2). Из анализа зависимости следует, что наиболее высокий КПД имеет место при сжигании природного газа (ηср = 93 %), при сжигании жидкого топлива ηср = 90 %, для гранул ηср = 81 %. В целом η топки, работающей на гранулах ниже, чем на газе на 10%.Это объясняется спецификой горения твердого топлива (более высокой коэффициент избытка воздуха, более низкая температура факела и соответственно температурный кпд установки и т.д.).

Рис.2 КПД топки мощностью 0,3 МВт на разных видах топлива

Рис. 1 Затраты на топливо топки  мощностью 0,3 МВт на разных видах топлива

       

Однако, из графика зависимости затрат на топливо ( руб/ч) от теплового режима получено, что средние затраты на получение 1МВт тепла при работе на гранулах на 300 руб. меньше, чем на жидком топливе и больше на 25 руб., чем на природном газе. Расчет выполнен для следующих цен:

  1.  гранулы – 3000 руб. за 1 тонну,
  2.  природный газ – 2,2 руб. за 1м3,
  3.  жидкое топливо – 12 руб. за литр.

На основании изложенного можно сделать следующие выводы:

  1.  гранулы в качестве топлива экономически целесообразнее даже при существующих ценах на жидкое топливо, газ, гранулы;
  2.  в целях повышения эффективности использование гранул в качестве топлива необходимо более глубокое изучение процессов сжигания гранул, их учет существенного отличия от процессов горения обычных видов твердого топлива: уголь, каменный  уголь и т.д.;
  3.  необходимо вести работы по снижению себестоимости гранулированного топлива с целью повышения его конкурентоспособностью с природным газом».

Производство и  использование древесных гранулы  в качестве возобновляемого биоресурса иллюстрируется материалами презентации доклада генерального директора ООО “Пеновская лесопромышленная компания” А.В. Хилькевича ПРОИЗВОДСТВО ДРЕВЕСНЫХ ГРАНУЛ” (см. Презентация 3).

Опытом работы по использованию рулонов соломы в качестве энергетического сырья поделился канд. техн. наук генеральный директор Интернационального центра “Тула-Теплов-Берлин” по развитию консалтинга, образования, инвестиций и экономической кооперации по возобновляемой энергии и сырью Г.В. КУДРЯВЦЕВ. На обсуждение был представлен доклад “Повышение энергетического потенциала региона за счет использования инновационных технологий по применению местного возобновляемого сырья”.

«Цель обсуждения – вызвать интерес к теме использования излишков соломы зерновых культур для получения дешевой энергии.

Солома зерновых культур – это очень энергоемкая биомасса. 2,5 кг соломы влажностью 20 % при сжигании заменят 1 л дизельного топлива или 1 м3 природного газа и дают 10 кВт энергии в час.

Себестоимость тонны соломы в поле около 10 евро.

Один рулон соломы диаметром 1,8 м и длинной 1,2  м заменит около 140 литров дизельного топлива или 140 м3 природного газа.

Инновационные решения по использованию рулонов соломы в качестве энергетического сырья представлены газогенераторными системами фирмы HERLT (Германия).

Фирма HERLTSonnenEnergieSysteme,  имеющая производства в Филисте (Vielist) возле Варена, выпускает газогенераторные системы на основе сжигания рулонов из соломы и цельных растений (дров).

Модельный ряд представлен газогенераторами серии HSV мощностью от 85 кВт до 2,5 МВт  в контейнерном и свободно монтируемом исполнении.

Реализуемый фирмой HERLT способ и технология сжигания рулонов соломы защищены патентом в 93 странах мира. Газогенераторы не требуют непрерывного горения топлива при эксплуатации. Топливо загружается по мере необходимости, т. е.  дискретно.

Это высокотехнологичные устройства с автоматическим управлением заданными параметрами, с минимальным вмешательством специалиста, ответственного за эксплуатацию.

Практика использования котлов HERLT с 1995 г. говорит о высокой надежности и долговечности  (уже более 10 лет) их эксплуатации. При этом потребитель получает:

  1.  тепло, цена которого не зависит от политики цен на традиционное  топливо – газ и жидкое топливо;
  2.  круглогодичный источник независимого теплоснабжения на очень длительный период времени. Проектный срок службы – не менее  20 лет.

КПД использования топлива около 90 % и эмиссия газов имеет параметры близкие к параметрам установок, где в качестве топлива используется природный газ.

Применение. Системы HERLT хороши для птицефабрик и свиноферм, рыбных хозяйств, теплиц, сушилок для древесины и зерна, фирм, гостиниц, школ, больниц, жилых поселков и т. д.

Проекты агрегирования с зерносушилками реализованы в России, Белоруссии и Украине.

Перспективы развития: получение пара низкого давления, агрегирование с турбогенераторами для выработки электроэнергии.

Только одна Тульская область имеет энергетический потенциал, заложенный в излишках соломы,  примерно около 1 Гвт часов энергии.

Капитальные вложения в 1 кВт установленной тепловой мощности газогенератора HERLT составляют около 200 евро.

Требуемый объем инвестиций в организацию производства, сервисного обслуживания газогенераторов HERLT  в России с производительностью от 85 кВт до 2,5 МВт до 7 млн. евро при годовом выпуске около 100 единиц на сумму около 10,0 млн. евро.

Срок окупаемости инвестиций  до 6 лет.

Рынки сбыта – регионы России и стран СНГ, выращивающие зерновые культуры и имеющие потребность в дешевой тепловой энергии».

Разработкам  Азово-черноморской государственной агроинженерной  академии (АЧГАА) посвящен доклад чл.-корр. РАСХН М.А. ТАРАНОВА и канд. техн. наук  заведующего лабораторией биотоплива АЧГАА        В.В. ГОЛОВАНОВА “Получение различных видов биотоплива из отходов производства  и переработки сельскохозяйственной продукции”

«На сегодняшний день разработаны ферментные препараты, позволяющие значительно увеличить выход этанола как из крахмалистого так и целлюлозосодержащего сырья, в качестве которого в основном надо рассматривать сельскохозяйственные зерновые культуры, отходы их производства и переработки. В таблице  представлена номенклатура  наиболее распространенного в Южном Федеральном округе углеводсодержащего сырья (субстраты) в производстве этанола. Каждый из приводимых субстратов в своем составе содержит легко- (гемицеллюлоза, крахмал) и трудногидролизуемые (целлюлоза) полисахариды.

Содержание компонентов углеводсодержащего сырья, %  а.с.в.

Источник сырья

Сахар

Целлюлоза

Геми-целлюлоза

Лигнин

Крахмал

Зерно пшеницы

6,5

7,5

21

5

60

Сорго сахарное

34

36

16

10

4

Сорго кормовое (зерновка)

8

5

5

н.д.

70

Отруби пшеницы

1

20

11

8

30

Кукурузная кочерыжка

н.д.

33,5

37,7

15,1

н.д.

Стебли кукурузы

н.д.

33,5

32,6

11

н.д.

Солома пшеничная

н.д.

29

18,1

27,4

2,4

Солома риса

н.д.

40,8

26

17,9

н.д.

Рисовая лузга

н.д.

29

18,1

19

н.д.

Газеты

-

62

16

21

-

Примечание: н.д. – нет данных по этому компоненту для приведенного вида сырья.

      В настоящее время уже разработаны технологии по переработке субстратов с разным соотношением целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и крахмала. От соотношения этих составляющих в сырье зависят особенности технологической схемы, себестоимость продукта, количество отходов и их состав. Основным критерием в выборе субстрата выступает конечно себестоимость получаемого этанола, которая зависит от мощности произ-водства. Экономически целесообразным оказывается не только крупнотоннажное производство биоэтанола, как добавки в моторное топливо, но и создание мелких производств (до 3 тонн в сутки) на основе фермерских хозяйств или их объединений. При этом внутри крупных хозяйств имеются возможности комплексного использования сырьевых источников и полной утилизации отходов производства биоэтанола.

Технологическая линия производства биоэтанола является стандартной, в основном состоит из трех участков и отделений:  разваривания и осахаривания сырья, бродильного, ректификационного.

Отличительной особенностью является то, что непосредственное получение биоэтанола из бражки осуществляется на одноколонном ректификационном аппарате. В качестве тарелок используется проволочная цилиндрическая насадка, что позволило значительно уменьшить общую высоту колонны. В нижней части колонны имеется выход для постоянно накапливающихся хвостовых фракций, которые направляются на обезвоживание выпариванием. Это позволяет получить продукт с очень высокой теплотой сгорания, большей, чем у этанола, и близкой к бензину.

АЧГАА может предложить агропромышленным предприятиям комплектное оборудование для получения биоэтанола с различной суточной производительностью.

Перспективным направлением в биоэнергетике является разработка технологии получения ценных углеводородных органических соединений, имеющих теплоту сгорания близкую к бензину и выше, чем у этанола. Сырьевая база является точно такой же,  как и в производстве биоэтанола, однако продуктовый выход несколько ниже.

 В основе технологии производства лежит микробиологический способ  получения в водном растворе смеси бутанола, ацетона и др. органических веществ (органика) в соотношении 5:3:1 как результат жизнедеятельности ацетоно-бутиловых бактерий – клостридий. Технологическая схема такого производства и количественный состав получаемых продуктов представлена на рис. 1.  

Крахмало- и целлюлозосодержащее сырьё:

зерно пшеницы, кукурузы, сорго, отходы их переработки, отруби, солома, стебли кукурузы и сорго и т.п.-15.000 кг

Стерилизация

Ферментация анаэробными бактериями и брожение

Дистилляция и ректификация

Водород-

1695 м3

Углекислый газ

Бутанол –

2250 кг

Комплексный биобензин с ОЧ-95 (ацетон, этанол, изопропанол, изобутанол,    изоамилол, бензальдегид, гексанол) –690 кг

Барда – высококалорийный корм для КРС- 30 т

 

Рис. 1 Технологическая схема процесса получения биобутанола,
биоводорода и биобензина

Основным выходным продуктом здесь является бутанол (бутиловый спирт) – один из дорогостоящих органических растворителей, широко применяется при изготовлении нитролаков и масляных лаков, в производстве сложных растворителей, синтетической резины и шелка, служит сырьем для производства практически всех пластмасс и их растворителей, поэтому на рынке химических реактивов и веществ имеет постоянно большой спрос.

Следующим по значимости продуктом выступает смесь ацетона, этанола, изопропанола, изобутанола, бензальдегида, гексанола и др. веществ,  имеет теплоту сгорания близкую к бензину, поэтому может использоваться автотранспортом в качестве 20…30 %-ной добавки к моторному топливу, что позволяет существенно снизить затраты на ГСМ. Поэтому этот продукт называется биобензином.

Кроме того, при брожении выделяется большое количество водорода –  и он рассматривается в перспективе как высококалорийный энергоноситель.

Участок ректификации бутанола и биобензина, содержащий три колонны, представлен на рис. 2. Первые две работают на получение биобен-зина, а третья служит для выделения бутилового спирта.

Рис. 2. Участок ректификации бутанола и биобензина

Как и технология получения биоэтанола, производство бутанола и биобензина является безотходным, т.к. барда идет на корм свиней или КРС. Проведенные исследования показали высокую эффективность использования ацетоно-бутиловых бактерий при переработке отходов мельничного произ-водства (отруби, мелкодисперсные относы, мучка и др.).

      Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия располагает научно-техническими разработками, позволяющими эффективно использовать крахмало- и целлюлозосодержащие отходы сельскохозяйст-венного производства для получения различных видов биотоплива – биоэтанола, биобутанола, биобензина и биоводорода.   

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В мировой энергетике существенную и все возрастающую роль играют источники энергии, основанные на использовании биотоплива. Эти тенденции имеют долговременный характер и главным образом по  по следующим причинам:

  1.  Основой энергетики является использование возобновляемого и  экологически чистого источника энергии;
  2.  Биотоплива решают проблему остановки глобального роста двуокиси углерода в атмосфере, фактора усиливающего «парниковый эффект» и приводящего к глобальным изменениям климата;
  3.  Биотоплива – территориально-распределенный источник энергии. Производство и применение биотоплив может носить локальный характер без необходимости использования глобальных систем трубопроводов, линий электропередач и др.;
  4.  Биотопливная индустрия в рамках развития агроэнергетического комплекса является фактической поддержкой сельскохозяйственного производителя и способна создать значительное количество рабочих мест.

Россия располагает достаточной сырьевой базой для развития биоэнергетики. И это, прежде всего органические отходы АПК, городов и лесопереработки.

Сельское хозяйство России является одним из крупнейших потребителей энергоресурсов. В то же время имеющийся ресурсный потенциал биомассы России практически неисчерпаем. Его формируют значительные резервы для развития  биоэнергетики:  в сельском хозяйстве – это пашня (9% имеющейся пашни в мире); в лесном хозяйстве – запасы древесины (до 25 % мировых запасов). Биомасса – естественный источник энергии, ее воспроизводство не изменяет климат, присутствует во всех климатических зонах России, при правильном сжигании не образует экологически вредных соединений.

В настоящее время заложены основы и интенсивно развиваются несколько технических процессов, направленных, на получение биотопливных материалов различной природы для целей автомобильного транспорта, сельскохозяйственного производства, получения электроэнергии и тепла.

Продукты современной биотопливной  промышленности разнообразны по своей природе и покрывают практически весь спектр широко используемых топлив (биоэтанол, биобутанол, биогаз, биодизель).

При этом агро-энергетический комплекс основан на полностью возобновляемых источниках энергии, экологически замкнут, сбалансирован по выбросам СО2 и представляет собой территориально-распределенный источник энергии, способный интенсифицировать сельскохозяйственное производство и создать сотни тысяч рабочих мест.

Интенсивное развитие биотопливной промышленности позволит России сохранить и упрочить свои позиции как мировой энергопроизводящей державы, занять лидирующие позиции в развитии в биотоплива на основе использования своих природных ресурсов.

Биотопливная программа России должна развиваться по следующим направлениям:

  1.  Участие  в международных программах по созданию продовольственно-биотопливных фондов. Заключение международных соглашений;
  2.  Формирование стратегического зернового биотопливного резерва;
  3.  Создание сектора сельской биотопливной энергетики.

Общие объемы биоэнергетического сырья в агропроизводственном секторе и климатический энергетический потенциал сельских территорий могут полностью обеспечить потребности сельского хозяйства и сельских домохозяйств.

Агропромышленный комплекс России может стать энергетически автономным.

Анализ, проведенный Минсельхозом России, совместно с субъектами федерации, сельхозпроизводителями, отраслевыми биотопливными ассоциациями показал, что для поднятия этой отрасли энергетики требуется формирование целостной политической поддержки этого перспективного направления экономики с использование механизма государственно-частного партнерства. 

Для эффективного и комплексного решения вопросов целесообразно проблемы развития биоэнергетики объединить в отдельный проект национального масштаба с формированием адекватных схем его управления и финансирования. 

Это позволит не только увязать всех участников научно-внедренческого и технологического процессов, но и определить реальную эффективность от вложения бюджетных и внебюджетных источников при производстве биотоплива, включить биоэнергетические ресурсы в топливно-энергетический баланс страны в целом и по каждому региону в отдельности.

В настоящее время разработаны и реализуются крупные пилотные инвестиционные проекты по производству биодизельного топлива (на основе рапсового масла) и биоэтанола в ряде субъектов Российской Федерации, в том числе в Республике Татарстан, Краснодарском крае, Липецкой, Воронежской, Белгородской, Ростовской, Омской областях и других регионах.

Простота технологии и экономические характеристики процесса делают биодизель весьма привлекательным для сельского производителя, с учетом того, что дизельное топливо – основное топливо в сельском хозяйстве.

Довольно значителен, по оценкам экспертов, и экспортный потенциал России растительного масла для производства биодизеля в странах ЕС.

В нашей стране продолжаются исследования и проводятся практические работы по использованию рапсового масла на технические цели. Они имеет приоритетное значение для обеспечения и энергетической безопасности страны. Исследования физико-химических свойств рапсового масла, проведенные во ВНИПТИР, подтверждают, что по основным показателям рапсовое масло и дизельное топливо различаются незначительно. За счёт более полной биоразлагаемости – на 95 % и уменьшению выбросов двуокиси углерода в 1,5-2,0 раза, сажи и серы выявляется экологическое преимущество рапсового масла.

Для кардинального расширения посевных площадей рапса и увеличения валовых сборов семян в России имеются все объективные предпосылк:.

  1.  созданы и районированы для всех регионов страны двунулевые сорта рапса отечественной селекции;
  2.  налажена система семеноводства районированных сортов;
  3.  разработаны региональные ресурсосберегающие технологии.  

В рамках Национальной биоэнергетической ассоциации реализуются проекты по переработке масленичных культур в Тамбовской, Пензенской, Липецкой, Волгоградской областях, Ставропольском крае. Эта работа ведется под патронажем Министерства сельского хозяйства России, на основе заключенных соглашений по развитию этого направления агропромышленного производства между инвесторами и субъектами федерации.

Относительно низкая капиталоемкость проектов, а также высокий уровень цен и возрастающий спрос на внутреннем и внешнем рынках на продукцию, получаемую на всех стадиях технологического процесса производства биотоплива, позволяют обеспечить уровень эффективности проектов, приемлемый для привлечения средств банков и внешних инвесторов.

С внедрением новых технологий по производству биодизеля каждое сельхозпредприятие может почувствовать себя “нефтяным заводом”.

 Переработка и использование отходов должны обеспечить сельскохозяйственное  предприятие собственными энергетикой и экологически чистыми органическими удобрениями с выполнением стандартов РФ, международных нормативов и требований ВТО, Киотского протокола.

 В России есть все возможности по созданию и внедрению на конкретных крупных животноводческих комплексах и птицефабриках комплексной технологии рациональной и высокоэффективной переработки и утилизации отходов в замкнутом цикле: растениеводство – корма, продукты –  отходы сельскохозяйственных территорий, городов – анаэробная переработка – растениеводство, биогаз с выработкой электрической и тепловой энергий.

Предлагаемые комплексы переработки органических отходов в экологически чистые органоминеральные удобрения способны решить комплекс задач экологического и агротехнического плана при условии рациональной организации системы переработки отходов и использования получаемых продуктов.

Переработка билогических отходов (растительных, животноводства, торфа, отходов деревообработки) в топливные гранулы, брикеты и т.п.  – путь к повышению безотходности производства и еще один источник получения альтернативного  топлива.  

Использование биоэнергетического потенциала перерабатываемых отходов наряду с вовлечением биоэнергетического потенциала и вторичных энергоресусов позволит значительно сократить издержки на энергозатратах.

Научно-технический потенциал любого государства является основой для обеспечения конкурентоспособности на мировых рынках товаров и технологий, базовым условием равноправного участия в инновационных интеграционных процессах в рамках экономического взаимодействия. Россия, как субъект мирового экономического пространства, не может развиваться вне русла общемировых тенденций. Сегодня, в первом десятилетии нового века, важно понять смысл и значение этих тенденций и выбрав правильную стратегию развития, эффективно адаптироваться к новым условиям. В основе такой долгосрочной программы в качестве определяющего фактора должны лежать инновации, развитие науки и технологий, которые становятся основой для реализации стратегических интересов нашей страны в условиях глобализации и роста мировой конкуренции.

Создание в России новой высокотехнологичной отрасли экономики по производству топлива из возобновляемых источников сырья будет способствовать созданию имиджа инновационно ориентированной и экологически ответственной  страны

Немаловажную роль в развитии биоэнергетики и понимании обществом ее значения на современном этапе и в будущем играет информационно-аналитическое обеспечение. Материалы, представленные в информационном сборнике, преследуют эту цель.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37220. Финансовая политика 39 KB
  Содержание финансовой политики: Разработка общей концепции финансовой политики определение ее основных направлений целей главных задач. Управление финансовой деятельностью государства и других субъектов экономики. Основа финансовой политики стратегические направления которые определяют долгосрочную и среднесрочную перспективу использования финансов и предусматривают решение главных задач вытекающих из особенностей функционирования экономики и социальной сферы страны. Задачами финансовой политики является: обеспечение условий для...
37221. Экономическое развитие общества 77.5 KB
  На процесс общественного воспроизводства с одной стороны влияет множество факторов: количество и качество материальных финансовых трудовых ресурсов предпринимательские способности субъектов хозяйствования ускорение научнотехнического прогресса степень развития рыночных отношений и другие факторы. Но с другой стороны этот процесс представляет собой конфликтное взаимодействие и противоборство различных сил природного и общественного характера которые в совокупности создают объективные условия для проявления различного рода...
37222. Структура оборотных средств предприятия 40.5 KB
  Структура оборотных средств предприятия Оборотные производственные фонды – это часть производственных фондов которые участвуют в одном производственном процессе сразу переносят свою стоимость на себестоимость продукции и требуют своего возмещения по каждому производственному циклу. Фонды обращения – это сумма денежных средств предприятия вложенная в процесс реализации продукции и необходимая для обслуживания этого процесса. Организация оборотных средств необходимая для их эффективного использования включает: определение состава и...
37223. Экономическое содержание и классификация основных средств 58 KB
  Экономическое содержание и классификация основных средств В соответствии с ПБУ 6 01 Учет основных средств утвержденным приказом Минфина РФ от 30 марта 2001 г. При этом объект основных средств должен быть предназначен для использования в производстве продукции выполнении работ оказании услуг или для управленческих нужд организации и способен приносить организации экономические выгоды доход в будущем. В составе основных средств учитываются также: капитальные вложения на коренное улучшение земель осушительные оросительные и другие...
37224. Содержание, методы и информационная база анализа финансового состояния предприятия 74.5 KB
  Финансовое состояние организации определяет конкурентоспособность организации ее потенциал в деловом сотрудничестве позволяет оценить в какой степени гарантированы экономические интересы самого предприятия и его партнеров. Финансовое состояние организации отражает конечные результаты ее деятельности характеризующиеся определенной совокупностью показателей которые интересуют различные группы пользователей: менеджеров организации и в первую очередь финансовых менеджеров; персонала организации; собственников предприятия в том числе его...
37225. Доходы организации и их классификация 55.5 KB
  Суммы полученные в порядке предварительной оплаты продукции товаров работ услуг; авансы в счет оплаты продукции товаров работ услуг; суммы полученных задатков; суммы полученных залогов если договором предусмотрена передача заложенного имущества залогодержателю; суммы полученные в погашение кредита займа предоставленного заемщику. Доходы организации в зависимости от их характера условий осуществления и направлений деятельности подразделяются на: Доходы от обычных видов деятельности выручка от продажи продукции и товаров а также...
37226. Содержание и классификация расходов предприятия 43.5 KB
  Термин расходы в большей степени имеет отношение к бухгалтерскому учету затрат в целях налогообложения прибыли . В соответствии с Положением по бухгалтерскому учету Расходы организации ПБУ10 99 утвержденным приказом Министерства финансов РФ от 6 мая 1999г. Расходы предприятия в зависимости от их характера условий осуществления и направлений деятельности организации подразделяются на: Расходы по обычным видам деятельности расходы связанные с изготовлением продукции и продажей продукции приобретением и продажей товаров выполнением...
37227. Экономическое содержание, функции и виды прибыли 60 KB
  Экономическое содержание функции и виды прибыли. Экономическая сущность прибыли является одной из сложных и дискуссионных проблем в современной экономической науке. Экономическое содержание прибыли проявляется в выполняемых ею функциях среди которых можно выделить следующие: Прибыль характеризует экономический эффект полученный в результате деятельности организации т. Стимулирующая функция прибыли проявляется в том что прибыль выступает основным внутренним источником формирования финансовых ресурсов организации обеспечивающих ее развитие...