БИОЭНЕРГЕТИКА:. мировой опыт и прогноз развития

Биодизельное топливо

Производство биодизельного топлива в мире в последние годы характеризовалось значительным ростом. В основном это проис­ходило за счет основного производителя — Европейского союза, где лидером выступает Германия. В 2005 г. около 90% БДТ было произведено в странах ЕС (рис. 2.3, табл. 2.1).

По данным французского банка «BNP Paribas», прогнозиру­ется рост производства биодизельного топлива в странах ЕС с 3,52 млн т в 2005 г. до 4,5 млн в 2007 г., так как правительства с помощью инвестиций стимулируют развитие этого сектора. В со­общении комиссии ЕС отмечается, что рост инвестиций запла­нирован почти во всех странах-участницах, больше всего в Гер­мании, Франции и Испании. Суммарные производственные мощ-

ности ЕС расширятся с б млн т в 2004 г. до 8 млн в 2007 г. Руко­водство ЕС с 2004 г. субсидирует фермеров, производящих сы­рье для биотоплива (в частности выращивающих рапс), из расче­та 45 евро/га.

Для обеспечения предусмотренной Директивой Евросоюза 2003/30 ES от 8 мая 2003 г. доли потребления биотоплива в

2010 г. в размере не менее 5,75% понадобится 12,5 млн т масла и жиров, в том числе 7,9 млн т рапсового масла (рис. 2.4). Будут построены 40 новых заводов. Дефицит масла, покрываемый за

Источник: Европейский совет по биодизелю.

счет импорта, составит порядка 1,6 млн т.

Рис. 2.4. Прогнозируемая сырьевая база для производства
биодизельного топлива в ЕС к 2010 г.

Оценка потребности Евросоюза в производстве биодизеля представлена в табл. 2.2.

Планируемый объем годового производства биодизельного топ­лива в 2010 г. составит 13 млн т, для чего при европейском уровне урожайности рапса потребуется занять под него 10 млн га (рис. 2.5).

Рис. 25. Перспективная потребность в биодизельном топливе в ЕС

и мире, млн т

Нехватка сырья в ЕС может замедлить развитие биотоплив-

ной промышленности. Уже практически достигнут максимум производства рапсового масла (4,6 млн т), а потребление дизель­ного топлива транспортными средствами превысило 500 млн т, и

для увеличения выпуска биодизельного топлива необходим им­порт сырья. Проблема нехватки сырья будет усиливаться по мере увеличения перерабатывающих мощностей в Европе. Средняя загрузка введенных в последние годы в ЕС мощностей для про­изводства БДТ составляет 75-80% (рис. 2.6, табл. 2.3).

Рис. 2.6. Мощности и производство дизельного биотоплива
в ЕС, тыс. т

В этой ситуации для России возникает дополнительная воз­можность реализовать свой земельный потенциал для увеличе­ния объемов производства биодизельного топлива из раститель­ного сырья и самого сырья для экспорта в страны ЕС.

Лидерами в производстве биодизельного топлива являются Германия, Франция, Италия, США (табл. 2.4).

Значительный опыт в области производства и применения топлива из растительных масел накоплен в Германии, где уже к началу 1990 г. имелось более 350 раздаточных колонок, а потре­битель имел возможность заправить автомобиль или трактор био­дизелем (рис. 2.7).

В настоящее время на рынке Германии чистый биодизель прода-

2,1*1

(2000-2006 гг.)

ют на 2 тыс. бензоколонках. Рост продаж за 2005 г. составил 33%.

По данным UFOP (Объединение по содействию использова­ния масличных и протеиносодержащих культур), биодизель спо­собен заменить в Германии 5-10%, а в ЕС — до 10% суммарной потребности в дизельном топливе.

В 2007 г. в Германии с биодизельного топлива начнет взиматься налог в размере 9 центов за 1 л, однако его цена, составляющая в среднем 98 центов за 1 л, все еще на 10 центов ниже стоимости ди­зельного топлива на базе нефти. Это объясняется тем, что возделы­вание рапса субсидируется из Федерального бюджета властями зе­мель Германии и ЕС. Размер субсидий составляет 40 центов за 1 л, что обеспечивает производителям прибыль. По расчетам консалтин­говой фирмы «Meb Consulting», издержки производства биодизель­ного топлива на базе рапсового масла в 2005 г. находились на уровне

51 цента за 1 л (в пересчете на топливный эквивалент).

В 2006 г. цены на рапс повысились почти на 20% и поэтому издержки производства биодизельного топлива из чистого рап­сового масла находились на уровне 60 центов за 1 л. Рапсовое масло при таких ценах было не конкурентоспособно по сравне­нию с дизельным топливом, чья цена нетто при цене нефти 61 долл, за баррель составляла 47 центов за 1 л. По данным кон­салтинговой фирмы «МеЪ Consulting», лишь при повышении цены нефти до 75-80 долл, за баррель производство рапсового мас­ла может быть рентабельным, т. е. обходиться без субсидирова­ния, подвергаясь лишь незначительному налогообложению как минеральное топливо, либо принудительным квотам (в качестве добавок), установленным правительством.

За лидерство на немецком рынке биодизельного топлива бо­рются две фирмы. «АТ Agrar Technik» строит новые мощности объемом 1,8 млн т в год. С ней конкурирует фирма «Lurgi» из Франкфурта-на-Майне, имеющая заказы на 19 новых установок общей мощностью 2,6 млн т биодизельного топлива в год. Объем ее инвестиций оценивается в 400 млн евро.

В США в настоящее время 90% биодизельного топлива полу­чают из соевого масла, а остальное — из других видов масел, вклю­чая животный жир. По данным национального управления по биодизельному топливу (NBB), в 2005 г. потребление и произ­водство биодизельного топлива из соевого масла увеличились по сравнению с 2004 г. втрое — до 75 млн галлонов (285 млн л), а в 2006 г. — до 150-200 млн галлонов (570-760 млн л). Для сравне­ния в странах Европы в 2005 г. было произведено 800 млн галло­нов (3 млрд л), большей частью в Германии.

В США действуют 86 биодизельных установок и 60 других на­ходятся в стадии монтажа. После его завершения и расширения 13 действующих установок общие мощности могут увеличиться еще на 714 млн галлонов (2,7 млрд л).

Главными факторами, поддерживающими спрос на биодизель­ное топливо в США, считаются высокие цены на энергию и льго­ты, предоставляемые в соответствии с Законом 2005 г. об энерге­тической политике, а также отдельными штатами. Закон предпи-

сывает, в частности, что в 2012 г. в качестве моторного топлива должно использоваться не менее 7,5 млрд галлонов (28,5 млрд л) возобновляемого топлива.

Проблема биодизельного топлива в Италии заключается в от­сутствии достаточной сырьевой базы (т. е. растительных масел) для его производства. В настоящее время за счет местных расти­тельных масел - подсолнечного и соевого - производится лишь 20% всего биодизельного топлива, тогда как 70% потребности промышленности обеспечивается за счет импорта рапсового и соевого масел.

По данным Канадской ассоциации возобновляемых видов топ­лива, производство биодизельного топлива в Канаде составляет в настоящее время менее 300 млн л в год, что затрудняет дости­жение поставленной цели — доведение доли биотоплива до 5% в нефтяном топливе. Для решения поставленной задачи необходи­мо будет ежегодно производить около 3 млрд л биодизельного топлива и этанола. В Западной Канаде предполагаемые мощнос­ти по производству биодизельного топлива оцениваются в

133.5 млн л в год, и новая установка мощностью 114 млн л в год строится в провинции Альберта.

Производство рапсового семени (канолы) в стране в 2006 г. на­ходилось на уровне 8,3 млн т, а с учетом технологического про­гресса к 2015 г. может увеличиться до 14 млн т, из которых

2.5 млн предполагается использовать для получения биодизель­ного топлива.

В Великобритании топливо смешивают с подсолнечным мас­лом — оно на 20% дешевле дизельного. Одновременно решается проблема утилизации растительного масла, бывшего в употреб­лении в ресторанах, кафе и других местах, а это почти 70 млн л. По оценкам английских специалистов, стоимость процесса про­изводства дизельного биотоплива для дорожного транспорта в настоящее время в 2-3 раза превышает стоимость обычных видов топлива. Поэтому правительством поставлена задача разработать более эффективные и менее дорогостоящие технологии перера­ботки биологического сырья для получения очищенного от оки­си углерода топлива.

Французскими исследователями установлено, что при добав-

43

лении в дизельное топливо до 30% биотоплива двигатель и сам автомобиль не требуют никаких модификаций, его технические параметры не ухудшаются, частота поломок не возрастает. Эти выводы французских ученых были подтверждены многолетней практикой эксплуатации во Франции автомобилей на таком топ­ливе. При использовании дизельного топлива с более чем 30%- ной растительной добавкой необходимо незначительное техни­ческое переоборудование двигателя.

Следует отметить, что в отличие от многих стран Евросоюза, Франция не пошла по пути использования чистого биотоплива для небольшого парка машин, предпочитая добиваться перехода как можно большего числа машин с дизельными двигателями на топливо с небольшим содержанием растительных добавок. До­казательством правильности такой линии является активная вов­леченность лидирующих нефтеперерабатывающих корпораций («Тоталь», «Бритиш Петролеум», «Шелл») в деятельность по разработке и коммерциализации смешанного топлива. Линия на продвижение смешанного топлива также была поддержана фран­цузскими производителями автомобилей, которых переход на дизельное топливо с 5- или 30%-ной добавкой биотоплива не вынудил тратиться на модификацию автомобилей под новые стандарты.

2.2. Биоэтанол

По данным Комиссии ЕС, в 2008 г. предполагается увеличить общую мощность по производству этанола в странах ЕС до

5,5 млн т с 1,76 млн т в конце 2006 г.

Развитие производства биоэтанола привело к значительному повышению мирового спроса на сельскохозяйственное сырье. Для получения этанола широко используются зерно, сахарная свекла и сахарный тростник. Рост мирового рынка биоэтанола состав­ляет 25% в год, в перспективе он будет конкурировать с нефте­продуктами. При сгорании этанола выделяется в 10 раз меньше углекислого газа, чем при сгорании бензина.

Прогноз мирового производства биоэтанола в 2005-2010 гг. представлен на рис. 2.8. В будущем ожидается дальнейший рост

2010 г. - 8.5 млн «'

Рмс. 2.8. Мировое производство этанола в 2005-2010 гг.

производства биологического топлива в ряде стран, в том числе в Бразилии, США и Канаде. В Бразилии этанол выпускается на основе сахарного тростника, США — кукурузы, Канаде — куку-

2.5. Производство этанола в 2005 г., млн л

рузы и пшеницы. В странах ЕС темпы развития производства биоэтанола будут не такими высокими.

По прогнозу, производство и потребление спирта к 2020 г. дос­тигнет в мире — 120 млн т в год, в США и Канаде — 40 млн т. Произ­водство этанола в ряде стран в 2005 г. представлено в табл. 2.5.

Основными производителями биоэтанола являются США и Бразилия. В 2006 г. в США было произведено 16,1 млн т биоэта­нола, на что было использовано 13% урожая кукурузы, в Брази­лии его производство составило 16 млн т (из сахарного тростни­ка). В этих странах достигнута значительная конкурентоспособ­ность данного вида возобновляемого топлива по сравнению с топ­ливом из нефти.

Необходимо отметить, что «чистый» этанол крепостью 95% и более используется в качестве моторного топлива в сравнитель­но небольших объемах. Наиболее широко применяются различ­ные смеси бензина с этанолом, содержащие от 5-10 до 85-95% эта­нола, при этом в основном используется этанол, полученный из 46

возобновляемых источников растительного сырья.

Наиболее широко этанол в качестве моторного топлива исполь­зуется в Бразилии, что обусловлено значительными возможнос­тями по его производству. Более 90% автомобилей в стране рабо­тают на моторном топливе, содержащим этанол. В 1991 г. была принята программа, предусматривающая обязательное примене­ние 5% этанола в составе бензина. В 2000 г. содержание этанола было доведено до 20%. В ближайшие годы этанол будет состав­лять в среднем около 24% в топливном балансе страны. Бразилия является крупнейшим производителем этанола в мире — до 13 млн т в год, что составляет 57% мирового производства. Практи­чески весь этанол в Бразилии получают ферментацией сахарного тростника или черной патоки. Около 240 тыс. т топливного эта­нола Бразилия импортирует из других стран. Все это стало воз­можным благодаря национальной программе (действует с 1970 г.) по широкомасштабному использованию этанола в качестве автомобильного топлива и субсидиям правительства, которые получили соответствующую финансовую поддержку Мирового банка. В последнее время Бразилия использует в качестве топли­ва смеси, в которых содержание этанола составляет 26% в бензи­не и 3% — в дизельном топливе.

Бразилия обладает технологиями и оборудованием, способны­ми поддерживать ежегодное производство этанола на уровне 4 млрд галлонов (=16 млрд л), а также экспортирует технологии, оборудование и обслуживание. Помимо этого этанол дает возмож­ность умело балансировать на рынке переработки сахарного тро­стника. При снижении мирового спроса на сахар-сырец тростник является источником для производства спирта, что позволяет сохранять объемы его выращивания независимо от мировой конъ­юнктуры рынка сахара.

В ближайшие шесть лет Бразилия намерена более чем в 2 раза увеличить экспорт этанола, воспользовавшись ростом мирового спроса на альтернативные виды топлива. Производство этанола за этот период должно быть доведено до 36 млрд л в год, тогда его годовой экспорт может увеличиться до 7 млрд л.

Значительное место занимает этанол и в производстве мотор­ных топлив в США, как октаноповышающая 10%-ная добавка к

47

бензину (так называемый бензин ЕЮ, или «Газохол»). В 2002 г. в США было выработано около 6,5 млн т этанола, главным обра­зом из возобновляемого сырья — кукурузы. Из сорго (6 млн га) ежегодно получают 44 млн л этанола, что покрывает около 10% национальной потребности в жидком топливе. Ведущие произ­водители автомобилей — фирмы «Chrycler», «Ford», «General Motors» — оценили эффективность использования этанола в ка­честве топлива. При этом не только снижаются выбросы вред­ных веществ в атмосферу, но и увеличивается срок службы дви­гателей. В настоящее время более 12% автомобилей США рабо­тают на смеси этанола и бензина.

С 2004 г. США ежегодно производит 13 млн т биоэтанола и более. Благодаря его производству страна ежегодно экономит

1,5 млрд долл, на импорте нефти. Законопроект, внесенный в Сенат США, предусматривает установление стандарта на топли­во из возобновляемых источников сырья (renewable fuel standard, RFS), в соответствии с которым в 2012-2014 гг. в товарном бен­зиновом фонде страны должно применяться до 15,5 млн т эта­нола в год. Сенат США продлил налоговые льготы на этанол до 2007 г., которые чрезвычайно важны, так как стоимость 1 л этано­ла примерно в 2,5 раза дороже стоимости 1 л бензина.

В соответствии с «Законом о возобновляемых топливах для обеспечения энергетической безопасности США» содержание этанола в бензине должно быть увеличено с 1,3 до 5%, что при производстве бензина в количестве 380-400 млн т потребует про­изводства этанола на уровне 15-20 млн т. В США планируется утроить производство этанола. По инициативе Сената использо­вание этанола должно быть доведено до 54,6 млн т в год к 2010 г., до 68 млн к 2015 г. и примерно 168 млн т в 2015 г. Тогда этанол на 25% заменит бензин, сейчас его доля в топливе для машин состав­ляет до 10%. Из валового сбора кукурузы (более 200 млн т) на производство этанола может быть направлено 25% урожая. Ис­пользуя высоко крахмалистые сорта (при 70% крахмала в зерне) в США из 1 т кукурузы получают 0,38 т биоэтанола.

Наблюдается растущий потенциал в потреблении топливной смеси этанола и бензина Е85. Производство топливного этанола

в период 1980-2005 гг. показано на рис. 2.9.

В табл. 2.6. представлена дополнительная информация о мощ­ностях по производству этанола за 2001-2005 гг. Отдельно пока­зана доля участия существующих и новых производителей в об­щих производственных мощностях.

Рис. 2.9. Производство этанола в США

В США в 2004 г. функционировал 81 завод по производству этанола в 20 штатах, они произвели более 13 млрд л этанола. В 2005 г. началось строительство еще 18 заводов, которые будут производить дополнительно более 3 млрд л спирта в год. Откры­тие каждого завода, производящего 150 млн л этанола (42 тыс. дкл в сутки), обеспечивает постоянной работой 700 человек и приносит 1,2 млн долл, 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 сельского хозяйства, позволившему сократить издер­жки на программы по поддержке фермеров, финансируемые из налоговых средств.

По данным Национальной ассоциации производителей зерно­вых, в производстве этанола в США заняты более 40 тыс. чело-

век, а прямой и косвенный вклад в экономику страны составляет более 6 млрд долл, в год путем поддержки смежных отраслей. Такое оживление в этой области сельского хозяйства во многом связано с небывалым ростом количества фермерских кооперати­вов, приобретающих оборудование по производству этанола.

По данным Ассоциации возобновляемого топлива, 900 тыс. американских фермеров являются членами кооперативов по про­изводству этанола. Положительное воздействие на экономику страны оказывает не только этанол. Из 1 т кукурузы (точнее, из крахмала) можно произвести не менее 410 л этанола. В зависимо­сти от используемого оборудования в процессе выработки этано­ла могут быть получены и другие продукты, например, кукуруз­ное масло, двуокись углерода, подсластители (мальтозные и глю - козные сиропы), протеиновый корм для животных (клейковина зерна и глютен) и сухая барда. Эти побочные продукты зачастую приносят заводам биоэтанола (биозаводам) значительные до­ходы.

В настоящее время в США рассматривается внедрение стан­дарта возобновляемого топлива, в соответствии с которым опре­деленную долю общего объема топлива, потребляемого в стране, должно будет составлять возобновляемое топливо американско­го производства, например, биоэтанол и биодизель. По данным исследования, проведенного компанией «AUS Consultants», бла­годаря введению нового стандарта импорт сырой нефти к 2012 г. сократится более чем на 250 млн т.

Смесь бензина и этанола, известная под названием Е-10, ис­пользуется американскими автомобилистами вот уже четверть века. Использование ее разрешено всеми крупными производи­телями автомобилей. Е-10 подходит для использования во всех видах автомобилей, улучшает работу двигателя, добавляя 2-3 ок­тановые единицы к детонационной стойкости топлива, противо­действует перегреву двигателя, выполняет функцию антифриза топливопровода и не вызывает загрязнения топливных форсунок.

Закон об энергетике, принятый недавно в США, предусматрива­ет, что к 2012 г. производство этанола составит около 28,4 млн т, а для этого следует собирать не менее 60 млн т кукурузы.

В связи с ростом цен на энергоносители Президент США Джордж Буш неоднократно заявлял о необходимости «избавиться от нефтяной зависимости». По его мнению, этой цели можно до­биться путем перехода на этаноловое топливо. В августе 2005 г. Президент подписал закон об энергетической политике (Energy Policy Act), который предусматривает субсидии и нало­говые льготы производителям этанола.

Каждый произведенный галлон (3,8 л) этанола позволяет ком­пании платить налогов на 51 цент меньше. В 2005 г. более 30% продаваемого в США топлива содержало спирт. В 2006 г. 18% выращенной в США кукурузы (6 млн га) пошло на производство этилового спирта. К 2009 г. этот показатель может вырасти до 30%.

Подсчитано, что в США, Канаде и странах ЕС на замену 10% потребления транспортного топлива биологическим потребует­ся задействовать от 30 до 70% сельскохозяйственных угодий, что­бы получить необходимое количество исходного сырья.

Департамент энергетики США планирует изготовлять этанол из биогидролизатов (продукты ферментного расщепления цел­люлозы) древесины при стоимости 0,79 долл, за галлон (0,2 долл, за 1 л) в 2005 г. и 0,56 долл, за галлон (0,14 долл, за 1 л) в 2030 г.

По информации Министерства сельского хозяйства США, эта­нол содержит на 67% больше энергии, чем требуется для выра­щивания зерновых и переработки их в этанол. Исследователи отмечают, что в сфере производства этанола существенно увели­чилась эффективность выхода энергии за счет высоких урожаев зерновых, развития технологий, а также более эффективной прак­тики ведения сельского хозяйства.

Другие виды топлива требуют больше энергии для своего про­изводства, чем дают. Очищенный бензин выделяет на 15% мень­ше энергии, чем требуется для его производства.

Дополнительный спрос на сельскохозяйственное сырье, веро­ятно, повлияет и на развитие соответствующих рынков. По оцен­кам экспертов, крупнейшие производители биологического топ­лива — Бразилия, США, страны ЕС и Канада — в перспективе существенно сократят экспорт и/или увеличат импорт такого сырья. В результате к 2014 г. мировые цены на сахар могут выра-

сти приблизительно на 60%, на зерно — на 4, на растительные масла — на 20%. Однако данными прогнозами не охвачены такие страны, как Индия и Китай, в которых производство биологичес­кого топлива может значительно увеличиться в следующем деся­тилетии.

Успешно развивают национальные программы по увеличению производства биоэтанола Канада, страны ЕС, Индия, Китай, Япо­ния, Австралия и др.

В Австралии к 2010 г. намечено довести производство топлив из возобновляемых источников сырья до 280 тыс. т, для чего планиру­ется строительство пяти новых заводов. В 2000 г. в Австралии об­щее производство топливного этанола составило 32 тыс. т, большей частью используемого в виде 10%-ной добавки к бензину.

В Германии биотопливо для бензиновых двигателей было пред­ставлено на рынке, когда первые большие этаноловые заводы были пущены в эксплуатацию. Пять действующих предприятий

по выпуску биоэтанола уже сейчас испытывают трудности со сбы­том своего годового производства, составляющего суммарно 600 млн л, так как пока мало автомобилей работает на таком го­рючем. Развитие рынка биоэтанола в Германии приведено на рис. 2.10.

Рис. 2.10. Развитие рынка биоэтанола в Германии

Тем не менее, до конца 2007 г. в строй войдут еще четыре пред­приятия, и производственные мощности расширятся на 50%.

Немецкие производители биоэтанола рассчитывают на то, что с 1 января 2007 г. 2% их топлива будет добавляться в бензин. До­бавка этанола в такой пропорции не нарушает работу автомобиль­ных двигателей. Таким образом ежегодно может реализовывать­ся около 500 млн л биоэтанола.

Европейский стандарт бензинового топлива DIN EN 228 по­зволяет добавлять в бензин 5% этанола. Если в Германии к обще­му объему бензина будет добавлено 5% этанола, то это составит 1,3 млн т в год.

По сообщению представителей французского банка «BNP Paribas», в ближайшие пять лет следует ожидать роста производ­ства этанола в странах ЕС — экспортерах зерна. В частности, Вен­грия намерена увеличить переработку своего излишка пшеницы в биотопливо и объявила о расширении производственных мощ­ностей по получению биоэтанола до 2,8 млн м3 с 80 тыс. в настоя­щее время.

Согласно прогнозу банка, в 2010 г. выпуск этанола в странах ЕС достигнет 6 млн м3, причем около половины этого количества будет производиться из пшеницы.

В Италии производство биоэтанола в 2005 г. составляло око­ло 1 млн галлонов, а в конце 2006 г. выросло до 1,3 млн. Также страна объявила о намерении включить в 2006 г. биоэтанол и био­дизельное топливо в общий баланс потребления бензина и ди­зельного топлива в объеме 1% и в последующем повышать эту долю ежегодно на 1%.

По данным Канадской ассоциации возобновляемых видов топ­лива, согласно прогнозу, выпуск этанола в Канаде в 2010 г. дол­жен достигнуть 650 млн л.

Повышенный интерес к производству биотоплива проявляют не только развитые страны. Это и страны Юго-Восточной Азии, особенно зависящие от импорта нефти. Так, Пакистан наращи­вает производство этанола, чтобы хотя бы частично уменьшить зависимость экономики от нефти, на импорт которой ежегодно

расходуется 4,6 млрд долл. Многие пакистанские сахарные заво­ды включают выпуск этанола в свою производственную програм­му. Для производства этанола в Пакистане используется также меласса, объем выпуска которой составляет около 2 млн т в год.

В Индии этанол также получают из мелассы; ее годовое про­изводство оценивается в 7,5 млн т, из которых может быть полу­чено 1,87 млрд л этанола. В октябре 2006 г. индийские власти дали разрешение на добавление к бензину 5% этанола, а в октябре 2007 г. эта цифра может быть повышена до 10%.

В Таиланде, согласно заявлению организации «Ethanol Thai», в предстоящие годы планируется расширить выпуск этанола с ис­пользованием установок, которые будут включаться в производ­ственную структуру сахарных заводов.

Этанол в этой стране получают из мелассы, маниоки и сахар­ного сиропа (продукта, полученного из сахарного тростника). Согласно первой фазе программы развития производства этано­ла на 2006 г., 3 установки выпускают 375 тыс. л в сутки. Предус­мотрено ввести в действие еще 3 установки производительнос­тью 715 тыс. л в сутки.

На втором этапе программы получены лицензии на проекти­рование и строительство 18 установок по производству этанола, при этом 14 из них интегрированы с сахарными заводами, осталь­ные ориентированы на переработку маниоки. Эти установки, со­гласно проекту, обеспечат дополнительное производство 3,65 млн л в сутки. Таким образом, общий объем производства этанола в Таиланде должен достигнуть 4,7 млн л в сутки.

Перспективные потребности стран ЕС и мира в биоэтаноле представлены на рис. 2.11.

Анализ показывает, что в настоящее время наблюдается рост производства и потребления этанола во всем мире, хотя основ­ная его часть производится в Северной и Южной Америке.

Чистое топливо — чистая окружающая среда. Этанол неток­сичен, растворим в воде, не вызывает загрязнения грунтовых вод. При разливе бензина этанол разлагается естественным образом быстрее других составляющих, не нанося при этом вреда окружа­ющей среде.

Две крупнейшие транснациональные корпорации мира —

55

«DuPont» и «British Petroleum» (ВР) три года работали над про­ектом создания нового вида биотоплива — биобутанола, который по сути то же самое, что и биоэтанол, но только более калорий­ный и менее затратный в производстве. К тому же, само произ­водство биобутанола с технической точки зрения значительно проще.

Осуществление проекта началось в 2003 г., а в конце 2007 г. биобутанол начнет производиться и продаваться в Великобрита­нии. Его можно производить из кукурузы, пшеницы, сахарной свеклы, сахарного сорго и ячменя. В будущем для производства биобутанола можно будет использовать и целлюлозосодержащие компоненты сельскохозяйственных культур, такие, как сухие стебли кукурузы или солома.

Энергосодержание биобутанола и бензина ближе по своим по­казателям друг к другу, чем этанол. В настоящее время до 10% био­бутанола можно добавлять в бензин европейского качества, а аме­риканского качества — 11,5%. В будущем имеется потенциальная возможность увеличить долю биобутанола в бензине до 16%.

2.3. Биогаз

Главными преимуществами биогаза являются его возобновля­емость, наличие местных источников сырья для получения топ­лива, снижение парникового эффекта и экологического ущерба от систем сбора органических отходов, обеспечение экологичес­ки замкнутой энергетической системы.

В табл. 2.7. приведены данные по производству биогаза в мире.

Из таблицы видно, что в США в настоящее время годовой объем выработки биогаза составляет 500 млн м3. Значительная часть его поступает на электростанции. Суммарная электричес­кая мощность установок, работающих на биогазе, составляет око­ло 200 МВт.

В США работает более десяти крупных биогазовых заводов, один из которых (при трех откормочных комплексах на 110 тыс. голов) подает вырабатываемый биогаз в газораспределительную сеть Чикаго. Кроме этого, в США получили широкое распрост­ранение установки для использования отходов на небольших ско­товодческих фермах с поголовьем крупного рогатого скота до 150 голов.

В Великобритании добывается в год около 200 млн м3 биогаза. Суммарная мощность биоЭС Великобритании составляет около 80 МВт.

Во Франции добывается в год около 40 млн м3 биогаза. На од­ной из свалок вблизи Парижа была построена биоТЭС, исполь­зующая биогаз, эмиссия которого составляет 1,5 тыс. м3 в сутки.

Правительство Дании предоставляет значительные налоговые льготы для производителей биогаза: около 20% капитальных ин­вестиций для централизованного биогаза и 30% для индивиду­альных станций или установок. Суммарная годовая энергетичес­кая мощность производителей биогаза Дании, получаемого из всех источников, в настоящее время составляет до 4ПДж. Пла­нируется дальнейшее увеличение его производства до бПДж. В настоящее время в Дании эксплуатируются 18 биогазовых заво­дов, способных ежегодно обрабатывать 1,2 млн т биомассы (75% отходов животноводства и 25% других органических отходов), да­вая до 45 млн м3 биогаза, что эквивалентно 24 млн м3 природного газа.

В фермерских хозяйствах Европы и Канады распространены установки производительностью до 100-200 м3 биогаза в сутки, что обеспечивает хозяйство тепловой энергией летом на 100%, зимой — на 30-50%.

В настоящее время в Китае эксплуатируются более 5 млн се­мейных биогазовых реакторов (ферментеров), ежегодно произ­водящих около 1,3 млрд м3 биогаза, что обеспечивает газом для бытовых нужд свыше 35 млн человек. Также имеются 600 боль­ших и средних биогазовых станций, которые используют орга­нические отходы животноводства и птицеводства, винных заво­дов с общим объемом 220 тыс. м3. Действуют 24 тыс. биогазовых очистительных реакторов для обработки отходов городов, рабо­тают около 190 биогазовых электростанций с ежегодным произ­водством 3109 Вт-ч. Биогазовая продукция в Китае оценивается в 33 ПДж.

В Индии, как и в Китае, основной упор сделан на семейные и общинные биогазовые установки — в 1993 г. их было около 2 млн. Ежегодно в Индии вводятся в эксплуатацию 5-6 тыс. таких уста­новок, дающих от 2 до 400 м3 биогаза в день. Основные положе­ния национальной программы Индии по развитию биогазовых технологий включают в себя пункты по снабжению чистой энер­гией для отопления и приготовления пищи, получению органи­ческих удобрений, повышению эффективности сельскохозяй­ственного производства и многое другое.

В 1992 г. в Германии было 139 установок по производству и использованию биогаза, к 2001 г. их число достигло 1,5 тыс. и про­должает увеличиваться (сейчас около 5 тыс.). «Закон о возобнов­ляемой энергии», принятый в Германии в августе 2004 г., направ­лен на развитие строительства и эксплуатации биогазовых уста­новок. В качестве сырья могут использоваться навоз и практи­чески любые органические отходы и остатки. Получаемый био­газ на 2/3 состоит из метана и на 1/3 — из диоксида углерода. 1 м3 биогаза эквивалентен 0,65 л мазута и 0,66 м3 природного газа. Из него можно получить 2 кВт-ч электрической и 4 кВт-ч тепловой энергии. Для этого газ сжигается в двигателях внутреннего сго­рания или блоках ТЭС.

В середине 90-х годов биогазовая установка мощностью 50 МВт была редкостью, а в 2001 г. появились установки мощностью 100 МВт со стоимостью электроэнергии 0,1 евро за 1 кВт-ч. По­явились фирмы, которые проектируют биогазовые установки раз­личной мощности.

Фирма «Bigates» проектирует биогазовые установки мощнос­тью до 350 кВт для сельскохозяйственных районов, которые, кро­ме выработки электроэнергии и тепла, позволяют сокращать выб­росы С02 в атмосферу (на 2200 т в год).

На выставке «Зеленая неделя-2007» немецкая фирма «RIELA» представила комплексы для хранения сельскохозяйственных и промышленных продуктов и носителей возобновляемой энергии.

Фирма производит установки для получения биогаза только из жидкого навоза или органических отходов (коммунальные и пищевые отходы, осадки и жир сточных вод, отходы боен от здо­ровых животных, трупов животных из животноводческих комп­лексов, от переработки овощей и фруктов, производства сахара, пива и т. п.).

Энергопредприятие «Stawag» (г. Аахен, Германия) планиро­вало в 2006 г. ввести в эксплуатацию установку синтеза биогаза производительностью 1000 м3/ч. Она будет перерабатывать еже­годно 25,5 тыс. т кукурузного силоса. Синтезированный биогаз будет подвергаться предварительной очистке, а затем закачивать­ся в газопровод. Замещенный природный газ будет конвертиро-

ван в электроэнергию на четырех новых мотор-генераторных ус
тановках суммарной электрической мощностью 2 МВт. Сто

имость проекта 9,5 млн евро.

Рис. 2.13. Прогноз роста количества биогазовых установок
в Германии к 2020 г.

Потенциал производства биогаза и прогноз роста количества био газовых установок в Германии до 2020 г. приведены на рис. 2.12 и 2.13.

Рис. 2.12. Потенциал производства биогаза на примере Германии, млн м3

В Тюрингии эксплуатируются 40 установок синтеза биогаза, еще 30 строятся или проектируются. В качестве исходного сырья используются навоз, а также силос соломы и энергетических рас­тений. КПД установки получения биогаза не превышает 35%.

Стало существенно расти использование электроэнергии, по­лучаемой из биогаза. Отработана технология переработки отхо­дов картофеля для получения биогаза и сжигания его в газовых двигателях с получением электроэнергии и тепла из выхлопных газов (пример — ТЭС мощностью 2,5 МВт на фабрике картофель­ных чипсов в Бельгии). Исполь­зуется также биогаз, выделяю­щийся на установках по осветле­нию сточных вод, получаемых на бумажных фабриках из отходов древесины, в фармацевтической промышленности при переработ­ке и расщеплении жиров и др.

Большое количество биогаза производится также и при перера­ботке твердых бытовых отходов городов: в США — 9ПДж, Германии — 14, Японии — б, Швеции — 5ПДж.

Швеция представила первый в мире экологически чистый пас­сажирский поезд, работающий на биологическом газе (рис. 2.14). Оборудованный двумя автобусными двигателями на биогазе по­езд может перевозить до 54 пассажиров. Предполагается, что он будет использоваться на восточном побережье Швеции.

Новый поезд способен проехать до 600 км без дозаправки, раз­вивая скорость до 130 км/ч. 61

В Швеции на биогазе уже работают около 800 автобусов, а сот-