*119241*

Экономика/13. Региональная экономика

Ларченко В.М., Джафаров Т.А.

Сибирский государственный технологический университет, Лесосибирский филиал, Россия

Перспективы и проблемы использования растительных сельскохозяйственных культур в биоэнергетике

Одной из составляющих биоэнергетики, которая могла бы внедряться в энергетику Красноярского края, является использование растительных сельскохозяйственных культур. Наиболее выгодной сельскохозяйственной культурой, способной расти на полях со специфическими свойствами, в суровых климатических условиях, является рапс. Именно это растение является наиболее перспективной, так как произведённое из неё биотопливо менее зависимо от продовольственной инфляции по причине наименьшего использования в пищевой промышленности. Хотя, по сути, переработка других сельскохозяйственных культур ничем не отличается от обычного процесса брожения алкоголя. Климатические условия Красноярского края (кроме юга региона) не позволяют выращивать другие культуры. В таком случае, те пашни, заброшенные в 90-е годы, могут быть отданы под выращивание рапса, в таком случае, будут использоваться площади, которые раньше не могли использоваться, так как были убыточны (необходимость больших затрат на выращивание продуктов питания). Так, например, в Ростовской области уже доказано, что биодизель из подсолнечника менее выгоден. Его стоимость будет меньше обычного дизеля всего на рубль. Биотопливо на рапсовом масле гораздо дешевле – на 5-6 рублей [1].

Следует отметить немаловажный факт: сами по себе растительные масла в качестве топлив не используются. Любая «биосоляра» представляет собой смесь продуктов переэтерификации растительных масел. В растительном содержатся жиры – эфиры жирных кислот с глицерином. В процессе получения «биосоляры» эфиры глицерина разрушают и заменяют глицерин (он выделяется как побочный продукт) на более простые спирты – метанол и, реже, этанол. В Европе основным биодизельным топливом стал метиловый эфир рапсового масла [2]. Обобщая, следует отметить, что биодизельное топливо представляет собой моноалкиловые эфиры длинноцепочечных жирных кислот, производимых из растительного масла или животных жиров. Обычно биодизельное топливо в виде моноалкиловых эфиров и глицерина получают в результате реакции растительного масла или животного жира с метиловым или этиловым спиртом с помощью катализатора [3].

Растительные масла и их эфиры, как и спирты, отличаются агрессивностью ко многим материалам, традиционно используемым в двигателях и топливной системе автомобилей. В последние годы большинство европейских производителей выпускают машины, допускающие использование смесей нефтяного топлива с «биосолярой» в количестве 5-20%, а иногда и 100% биотоплива. Добавление биодизельного компонента в количестве до 5% обычно считается приемлемым для любых двигателей, неадаптированных к биотопливу [2].

На сегодняшний день существует две технологии, дозревшие до практического применения, – это биодизель и биоэтанол (ЭТБЭ – этилтретбутиловый эфир), а также биометанол (МТБЭ – метилтретбутиловый эфир). Производство биодизеля намного проще биоэтанола (необходимо смешать рапсовое или любое другое растительное масло с 10% метанола) [4]. Начало использованию альтернативных видов автомобильного горючего положил биодизель. Для получения этого продукта рапсовое масло смешивается с метанолом и катализатором. Использование рапса предусматривает четырёхуровневую систему:

Ø Использование зерна, для получения масла и спиртов, необходимых для производства биодизеля;

Ø Использование стеблей и листвы для получения топливных газов за счёт процесса разложения органики, а также для производства пеллет посредством их прессования;

Ø Использование зерна и его составляющих в пищевой промышленности;

Ø Использование стеблей и листвы культуры для агропромышленного сектора экономики в качестве удобрения.

Биодизель имеет ряд существенных преимуществ [5]:

Ø Он сгорает практически без токсических отходов (сера, свинец) [5];

Ø Снижается выделение углекислого газа [5];

Ø Количество копоти уменьшается до 50% [5];

Ø Биодизель обладает хорошими смазочными свойствами по сравнению с минеральным дизельным топливом [5];

Ø Биодизель не имеет неприятного запаха [5];

Ø Пролитое на землю топливо через 3 недели на 90% разлагается микроорганизмами [5];

Ø Температура воспламенения биодизеля равна 150 °С, что позволяет назвать биогорючее относительно безопасным веществом [5];

Ø Добавка биодизеля увеличивает цетановое число топлива и его смазывающую способность, что существенно увеличивает ресурс двигателя [5];

Ø Производство биодизеля легко организовать, в том числе в условиях небольшого фермерского хозяйства с использованием недорогого оборудования [5].

Отрицательные характеристики биодизеля [5]:

Ø Биодизель более «агрессивен» к резиновым деталям двигателя, чем обычная солярка [5];

Ø При низких температурах на жиклерах, форсунках и других калиброванных отверстиях могут образовываться отложения в виде кристаллов воска, что ведёт к их закупорке. Кроме того, в холодное время года эффективность биодизеля гораздо ниже, чем солярки [5];

Ø Биодизель может разлагать лакокрасочное покрытие кузова автомобиля. Поэтому в случае пролива такого горючего на кузов его надо немедленно удалить [5].

Относительно биоэтанола, то существует несколько вариантов его использования: он хорошо смешивается с соляркой, бензином и другим топливом [6].

Первичное добавление биоэтанола (10-30%) в топливо повышает качество топлива в 2.5-3 раза, уменьшает выброс вредных веществ в атмосферу до 70% [6].

Можно выделить следующие виды топлива, при производстве которого используется биоэтанол [6]:

Ø Производители американских автомобилей настоятельно рекомендуют использовать топливо Е-10, содержащее 10% биоэтанола. Существуют также марки Е-5 и Е-7 (содержание этанол в бензине 5% и 7% соответственно), при этом конструкцию двигателя можно не менять. Марки Е-5, Е-7, Е-10 используются в таких странах, как Дания, Австралия, Таиланд, однако Е-10 имеет более широкий спектр применения [6];

Ø Е-15 содержит 15% этанола и 85% бензина – состав, при котором ещё не требуется изменений в конструкции двигателя [6];

Ø Е-20 (20% этанола, 80% бензина) – топливо требует изменения конструкции двигателя. Такие двигатели работают на смеси этанола с бензином с процентной долей этанола от 20-85%. Е-20 ещё не нашёл широкого применения в Австралии и Америке. В Америке его планируют пустить в продажу с 2013 года [6];

Ø 85% биоэтанола и 15% бензина (Е-85). На современном топливном рынке Е-85 становится наиболее популярным видом топлива. Уже произведено 10 миллионов двигателей, работающих на любом соотношении биоэтанола и бензина [6].

Литература

[1]. Юлия Кривошапко. Топливо на вырост / Кривошапко Ю. // Российская газета. – 2007. – 13 декабря.

[2]. Зачем нужно биотопливо / Энергетическое пространство // http://www.energospace.ru. – 2007. – 28 сентября.

[3]. Переход на альтернативное топливо / Энергетическое пространство // http://www.energospace.ru. – 2007. – 17 сентября.

[4]. Топливо нетрадиционной ориентации / Энергетическое пространство // http://www.energospace.ru. – 2007. – 25 мая.

[5]. Что такое биодизель? / http://www.cleandex.ru/ – 2007. – 4 сентября.

[6]. Биоэтанол: обзор мирового и российского рынков / http://www.cleandex.ru/ – 2007. – 17 августа.