Тандем - 2, шлакоблочные станки, бетоносмесители


Производство оборудования и технологии
Рубрики

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-

image009

Рис. 2.2. Динамика производства моторного биотоплива в мире

image010

Рис. 23. Производство биодизеля в странах ЕС

Страна

2004 г.

2005 г.

Г ермания

1035

1909

Франция

348

492

Италия

320

396

Чешская Республика

60

133

Польша

0

100

Австрия

57

85

Другие страны ЕС

113

409

Всего

1933

3524

Рост, %

82,5

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.

image011 Подпись: Рапс. «34

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

Год

Потребность, млн т

Доля в совокупном потреблении дизельного топлива, %

2005

4,25

2

2006

5,95

2,75

2007

7,75

3,5

2008

9,55

4,25

2009

11,5

5

2010

13,45

5,75

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.

image013

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

image014

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-

Страна

2002 г.

2003 г.

2004 г.

2005 г.

2006 г.

Г ермания

450

1025

1088

1903

2681

Италия

210

420

419

827

857

Франция

366

500

502

532

775

Великобритания

3

5

15

129

445

Испания

100

224

Чешская Республика

188

203

Польша

100

150

Португалия

6

146

Австрия

25

50

100

125

134

Словакия

89

89

Бельгия

55

85

Дания

10

40

44

81

81

Греция

35

75

Швеция

1

8

8

12

52

Эстония

10

20

Словения

17

17

Венгрия

12

Литва

10

10

Латвия

5

8

Мальта

2

3

Кипр

2

2

Всего

1065

2048

2246

4228

6069

Источник: Европейский совет по биодизелю.

2.4. Страны-лидеры в производстве биодизельного топлива (2005 г.), млн т

Страна

Производство

Г ермания

1,91

Франция

0,49

Италия

0,39

США

0,29

Чешская Республика

0,13

J Проиярсио <ИС#11МЧ, ШІИ т

2,1*1

image015

20091 2М1Г. 2003 г. 2003 г. 2004 г. 20011 2ОХ г 2Г>«Т —

|прво*»н (омни}

Рис. 2.7. Динамика развития производства биодизеля в Германии

(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

2005 г — 44,9 млн м

image016

 

2010 г.-90 млн м

 

США

40

 

Производство в Европе

 

image017

Подпись: 2005 г. - 2,0 млн м’2010 г. — 8.5 млн «’

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

ел

 

 

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

Страна

Производство

США

16117,92

Бразилия

15978,06

Китай

3795,12

Индия

1697,22

Франция

907,2

Россия

748,44

Г ермания

430,92

ЮАР

389,34

Великобритания

351,54

Испания

298,62

Весь мир

45927

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-

ел

о

 

2.6. Рост производственных мощностей по этанолу

Показатели

2001 г.

2002 г.

2003 г.

2004 г.

2005 г.

Существующее

производство

Число компаний

44

44

44

44

44

Число заводов

57

58

58

58

58

Мощность производства в год, млн л

8400

9392

10179

10501

10796

Новые производители

Число компаний

4

21

40

40

40

Число заводов

4

21

43

44

46

Мощность производства в год, млн л

310

1961

5031

5250

5962

Существующее и новое производство

Число компаний

48

65

84

84

84

Число заводов

61

79

101

102

104

Мощность производства в год, млн л

8710

11353

15210

15751

16758

 

 

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

image019

2000Г. 2002 г. 200$ Г. 2010 Г 2007г.

(оцими)

■ — Европейский союз; в — в мир*

Рис. 2.11. Потребности в биоэтаноле в странах ЕС и мира, тыс. т

«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

2.7. Производство биогаза в мире

Страна

Объем производства биогаза в год, млн м3

Суммарная мощность биоЭС на биогазе, МВт

США

500

200

Великобритания

200

80

Франция

40

16

Россия (потенциальные возможности)

58

_

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-

Общее количество био г а за — 24 млн м

image020

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

image021

■ число установок. їм.; — Ф — — алсгтрмиескаи мощность. ГВт

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%.

Подпись: Рис.2.14. Экологически чистый пассажирский поезд, работающий на био газе 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-

Оставить комментарий