ФГНУ ЦНТИ Мелиоводинформ. Биоэнергетика - альтернативное моторное топливо: Информационный сборник - файл n1.doc

ФГНУ ЦНТИ Мелиоводинформ. Биоэнергетика - альтернативное моторное топливо: Информационный сборник
скачать (20859.7 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc23260kb.28.12.2011 16:15скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Департамент мелиорации
Федеральное государственное научное учреждение

Центр научно-технической информации

Мелиоводинформ”

ФГНУ ЦНТИ “Мелиоводинформ”

БИОЭНЕРГЕТИКА – АЛЬТЕРНАТИВНОЕ МОТОРНОЕ ТОПЛИВО
Информационный сборник

Москва 2007

Содержание

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………….…4

1 БИОЭНЕРГЕТИКА КАК ЭЛЕМЕНТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ СТРАНЫ……………………………….…………………8

1.1 Развитие рынка биоэнергетики……………………………………………8

1.2 Возможности и перспективы производство биодизеля………………..48

1.3 Производство топливного биоэтанола…………………………………..60

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ, ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ…...79

2.1 Состояние дел и уровень развития инновационных программ по

технологиям производства альтернативных видов топлива………………79

2.2 Инновационные технологии производства биодизеля………………....89

2.3 Биогазовые технологии переработки отходов………………………....128

2.4 Переработка отходов. Производство твердого биотоплива

Котельные и котлы на древесных и растительных отходах……………...141

Заключение……………………………………………………………...168

Презентации……………………………………………………………..174

ВВЕДЕНИЕ
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:

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:

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:

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:

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:

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:

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».
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации