Успешно развивается проект комбинированного топлива и во Франции, где к 2009 году 50% автомобилей будут работать на этом топливе.
В Польше большое внимание уделяется такому сырью, как рожь, что очень выгодно экономически, так как получаемое на ее основе биотопливо в два раза дешевле, чем из пшеницы.
В Казахстане ускорению развития биоэкономики способствуют инновационные подходы. Здесь сырьем для биоспиртов служат мягкие сорта пшеницы (твердые идут на пищевые цели) и зеленая растительная масса.
В Бразилии сегодня производится очень дешевый биоэтанол из сахарного тростника и на очереди проект использования для этого кукурузы.
В Соединенных Штатах принят закон «О сельском хозяйстве», по которому создание биозаводов в стране является национальной задачей, а государственные учреждения должны использовать биотопливо. Для его производства правительство выделяет субсидии и налоговые льготы.
В связи с дальнейшим развитием выпуска биоэтанола в США не будут строить новые нефтеперерабатывающие предприятия. Эту политику проводит в жизнь компания Chevron, крупнейший в мире производитель бензина.
Сегодня примерно 30% всего производимого в США бензина содержит добавки биоэтанола. За счет увеличения его доли президент США Д. Буш поставил задачу снизить потребление бензина на 20% к 2017 году. Автомобильное топливо даже в соотношении бензин:биоэтанол = 90:10 снижает токсичность выхлопных газов на 20-40%. А это уже достаточно весомые показатели для улучшения экологии.
Производство биоэтанола в США в январе 2007 г. составляло 60 млн. литров в сутки. Основным сырьем служит кукуруза, соя используется в меньшей степени, так как она является белоксодержащей культурой и имеет сейчас повышенный спрос в животноводстве. Биотопливо улучшает экологию страны, стимулирует развитие ее сельского хозяйства и снижает зависимость от импорта бензина. Сейчас Chevron активно работает над созданием новой технологии производства биоэтанола второго поколения, в частности, из древесины.
Биоэнергетика становится весьма перспективной для нашей страны, особенно с учетом больших сельскохозяйственных угодий, которыми она располагает. Как известно, в России до 20 млн. гектаров земли не находятся в сельскохозяйственном обороте, т.е. в государстве можно существенно увеличить производство зерна, а это сырье направить на выпуск дополнительных 7 млн. т биоэтанола. В стране рассматривается вопрос о влиянии развития производства биоэтанола на спрос и предложение зерна – хватит ли его на питание, корма и биотопливо.
В связи с этим можно использовать новые ферментные технологии гидролиза для переработки послеспиртовой барды, побочного продукта спиртового производства. Ее в России образуется более 10 млн. т в год. Поэтому барда представляет интерес как дополнительный источник сырья для изготовления биотоплива.
Биоэтанол можно получать и из отходов древесины, например из опилок, а также из соломы или травы. Кроме того, интерес представляет и биомасса быстрорастущих деревьев, таких как ива или тополь, а также и морская растительность – водоросли.
И для этого используются современные ферментные системы, содержащие альфа-амилазу, глюкоамилазу и другие энзимы, которые расщепляют растительную продукцию до сахаров.
Одной из передовых разработок НПК «Экология» является производство биоэтанола из различных видов крахмал - и сахарсодержащего сырья с использованием технологии вакуумного брожения. Она выгодно отличается с технической, экономической и экологической стороны.
При этом следует учитывать, что в России в отличие от Евросоюза, существует налог (акциз) на этанол в любом виде, а это создает большие трудности для его производства. Очевидно, что отечественный рынок биоэтанола будет развиваться в два этапа. На первом из них станет увеличение выпуска биотоплива на экспорт, а второй будет связан с развитием его внутреннего потребления. Суммарная мощность заводов, производящих биотопливо, должна составить 4 млн. т.
Главным препятствием широкого использования топливного биоэтанола в России является законодательство по обороту этилового спирта, устанавливающее высокие акцизы и высокую плату за лицензию, что делает невозможным его применение в качестве топлива. А продвижение новых видов топлива связано с экономической заинтересованностью, т.е. с получением прибыли и принятия соответствующих законодательных актов. Поэтому несмотря на проявляемый интерес к производству биоэтанола, в нашей стране в ближайшее время субсидий и налоговых льгот ждать не придется. Однако это не означает, что в России не стоит заниматься развитием этого направления. Ведь биоэтанол может экспортироваться как в чистом виде, так и в виде, например третбутилового эфира, что значительно выгоднее, чем экспорт сырой нефти и газа.
В долгосрочной перспективе возможно потепление климата, появление «мировой полиции», отслеживающей выбросы парниковых газов, и создание новых технологий. Это позволит нашей стране выйти в лидеры на мировом уровне по поставке биомассы и продуктов ее переработки, что повысит доходность ее агропромышленного сектора, улучшит экологическую обстановку и станет источником «углеродных кредитов» в рамках Киотского протокола.
Реальной альтернативой этанолу в наши дни становится биобутанол, так как он обладает более высоким энергетическим потенциалом, менее летуч и может использоваться в автомобилях без каких-либо изменений в конструкции их двигателей. Так, гибридное топливо БИО100 представляет собой смесь 65% биоэтанола с добавлением третбутилового эфира. Такое моторное топливо снижает на 1/3 тепловую нагрузку на двигатель, повышая тем самым сроки его эксплуатации.
Представляет интерес и такое топливо, как бензанол. Это смесь традиционных углеводородов с денатурированным этиловым спиртом (до 5-10%). Бензанол обладает антидетонационными, антикоррозионными, антиокислительными свойствами моторного топлива.
Кроме того, ряд ведущих автомобильных фирм, например Ford, Renault и др. уже приступили к производству двигателей автомобилей со специально измененной конструкцией, позволяющей работать при любом соотношении бензина и биоэтанола.
Ограниченные ресурсы зерна в Европе и конкуренция с пищевым сектором будут заставлять специалистов использовать в своем арсенале самые передовые технологии, в частности, улучшенные ферменты и дрожжи, которые являются важными компонентами процесса получения биоэтанола.
По прогнозам Еврокомиссии к 2020 году 50% биоэтанола, используемого в Евросоюзе, будут обеспечиваться за счет мировых поставок.
В соответствии с Киотским протоколом к 2010 году в Европе будет установлена норма на выбросы углекислого газа автомобильным транспортом – на уровне 130 г СО2/км, что существенно поднимет значение биотоплива.
Согласно оценкам экспертов, к 2030 году выпуск биотоплива в мире составит 150 млн. т, при ежегодном приросте производства 7-9%. При этом предпочтение будет иметь биоэтанол, так как себестоимость его производства снижается быстрее, чем биодизеля.
Глава 3. ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО БИЗНЕСА В БИОЭНЕРГЕТИКЕ
Новой формой социальной экологической практики во всем мире становится экологический или "зеленый" бизнес. Ключевые понятия экобизнеса: очистка, сокращение, вторичное использование, рециклинг [1]. Если первые три понятия известны нашей промышленности, то индустриальный рециклинг, при котором отходы одних промышленных предприятий становятся сырьем для других, является новшеством и привлекает особое внимание.
За рубежом (в Австрии, Дании, Японии, Германии) существует множество комплексов, объединяющих предприятия различных отраслей. Так, в Дании (г. Калундборг) в комплексе по индустриальному рециклингу объединены угольная энергетическая станция, нефтеперерабатывающий завод, производство гипсовых панелей, фармацевтическая фабрика, завод по производству серной кислоты, производство цемента и дорожных покрытий, городское хозяйство города и фермеры [1, 2].
С начала 70-х гг. XX в. до 1995 г. ежегодное потребление воды предприятиями комплекса сократилось на 25 % за счет рецикла и циркуляции воды между участниками проекта. В системе перерабатывалось 2,9 млн т отходов в год, утилизированная теплота использовалась для отопления почти 5000 домов города.
В России экологический бизнес только начинает завоевывать рынок. Современная природоохранная промышленность, предлагающая прогрессивные технологии для предупреждения или устранения экологического ущерба, может быть востребована на внутреннем рынке и стать предметом экспорта.
Значительный вклад в развитие экобизнеса во всем мире вносит использование биологических источников энергии, как более экологически чистых по сравнению с традиционными. Одним из вариантов реализации принципов экобизнеса в сфере производства биотоплива может стать создание индустриального комплекса, включающего предприятия сельскохозяйственной отрасли, топливно-энергетического комплекса и химической промышленности. Необходимость создания подобного комплекса обусловлена тем, что производство энергии из возобновляемой растительной биомассы становится актуальным во всем мире.
Биомасса (мусор, пищевые и бытовые отходы, отходы лесной и лесоперерабатывающей индустрии и т.п.) уже давно используется в качестве сырья для производства различных видов топлива: горючего газа, биоэтанола, биодизельного топлива и др. В качестве сырья можно использовать некоторые сельскохозяйственные культуры, которые специально выращиваются для этой цели.
Биомасса может считаться практически идеальным видом топлива с точки зрения производителей сельскохозяйственной продукции, экологов и потребителей. Этот источник энергии — возобновляемый, его запасам не грозит истощение, как в случае с нефтью, газом и углем. Кроме того, при применении топлива из биомассы не требуется серьезных модификаций автомобильных двигателей, для хранения и заправки можно использовать существующие АЗС.