ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт экономики сельского хозяйства Россельхозакадемии
+7 (495) 195-60-16




Тарасов В.И.

Руководитель Аграрного центра ЕврАзЭС при ВНИИЭСХ

 

Технологические и экономические перспективы

и нормативно-правовое обеспечение

производства и реализации российского биотоплива

 

Для оценки технологических и экономических перспектив и требований к нормативно-правовому обеспечению производства и реализации российского биотоплива следует определиться со специализацией России на производстве конкретных видов биотоплива и потенциальных рынках его сбыта.

К настоящему времени производство биотоплива в развитых странах фактически вступило в третий этап своей эволюции. На первом этапе с        80-х гг. и до конца XX в. в центре внимания науки и бизнеса находилось производство биогаза. Вначале биогаз, получаемый из органических отходов растительного и животного происхождения путем анаэробного сбраживания, производился как побочный продукт в результате экологизации стоков городских очистных сооружений и животноводческих комплексов.

В настоящее время объемы получаемого биогаза в условиях тотальной переработки отходов органического происхождения позволяют на 25-50% замещать потребность некоторых государств ЕС в природном газе. В ЕС организовано производство оборудования для фермерских и региональных станций переработки отходов и осуществляется подключение таких производителей биогаза к магистральным газораспределительным сетям, а также заправка некоторых типов муниципального транспорта биогазом.

К сожалению, начавшиеся одновременно с Европой и США в Советском союзе работы по экологизации крупнейших свинокомплексов сошли на нет вместе с перестройкой и промышленными свинокомплексами. В настоящее время возрождаются как свинокомплексы, так и практический интерес к их экологизации, а следовательно, и производству биогаза.

Но этот интерес в настоящее время трудно просматривается за событиями второго этапа производства биотоплива, который интенсивно начал формироваться и развиваться в начале XXI в. и заключается в производстве жидкого моторного топлива в виде биоэтанола и биодизеля, соответственно из зернового, сахаросодержащего и масличного сырья.

А на смену второму этапу идет третий, характеризующийся переходом к производству жидкого биотоплива второго поколения в виде биобутанола и других продуктов BTL – технологий.

В соответствии с предложенной периодизацией производства биотоплива прежде всего следует остановиться на производстве биогаза.

 

Производство биогаза

 

Образование биогаза — сложный процесс, в ходе которого органические соединения разлагаются на элементарные вещества и с помощью метаногенных бактерий превращаются в биогаз, представляющий собой смесь метана, двуокиси углерода, водяного пара и незначительх примесей сероводорода и других газов. Для производства биогаза используются жидкие, быстро разлагающиеся органические вещества. В странах Европейского Союза в данном сырье до 80%, составляет навоз крупного рогатого скота, свиней и птиц, что обусловлено высокой концентрацией животноводства в данном регионе.

Главным узлом биогазовой энергетической установки (БЭУ) является биореактор, в котором постоянно или периодически протекают процессы гидролизации биомассы, процессы ферментации и осуществляется производство метана. Биореактор должен быть герметичным, так как анаэробные бактерии чувствительны к кислороду. Кроме того, в его объеме собираются биогазы, которые в последующем хранятся в резервуарах и используются для производства энергии. В климатической зоне России корпус реактора должен иметь соответствующую тепловую изоляцию для уменьшения потерь тепла. Для изготовления корпуса реактора используются металлоконструкции, железобетон, полиэтилен и другие материалы.

В настоящее время в Европе распространены цилиндрические реакторы, устанавливаемые как горизонтально, так и вертикально. Цилиндрическая форма удобна и в эксплуатации, и при изготовлении реактора. Корпус реактора изготавливается из металла или железобетона. Для подогрева перерабатываемого субстрата предусматривается теплообменник, устанавливаемый в реакторе или вне его. Процесс выработки биогаза в реакторах этого типа протекает в мезофильной (30–40 градусов) или термофильной (50–55 градусов) средах.

Выделение газа различными отходами зависит от состава и концентрации органического вещества, температуры и времени брожения в реакторе. Количество и соотношение белка, жира и углеводорода, главных составляющих органического вещества, являются самыми важными показателями качества отходов, применяемых для производства биогаза. Самый большой выход биогаза дают отходы, в составе которых доминируют жиры. В таблице 1 представлены показатели выхода биогаза (в кубометрах при нормальном атмосферном давлении – Нм3) из различных отходов сельского хозяйства и продовольственных предприятий.

 

Таблица 1. Зависимость выхода биогаза от источников перерабатываемых сельскохозяйственных и производственных отходов

 

Источник отходов

ОВ %

Нм3 /кг ОВ

Нм3 /т биомассы

Скотоводческие фермы

7,3

0,21

23

Свиноводческие фермы

5,8

0,29

24

Бройлерные фермы

31

0,29

136

Скотобойня и мясокомбинат

16-20

0,4-0,61

84-366

Маргариновый завод

40-90

0,8-1,0

400-1000

Пивоварня

10-21

0,26

40-80

Предприятия по переработке овощей и фруктов

2,5-5,0

0,45

17-34

Предприятия по переработке рыбы

7-24

0,36-0,45

17-156

Источник: Свиноводство, №2, 2007, Кестутис Навицкас, Гиттис Вишняускас

Промышленные отходы, содержащие много жиров и белка, намного увеличивают эффективность биоэнергетической установки. Однако при использовании такого сырья могут возникнуть проблемы, связанные с передозировкой жиров и белков. Избыток жиров повышает кислотность субстрата, а от избытка белка увеличивается количество соединений азота в субстрате и сероводорода в биогазе. В обоих случаях процесс образования биогаза приостанавливается. Исключить эти проблемы возможно только при непрерывном контроле состава отходов и их дозировке.Состав биогаза зависит от сероводорода и других газов, параметров проведения процесса.

Данные о сравнении состава природного и биогаза приведены в таблице 2.

 

Таблица 2. Сравнение природного газа и биогаза

 

Составляющая

Ед. измерения

Природный газ

Биогаз

Метан

%

85 – 95

55 - 80

Углекислый газ

%

<1.0

20 – 45

Азот

%

4 - 12

-

Кислород

%

<0.5

-

Водород

%

-

<1.0

Сероводород

мг/м3

50-100

500-5000

Калорийность

МДж/м3

32 - 35

20 – 29

Источник: Свиноводство, №2, 2007, Кестутис Навицкас, Гиттис Вишняускас

 

Энергоемкость биогаза напрямую зависит от концентрации в нем метана. Метан — бесцветный, нетоксичный газ, он легче воздуха, не имеет запаха. При сжигании метана образуется двуокись углерода и водяной пар. При содержании в биогазе свыше 60% метана биогаз считается ценным топливом. В целях уменьшения отрицательного воздействия некоторых составных частей биогаза на его качество необходимо предварительно  удалить из него влагу, твердые частицы и сероводород. Остаточная концентрация удаляемых компонентов зависит от того, где намечается использование биогаза: для приготовления пищи, сжигания в водогрейных котлах, двигателях внутреннего сгорания.

Биогаз, который содержит более 55 процентов метана, легко сжигается в горелке отопительных установок, в водонагревателях, газовых плитах, инфракрасных излучателях, стационарных двигателях внутреннего сгорания. Гораздо проще и эффективнее использовать биогаз в качестве источника тепла, так как он легко воспламеняется и сгорает в обычных установках. Но более экономичным и широко распространенным в настоящее время является производство электричества и тепла на когенерационных установках. Такая установка состоит из двигателя внутреннего сгорания и электрического генератора.

Биогаз используется в качестве топлива дизельных двигателей, которые служат приводом генератора. Тепло охлаждающей системы двигателя используется для производства тепловой энергии. Когенерационная установка преобразует энергию биогаза в следующем соотношении: 35% в электрическую энергию и около 55% в тепловую энергию. Такая система более экономичная, потому что выработанная электрическая энергия стоит больше и ее легче реализовать. На  европейском рынке представлен очень широкий выбор когенераторов различной мощности – от нескольких киловатт до нескольких мегаватт. Промышленность выпускает также установки различных типов: открытые, закрытые, контейнерные.

Переработанная на биогазовых установках масса используется как удобрение для «энергетических» плантаций – рапса, многолетних трав, кукурузы, свеклы и т. п. Из смеси выращенной биомассы и различных органических отходов снова вырабатываются биогаз и энергия. В некоторых странах такая технология считается самой перспективной в развитии биогазовой энергетики.

В составе твердых бытовых отходов также содержится большое количество органических веществ, которые, попадая в природную среду, начинают разлагаться. Процесс разложения органических веществ называется биоразложением. Это означает, что они являются источником пищи большого количества микроорганизмов. Для биоразложения необходима работа нескольких последовательно сменяющих друг друга микробных экосистем. Микробная экосистема подразумевает наличие бактерий, грибков, дрожжей и даже микронасекомых. В такой экосистеме один вид микроорганизмов производит отходы, являющиеся пищей для другого вида, в результате чего формируется пищевая цепочка. Эффективность экосистемы зависит от параметров кульминационной точки (температура, гигрометрические характеристики, уровень кислорода, pH и т. д.) и основного питания.

Экосистема производит метан,  углекислый газ и воду. Обнаружены также следы нескольких десятков других газов. По прошествии ряда лет некоторые элементы питания будут исчерпаны, экосистема исчезнет, после чего ее заменит другая. Применяя данную модель для полигона твердых бытовых отходов (ТБО), можно получить ситуацию со сменой нескольких фаз схематически изображенной на рис. 1.

Производство биогаза в результате биоразложения может происходить в течение 50 лет. Длительность фаз 1 и 2 составляет в среднем около 1 месяца каждая, фазы 3 — менее 1 года, фазы 4 — до 25 лет. На рис. 2 схематически изображена зависимость производства биогаза от длительности биоразложения отходов.

Максимальные объемы производства биогаза достигаются по прошествии 5—6 лет, после чего кривая идет на убыль. Принято считать, что производить биогаз можно в течение 25 лет. Теоретически 1 т ТБО продуцирует 230 кг биогаза.

Обычно биогаз содержит углекислый газ и метан в соотношении примерно 2:3, 15—20% воды и 1—2% других газов. Метан, представляющий большой интерес с энергетической точки зрения, постоянно образуется на полигоне, и сложно найти непрерывно потребляющие его устройства. Поэтому целесообразнее преобразовывать его в электроэнергию. Так, 1 т ТБО может обеспечить получение 250 кВт•ч электроэнергии.

Собирать биогаз на полигонах нелегко. Основная проблема заключается в том, чтобы избежать попадания воздуха и воды. Поэтому полигон должен быть герметичным, и это касается площади в несколько гектаров. Еще одна проблема связана с дренажом фильтрата, который контактирует с атмосферой. Кроме того, объемы производства биогаза, как указывалось выше, зависят от возраста отходов. Обычно каждая карта полигона оборудуется скважинами и сеткой дренажных труб, способных выдерживать давление отходов высотой около 50 м. Дренажные трубы соединяются со скважиной через каждые 5 м. Скважина подсоединяется к сети закачивания биогаза с помощью регулировочного клапана, который необходимо периодически настраивать.

Система сбора биогаза представляет собой высокотехнологическое решение, что следует иметь в виду еще на этапе проектирования полигона. Из примерно 30 предприятий, которые пытались заниматься сбором биогаза во Франции, можно назвать лишь два, которые действительно компетентны в этом вопросе и которые успешно оборудовали 50 полигонов установками по сбору биогаза. Биогаз является эффективным источником доходов для сферы управления отходами. По истечении нескольких лет полигон может принести от 3 до 5 евро/т захороненных отходов.

Однако полигон ТБО - не сфера получения сверхприбыли. Не все полигоны можно оборудовать установками по сбору биогаза. Иногда это не позволяет сделать проект, иногда это невозможно в связи с тем, что полигон постоянно горел, а сгоревшие отходы не образуют биогаз. При этом необходимо помнить, что для организации сети по сбору биогаза необходимы большие инвестиции, требующие проведения целого ряда предварительных исследований.

Вместе с тем производство биогаза может в значительной степени уменьшить энергетическую зависимость отдельных государств от поставщиков природного газа. В частности, "зеленые" в Европейском парламенте придумали, каким способом Украина может уменьшить энергетическую зависимость от России. Для этого, по их мнению, Украине стоит сосредоточить внимание на производстве биогаза. Такое предложение было высказано во время конференции "Европейская политика относительно возобновляемых источников энергии", которая проходила в Брюсселе в 2007г.

В частности, по мнению члена фракции "зеленых" в Европарламенте Клода Турмеса, биогаз вполне можно было бы транспортировать в Западную Европу существующим газопроводом. По его словам, Украина имеет большой сельскохозяйственный потенциал, а соответственно и возможность для выращивания сырья для производства биогорючего.

"У нас есть цифры, которые доказывают: биогаз в Украине можно производить в таких объемах, которые позволят сократить ее зависимость от России на 50 процентов", - сказал Турмес. Депутат отметил, что подобные предприятия, которые используют в качестве сырья как мусор биологического происхождения, так и разные растения, уже существуют в Германии. В необходимости создания производства биогаза в Украине, фракция зеленых в Европарламенте пытается в настоящее время убедить украинских политиков с одной стороны и Еврокомиссию - с другой. Турмес считает, что руководящий орган Евросоюза с помощью кредитов и ссуд Европейского инвестиционного банка мог бы профинансировать подобный проект.

В работе трехдневной конференции по альтернативной энергетике в Брюсселе принимало участие около 800 политиков, ученых и представителей энергетических компаний, в том числе и вице-премьер-министр Украины по вопросам ТЭК Андрей Клюев. Главный мотив встречи - что альтернативная энергетика не только позволит смягчить экологические проблемы, но и обеспечит большую независимость от поставщиков сырья из нестабильных регионов мира. Об этом, в частности, заявил министр экологии Германии Зигмар Габриэль.

В связи с изложенным перспектива производства биогаза в России при имеющимся уровне развития и концентрации животноводческих комплексов является для инвестиций сферой повышенного риска. Однако по мере развития этой подотрасли будет возрастать и привлекательность инвестиций в нее.

 

Производство жидкого биотоплива I поколения

 

Реальный интерес для российских инвесторов представляет производство жидкого биотоплива первого и второго поколений. Среди жидкого биотоплива первого поколения наибольшее внимание приковано к биоэтанолу и биодизелю.

К достоинствам биоэтанола, т.е. этилового спирта, полученного из растений, причисляют меньшее количество парниковых газов и твердых частиц в выхлопе, более высокое октановое число и, конечно, возобновляемость его составляющих. Благодаря добавлению этанола количество выбросов окиси углерода уменьшается на 30%.

Недостатком этанола считают его меньшую теплотворную способность, в результате чего на литре этанола автомобиль проедет меньшее расстояние, чем на литре бензина. Основным сырьем для производства этанола являются сахарный тростник и кукуруза, что не исключает использования других культур. Крупнейшим в мире производителем биоэтанола являлась до 2007 года Бразилия.

Биодизелъ – это дизельное топливо, изготовленное из жиров растительного или животного происхождения. Достоинства этого вида топлива те же, что и у бйоэтанола: экологичность и возобновляемость. Среди недостатков - плохие эксплуатационные качества при низких температурах. Сырьем для биодизеля является рапсовое масло, а также соевое и пальмовое масло. Биодизельные технологии достаточно активно развиваются в Европе и США.

Основой для стремительного развития рынка биотоплива в мире является всесторонняя государственная поддержка. В частности, для Европы мощным стимулом роста использования биотоплива послужила Директива ЕС № 30 «О продвижении биотоплива на транспорте», в которой определены требования по увеличению процентного содержания биодобавок в моторном топливе до 5,75% к 31 декабря 2010 года.

Наряду с технологическими допущениями в Европе и США широко применяются меры экономического стимулирования производителей и потребителей биотоплива, позволяющие освобождать от налогов предприятия, производящие сырье и осуществляющие строительство заводов. Дальнейшие шаги в развитии топливной энергетики направлены на увеличение процентного содержания биотоплива в традиционной смеси.

Однако, по многим оценкам, биодизельная отрасль в ЕС находится в кризисном состоянии. Причина, по мнению экспертов неправительственной организации «Украинско-немецкий аграрный диалог», обусловлена мировой тенденцией роста цен на продовольствие, которая обострила конкуренцию за посевные площади. В результате акции ведущих производителей биотоплива - ВDI Biodiesel, Biokraftstoff Nord, Biopetrol, Gropenergies, Envitec, Verbio - на Франкфуртской бирже снизились до рекордно низкого уровня в 2007-2008 гг.

Эксперты консалтинговой компании Oil World (Гамбург) прогнозируют для производителей биотоплива снижение доступности растительного масла в связи с ростом цен на него, Так, в ноябре - декабре 2007 г. средняя цена на рапсовое масло увеличилась на 10 евро по сравнению с маем - октябрем - до 850 евро/т, а на соевое масло - на 45 евро, до 990 евро/т. Неизменной осталась только цена на пальмовое масло - 749,5 евро/т. Естественно, возросла и стоимость исходного сырья. Так, в феврале нынешнего года стоимость рапса на Роттердамской бирже достигла 450,75 евро/т. Консалтинговое агентство Euronex предполагает снижение к ноябрю т. г. этой цифры до 437 евро/т в связи с поступлением на рынок рапса нового урожая. Однако это не сможет существенно улучшить рентабельность производства.

Дело в том, что, помимо негативных тенденций на мировых рынках масла, неприятности производителям Старого Света преподнесла Еврокомиссия, которая с 1 января 2008 г. повысила налог на биодизель с 0,09 до 0,15 евро/л. Это привело к его удорожанию с 1,1 в ноябре 2007 г. до 1,28 в январе 2008 г. евро/л. При этом стоимость обычного дизтоплива за указанный период снизилась с 1,35 до 1,1 евро/л. Таким образом, лишенное налогового «зонтика» биотопливо потеряло свою привлекательность для европотребителя, а также для потенциальных инвесторов.

Как отмечают в немецком Союзе производителей масличных растений, подобные действия Еврокомиссии идут вразрез с задекларированными ранее намерениями увеличить долю биотоплива в суммарном балансе потребления европейских стран. По подсчетам Союза, сумма недоплаченных компенсаций производителям биотоплива за 2007 г. составила 0,29 евро/л.

Вышеуказанные тенденции могут привести к утрате потенциальных рынков сбыта для российских, украинских и казахских производителей. Причем уже в ближайшее время. Насколько эти рынки велики? Совокупное производство биодизеля в Евросоюзе по итогам 2007 г. составило 11 млн т, в т. ч. 3 млн т - в Германии. При этом для производства 1 тыс. т биотоплива требуется 20 тыс. т рапса.

Теперь нетрудно предвидеть финансовые последствия для пионеров производства биодизеля из рапсового масла - украинского АПК - учитывая, что в последние годы посевные площади под рапс в Украине увеличивались в геометрической прогрессии. Так, в 2004 г. под рапс было засеяно 90 тыс. га, в 2005 г. -239 тыс. га, в 2006 г. - 475 тыс. га, в 2007 г. - 900 тыс. га. Всего же, согласно госпрограмме развития производства биодизеля, в Украине к 2015 г. посевные площади под рапс должны были составить 3 млн га. На них предполагался сбор 6 млн т рапса, достаточного для производства 300 тыс. т биодизеля.

Конечно, можно не ориентироваться на европейского производителя и под указанные объемы рапса наладить выпуск биотоплива в Украине. Правда, на Украине исторически наибольшее внимание уделялось не биодизелю, а биоэтанолу, для которого используются  в качестве сырья зерновые, а не масличные культуры. Так, разрешение на производства биоэтанола имеют 11 предприятий, входящих в госконцерн «Укрспирт». В 2007 г. их предполагалось выделить в объединение «Биоэтанол», но эти планы так и остались нереализованными в связи с политическим кризисом, который привел к смене правительства. Кроме того, производство биоэтанола налажено концерном «Стирол» (Горловка). В марте планирует завершить разработку проекта по выпуску биоэтанола объединение «Азот» (Северодонецк).

Однако массовое вхождение биотоплива на внутренний рынок ограничивается, прежде всего, отсутствием необходимой инфраструктуры. Речь идет о специальных емкостях и заправочных терминалах на АЗС. И надо сказать, что их владельцы, в большинстве своем аффинированные с производителями традиционных минеральных ГСМ, не горят желанием развивать инфраструктуру под биотопливо. В настоящее время в парламенте находится несколько законопроектов, предлагающих различные меры стимулирования производства биотоплива, включая ведение нулевой ставки НДС и налога на прибыль сроком на 10-20 лет. Однако вероятность принятия таких инициатив сегодня выглядит не очень реально - даже без учета лоббистского влияния нефтяных компаний, просто исходя из текущей политической ситуации в стране.

Тем временем Минагрополитики впервые за последние несколько лет в 2008 г. отказалось от дотирования выращивания рапса из госбюджета. Напомним, в 2006 г. дотации на рапс составили 65 грн/га, в 2007 г. - 85 грн/га. Поэтому тот факт, что на 2008 г. под рапс в Украине было засеяно 1,3 млн га, можно объяснить только инерцией прошлых лет. Сворачивание производства биодизеля в Евросоюзе неминуемо повлечет сокращение площадей под рапс уже на 2008-2009 маркетинговый год.

Что касается производства биоэтанола, то следует принять во внимание, что на протяжении последних пяти лет США и ЕС интенсивно готовились к дестабилизации мирового зернового рынка под благовидным предлогом широкомасштабного перевода зерна кукурузы (США) и маслосемян подсолнечника (ЕС) в две разновидности моторного топлива: биоэтанол и биодизель.

За последние два года  у них появились последователи на Украине, Казахстане и в России. В частности, в России анонсированно строительство двух заводов по производству биоэтанола из пшеницы объемом годовой переработки 0,5 млн. тонн зерна в год каждый.

Мировые экспортеры зерна добились своей цели в виде удвоения мировых цен практически на все виды зерновых культур, а следовательно, создав условия для последующего удвоения цен на мясо-молочные продукты, то есть практически на всю ограниченную продовольственную корзину малоимущих слоев населения. И фактически ими была реализована известная из курсов макроэкономики и уточненная по продажам на бирже пшеницы зависимость биржевой цены на пшеницу от соотношения запасов к объёму её продаж, приведённая на рис.3

Однако, перевод в биотопливо миллионов тонн кукурузы привел к расбалансированности мирового зернового рынка, повышению цен на кукурузу и традиционные продукты ее переработки, что вызвало, с одно стороны, недовольство фермеров США, специализирующихся на животноводстве, а с другой стороны, поставило на грань банкротства, как отдельные заводы по переработке кукурузы на биоэтанол, так и всю программу строительства в США десятков новых заводов этого профиля.

И фактически, все это сделано в угоду 5% населения Земного шара, называющих себя автовладельцами и их прожорливых транспортных средств. Подсчитано, что для одной заправки автомобиля биотопливом необходимо переработать годичный рацион зерна одного жителя планеты.

Фактически разбалансированность мирового рынка зерна привела, кроме резкого роста цен на зерновые и крупяные культуры, к непрогнозируемому правительствами стран-импортеров зерна и также резкому росту инфляции. Достаточно стабильной за истекший маркетинговый год сохранилась обстановка только в государствах-экспортерах, сумевших сохранить самообеспечение своего населения всеми основными видами продовольствия: зерном, мясом, молоком и растительным маслом.

Так, инфляция в ЕС в годовом исчислении сохранила уровень 3,2 %, в США - 4,0 %, в то же время в России с начала 2008 года индекс потребительских цен составил 106,3 %, а мука с начала года подорожала на 17,5 %, хлеб ржаной – на 15, 3%, хлеб пшеничный – на 14,3 %. На Украине инфляция по итогам января-апреля 2008 г. составила 13,1 %, а в сравнении с апрелем 2007 г. показатель инфляции увеличился на 30,2 %. Цены на продовольственные товары в Казахстане в апреле 2008 г. по сравнению с апрелем 2007 г. выросли на 27,5 %, при этом цены на муку увеличились на 72,5 %, на хлеб – на 43,5 %, а на масла и жиры – на 60,9 %.

При этом в качестве одной из основных причин резкого увеличения цен на все виды продовольствия западными аналитиками, а вслед за ними и отечественными дублерами называются рост населения государств Южной и Юго-Восточной Азии – Индии и Китая и увеличение их благосостояния. Всё это делается во избежание того, чтобы отвести обвинения от истинной причины заключающейся в целенаправленной разбалансированности зернового рынка как за счёт отвлечения зерновых товарных ресурсов для производства биотоплива, так и за счёт крупномасштабных биржевых спекуляций зерновыми за счёт притока в этот сегмент значительных свободных финансовых ресурсов из других сегментов экономики.

Подтверждением необоснованности часто и охотно цитируемых в последнее время причин роста цен на продовольствие, связанных с форсированным обогащением бедных китайцев и индусов, являются графики, представленные на рис. 4-7, которые подтверждают, что несмотря на неуклонный и монотонный рост народонаселения и доходов населения Китая и Индии реальные за последние 7 лет мировые цены на зерно, жиры и продукты животноводства и их переработки, цены на них, по данным Бюро по изучению товарных рынков США, до последнего периода времени, связанного с началом промышленного производства биотоплива, неуклонно и также монотонно снижались. Темпы снижения составляли около 2% в год. Уточненные данные приведены в табл. 3.

Еще более четкое подтверждение связи резкого роста цен на зерновые с 2005/06 маркетингового года дают графики, приведенные на рис. 8 и 9, которые фиксируют взаимосвязь отвлечения ресурсов кукурузы на производство биоэтанола.

Несмотря на то, что основные производители биоэтанола уже достаточно определились с объемами производства и фактически, как свидетельствуют данные таблицы 4, его производство практически уже не растет, хотя перечень сырья, приведенный в таблице 5, достаточно разнообразен.

Такая ситуация во многом объясняется уже приведенными фактами разбалансированности зернового продовольственного рынка и, как следствие, неконкурентноспособностью производства биоэтанола из зерновых и сахарной свеклы по сравнению с его производством из сахарного тростника, о чем свидетельствуют данные, приведенные в таблице 6.

 

Таблица 6. Цены на биоэтанол

Сырье и страна-производитель

Цена за литр этанола, £/литр

Сахарная свекла, ЕС

0,26

Зерновые, ЕС

0,22

Кукуруза, Канада

0,16

Кукуруза, США

0,15

Сахарный тростник, Бразилия

0,11

Источник: www.greenergy.com/perspectives/Bioethanol.pdf

 

По информации Всемирного банка, за последние 3 года продукты питания подорожали в мире на 83%. Президент банка Роберт Зеллик (Robert Zoellick) в своем недавнем выступлении заявил, что рост цен на продовольствие поставил под угрозу политическую стабильность в 33 странах мира.

По мнению должностных лиц ЕС, развития рынка биотоплива не принадлежит к основным факторам роста мировых цен. Наибольшую роль в этом сыграло увеличение спроса со стороны азиатских стран и неурожай в некоторых регионах мира в предыдущие два года.

Как сообщала компания "ПроАгро", специальный докладчик ООН в сфере защиты права на продукты питания Жан Циглер (Jean Ziegler) в интервью немецкому радио Bayerischer Rundfunk назвал масштабное производство биотоплива "преступлением против человечества" из-за его негативного влияния на стоимость продуктов питания.

В последние месяцы протесты, вызванные ростом цен на продукцию питания, имели место в Камеруне, Египте, Эфиопии, Гаити, Индонезии, Кот-д"Ивуаре, Мавритании, на Мадагаскаре, Филиппинах и в других странах. В Пакистане и Таиланде были использованы войска, чтобы не допустить захвата продовольствия на полях и складах. Масштабные беспорядки имели место в Буркина-Фасо.

Но в последнее время эксперты все чаше стали отмечать и негативные стороны массового производства этанола. Сейчас производство этанола в США неуклонно приближается к отметке в 7,5 млрд галлонов — цели, заложенной в законе 2005 года. Обещанные субсидии и льготы, а также высокие цены на этанол сделали его производство чрезвычайно выгодным. В 2005 году, на пике этанолового бума, многие американские биоэтаноловые компании проводили IPO, поскольку этот бизнес был чрезвычайно привлекательным для инвесторов. Свои акции в 2005 году вывели на биржу такие компании, как Pacific Ethanol, VeraSun Energy и др. Однако в США на рынке все чаще наблюдается перенасыщение — для потребителей это, безусловно, позитивный сигнал, поскольку цены на биотопливо все время идут вниз. Однако перенасыщение рынка негативно сказывается на привлекательности производителей среди инвесторов — их акции падают в цене. Если в 2005 году акции Pacific Ethanol стоили $21,75, VeraSun Energy — $30, то сейчас акции первой стоят $9, а второй — $11,6. Некоторые ключевые участники рынка даже закрывают заводы. В сентябре 2007 г. испанская энергетическая компания Abengoa приостановила производство этанола на своих трех крупнейших заводах в Испании, объяснив такое решение высокими ценами на зерно и неуверенностью в национальном рынке этанола. Еще один ее завод уже остановил производство несколькими месяцами ранее по тем же причинам.

В связи с этим наблюдатели все чаще говорят о том, что компаниям, занятым в производстве этанола, а также правительствам необходимо искать срочные меры для выхода из сложившейся ситуации и предотвращения возможного кризиса — первого структурного кризиса этаноловой индустрии. Все чаще слышны разговоры о том, что компаниям, занимающимся производством этанола, необходима консолидация, как в свое время происходило с производителями других энергоносителей — нефти, газа. По мнению Брюса Бэбкока из Центра по изучению вопросов сельского хозяйства Университета штата Айова, более крупные производители смогут эффективнее размещать производство биосырья в районах, предназначенных для этого, и решать проблемы, возникающие в процессе производства этанола.

Кризис перепроизводства биоэтанола привел к конфликту интересов его бразильских экспортеров с производителями США и ЕС.

Как пишет лондонская газета «Гардиан», Европейский совет по биодизелю представил в Еврокомиссию официальную жалобу, в которой утверждается, что американские производители биотоплива получают «незаконные субсидии» от правительства США при его экспорте в страны ЕС. Они потребовали введения повышенных налогов и тарифов на импорт в Евросоюз производимого в США биодизеля.

Европейские производители также отмечают, что в последние годы возникла крупная международная преступная сеть, занимающаяся торговлей биотопливом. Ее участники завозят в США биотопливо, добавляют в него обычный дизель, и затем экспортируют смесь в Евросоюз под видом произведенного в США биодизеля. При этом они получают от американского правительства $300 субсидий на 1 т этого биотоплива. По словам представителя комиссара по внешней торговле ЕС, «Еврокомиссия немедленно приступает к расследованию жалобы европейских производителей биотоплива».

Исходя из изложенного инвестиции в производство биоэтанола из зернового сырья также следует отнести к сфере высокорискованных инвестиций и вряд ли следует тратить силы на лоббирование этого направления в производстве биотоплива.

 

Производство жидкого топлива второго поколения

 

Наряду с обширными запасами ископаемого органического топлива, Российская Федерация обладает и значительным потенциалом возобновляемых топливных ресурсов и источников энергии (геотермальной, солнечной, ветровой, океанической, энергии биомассы и др.). Технический потенциал возобновляемых источников энергии (ВИЭ) почти в пять раз превышает объем потребления всех топливно-энергетических ресурсов России, а экономический потенциал составляет около 25 процентов от годового внутреннего потребления энергоресурсов в стране. Экономический потенциал ВИЭ постоянно увеличивается в связи с удорожанием традиционного органического топлива и сопутствующими его применению проблемами загрязнения окружающей среды.

Использование альтернативных источников энергии продиктовано, прежде всего, заботой об окружающей среде. Развитие новых экологически чистых энергетических технологий это вклад в будущее. Кроме того, достигаются сразу несколько целей - диверсификация экономики, освоение перспективных направлений энергетики, рациональное использование национальных топливно-энергетических ресурсов, снижение зависимости от централизованного энергоснабжения.

На данный момент доля нетрадиционных источников энергии в общей энерговыработке страны составляет менее 1%, но по оценке специалистов, в случае создания необходимого нормативно-правового обеспечения, разработки и реализации механизмов государственной поддержки данного направления, вполне реально существенно повысить к 2015 г. долю ВИЭ в производстве электроэнергии. По ряду оценок, потенциал России в части возобновляемых источников энергии оценивается в 360-430 миллионов тонн условного топлива.

Таким образом, развитие этого рынка непосредственно затрагивает интересы компаний топливно-энергетического комплекса. Учитывая это, многие нефтяные компании уже сегодня являются не только дистрибьюторами, но и активными участниками проектов по строительству и покупке заводов по производству биотоплива. Одновременно компании вкладывают значительные средства в научно-исследовательские работы по разработке биотоплива второго поколения.

В качестве примера такого отношения к сфере разработки и внедрения биотоплива второго поколения, что следует характеризовать как переход к третьему этапу развития биотопливной отрасли, можно привести широко рекламируемые в настоящее время результаты совместных разработок фирм DuPont и British Petroleum по организации производства топливного биобутанола. Как это ни странно, уже 30 лет назад это топливо производилось в Советском Союзе в промышленном масштабе из картофеля.

Биобутанол по своим эксплуатационным свойствам ближе к неэтилированному бензину, чем к широко рекламируемому биоэтанолу. Биобутанол может добавляться к обычному бензину или бензину, содержащему этанол, он может быть использован в современных автомобильных двигателях, и потенциально его поставка может быть налажена при использовании существующей инфраструктуры поставки традиционного бензина. Существующие мощности по производству этанола могут быть рентабельно модернизированы под производство биобутанола, для чего необходимы незначительные изменения процессов ферментации и дистилляции.

Биобутанол можно получать как из тех же видов сельскохозяйственного сырья, что и биоэтанол, т.е. из кукурузы, пшеницы и сахарного тростника, а также из клубневых культур, в частности из картофеля и сахарной свеклы. Старая технология за счет своей энергоёмкости в настоящее время не рентабельна, поэтому в России разработана новая полностью безотходная технология, по своим показателям не имеющая аналогов в мире, ориентированная на производство из отходов. Сырьём может являться также и целлюлоза, и солома и т.д.

В СССР до конца 70-х годов ХХ столетия в эксплуатации находилось 4 ацетонобутиловых завода: в городах Ефремов (Тульская область), Талица (Свердловская область), Грозном и Нальчике. К началу 2000 г. остались Грозненский и Ефремовский заводы. В настоящее время на месте Ефремовского биохимзавода расположено несколько друг от друга не зависящих фирм, не имеющих отношения к производству биобутанола.

20 июня 2006 г. компании DuPont и British Petroleum (BP) объявили о создании совместного проекта для разработки, производства и продвижения на рынке биологического топлива нового поколения, предназначенного для удовлетворения растущего спроса на возобновляемые виды горючего для транспортных средств.

DuPont и BP работают вместе с 2003 г. в области разработки современного биотоплива, которое позволило бы преодолеть те ограничения, которые есть у существующих его видов. Сейчас эта работа подошла к той стадии, когда компании могут вывести на рынок первые продукты. Совместная стратегия компаний заключается в предложении современного биотоплива, которое обеспечит улучшенные возможности по расширению круга источников энергии и ускорит переход к возобновляемым видам топлива для транспортных средств с более низким уровнем выхлопов парниковых газов.

Компании задействовали возможности фирмы мирового класса DuPont в области биотехнологий и биопроизводства вкупе с имеющимся опытом BP в области топливных технологий и ее рыночными ноу-хау. Объединив свои знания и опыт, компании стремятся к мировому лидерству в разработке, производстве и продвижении передового биотоплива, на которое сегодня приходится лишь 2% от используемых в транспортных средствах видов топлива. Текущие прогнозные оценки говорят о том, что биотопливо может стать важной частью рынка горючего для транспорта в будущем, заняв до 30% поставок на ключевых рынках.

Первым продуктом, который выводится на рынок, является биобутанол, выпуск которого начат в 2007 г. в Великобритании в качестве биокомпонента для бензина. DuPont и BP работали с British Sugar, дочерним предприятием Associated British Foods с целью перепрофилирования первого в Великобритании производства по ферментации биопродуктов в этанол для производства биобутанола. Дополнительные производственные мощности в международном масштабе будут вводиться в соответствии с требованиями рынка. Уже проводится совместно с British Sugar оценка целесообразности возведения производственных мощностей большего масштаба в Великобритании.

Биобутанол – это только первое из решений, которое DuPont может предложить, чтобы преобразить мировую экономику за счет усиления роли возобновляемых компонентов и естественных процессов в создании продуктов для лучшего, более безопасного и здорового мира».

Обе компании отдают себе отчет в том, что хотя биокомпоненты и показали себя как отличное начало для перехода на биотопливо, и будут играть все большую роль в будущем, существуют проблемы, связанные с расширением их присутствия на рынке, которые требуют решения. В частности, совместимость с существующей системой поставок и распределения топлива, возможности увеличивать концентрацию биокомпонентов в смесях без необходимости модифицировать существующие двигатели и экономия топлива обозначены как области, требующие совершенствования.

Следующее поколение биотоплива поможет достичь этих целей. Биобутанол имеет низкое давление насыщенного пара и его смесь с бензином не столь гигроскопична, что способствует его применению в существующих каналах снабжения и продажи бензина. Есть потенциал для увеличения его доли в смесях с бензином без необходимости модификации транспортных средств, а также он обеспечивает лучшую экономию топлива, чем бензин-этаноловые смеси, повышая топливную эффективность автомобиля и его пробег. Биобутанол также улучшает показатели этаноловых смесей за счет того, что помимо прочего, он имеет низкое давление насыщенного пара, что снимает одну из проблем, сдерживающую широкое продвижения этанола в рамках существующих каналов дистрибуции бензина.

Первоначально производство биобутанола базируется на существующей технологии, что позволит вывести его на рынок в кратчайшие сроки. На втором этапе, будет задействован биотехнологический процесс, разработка которого уже идет, обеспечивающий более высокую степень переработки. Производство сможет работать на более широком спектре сырья, таком, как сахарный тростник или сахарная свекла, кукуруза, пшеница, маниока и, в будущем – на целлюлозном сырье из быстрорастущих «энергетических культур», таких как травы, или с использованием побочных агропродуктов, таких как солома или кукурузные стебли. Поскольку производство биобутанола схоже с производством этанола и использует схожее сырье, существующие этаноловые производственные мощности могут быть модернизированы для выпуска биобутанола.

Биобутанол обеспечит значительные экологические преимущества также и по сравнению с топливом на нефтяной основе, включая более низкий уровень выбросов парниковых газов в окружающую среду. Биобутанол позволит также сдерживать и, возможно, снизить уровень выхлопов углекислого газа в атмосферу. Это связано с тем, что растения, служащие сырьем для производства биотоплива, поглощают углекислый газ, пока они растут, притом, что полученное из них биотопливо дает при сгорании примерно тот же уровень выхлопов углекислого газа, что и традиционные виды ископаемого топлива. Даже с учетом тех парниковых газов, которые образуются при производстве биотоплива, совокупный эффект все равно слабее, чем при использовании традиционного ископаемого топлива.

Партнерство с компанией BP отвечает стратегии компании DuPont, направленной на устойчивый рост стоимости акций компании в целом при одновременном снижении воздействия на окружающую среду на всех этапах промышленного производства и распределения. Начиная с семян и средств защиты растений и заканчивая технологиями для биотоплива нового поколения, компания DuPont предлагает портфолио новых продуктов и технологий, которые ускорят принятие и распространение биотоплива по всему миру, благодаря бизнес-направлению BioFuels в DuPont. Чтобы осуществить эту стратегию компания в течение 10 лет проводила пионерские исследования в области биотехнологии производства топлива из возобновляемых источников сырья. Партнерство с BP расширяет технологические возможности DuPont для решения еще более важной и еще более срочной задачи по разработке биотоплива.

Решение BP выделить значительные ресурсы для расширения доступности биотоплива – это часть стратегии компании по выявлению низко углеродосодержащих или возобновляемых источников энергии будущего. Оно развивает стратегию компании по выделению в отдельный бизнес подразделения по разработке альтернативных источников энергии BP - BP Alternative Energy и созданию биотопливного подразделения в рамках своего бизнеса по нефтепереработке и маркетингу. Также компания недавно объявила о своем намерении финансировать Институт энергии и бионаук при ведущем научном центре.

Следует учесть, что BP – одна из ведущих мировых энергетических компаний, обеспечивающая своих клиентов топливом для транспорта, энергией для тепла и света, предоставляющая им розничные услуги и нефтехимические продукты ежедневного употребления. Компания – крупнейший производитель нефти и газа в США и один из крупнейших нефтепереработчиков. BP принадлежит глобальная сеть из 25000 бензозаправочных станций.

Компания DuPont (www.dupont.com) является одной из крупнейших в мире научных и индустриальных транснациональных корпораций. Отделения DuPont располагаются в более чем 70 странах мира. Компания предлагает широкий выбор товаров и услуг в области сельского хозяйства, продуктов питания, электроники, коммуникаций, безопасности и защиты.

Это дает основание считать разрабатываемое ими направление как безусловно перспективное для инвестиций для российского бизнеса. Ведь очевидно, что объективная потребность в биотопливе существует, и российские сельхозпроизводители могут уменьшить отрицательное сальдо российского Агропрома в торговле с зарубежными странами за счет производства и экспорта сырья для нового вида биотоплива и различных видов готового биотоплива.

 

Заключение

 

Все изложенное требует более взвешенного современного подхода к комплексной технико-экономической и социальной оценки альтернативных способов производства биотоплива из зернового и незернового сырья, а при выборе достаточно эффективной альтернативы – к ее финансовому и законодательному обеспечению. А не наоборот.

В настоящее время эти проблемы находятся в центре внимания научного и бизнес - сообщества. В течении одного месяца в Санкт-Петербурге и Москве прошло три международных тематических  конгресса, сформировавших свои обращения к Правительству РФ, Минэкономиразвития России, Минпромэнерго России, Минприроды России и другим заинтересованным федеральным министерствам и ведомствам и исполнительным органам субъектов РФ с рекомендацией о поддержке целевых программ и проектов по производству и использованию биотоплива.

К сожалению, большинство рекомендаций до настоящего времени находятся в рамках подходов второго этапа развития биотопливной отрасли и в значительной степени игнорируют специфику России как одного из основных производителей ископаемого топлива и обладателя самых больших лесных массивов в мире.

При этом игнорируется, что Советский Союз располагал мощнейшей структурой Микробиопрома, которая обеспечивала производство достаточных количеств биоэтанола, биобутанола, а также, в качестве побочных продуктов, кормовых дрожжей, ацетона и водорода. Биоэтанол, который назывался просто «технический сприрт» производили гидролизные заводы, в частности Бирюсинский, Тулунский и Зиминский в Иркутской области, которые были построены в 1950-е годы, в период бурного развития лесопромышленного комплекса. Предприятия работали очень рентабельно, утилизировали около 1 млн. куб. м отходов лесопиления, а также производили кроме этанола сопутствующие продукты – фурфурол, углекислоту, кормовые дрожжи.

Гидролизный спирт использовался для технических целей. Рынок этот был обширным, закрытым для спирта, производившегося из пищевого сырья. Акцизный налог сделал гидролизный спирт неконкурентоспособным по сравнению со спиртом, производимым из пищевого сырья. В кризисе оказались все гидролизные заводы страны.

Стабилизировать ситуацию в гидролизной промышленности и создать условия для ее роста возможно только на уровне федерального центра, путем реализации двух принципиальных направлений. Во-первых, необходимо отменить акциз на гидролизный спирт, что уравняет гидролизные заводы с производителями спирта из пищевого сырья, даст им равные конкурентные шансы на рынке. Во-вторых, принять федеральную программу по топливному этанолу. Если на уровне федерального центра будут приняты только эти два решения, то ситуация в отрасли радикально изменится.

Немаловажен и тот факт, что на заводах имеются мощности для производства тысяч тонн кормовых дрожжей одного из лучших источников полноценного белка, хорошо дополняющего белки растительных кормов, что очень важно для растущего АПК России. Достаточно сказать, что по содержанию витаминов и микроэлементов кормовые дрожжи значительно превосходят другие концентрированные корма. Основными их потребителями могут стать животноводческие и птицеводческие комплексы России. Возобновить их производство можно только на работающих предприятиях. Для этого необходимы решения на уровне федерального центра.

Для разработки технологии и создания оборудования для производства энергии из биомассы в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» государственный заказчик в лице Федерального агентства по науке и инновациям предпринял попытку организовать совместные работы со специалистами Европейского Союза, предусмотрев выделение на 2008-2011 гг. бюджетных средств в размере 55,8 млн. руб.

Однако в этих попытках ощущается недостаточная координация усилий российских научных организаций и учет опыта, которым располагали советские специалисты.

Вместе с тем, в отличие от США, Бразилии и ЕС, Россия может наладить масштабное производство биотоплива из незернового сырья как для удовлетворения своих потребностей, так и экспорта, сохраняя свои экспортные возможности по пшенице и не нанося ущерба своей продовольственной безопасности.

Принимая во внимание мировые тенденции эволюции биотопливной отрасли и учитывая специфику агропромышленного, лесохимического и нефтехимического комплексов Российской Федерации следует отметить:

 

         сельскохозяйственная политика и политика в области энергетики делаются все более взаимозависимыми;

         рост спроса на сельскохозяйственное сырье и отходы для производства биоэнергии стимулирует рост доходов в сельском хозяйстве;

         ожидается, что развитие биоэнергетики для Российской Федерации обеспечит:

-       дополнительное вовлечение в севооборот от 10 до 15  млн. га неиспользуемой пашни;

-       улучшение обеспеченности животноводства в кормовом белке;

-       расширение и дополнение структуры экспорта сельскохозяйственной продукции;

-       создание до 500 тыс. новых рабочих мест в сельской местности и других отраслях экономики;

-       улучшение экологической  обстановки.

-       повышение доходности сельскохозяйственного производства и инвестиционной привлекательности сельского хозяйства.

Вместе с тем, увеличение использования земельных ресурсов для производства биоэнергии приводит к сокращению использования земли для производства продовольствия и нарушает некоторые виды балансов, обеспечивающих защиту окружающей среды. При этом расход для производства биотоплива существенной и все возрастающей доли сельхозпродукции сопровождается довольно незначительным ростом доли самого биотиплива в общем потреблении топлива.

Учитывая все вышеизложенное, целесообразно:

1. Обсудить затронутые проблемы российской биоэнергетики на Парламентских слушаниях с приглашением ученых, представителей бизнес-сообщества, гражданского общества и представителей федеральных и региональных органов исполнительной и законодательной власти.

2. Просить Министерство экономического развития РФ, Министерство сельского хозяйства РФ, Министерство промышленности и торговли, Министерство энергетики и Федеральное агентство по науке и инвестициям сконцентрировать все финансовые ресурсы, выделяемые из государственного бюджета, в рамках государственной программы в области биоэнергетики.

3. Поддержать важные и своевременные инициативы Комитета по экономической политике, предпринимательству и собственности Совета Федерации ФС РФ и Комитета по энергетике, транспорту и связи Государственной Думы ФС РФ, направленные на совершенствование законодательного регулирования в сфере биоэнергетики.

4. Обратиться к Правительству РФ с рекомендацией учесть обоснованную долю биотоплива в обновляемой Энергетической Стратегии России.

5. Поддержать исполнительные органы субъектов РФ, проявляющих инициативу разработки и реализации целевых программ и проектов в сфере биоэнергетики.

6. Считать целесообразным по аналогии со странами Евросоюза объединить усилия научных организаций ЕврАзЭС на решении проблем биотопливного сегмента государств-членов ЕврАзЭС.

7. Возложить на ведущие национальные научные центры подготовку ежегодных анализов состояния, а также средне- и долгосрочных прогнозов развития биотопливного сегмента российской экономики.

8. Рекомендовать ведущим профильным отечественным издательствам и научным, популярным журналам существенно увеличить число публикаций по всем аспектам биотопливной технологии, энергетики, экологии и экономики.

 

 

При использовании материалов ссылка на сайт ВНИИЭСХ обязательна

©ГНУ ВНИИЭСХ, 2008.

 

 


Приложеные файлы: Тарасов В.И. - Статья в Промышленнике