что такое биотопливо второго поколения
Биотопливо второго поколения
В связи с продовольственным кризисом, исследователи все больше стали обращаться к разработкам биотоплива второго поколения, которое производится из древесины, растений и отходов.
По мнению специалистов фирмы Choren Industries GmbH, самыми энергоемкими растениями для биотоплива второго поколения являются для Европы быстрорастущая ива, а для субтропической и тропической зоны – эвкалипт.
Уже сейчас в Германии может быть произведено такое количество биотоплива, которое покроет 20% нынешнего уровня потребления органического топлива транспортом. А к 2030 году этот потенциал уже может составить 35%.
Себестоимость производства составит менее 0,80 евро за литр топлива.
Преимущества биотоплива второго поколения
Биоэтанол второго поколения обладает следующими преимуществами:
синтетическое биотопливо может напрямую подаваться в инфраструктуру существующих распределительных систем снабжения автотранспорта горючим;
является возобновляемым топливом;
практически не содержит СО2, серы и ароматических углеводородов, поэтому даже в долго эксплуатировавшихся моторах не образует отложений;
в сравнении с ископаемыми энергоносителями у него на 30–50% меньше выбросов в атмосферу;
более высокий потенциал, чем у солнечной и ветровой энергии, так как растения «всегда под рукой»;
пригодно для дальних перевозок и хранения и может производиться прямо на месте;
для него характерна высокая плотность энергии (40 МДж-литр), и оно сравнимо по качеству с синтетическим топливом из газа;
у него более высокая выработка с гектара (4046 литров дизель-эквивалента, у этанола – 2500, а у растительного масла, производимого из рапса, – всего лишь 1300)
Конечно, основным его преимуществом на современном этапе является то, что биотопливо второго поколения производится из непищевых продуктов, следовательно, не влияет на продовольственный рынок.
Технологии получения биотоплива
Этанол из биомассы
Департамент Энергетики США недавно написал в своем докладе: «С энергетической и экологической точки зрения зерновой этанол явно превосходит все виды топлива из ископаемого сырья, а этанол, произведенный из биомасссы (целлюлозы) будет следующим значительным шагом вперед».
Ученые выяснили, как высвободить энергию этой биомассы, сконструировав ферменты для расщепления целлюлозы на простейшие сахара.
Преимущества производства биомассы из целлюлозы следующие: наличие большого количества исходного сырья, чистота полученного этанола, а также высокий уровень выработки энергии.
Собственную технологию получения биотоплива из древесных стружек разработала группа американских ученых под руководством доктора Т.Адамса из университета Джорджии. В результате около 34% биотоплива (или 15–17% сухого веса древесины) может использоваться для питания двигателей, сообщается в пресс-релизе университета Джорджии.
Новое топливо может быть смешано с биодизелем и нефтяным дизельным топливом для использования в обычных двигателях. По мнению разработчиков, основными достоинствами разработки является невысокая стоимость и простота изготовления. В настоящее время ученые пытаются усовершенствовать этот процесс для получения максимально возможного количества топлива из древесины.
Нужно отметить, что последняя разработка выглядит достаточно перспективной для России, с ее обширными лесными угодьями и предоставляет возможность продуктивно использовать отходы лесоперерабатывающих предприятий.
Технологию производства синтетического биотоплива разработала немецкая фирма Choren Industries GmbH, один из ведущих производителей оборудования, использующего технологию газификации биомассы и твердых отходов, содержащих углерод.
Синтез-газ — смесь монооксида углерода и водорода. Неокислительный пиролиз твёрдого сырья производит сингаз, который может быть напрямую использован в качестве топлива.
Если требуется жидкое, похожее на нефтяное топливо, смазка или парафин, может быть применён процесс Фишера-Тропша. Наконец, если требуется увеличить производство водорода, водяной пар сдвигает равновесие реакции, в результате чего образуются только углекислый газ и водород.
Распространению данной технологии мешают высокие капитальные затраты, высокие затраты на эксплуатацию и ремонт и относительно низкие цены на сырую нефть. В частности, использование природного газа как исходного сырья становится целесообразным, когда есть источники природного газа находящиеся далеко от основных городов.
Пиролиз представляет собой термическое разложение органических соединений (древесины, нефтепродуктов, угля и прочего) без доступа воздуха.
Процесс пиролиза углеводородов (800–900°С) (газовых углеводородов, прямогонного бензина, атмосферного газойля) является основным источником получения этилена и одним из главных источников получения пропилена, дивинила, бензола и ряда других продуктов.
При пиролизе древесины (450–500°С) образуется ряд веществ таких как: древесный уголь, метиловый спирт, уксусная кислота, ацетон, смола и др.
Шины и полимеры представляют собой ценное сырье, в результате их переработки методом низкотемпературного пиролиза (до 500 °С), получаются жидкие фракции углеводородов (синтетическая нефть), углеродистый остаток (технический углерод), металлокорд и горючий газ. В тоже время, если сжечь 1 т. шин, то в атмосферу выделится 270 кг. сажи и 450 кг. токсичных газов.
Проблема переработки изношенных автомобильных шин и вышедших из эксплуатации резинотехнических изделий имеет большое экологическое и экономическое значение для всех развитых стран мира. А невосполнимость природного нефтяного сырья диктует необходимость использования вторичных ресурсов с максимальной эффективностью.
Под руководством Д. Хубера из университета штата Массачусетс был разработан метод селективного каталитического пиролиза целлюлозы, результатом которого является образование ароматических соединений среди побочных продуктов — твердый углеродный материал, СО, СО2 и вода.
Эксперты высоко оценили новую работу, хотя сами авторы признают, что это лишь первый шаг к эффективному преобразованию биомассы в моторное топливо. Первым делом предстоит изучить возможность использования сырой биомассы, а не порошка целлюлозы.
Биобутанол
Биобутанол — это следующий значительный этап развития биотоплив, применение которого должно удовлетворить росту потребности в экологически безопасном, возобновляемом транспортном топливе.
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 топлива.
Биобутанол по своей сути то же самое, что и биоэтанол, но только более калорийный и менее затратный при производстве. К тому же само производство биобутанола с технической точки зрения значительно проще, чем классического этанола.
Биобутанол можно производить из кукурузы, пшеницы, сахарной свеклы, сахарного тростника, сорго и ячменя. В будущем для производства биобутанола можно будет использовать и целлюлозосодержащие компоненты сельскохозяйственных культур, такие как сухие стебли кукурузы или солому.
биобутанол может добавляться в более высоких концентрациях, чем биоэтанол, при использовании в стандартных автомобильных двигателях (в настоящее время биобутанол может добавляться в бензин в концентрации до 10% в Европе и до 11.5% в США без переделки двигателя);
хорошо подходит для современных транспортных средств и двигателей;
в присутствии воды смесь, содержащая биобутанол, в меньшей степени склонна к расслоению, чем смеси этанола/бензина, и потому это позволяет использовать существующую инфраструктуру дистрибуции, не требуя модификаций установок для смешивания, хранилищ или заправок;
в отличие от существующих биотоплив, биобутанол потенциально может быть транспортирован по трубопроводам; т. е. он может быть быстро добавлен к бензину.
Производители биотоплива второго поколения
Из биотоплив второго поколения, продающихся на рынке, наиболее известны BioOil производства канадской компании Dynamotive и SunDiesel германской компании Choren Industries GmbH.
За разработку технологии производства синтетического биотоплива фирма Choren Industries GmbH получила почетное звание «Избранник-2007». Подобное звание присуждается за инновации в деле содействия охране окружающей среды.
В столице Финляндии уже работают на биотопливе второго поколения шесть автобусов. Топливо поставляет нефтяная компания Neste Oil. В первой стадии эксперимента принимают участие транспортные компании Pohjolan Liikenne и Veolia Transport.
Технология производства биотоплива методом высокого давления Neste Oil позволяет на одном оборудовании использовать в качестве сырья и животные и растительные жиры. NExBTL — смесь биотоплива с водородом. NExBTL может смешиваться с традиционным дизельным топливом.
Мощность завода в Porvoo — 170 000 тонн биотоплива в год. Для работы завода потребуется около 1 тонны водорода в час.
Канадская компания Iogen в настоящий момент дальше всех продвинулась в коммерциализации технологии этанола из биомассы; другой надеждой являются BC International, компания из Массачусетса, которая осуществляет строительство завода по производству этанола из целлюлозы в штате Луизиана, США.
В настоящее время две компании коммерчески используют свои технологии, основанные на процессе Фишера-Тропша. Shell в Бинтулу, Малазия, использует природный газ в качестве сырья и производит, преимущественно, малосернистое дизельное топливо.
Sasol в Южной Африке использует уголь в качестве сырья для производства разнообразных товарных продуктов из синтетической нефти. Процесс и сегодня используется в ЮАР для производства большей части дизельного топлива страны из угля компанией Sasol.
Choren в Германии и CWT построили заводы, использующие процесс Фишера-Тропша или подобные процессы.
Две крупнейшие транснациональные корпорации мира — DuPont и British Petroleum (BP) — объявили об успехе своего трехлетнего сотрудничества над проектом создания нового вида биотоплива — биобутанола.
Производство в Британии будет налажено совместно с British Sugar. Для этого будет перепрофилирована фабрика по ферментации биопродуктов в этанол для производства биобутанола.
Потенциал биотоплива второго поколения
Можно полагать, что нефть в ближайшее время останется основным источником получения энергии. Хотя доля биотоплива в мировом энергетическом балансе будет возрастать.
Рост значения биотопливной отрасли будет во многом связан с экологическими характеристиками ее продукции.
Специалисты WEC (Всемирного энергетического совета) пришли к заключению, что использование биогорючего второго поколения, то есть полученного путем использования технологии преобразования биомассы в жидкость и получения этанола из целлюлозы, позволит снизить выбросы парниковых газов на 90%.
На текущий момент биотопливная отрасль наиболее активно развивается в Бразилии. По словам министра энергетики страны Нельсона Хубнера, в Бразилии биогорючее составляет около 18% всего потребляемого транспортного топлива. Приблизительно 40% спроса на бензин удовлетворяется за счет этанола, выпускаемого на основе сахарного тростника.
Биотопливо второго поколения будет постепенно замещать биотопливо первого поколения,что связано с большей степенью его экологичности, производительности, а также с тем, что он производится из непищевых продуктов. Однако, топливо, полученное на основе переработки сахарного тростника и растительных масел также сохранит определенную долю рынка.
С приставкой «био»
Зеленая альтернатива традиционным бензину и дизелю — биотопливо пока сравнительно дорого, однако всеобщая обеспокоенность климатическими проблемами и растущие налоги на выбросы парниковых газов играют на руку его производителям. Попробуем разобраться, угрожает ли нефтегазовому сектору конкуренция со стороны сельского хозяйства и какие возможности для заработка на растущем рынке есть у российских компаний
Хотя продажи электромобилей в мире растут, полный отказ от жидкого моторного топлива и перевод всего транспорта на электроэнергию случится, по-видимому, еще не скоро. Однако традиционные двигатели с минимальными доработками можно заправлять биотопливом, а это — та же энергия солнца, только преобразованная не в электричество, а в энергию связей органических веществ.
Биотопливо, то есть спирт и растительное масло, пробовали использовать в двигателях внутреннего сгорания еще на самом раннем этапе их разработки, но достаточно быстро его вытеснила нефть. Новая история биотоплива началась в в Бразилии и США. Эти страны и сегодня остаются мировыми лидер ами по объемам его производства, значительно обгоняя ближайших конкурентов — Индонезию и Германию.
Резкий рост производства биотоплива в мире произошел в и был связан с ростом обеспокоенности изменением климата. Благодаря политической поддержке и росту цен на нефть в период с 2000 по 2007 год мировое производство этанола из растительного сырья утроилось и достигло 62 млрд л, а производство биодизеля выросло более чем десятикратно, превысив 10 млрд л. Это привело к заметному дисбалансу на рынке сельхозпродукции и стало одним из факторов резкого роста цен на продовольствие. Однако рост продолжился и в последующие годы. В период с 2010 по 2019 год объемы производства биотоплив выросли на 63% (для сравнения: рост добычи нефти за тот же период составил только 8,6%).
Ковид ударил не только по нефтяникам, но и по производителям биотоплива. По данным Международного энергетического агентства, в 2020 году под воздействием пандемии и мирового кризиса производство жидкого биотоплива снизилось впервые за 20 лет. Причина — в резком сокращении мобильности, в первую очередь персональной. Падение составило 11,6% по сравнению c 2019 годом. Как ожидается, производство может восстановиться в прежних объемах к 2022 году.
Каким бывает биотопливо?
Основные виды жидкого биотоплива — биоэтанол и биодизель. Биоэтанол — этиловый спирт, произведенный из растительного сырья. Его используют в качестве замены бензина (в смеси с ним). В Бразилии этот вид топлива производят в основном из сахарного тростника, в США — из кукурузы. Сырьем могут служить и другие культуры с большим содержанием крахмала или сахара: маниок, картофель, сахарная свекла, батат, сорго, ячмень и т. д.
Биодизель представляет собой смесь жирных кислот, которая используется как альтернатива дизельного топлива. Для его производства подходят богатые маслами культуры, в первую очередь соя и рапс. Вообще же для производства биотоплива используют растения, которые быстро растут, производя максимум биомассы за минимум времени.
Сегодня идет поиск новых источников сырья для биотоплива. Большие перспективы связывают с гидрированным растительным маслом (HVO). Это так называемое биотопливо второго поколения. Для его производства используют отработанное растительное масло. Применяются и другие виды отходов: животный жир, различные отходы сельского и лесного хозяйства. Идут исследования возможностей получения топлива из водорослей (биотопливо третьего поколения). Водоросли способны очень быстро увеличивать свою массу, однако требуют особых условий, и пока производство в промышленных масштабах организовать не удалось.
Себестоимость производства биотоплива и ее отношение к себестоимости традиционных дизеля и бензина могут заметно различаться от страны к стране. Так, например, по данным за 2017 год, производство биоэтанола в Бразилии обходилось примерно во столько же, сколько и производство бензина (одна из причин низкой стоимости первого — дешевая рабочая сила в сельскохозяйственном секторе). В тот же период в США себестоимость биоэтанола была примерно на четверть выше бензина. Разница стоимости традиционного и биодизеля более существенна, может достигать двух и более раз.
Производство биотоплива в мире, тыс. баррелей в день
Для автомобилей и самолетов
Биотопливо, как правило, используется в смеси с традиционными видами топлива: бензином, дизельным топливом или авиационным керосином. В России ГОСТ разрешает добавлять в автомобильное топливо до 5% биодизеля и до 10% биоэтанола. Аналогичные нормы действуют и в Европе. Более высокий процент содержания этанола требует некоторой модернизации двигателей. В кукурузных штатах США процент содержания биоэтанола в топливе может достигать 85%, а в Бразилии даже 95% (и не менее 25%). Двигатель на таком топливе трудно запустить в холодную погоду, но для Бразилии это как раз не проблема.
Биодизель по своим характеристикам практически ничем не отличается от обычного дизеля, однако в зимнее время требует дополнительного подогрева, так как он более вязкий и быстрее загустевает на морозе. Без подогрева можно обойтись, если использовать не более 20% биотоплива в смеси.
Большие перспективы у биотоплива в авиации. Впервые его смесь с авиационным керосином в пропорции 1 к 4 в 2008 году использовала авиакомпания Virgin Atlantic. С тех пор подобные смеси опробовали и многие другие авиакомпании. Производством авиационного биотоплива в Европе занимаются Neste Oil, Biomass Technology Group и UOP. К 2030 году американская аэрокосмическая корпорация Boeing планирует начать поставки самолетов, которые будут летать на 100% биотопливе. Это потребует усовершенствования двигателей и получения необходимых разрешений.
На коммерческие авиарейсы приходится около 2% всех выбросов парниковых газов и 12% всех выбросов в сфере транспорта
Преимущества и недостатки
Основные преимущества биотоплива связаны с его экологическими характеристиками. Оно относится к возобновляемым источникам энергии и позволяет снизить углеродный след от использования транспорта. Углерод, который в виде углекислого газа высвобождается при его сжигании, был поглощен из атмосферы лишь недавно, в процессе роста растений, из которых было изготовлено топливо, а не миллионы лет назад, как при использовании ископаемого топлива. И затем может снова быть поглощен растениями, то есть получается замкнутый цикл.
При сгорании биоэтанола не образуется никаких вредных соединений. Биодизель, несмотря на значительно меньшее содержание серы, характеризуется хорошими смазочными свойствами, что продлевает срок жизни двигателя.
В качестве недостатка биоэтанола называют более низкую, чем у бензина, теплотворную способность. Из-за этого повышается расход топлива.
Среди недостатков биодизеля, помимо загустевания при низких температурах, — нестабильное качество, обусловленное разнообразием используемого сырья. Кроме того, он не предназначен для длительного хранения, так как со временем портится. Расход биодизеля также несколько выше.
Производство биотоплив позволяет поддержать сельскохозяйственное производство там, где оно становится невыгодным из-за перепроизводства. Однако у этого есть обратная сторона: повышенный спрос на топливо может вызвать сокращение производства продовольствия и рост цен на него.
Впрочем, главным недостатком биотоплив остается их высокая себестоимость, поэтому без поддержки государства конкурировать с традиционными бензином и дизелем они не могут.
Что в России?
В России жидкое биотопливо пока не получило сколько-нибудь заметного распространения. Среди причин можно назвать достаточное количество собственного углеводородного сырья, отсутствие реальной господдержки, холодный климат, неготовность потребителей. Однако в России есть все условия для выращивания необходимой для его производства биомассы. Не исключено, что риски перепроизводства традиционной сельхозпродукции и рост мирового спроса на зеленые энергоносители в конечном счете приведут к тому, что Россия может стать заметным игроком на рынке биотоплива.
В конце 2018 года в ФЗ «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции. » были внесены поправки, затрагивающие среди прочего производство топливного биоэтанола. По мнению экспертов, это открывает новые возможности для развития отрасли. Сейчас в качестве возможного сырья для производства такого топлива в России рассматривают мискантус. Это неприхотливое травянистое растение предпочитает теплый и влажный климат, но некоторые сорта неплохо себя чувствуют и в средней полосе России. О планах по культивированию мискантуса уже заявили в нескольких регионах страны.
Нефтянка и биотопливо
Некоторые нефтяные компании рассматривают биотопливо как возможность для выхода на новые рынки низкоуглеродной энергетики, но с более привычным для себя продуктом и уже существующей инфраструктурой дистрибуции. Ряд проектов в этой области есть у таких нефтегазовых компаний, как Shell, BP, Total, Marathon, Valero и других. В 2014 году компания Eni реализовала первый в мире проект по конверсии нефтеперерабатывающего завода в производство биотоплива. С тех пор для многих старых и низкоэффективных НПЗ в Европе и США это стало реальной альтернативой закрытию.
Жидкое биотопливо из сырья растительного происхождения
Существует немало и уже давно известных, и инновационных технологий, позволяющих получать разные виды жидкого биотоплива путем переработки целлюлозосодержащего сырья, в частности древесины.
Биоэтанол
Традиционная технология осахаривания при переработке картофеля, зерна и подобного сырья в биоэтанол неприемлема в случае целлюлозосодержащей древесины, для переработки которой требуются совсем другие ферменты (лигнин, содержащийся в древесине, оказывает ингибирующее действие на ферменты, осахаривающие целлюлозу). Содержание полисахаридов в древесине сопоставимо с их содержанием в зерне, но их цепочки соединены разными связями. Есть, правда, известная давно, особенно в СССР и России, технология гидролиза, позволяющая разрушить эти связи и ферментировать и ректифицировать полученные сахара по обычной схеме производства этанола. Химическая формула гидролизного спирта ничем не отличается от формулы биоэтанола, полученного из пищевого сырья. Небольшие отличия могут быть только за счет содержания некоторых примесей при плохой очистке. На базе технологий гидролиза растительной биомассы в СССР существовала развитая промышленность гидролизного этанола (более 40 гидролизных и биохимических заводов); в качестве сырья служили в основном отходы деревообработки и ЦБК. Этанол из опилок официально использовался в промышленности как технический спирт. Но сегодня в РФ на плаву остались лишь единицы гидролизных заводов, из которых самым эффективно работающим является Кировский биохимический завод.
Биоэтанол как моторное топливо
Существует три разных способа применения биоэтанола в качестве моторного топлива:
● в виде смесей с содержанием этанола до 85% (Е20, Е30, Е85) для использования в автомобилях с двигателями с универсальным потреблением топлива. Чистое (100%) биоэтаноловое топливо в качестве моторного используется только в Бразилии. В других странах этанол смешивают с бензином в разных пропорциях. Например, в топливной смеси E85 85% биоэтанола и 15% бензина;
У биоэтанола есть один существенный недостаток: при низких температурах двигатель, работающий на 100%-ном биоэтаноле, трудно запускается. Проблема решается путем небольшой (около 5%) добавки бензина. Например, в Швеции городские автобусы Scania заправляют именно такой смесью.
В США распространено моторное топливо стандарта E10 (зимой Е15), в некоторых штатах используется E85. При этом, во-первых, E10 и E15 можно заливать в бак любой машины, работающей на бензине, а во-вторых, расход топлива почти не увеличивается, так как биоэтанол, в отличие от бензина, характеризуется пониженной энергетической плотностью и повышает октановое число смеси, за счет чего такая смесь сгорает с большей эффективностью.
Биоэтанол второго поколения
А вот в США, несмотря на развитое промышленное производство биоэтанола методом ферментации из зерна, кукурузы и картофеля, начали постепенно осваивать и новейшие гидролизные технологии.
В 2009 году был принят так называемый план Обамы, в соответствии с которым производство топливного биоэтанола к 2030 году должно достичь 170 млн т ежегодно, при этом для его изготовления должно стать основным не крахмалсодержащее (зерно, кукуруза), а целлюлозосодержащее (древесина) сырье, и объем производства биоэтанола из древесного сырья к 2030 году должен составить около 140 млн т.
За последние годы в области производства биоэтанола из целлюлозосодержащего сырья наблюдается значительный прогресс, это позволит перерабатывать в биоэтанол не только древесное сырье, но и кукурузные стебли и пшеничную солому, а не кукурузные и пшеничные зерна, как сейчас. Целый ряд НИИ в некоторых странах успешно работает в этом направлении, например Объединенный биоэнергетический институт (Joint BioEnergy Institute) в США, Российская академия наук и Сибирский федеральный университет в РФ.
Биобутанол
Биобутанол как компонент моторных топлив представляет значительно больший интерес, нежели биоэтанол, из-за более высокой энергетической плотности (29,2 МДж/л против 19,6 МДж/л биоэтанола), меньшей испаряемости и летучести, меньшей агрессивности, вследствие чего его можно транспортировать по существующим трубопроводам (продуктопроводам), в отличие от биоэтанола, который транспортируется только в специализированных авто- и железнодорожных цистернах или речными и морскими танкерами, и в силу ряда других эксплуатационных качеств.
Бутанол начали производить в начале XX века путем ферментации из кукурузы и патоки с использованием бактерии Clostridium acetobutylicum. На выходе получали ацетон, бутанол и этанол (АБЭ). Этот процесс известен как ацетонобутиловое брожение. На первых заводах целевым продуктом производства был не бутанол, а ацетон, используемый как растворитель, хотя выход ацетона (по отношению к сырью) был вдвое ниже выхода бутанола. В дальнейшем, после того как была установлена более высокая (по сравнению с ацетоном) ценность бутанола в качестве растворителя, он стал главным продуктом производства. В 50-годы ХХ столетия, когда нефть на Западе стала дешевле сахара, производство бутанола путем ферментации из растительной биомассы вытеснил более дешевый метод синтеза из нефти путем гидролиза.
Сегодня бутанол используется прежде всего в качестве промышленного растворителя. Мировой рынок бутанола оценивается в 350 млн галлонов в год, из которых 220 млн галлонов приходится на долю США.
То, что у биобутанола как добавки к моторным топливам существенные преимущества перед биоэтанолом, специалисты выяснили совсем недавно. Благодаря низкому давлению паров биобутанол легко смешивается с обычным бензином. Топливная смесь, в которой доля биобутанола больше доли этанола в подобных смесях, может использоваться в качестве моторного топлива, причем адаптация двигателей не требуется. До последнего времени производство биобутанола как топливного компонента было весьма затратным в сравнении с производством биоэтанола, так как при изготовлении биобутанола по традиционной технологии ацетонобутилового брожения, которое само по себе весьма энергозатратно, для получения 1 л биобутанола необходимо 2,8 кг зерна. Для сравнения: для получения 1 л биоэтанола нужно всего 1,3 кг зерна. Сейчас за счет применения новых технологий, в основном селекционирования новых штаммов бактерий для брожения, выход биобутанола удалось увеличить в два раза.
Жидкое биотопливо второго поколения по-российски
Надо отметить, что этот вопрос уже давно интересовал российских чиновников своей объемностью и размерами возможных инвестиций. Вот небольшой фрагмент из информационно-аналитических материалов, размещенных на сайте Государственной думы РФ:
. В Минпромэнерго РФ еще в 2005 г. решили перепрофилировать заводы, производящие гидролизный этиловый спирт, в предприятия, выпускающие добавки к моторному топливу. В этой связи Министерством был подписан приказ 302 от 14 ноября 2005 г. «Об образовании межведомственной рабочей группы по рассмотрению вопроса о перепрофилировании заводов, производящих этиловый спирт гидролизный из непищевого сырья, на производство добавок к моторному топливу». В состав рабочей группы вошли представители Минпромэнерго, МПР России, Минсельхоза России, Минэкономразвития, Ростехрегулирования, Россельхоза, ФНС России, ОАО «Группа «Росалко»», ассоциации производителей и потребителей денатурированной продукции «ДенАлко», ассоциации гидролизных предприятий ЗАО «Бионитт», ОАО «ВНИИгидролиз», ЗАО «Архангельский ЗТС», ЗАО «Канский БХЗ» и ОАО «Тулунский ГЗ». Одним из факторов, сдерживающих применение этанола в качестве добавки к традиционному топливу, являлась его высокая стоимость Последние достижения в области биотехнологии позволяют выйти на качественно новый уровень экономики производства. При этом в качестве отечественного сырья возможно использование сельскохозяйственных отходов или древесины. Дополнительным препятствием является установленная законодательством необходимость оформления лицензий и иных разрешительных документов на работы со спиртом и спиртосодержащими жидкостями.
Много воды утекло с тех пор. Что мы имеем сегодня? Да ничего. Некоторые предприятия из перечисленных выше уже давно обанкротились, а решение вопроса о производстве жидких видов биотоплива на базе существующих предприятий передали госконцерну «Ростехнологии» («Ростех»). Руководство концерна в 2007 году заявило о реализации на базе бывшего Тулунского гидролизного завода в Иркутской области пилотного проекта по выпуску биобутанола второго поколения из древесного сырья. С этой целью было создано ОАО «Восточно-Сибирский комбинат биотехнологий», а оператором проекта выступило ОАО «Корпорация «Биотехнологии«». В ценах 2009 года стоимость проекта составляла 2,1 млрд руб. Первоначально планировалось сдать объект в 2009 году, но затем сроки постоянно переносились.
. Производство биотоплива на площадке Тулунского завода опять оказалось забытым. Однако, как выяснилось, не навсегда. Теперь вместо топлива второго поколения компания предпринимает попытку наладить в Приангарье производство из опилок обычных пеллет. Окажется ли попытка удачной, предсказать сложно. Площадку для нового производства собираются предоставить муниципальные власти Тулуна и Усть-Илимска.
Но эти красивые и правильные заявления так и остаются словами.
В РФ сегодня избыток мощностей производства технического этилового спирта (включая и оставшиеся гидролизные заводы). В связи с этим можно перепрофилировать ряд спиртовых заводов на выпуск биобутанола, который не является подакцизным товаром, что обеспечит загрузку предприятий и решит ряд социальных проблем как в отрасли, так и в отдельных регионах, где те же гидролизные заводы являются градообразующими.
Биометанол
Биометанол можно получить из растительной биомассы путем газификации или метановым сбраживанием. Но так как метанол отличается от биоэтанола пониженной теплотой сгорания (около 16 МДж/л), высокой гигроскопичностью, коррозионной агрессивностью и токсичностью паров, производство биометанола из растительной биомассы в качестве жидкого моторного топлива сегодня не представляет промышленного интереса. К тому же метанол получают в больших объемах синтетическим путем.
О других распространенных в мире видах жидкого биотоплива, таких как биодизель, бионефть, биомасла, для производства которых также может использоваться целлюлозосодержащее сырье, мы расскажем в следующем номере журнала.