Био на распутье

Биотопливо из «МакДональдса». Фантастика или реальность?

О том, что первые двигатели Рудольфа Дизеля работали вовсе не на солярке, а на растительном масле, забыли на целый век. Однако в последнее время интерес к использованию в стационарных и автомобильных дизелях топлива из растительных масел растет лавинообразно.

Такой интерес совершенно понятен: растительное масло — возобновляемый ресурс. Человечество тысячелетиями «выращивает» его из культивируемых растений. Получить такое топливо достаточно просто: масло нужно рафинировать и смешать в четкой пропорции с метанолом для сепарации глицерина. В продуктах сгорания биодизеля образуется на 50% меньше сажи и на 10% — окиси углерода. При этом содержание двуокиси углерода всего на 2% выше, чем в обычной солярке, но она поглощается теми же растениями, из которых потом получают масло.

Перспективность этого направления сегодня осознали биоэнергетики многих стран мира.

«Бизнес нужно разумно регулировать»

О немецком опыте использования биотоплива корреспонденту «УТГ» рассказал координатор Международного института ресурсов (IUR), профессор Технического университета «Фрайбургская горная академия» Карстен Дребенштедт.

— Все знают, что во время второй мировой гитлеровцы эшелонами вывозили из Украины наш знаменитый чернозем. Сегодня же в ФРГ и в другие страны ЕС эшелонами гонится рапсовое масло. Рапс выращивают на наших черноземах, зачастую вытесняя при этом продовольственные культуры. Не станет ли Украина «биотопливным» придатком, обрекая собственное население на высочайшие цены на хлеб, мясо, молоко?   

— Стало модным замещать импорт (к примеру, нефти или газа) собственным сырьем. Безусловно, биомасса является одним из таких источников. Но преувеличивать его значение тоже не стоит, поскольку помимо дизтоплива есть и другие альтернативы, в частности энергосбережение. Нам не надо бояться того, что бензина не хватает. Конечно, минеральное сырье необходимо экономить, чтобы его хватило на более длительный срок. Но есть и другие источники, способные заменить нефть и газ в качестве энергоносителей. Я считаю, мы должны потреблять столько биотоплива, чтобы это не вызывало других проблем в экономике.

Экзотика

Весьма перспективным считается использование в качестве биотоплива масла из плодов жожоба, которое широко применяется в парфюмерии. Этот кустарник растет в странах с теплым и сухим климатом, например, на юго-западе США и северо-западе Мексики, а в Египте и в Израиле его выращивают  именно как масличную культуру.

Японцы намерены создавать биотопливо из травы, а в Америке научились получать его из… подстилок для домашней птицы.

Сегодня государство частично субсидирует производство биотоплива. Это вдруг стало хорошим бизнесом. Однако если бизнес на производстве биотоплива станет более выгодным, чем на производстве продовольствия на таких же площадях, это, конечно, повлечет за собой цепную реакцию. Сегодня в ЕС уже никто не говорит о субсидиях, поскольку биотопливо конкурентоспособно. Если все сельские жители начнут заниматься бизнесом, то, допустим, через год им станет все равно, что сеять — пшеницу или рапс. Но этими процессами нужно управлять!

— Пахотные площади в ФРГ небезразмерны, а  угля (черного и особенно бурого) вполне достаточно. Значит, импортом биотоплива из слаборазвитых стран вы, с одной стороны, загоняете в угол свой углепром, а с другой — эксплуатируете их природные ресурсы?

— У нас было решение правительства: 10% дизельного топлива должно составлять биотопливо. Встал вопрос: откуда этот бизнес возьмется? Вдруг выяснилось, что мы импортируем и перерабатываем биомассу. Что это означает? Мы хотим быть независимыми, допустим,  от России, но в то же время импортируем пальмовое масло из Индонезии. Иначе говоря, замещаем одну зависимость другой. И хотя Германии выгоден ввоз биомассы, другие страны испытывают отрицательные последствия этих процессов: начинается нехватка продовольствия и соответственно повышаются  цены на него. Люди не могут купить себе кукурузу, пшеницу. И даже в Германии на 40—60%  повысились цены на хлеб и молоко. Нет площадей для посевов и пастбищ, а значит, уменьшается количество продуктов и повышается их стоимость.

Что в итоге? Мы преувеличиваем значение биомассы. Бизнес бизнесом, но подобные серьезные вопросы нужно решать комплексно. Ведь в Африке уже голодают. Там из-за удорожания продовольствия и снижения и без того низкого уровня жизни чуть ли не гражданские войны начались. А недовольный режимом народ всегда ищет виновного. И всегда видит в этом качестве  правительство, которое в ответ  начинает субсидировать продовольствие. А где они будут брать средства — в африканских-то странах? Это очень острая проблема.

Чемпионы

Современное производство биоэтанола в Бразилии составляет 10,3 млн тонн при потребности 9,9 млн. Второе место по его производству уверенно удерживают США. На эти цели используется до 20% урожая кукурузы. До 2012—2015 года потребление биоэтанола в Америке достигнет 15 млн тонн в год.

В государствах ЕС 81% общего производства биоэтанола приходится на долю Испании, Франции и Швеции.

— То есть в энергетической политике должно быть больше разума, чем выгоды?

— Конечно! Бизнес нужно разумно регулировать. Ему нельзя давать «свободу» по принципу «делай, что умеешь и что хочешь». Это неправильно. И Украина, и Германия, и любая другая страна должны не бояться брать на себя ответственность. В Германии, к примеру, после осознания того, сколько биомассы мы импортируем, отношение к ней изменилось. Поняли, что для производства биотоплива не обязательно использовать рапс, подсолнечник, кукурузу. Можно получать его и из отходов, к примеру жира или мусора.

Импорт биомассы я считаю неэкономичным и нецелесообразным, поскольку Украина сама нуждается в разумной энергетической политике. Ей нужно в первую очередь решать свои проблемы. Биомасса — это та часть леса, которая быстро растет и используется для отопления. Это разумно. Получается круговорот, то есть растения аккумулируют СО2 в том масштабе, в котором это необходимо. Этот цикл нужно разумно организовать. Но не за счет чего-то другого, к примеру,  продовольствия.

— Расскажите, пожалуйста, о немецком опыте использования биодизеля для ведения горных работ.

— Эксперимент заключался в переводе техники на биологическое дизельное топливо. В одном из наших карьеров все оборудование работало на нем целый год. Обычное дизельное топливо заменили растительным маслом. Его специально подготовили, подвергнув определенным химическим процессам. Ведь любая «биосолярка» — это смесь продуктов переэфиризации растительных масел. В растительном масле содержатся жиры — эфиры жирных кислот с глицерином. В процессе получения «биосолярки» эфиры глицерина разрушают и заменяют более простыми спиртами — метанолом или этанолом.

Основным биодизельным топливом стал метиловый эфир рапсового масла, которым во время эксперимента и заправляли всю тяжелую карьерную технику: бульдозеры, погрузчики, гидравлические экскаваторы, 140-тонные самосвалы и все вспомогательное оборудование. За год было использовано 20 миллионов литров подготовленного рапсового масла!

На меня и моего аспиранта возлагалось научное сопровождение проекта. Опасения фирмы-заказчика, что двигатели могут стать непригодными, оказались необоснованными. Эти опасения возникли по той простой причине, что растительные масла и их эфиры, как и спирты, отличаются агрессивностью ко многим материалам, традиционно используемым в двигателях и топливной системе автомобилей. Но в ходе эксперимента специальные фильтры работали исправно. На биотопливо не повлияла даже температура воздуха.

Для нас особенно важным был вопрос экономической выгоды такого экспериментального проекта. Расчеты показали, что биодизеля было израсходовано  лишь на один процент больше, чем обычного дизельного топлива. Измерения выбросов газа подтвердили экологическую выгодность использования такой технологии, а фирма-заказчик получила немалую прибыль — 6,5 миллиона евро.

За дизтопливом — в фаст-фуд

Безусловно, немецкий опыт разумного внедрения биотоплива весьма показателен. Но есть и не менее интересные примеры в других странах.

Одним из самых экономичных за рубежом считают  вариант использования отработанного масла, на котором жарят картофель-фри, чипсы, рыбу… В Австрии уже запрещено выбрасывать  отработанное масло: его сдают на специальные приемные пункты. В этой стране одна только сеть «МакДональдсов» ежегодно  собирает и направляет на переработку  1,3 млн л отработанного фритюрного масла. В итоге 350 тыс. л возвращаются и крутят колеса 12 автомобилей фирмы, а еще 550 тыс. л  продают всем желающим. Правительство Австрии снизило налог на биодизельное топливо, потому его розничная цена примерно на 25% ниже стоимости обычного дизтоплива.

В Великобритании общий объем отработанного растительного масла — около 70 млн л в год. Значительную его часть составляют отходы магазинчиков и лавочек, предлагающих любимые англичанами блюда — картошку-фри и жареную во фритюре рыбу. Особенно предприимчивые граждане, а также компании, производящие биодизель, скупают подобные отходы по бросовой цене. Выигрывают при этом обе стороны, поскольку закусочные обязаны платить за утилизацию пережаренного масла. Британское правительство предлагает производителям биодизеля существенные налоговые скидки и преференции. Компания Argent Energy  уже построила в 2004 году около городка Ньюартилл (Шотландия) предприятие по производству биодизеля из переработанного масла. Оно, видимо, станет крупнейшим заводом в мире: планируется выпуск 50 млн л топлива в год. Для осуществления проекта англичане подписали контракт с австрийским производителем оборудования BioDiesel Intern. на сумму $15 млн.

Оказывается, можно не только «подгонять» топливо под двигатель, но и двигатель под топливо. Группа инженера Людвига Эльсберта (ФРГ) разработала дизельный двигатель, работающий на натуральном масле, и метод конвертирования существующих дизелей. Трехцилиндровый дизель Эльсберта мощностью 85 л.с. потребляет 4—5 л масла на 100 км, и уже несколько небольших фирм занялось переделкой серийных дизелей в «масляные» по методу Эльсберта. Спрос на такие двигатели в ФРГ непрерывно растет. Министерство экономики Баварии, закупившее на пробу в 2001—2002 гг. 90 подобных моторов, дало им положительную оценку: «Надежные и нетребовательные в эксплуатации двигатели позволяют резко уменьшить концентрацию в воздухе сажи, серы, канцерогенов, не увеличивают количество углекислого газа и, следовательно, не участвуют в создании парникового эффекта». Особым спросом «масляные дизели» пользуются у фермеров: им очень удобно самим выращивать рапс и получать из него топливо для собственных нужд. 

Автомобиль на постном масле

Украинские ученые ищут способы использования в качестве дизтоплива обыкновенного подсолнечного масла. Специалисты Харьковского института растениеводства им. В.Юрьева Украинской академии аграрных наук совместно с учеными Национального технического университета сельского хозяйства им. П.Василенко начали разработку технологии производства автомобильного смазочного масла из подсолнечника. По словам директора института Виктора Кириченко, технология разрабатывается на основе выведенного в институте сорта подсолнечника, содержащего 12% стеарина. «Уже есть предварительные данные, согласно которым растительное масло пригодно для автомобилей марки «КАМАЗ», — заверяет В.Кириченко.

Никакого финансирования для продолжения весьма перспективных разработок украинские ученые не получают. Исследования ведутся институтом по собственной инициативе за счет средств, полученных в результате хозяйственной деятельности.