НЕ ТІЛЬКИ ДЛЯ ЗАСТІЛЛЯ!
Біопаливо в усьому цивілізованому світі — вагома й вельми пристойна альтернатива традиційним видам живлення. Вважається, що вже найближчим часом його застосування стане надзвичайно вигідним для вітчизняної економіки. Та, на жаль, і досі справді потужного промислового виробництва біопалива у нас не налагоджено.
ЯК НАВЧИЛИСЯ ГНАТИ ЧИСТИЙ СПИРТ З НЕПОТРЕБУ
Цікаво, до речі, що вже вісім років тому Інститут харчової хімії і технології НАН України успішно розробив технічні умови на відповідний моторний оксигенат. А трохи згодом спеціалісти компанії «Енергетичні стратегії та біотехнології» здійснили спільно з галузевим Інститутом нафтопереробної і нафтохімічної промисловості «МАСМА» перше випробовування сумішевих палив із використанням низькомолекулярних спиртів. Новий вид моторного палива було названо «БІО-100». Він, між іншим, і досі має досить-таки високий показник октанового числа й складається на 60% із відновлювальної сировини, а на 30% — із мінеральних вуглеводнів та стабілізуючих речовин.
«БІО-100» (виробництво налагодили на Лохвицькому спиртзаводі) визнано Національною агенцією з питань забезпечення ефективного використання енергоресурсів України (НАЕР) першим українським біологічним паливом. Його реалізація розпочалася на понад 30-ти вітчизняних автозаправних станціях, зокрема в київській мережі компанії «Лукойл». Проте невдовзі через несприятливі умови виробництво «БІО-100» було перенесено до Молдови.
2006 року створено асоціацію «Укрбіоенерго». Кабінет Міністрів України затвердив Програму розвитку виробництва дизельного біопалива на 2007–2010 роки, у якій передбачено будівництво заводів загальною потужністю не менш ніж 623 тис. тонн на рік, спеціальні податкові пільги. На жаль, далеко не все вдалося втілити в життя. Про це й говорить директор Інституту біології клітини НАН України, член-кореспондент НАНУ Андрій Сибірний:
— Постійно зростають ціни на викопне паливо, особливо на нафту. За деякими прогнозами, її запаси практично вичерпаються близько 2050 року. Водночас загальна потреба в енергії, зокрема в рідкому паливі для двигунів внутрішнього згоряння й дизельних двигунів, зростає й постійно зростатиме. Тому не дивно, що останнім часом посилюється інтерес до можливостей використання поновлюваної сировини, зокрема рослинної біомаси, як потенційно невичерпного джерела рідкого палива. Олійні культури можуть стати сировиною для виробництва біодизеля, який у майбутньому замінить сучасне дизельне паливо й бензин (нині його вигідно використовувати для отримання сумішей з етиловим спиртом, який отримують із рослинної біомаси).
Світове виробництво етанолу 2009 року становило 74 млрд літрів, із яких лише 7% отримано хімічним способом із газу або вугілля, а решта 93% — шляхом мікробної ферментації. Отримання етанолу й алкогольних напоїв до цього часу становить найбільшу, за обсягом продажу, галузь біотехнології. Слід зазначити, що лише 15% етанолу використовується для приготування міцних спиртних напоїв, ще 10% застосовується в хімічній промисловості та інших галузях, решта 75% — використовується як автомобільне паливо у двигунах внутрішнього згоряння.
Найбільші виробники етанолу — США та Бразилія. Свого часу планувалося, що у 2012 році США вироблятимуть близько 20 млрд літрів етанолу, насправді вже 2009-го випуск становив 40 млрд літрів. У країнах Євросоюзу також значний інтерес до виробництва паливного етанолу. Однак нині, крім США й Бразилії, яка замінила не менш як 20% бензину на етиловий спирт, частка етанолу в загальному споживанні рідкого палива ще дуже незначна. Україна у 2002 році виробила 0,26 млрд літрів етанолу, з яких 73% використано для одержання спиртних напоїв. Пізніше виробництво залишилося практично незмінним, хоч потужності спиртових заводів завантажені лише на 40 відсотків.
Які ж переваги етанолу порівняно з бензином? Можна вирізнити економічні й екологічні чинники. Отримання етанолу з цукрової тростини в Бразилії — високорентабельний процес, а з крохмалю потребує додаткового етапу гідролізу. Етанол як моторне паливо має вище октанове число порівняно з бензином, а тиск його парів більший. Водночас, унаслідок умісту кисню в молекулі етанолу, його вагова частка містить на 33% менше енергії, ніж така сама вагова частка вуглеводню. Приваблює можливість використовувати суміші з бензином, що містять до 25% етанолу.
Великі екологічні переваги біопалива. Спалювання у двигунах етанолу або його суміші з бензином істотно знижує вміст чадного газу й інших продуктів неповного окислення у вихлопних газах і не збільшує так званий парниковий ефект.
Етанол — досить дешевий біотехнологічний продукт. Однак оскільки сировинна база для отримання цукру та крохмалю обмежена, дедалі більшу зацікавленість викликає рослинна біомаса: відходи сільського господарства (солома, кукурудзяні качани, соняшникове лушпиння тощо), деревообробної та целюлозно-паперової промисловості (гілки, тирса, кора, сульфітні луги), а також комунальні накопичення, що на 40–50% складаються з рослинної біомаси. Розглядається також можливість спеціального висадження швидкоростучих рослин (сорго, вільха, осика) для перероблення в етанол.
Останнім часом дедалі більше конструюються штами мікроорганізмів, що ефективно продукують вищі спирти, зокрема бутанол та ізобутанол. Вони мають значні переваги: не гігроскопічні (а це зменшує небезпеку корозії двигунів і трубопроводів на бензинових станціях), містять більше енергії й можуть бути складником суміші не лише з бензином, а й з дизельним паливом. Учені намагаються сконструювати штами дріжджів, що утворюють підвищені кількості ізобутанолу внаслідок зменшення утворення етилового спирту.
Нині Україна гостро потребує альтернативних джерел енергії загалом та рідкого палива зокрема. Наша держава вже продукує етанол і має необхідні резерви. На жаль, обмежена сировинна база (цукор, крохмаль) не дає змоги суттєво (в десятки разів) збільшити виробництво паливного етанолу. Тому широке використання лігноцелюлози (рослинні відходи) може розглядатися як один із чинників забезпечення енергетичної незалежності. Однак перероблення рослинних відходів як важлива комплексна справа потребує ґрунтовних досліджень у галузі мікробіології, метаболічної інженерії, біохімічної й хімічної технологій.
Закон України «Про альтернативні види рідкого та газового палива» передбачає «підтримку розвитку науково-технічної бази виробництва альтернативних видів палива», але коштів на це держава не виділяє. Поки що науковими розробленнями в галузі отримання паливного етанолу з лігноцелюлози, а саме метаболічною інженерією термотолерантних дріжджів Н. роlутоrрhа опікуються лише в Інституті біології клітини НАН України (м. Львів). Результати цих досліджень опубліковані в провідних міжнародних журналах, про них доповідали на конференціях в Україні, Італії, Франції, Іспанії, Португалії, Польщі, на семінарах у США, Кореї, Бельгії, Голландії, Швеції тощо.
У Львові сконструйовано унікальні штами, які мають перспективу застосування для отримання паливного етанолу в найбільш прогресивному процесі так званої одночасної сахарифікації й ферментації (SSF-процес). Таких термотолерантних штамів ще не має ніхто. Деякі дослідження, зокрема розроблення нових методів селекції надпродуцентів етанолу, виконуються у співпраці з польськими вченими із Жешівського університету й колегами з Бельгії та Швеції. Однак інтереси українського споживача потребують якомога швидшого конкурентоспроможного фінансування, а також розширення цільових досліджень із залученням потужного кадрового потенціалу вітчизняної науки та інженерії.
Едуард ЩУР
також у паперовій версії читайте:
- КОЛИ КОМП'ЮТЕРНА ТОМОГРАФІЯ НЕБЕЗПЕЧНА...
- КОКТЕЙЛЬ ДОВГОЛІТТЯ!
- НЕПРОХАНІ ГОСТІ
назад »»»