История с биотопливом началась не в
конце 20 века. Ещё Генри Форд производил модель Т 1908 года, работающую на
этаноле. И наши автозаводские полуторки ездили с чурочками для сгорания в
автомобиле. Первые самолёты тоже летали на смеси топлива и лишь после второй
мировой перешли на нефтяное топливо. Лишь вопрос об экологии возродил интерес
людей к экологическому топливу, которому сложно пробиться на рынок из-за нефтяных
лобби. Варианты источника для биотоплива
– сахарный тростник и кукуруза (Бразилия), водоросли (Ю-В Азия), отходы
мясомолочной промышленности и сосновое масло (Швеция), но используются и отходы
лесной промышленности (Япония).
Выступив с планом выделения миллиардных ассигнований
на создание и внедрение новых технологий, Буш привел в качестве примера
Бразилию, где производимый из кукурузы и сахарного тростника этанол уже
является серьезным конкурентом традиционному горючему. Между тем в
Великобритании одним из самых популярных возобновляемых источников энергии
стало топливо из растительного масла. Под работу на нем уже несколько тысяч
англичан усовершенствовали двигатели своих транспортных средств.
Переоборудование автомобиля обходится им в тысячу фунтов, топливо - в 71 пенс
за литр, что на 20 пенсов дешевле, чем бензин. По утверждениям ученых, такое
топливо дает меньше вредных выбросов, чем дизельное.
Уже свыше половины автопарка многих высших французских
чиновников, включая и самого президента Ширака, переделано под работу на
дизельном топливе, полученном из рапсового масла. К 2010 году Франция планирует
стать крупным поставщиком такого топлива, доведя его потребление в стране до 7%
от общего объема горючего. На Филиппинах производят топливо из скорлупы
кокосового ореха по технологии, запатентованной украинским инженером Евгением
Сухиным. В Таиланде в качестве заменителя дизельного топлива выступает
пальмовое масло. На Украине разрабатываются технологии утилизации отходов
полимерных материалов, из одной тонны которых реально получить до 400 литров
бензина, 450 литров дизельного топлива и 50 кг мазута.
В Бразилии вот уже несколько
десятилетий используют этанол (он же спирт, причём «питьевой») в качестве
автомобильного топлива, альтернативного бензину. Делается он из сахарного
тростника, причём оптимальная технология переработки его в сахар, так или иначе,
приводит к выработке какого-то количества этанола. Но можно перерабатывать и
всё сырьё прямиком в этанол, оборудование современных заводов позволяет гибко
перестраивать производство от максимума сахара и минимума этанола до 100%
этанола. Остающийся после этого жмых сжигают в топках мини-ТЭЦ, отвечающих в
настоящее время за 13% выработанной в стране электроэнергии.
Большинство автомобилей, выпущенных начиная с
2004-2006 годов, имеют моторы системы «flex», работающие на бензине, на
этаноле, или на их смеси в любой пропорции. В настоящее время, на всех
заправках предлагается два вида топлива для личных автомобилей: «gasolina»
(буквально это «бензин», но на самом деле состоит из бензина с примесью от 20
до 25% спирта) и «etanol» или, по-старомодному, «álcool» (чистый спирт с
небольшой примесью воды, октановое число около 94). Объёмная плотность у этих веществ разная, поэтому
и объёмный расход топлива не км пути тоже различается. Считается, что в среднем
расход на единицу пробега первого из них составляет 70% от расхода второго,
поэтому спиртом выгодно заправляться, если его цена не превышает 70% от цены
(такого) бензина,см. например здесь
На самом деле, соотношение не такое уж постоянное,
оно зависит от таких факторов, как:
1. Реальное содержание этанола в «бензине». Оно
меняется по указам правительства согласно урожаю тростника и фазам его
переработки.
2. Дорожный цикл. На городском цикле, т.е. при
использовании автомобиля «короткими перебежками», этанола расходуется больше,
т.к. двигатель более чувствителен к прогреву. На дальних расстояниях разность
расхода сокращается.
3. История создания конкретного мотора системы
«flex». У каждого из производителей автомобилей есть своя история этой
разработки, но все эти моторы, так или иначе, адаптированы или из чисто
бензинового или из чисто спиртового, поэтому больше любят свой родной корм.
Нужно также отметить, что отдача мощности на
спирту выше, поэтому это топливо более показано для поездок по горным дорогам,
где необходимо развивать большую тягу. Примеры из нашей нынешней практики: Ford Focus 1.6 Rocam 2008 выдаёт 106 л.с. на
«бензине» и 112 на этаноле. GM Corsa 1.4 Econoflex 2010 соответственно 99 и
105.
В дальних поездках оба этих автомобиля расходуют
на каждые 100 км примерно 6-7 литров бразильского «бензина» или 8-9 литров
спирта, в городе расход увеличивается до 8-10 и 10-12 соответственно.
P.S. Кроме того, в Бразилии всё больше
используется дизельное топливо, изготовленное из растительного сырья, оно тоже
экспортируется в Европу. Но здесь всё обстоит намного проще: моторы не требуют
никакой адаптации; процент растительной добавки увеличивается понемногу, он
различается между заправочными пунктами, но пока не превышает 5-10; по
бразильским законам, дизельное топливо долгое время дотировалось и, с тех пор,
разрешено только для грузовых автомобилей и автобусов (легковые автомобили с
дизельными двигателями запрещены, моделей джипов и пикапов с ними немного, т.к.
разрешения выдаются с большим скрипом). http://brasiloved.blogspot.ru/2012/03/blog-post_18.html
Сегодня в промышленном производстве
топливного этанола лидируют Бразилия и США, которые вместе взятые в 2010 году
изготовили 87,8%, а в 2011 году 87,1% общемирового количества этанола. При этом
в Бразилии производится 5,57 млрд. галлонов (21,1 млрд. литров), что составляет
24,9% от ежегодного общемирового производства топливного этанола.
В Швеции запущен первый в мире поезд на биотопливе
На этой неделе на восточном
побережье Швеции, в г.Линчепинг запущен первый в мире поезд, работающий на
биогазе. Новый состав пока совершает один рейс в день, но в дальнейшем число
рейсов планируется увеличить. Одной заправки поезду хватает на 600 км, а
максимальная скорость, которую он может развить, составляет 130 км в час.
Владельцем поезда является
компания "Svensk Biogas". Эксплуатация поезда на метане обходится на
20% дороже, чем обычного состава на дизеле, но экологически чище, так как в
качестве топлива используется биологический газ, изготавливаемый из
внутренностей забитых животных. Биогаз призван уменьшить вредные выбросы в
атмосферу и парниковый эффект, а также снизить зависимость от дорогих
энергоносителей.
На сегодня в Линчепинге на
биогазе ездят 65 автобусов, мусороуборочные машины, такси и некоторые частные
автомобили. В свое время этот город первым в мире перевел свой автобусный парк
на метан.
Железнодорожный оператор,
компания Virgin начала опытную эксплуатацию топлива, содержащего 20% добавок из
растительных материалов.
Поезд на биотопливе начал курсировать в Великобритании. Его
топливо содержит добавки из сои, выращенной в Америке, британского рапса и
пальмового масла из Азии.
В случае успешных испытаний, руководство Virgin планирует
увеличить содержание биодобавок в топливе до 100%. Переход на биотопливо
снижает вредные выбросы в атмосферу, уменьшает зависимость от нефтедобывающих
стран, позволяет поддержать сельское хозяйство.
На более 300 заправках
Швеции можно беспрепятственно приобрести такое альтернативное топливо, как
биодизель. Эта страна стала первым на планете государством, позволившим
заправлять автомобили дизелем, сделанным из соснового масла.
Как правило, этанол синтезируют
путем ферментации из растений – сахарного тростника и свеклы, кукурузы,
пшеницы, а биотопливо производят также из рапса, отходов и продуктов
лесопереработки. В последние три года мировые энергетические потребности
привели к появлению высокоэффективных технологий производства этанола из
быстрорастущих многолетних растений, трав и, что особенно заманчиво, из
городского мусора, отходов целлюлозно-бумажной и химической промышленности. Когда начинаешь говорить о производстве этанола в
России, немедленно слышишь возрождение: Россия – не Бразилия, и сахарный
тростник здесь не растет. В ответ я обычно привожу такой пример: с одного
гектара сахарного тростника можно получить этанол почти в три раза меньше, чем
с одного гектара ядовитого сорняка борщевика, который растет вдоль всех
российских дорог. Впрочем, об этаноле как топливе в России говорят
все больше. Горячим сторонником развития производства этанола стал знаменитый
физик-ядерщик Евгений Велихов. Большое значение он придает получению этанола из
отходов лесопромышленности, из валежника и старого леса. Нас с ним объединила
простая формула: ядерная энергетика завтра, этаноловая – сегодня. Каковы же главные аргументы в пользу развития
производства этанола в России? Прежде всего, необъятные просторы страны. Почти
в 80% сел и малых городов газовая труба не пришла, и видимо, вести ее туда
неэффективно. Крайне трудно и нерентабельно также провозить в отдаленные районы
нефть и бензин. Таким образом, больше всего страдают сельхозпроизводители – у
них нет топлива, чтобы использовать машины, а затем вывезти собранный урожай в
районные центры и города. В результате рынок продовольствия ориентирован на
импорт. При этом во многих странах для нужд фермерских хозяйств и городских
поселков используются этаноловые заводы малой мощности. Фермерские кооперативы,
приобретя такой завод, производят этанол, используя в качестве сырья отходы
сельскохозяйственного производства. Здесь, кстати, важно избежать ошибочной, на
мой взгляд, американской практики получения этанола из пищевого зерна и
кукурузы, а не из отходов их производства. Пшеничные и кукурузные зерна должны
идти на производство продуктов питания, а початки и стебли – этанола. В этом
случае производство этанола не ведет к росту цен на продукты питания. Что касается валежника и старого леса, то химики
традиционно заявляют, что в них мало биомассы. В качестве возражения можно
привести следующий факт: на одном японском острове построен биоэтаноловый
завод, где сырьем является отслужившая свой век древесина, которую поставляют
сюда, разбирая старые здания. 5600 жителей острова полностью прекратили завоз
бензина. Другие противники этанола утверждают, что его
применение создаст огромную проблему, связанную с переоборудованием
автомобилей. Однако из каждых 100 производимых сегодня в мире машин 17 могут
работать только на этаноле, а 70 – на смеси с бензином, в которой содержание
этанола достигает 85%. Например, в США разработана и активно внедряется
программа Е-85, предусматривающая производство и потребление этанола именно в
таком соотношении с бензином. Наконец, все 100% производимых в мире автомобилей
могут эффективно работать на бензине с добавлением 10-15% этанола. Уже в трех
штатах Америки добавка 10% этанола, не объявляя об этом покупателю. Швеция в
апреле 2007 года утвердила программа обязательного добавления бензин
5,76% этанола. Обязательным теперь является добавление этанола в бензин в Китае
и Японии (последняя лишь сейчас переходит с обязательного 5%, и это связано с
тем, что производство этилового спирта в Японии еще недостаточно развито, а его
экспорт из Бразилии не достиг необходимых объемов). Наконец, переориентация
любого автомобиля с бензина на этанол не требует никаких изменений двигателя –
достаточно лишь некоторых доработок в стартере и впрыске (это обойдется
примерно в $200). Как видите, ни о каких тысячах долларов речи не идет. Ну и,
наконец, применение этанола позволяет сохранить здоровье жителей больших
городов, поскольку продукты его горения по сравнению с бензином практически
безвредны. Срок жизни автомобильного двигателя при этом значительно
продлевается. Есть и бюрократические проблемы, причем не
простые, - законодательное и налоговое разделение питьевого, топливного
этилового спирта и биоэталона. Но нужно иметь в виду, что развитие производства
и потребления этанола в России утвердит ее в роли нефтяной державы. По моей
оценке, сегодняшние технологии производства этанола делают его эффективным
автомобильным топливом при цене на нефть не ниже $32 за баррель. И я не вижу, в
какой обозримой перспективе цена может опуститься до столь низкой отметки. Так
что России точно нужна национальная программа производства и потребления
этанола. Даже странно, что ее до сих пор нет.