Андрій Стасевський, енергетичний експерт, президент Благодійного фонду "Людське майбутнє"

 

Блокада кордонів та профіцит аграрної продукції, зокрема кукурудзи, порушує питання наявності сировини для розвитку внутрішньої переробки. У Верховній Раді України вже другий рік розглядається законопроєкт № 3356-д "Про внесення змін до деяких законодавчих актів України щодо обов'язковості використання рідкого біопалива (біокомпонентів) у галузі транспорту", який врегульовує виробництво і використання біокомпонентів на транспорті в Україні, що створює відповідний сегмент ринку за аналогією з ринками ЄС.

З іншого боку стан нафтопереробки в Україні теж перебуває в критичному стані. Велика приватизація спиртових заводів відкрила широкі можливості для виробництва етаноловмісних моторних бензинів, а суттєве зниження експорту олійних культур при високому рівні рентабельності їх вирощування, як ніколи раніше, робить особливо актуальним створення законодавчих умов і нормативного поліпшення технічного регулювання виробництва рідинних і газових моторних палив.

Спадщина Укрспирту надала значну кількість місць, на яких можливо виробляти біокомпоненти.

Для прикладу, VITAGRO, викупивши спиртзавод на аукціоні ФДМУ, запустила під час війни проєкт з виробництва біоетанолу, який перероблятиме 85 тис. тонн кукурудзи, що підтверджено міжнародною добровільною системою сталості ISCC.

Законодавче врегулювання обов’язкового додавання біокомпонентів у моторні палива забезпечить основу для залучення потенційних грантів, інвестицій тощо.

Зосередженість на локальних малих і середніх проєктах надасть можливість:

• міні-НПЗ – вийти в легальне поле з виробництвом моторних палив з біокомпонентами, з можливим отриманням біогазу та електроенергії за зарахунок переробки саме місцевої сировини,
• нафтотрейдерам -  зменшити логістичну складову з імпорту ресурсу і диверсифікувати технологічний рівень власних нафтобаз,
• агровиробникам – можливості високотехнологічної переробки зернових культур безпосередньо біля місць їх вирощування в продукцію зі стабільним і надійним попитом за умови досягнення її європейської якості.

ЩО ТАКЕ БІОДИЗЕЛЬ

Біодизель — замінник дизельного палива з низьким рівнем викидів, виготовлений із відновлюваних ресурсів і відпрацьованих жирів, насамперед - з різних рослинних олій та тваринних жирів. За хімічним складом – це суміш метилових ефірів жирних кислот (МЕЖК). Для звітності EIA  - це паливо, що складається з моноалкілових ефірів довголанцюгових жирних кислот, отриманих з рослинних олій або тваринних жирів, позначене B100 і відповідає вимогам ASTM (Американського товариства випробувань матеріалів) D 6751.

Останнім часом біодизель стає більш привабливим, оскільки він виготовляється з відновлюваних ресурсів. На законодавчо-нормативному рівні стандарти якості та вимоги до виробництва і обігу біодизелю затверджено більш ніж у 50 країнах світу.

Залежно від типу сировини, яка використовується для отримання біопалива, біодизель класифікують за поколіннями. Цей показник є непрямою характеристикою якості палива, хоч і не визначає його повністю. Взагалі хімічні та фізичні характеристики біологічної ДП дуже сильно залежать від сировини та процесу отримання. Тому якісні показники біодизелю можуть коливатися у досить широких межах, навіть у межах одного покоління.

Класифікація за поколіннями:

1-е покоління – біологічне паливо, вироблене із сільськогосподарських культур;

2-ге покоління – біопаливо з різних жировмісних відходів;

3-тє покоління – біологічне ДП, що отримується з водоростей з високим вмістом олії.

Крім можливості відновлення цього ресурсу, біодизель має ще низку переваг:

Хороші мастильні здібності, що суттєво продовжує термін служби двигуна, паливної та вихлопної системи у автомобілів, що заправляються біодизелем.

Високе цетанове число, показник якого перевищує 51. Це значення може зростати ще більше за рахунок збільшення вмісту метилових радікалів в МЕЖК.

Можливість використання на будь-яких агрегатах з ДВЗ без їх модифікації. Більш того, біодизель на 60 % знижує знос двигуна за рахунок його природних змащувальних властивостей під час роботи, що позитивно відбивається також на витратах паливно-мастильних матеріалів.

Безпечність біологічного палива. Його температура займання становить 150◦С і вище, а саме пальне погано випаровується в нормальних умовах, що практично виключає побутові та виробничі нещасні випадки.

Наявність корисних побічних продуктів переробки. Таким, наприклад, при отриманні біологічного палива є гліцерин, який можна використовувати у фармакології та косметології. Крім того, побічним продуктом виробничого процесу при використанні кукурудзи є зерновий дистилят, що знаходить широке застосування у сільському господарстві.

Якщо у виробників немає можливостей додаткової обробки гліцерину з метою видалення побічних продуктів переетерифікації, то він може бути використаний як низьковуглецевий замінник рідинних пічних палив викопного походження.

ГЛОБАЛЬНА ЕКОНОМІКА БІОДИЗЕЛЮ

Оскільки біодизель та інші види біопалива дозволяють зменшити залежність від імпорту викопного палива, спричиняють менше забруднення повітря та низьковуглецеві викиди у порівнянні з викопними паливами, уряди в усьому світі цікавляться і сприяють їх використанню. Законодавство багатьох країн вимагає обов’язкового використання біопалива і містить податкові пільги для їх використання. У результаті виробництво біодизелю стрімко зростає.

Після терористичного нападу 9/11/2001 індустрія біодизелю стала популярною в США, зокрема внаслідок стрімкого зростання ціни на нафту. До 2004 року в Сполучених Штатах було 25 заводів з виробництва біодизелю, а до 2009 року Національна рада з біодизелю налічувала на своєму веб-сайті понад 200 виробників.

Урядова політика була дуже важливою для розвитку біодизельної промисловості в Сполучених Штатах. Закон про енергетичну політику 2005 року, який мав на меті зменшити потребу в імпортованій нафті, вимагав від державних автопарків купувати транспортні засоби на альтернативному паливі. Коли Міністерство енергетики вирішило, що використання біодизелю може замінити частину вимог щодо закупівлі автопарку, біодизель став привабливим варіантом для деяких операторів автопарків.

У 2007 році поєднання історично безпрецедентно високих цін на нафту та федерального акцизного податкового кредиту в розмірі 1,00 дол./галон у Сполучених Штатах призвело до значного розширення промисловості біодизелю. Цьому сприяли мандати в таких штатах, як Міннесота, які вимагали використання 2% біодизелю в усьому дизельному паливі, що продається в штаті. Національний стандарт відновлюваного палива, випущений у 2010 році, вимагає від нафтових компаній купувати альтернативні види палива пропорційно до продажів традиційного нафтового палива. Це призвело до стрімкого зростання продажів біодизелю.

У деяких великих світових економіках частка біологічного палива досить значна. Наприклад, в Індії та Малайзії його споживання становить понад 20 % від загального рівня споживання ДП, а Португалії, Данії, Франції, Індонезії вже перевищує рівень 10 %. Крім того, наприклад, у США, Канаді, Аргентині, Бразилії, Чилі, на Філіппінах та деяких інших державах біологічне пальне додається у звичайне дизельне паливо для його здешевлення.

У 2022 році світове споживання біодизелю склало 57,18 млрд літрів порівняно зі споживанням у 2004 році лише на рівні 2,2 мільярда літрів. Очікується, що протягом наступних років обсяги споживання зростуть і з 2024 року перевищать 60 мільярдів літрів.

Споживання біодизелю в усьому світі з 2004 по 2022 роки з прогнозом до 2030 року,.

ТЕХНОЛОГІЇ

Існує чотири основні способи виробництва біодизелю: пряме використання та змішування, мікроемульсії, термічний крекінг (піроліз) і переетерифікація. Останнім часом зацікавленість виробників МЕЖК сфокусовано на можливості високоефективного застосування ензимів. Найпоширенішим методом є переетерифікація рослинних олій і тваринних жирів. На реакцію переетерифікації впливають молярне співвідношення гліцеридів до спирту, каталізатори, температура реакції, час реакції та вміст вільних жирних кислот і води в оліях або жирах. Ця технологія невибаглива до апаратного оснащення, але потребує сталого і дисциплінованого дотримання всіх параметрів процесів виробництва і контролю якості.

Саме технологія переетерифікації є перспективною і доступною для будівництва малотонажних виробництв біодизелю з потужністю 3 - 5 тисяч тонн на місяць, але потребує надійних шляхів постачання метанолу і гідроксиду калію. З огляду на виробничу кооперацію біодизельний бізнес є дуже відчутним до кластеризації, наприклад, спільного інвестування в межах одного кластеру малотонажного виробництва метанолу та виробництва товарного гліцерину, зокрема, з огляду на експортний потенціал останнього.

Зараз вчені досліджують способи виробництва біодизелю з використанням нових видів сировини, які менш обмежені наявністю землі. Наприклад, рослинні олії можуть виробляти деякі види водоростей. Енергетичні культури також можна вирощувати на землях, які не підходять для вирощування продовольчих культур, наприклад, на ґрунті, який є надто кислим або надто солоним, у якому забагато мінералів, або на ґрунті, який є надто дрібним, або якому загрожує ерозія. У цих випадках енергетичні культури можуть допомогти стабілізувати та відновити ці землі.

Вчені також експериментують із виробництвом палива з неолійної сировини, такої як недорога, неїстівна біомаса (відходи сільського господарства, відходи деревообробної промисловості, а також світч та інші трави), яке можна перетворити на біодизель, хоча перетворення целюлозної сировини на паливо є складнішим і дорожчим.

СУПЕРЕЧКИ НАВКОЛО БІОДИЗЕЛЮ

Швидке зростання біодизельної промисловості викликало занепокоєння щодо того, що фермерів заохочуватимуть вирощувати все більше і більше зернових культур для палива і що все менше землі буде доступно для їжі. До 2008 року, коли ціни на продукти харчування у всьому світі зросли, розпочалися дебати "Їжа проти палива".

Інша суперечка зосереджена на питанні під назвою "непряма зміна землекористування" (ILUC). ILUC — це дослідження непрямих і непередбачених наслідків викидів вуглецю, спричинених виробництвом сировини для біопалива. Наприклад, якщо більше орних угідь буде призначено для виробництва сировини для біопалива, можливо, лісові або водно-болотні угіддя десь ще в світі можна буде перетворити на орні землі. Це перетворення землі призводить до викиду вуглецю в атмосферу. Деякі вчені припускають, що через непрямі зміни у землекористуванні деякі види біопалива фактично спричинили викид в атмосферу більшої кількості вуглецю, ніж відповідне викопне паливо.

Цікаві результати наводить EPA в Аналізі регуляторного впливу стандартної програми відновлюваного палива, який було складено у лютому 2010 року і який оцінює етанол і біодизель з погляду викидів парникових газів протягом життєвого циклу, включно з  можливими непрямими змінами  землекористування. Цей аналіз показав, що в середньому кукурудзяний етанол, вироблений на заводі, що працює на природному газі, призводить до зниження викидів парникових газів на 21 % порівняно з бензином. Соєвий біодизель призводить до зменшення викидів парникових газів у середньому на 57 % порівняно з викопним дизелем, а біодизель, отриманий із відпрацьованого жиру, призводить до скорочення на 86%.