ВВЕДЕНИЕ
Новойформой социальной экологической практики во всем мире становится экологическийили «зеленый» бизнес. Ключевые понятия экобизнеса: очистка,сокращение, вторичное использование, рециклинг [1]. Если первые три понятияизвестны нашей промышленности, то индустриальный рециклинг, при котором отходыодних промышленных предприятий становятся сырьем для других, являетсяновшеством и привлекает особое внимание.
Зарубежом (в Австрии, Дании, Японии, Германии) существует множество комплексов,объединяющих предприятия различных отраслей. Так, в Дании (г. Калундборг) вкомплексе по индустриальному рециклингу объединены угольная энергетическаястанция, нефтеперерабатывающий завод, производство гипсовых панелей,фармацевтическая фабрика, завод по производству серной кислоты, производствоцемента и дорожных покрытий, городское хозяйство города и фермеры [1, 2].
Глава1. БИОЭНЕРГЕТИКА В РОССИИ: ПОТЕНЦИАЛ И СТРАТЕГИЯ
экологическийбизнес биоэнергетика биологический сырье
К понятию «биоэнергетика» относится все, что так илииначе связано с получением в промышленных масштабах энергии из различноговозобновляемого сырья биологического происхождения. Такое сырье и егопроизводные обычно называют биотопливом. Биотопливо бывает твердым, жидким илигазообразным и может изготавливаться из самого разного сырья, такого как:
— древесные отходы, различного происхождения;
— отходы сельскохозяйственного производства (лузга,шелуха, солома, тростник);
— бытовые отходы, канализационные стоки;
— специально выращиваемой топливной древесины и такдалее.
Т.е. фактически из любого возобновляемого сырья,которое не может использоваться для производства готовой продукции с болеевысокой добавленной стоимостью.
В России с ее богатыми запасами нефти, газа идругого ископаемого сырья к этой теме долго относились с некоторымпренебрежением, считая биоэнергетику своего рода забавой для энтузиастов отнауки. Лишь 5-6 лет назад – в самом начале XXI века темой производствабиотоплива начал интересоваться бизнес. Так сложилось, что биоэнергетическоепредпринимательство в нашей стране началось с переработки древесных отходов втопливные гранулы и брикеты, пользующиеся спросом в основном за рубежом – вЗападной Европе. Этот сектор биоэнергетики и сегодня является лидером по частиобъемов инвестиций и уровня практического интереса со стороны бизнеса. Однако внастоящее время уже можно говорить о целом ряде направлений бизнеса, связанногос биоэнергетикой. Те из них, которые представляют интерес с точки зренияинвестиций, создания нового бизнеса, реализации новых проектов, направленных наполучение прибыли или экономию издержек, мы и называем «точками роста».
«Точкироста».
К «точкам роста» российской биоэнергетики мы отнеслибы в первую очередь следующие сектора:
1. Производство твердого биотоплива;
2. Применение твердого биотоплива внутри России;
3. Производство жидкого биотоплива;
4. Разработка и изготовление биоэнергетическогооборудования.
Не все перечисленные сектора тесно связаны друг с другом. Их объединяет однабазовая идея – получение энергии из возобновляемых, экологических чистыхисточников биологического происхождения.
Твердоебиотопливо.
Наиболее технологичным, хотя и далеко неединственным видом твердого биотоплива, являются топливные гранулы, которыеможно изготавливать из самых разных видов биомассы. Поскольку именно бурныйрост производства топливных гранул в России дал повод наблюдателям обратить пристальноевнимание на биоэнергетику и заставил нас говорить о формировании новой отрасли,мы используем этот сектор для иллюстрации темпов роста биоэнергетическойотрасли в целом.
Первый завод по производству древесных топливныхгранул в России был построен только в 2001 году. Это было небольшое фактическиэкспериментальное производство неподалеку от Санкт-Петербурга. В 2002 годуначали реализовываться еще 2-3 проекта. Интерес к производству топливных гранулстал проникать в умы более широкого круга предпринимателей в сфере лесопиленияи деревообработки. К началу 2003 года в стране действовали уже 3 производства –2 из них в Ленинградской области и одно – в городе Муром. В 2003 году началиработу еще несколько заводов в основном на Северо-Западе России. Была зарегистрированапервая ассоциация производителей биотоплива. Началось активное взаимодействие сзарубежными покупателями топливной гранулы. На рынок начали выходитьевропейские поставщики оборудования для такого производства. И хотя таможеннаястатистика показывает экспорт в объеме всего 8000 тонн гранулированногобиотоплива за весь 2003 год, многие начали видеть большие перспективы для этогобизнеса в России. Все ждали «прорыва», который начался только в 2005-2006годах.
В 2005 году мы наблюдали некоторые качественныеизменения в результате которых в нашей стране фактически сформироваласьбиотопливная отрасль, со всеми полагающимися отрасли атрибутами:
— 28-30 действующих производителей топливных гранули до 10 производителей топливных брикетов (к концу года);
— 3-4 торговых компании, осуществлявших скупку иреализацию биотоплива – в основном за рубежом;
— 1 отраслевой журнал;
— 1 отраслевой справочник;
— целый ряд специализированных конференций,посвященных технологиям производства и сжигания твердого биотоплива, а такжеразвитию биотопливного рынка;
— несколько десятков компаний, видящих основу своегобизнеса в обслуживании потребностей производителей биотоплива – проектных,инжиниринговых, машиностроительных и т.д. Все это заложило основу и дляколичественного скачка, как по числу производителей гранул и брикетов, так и пофактическим объемам производства.
Как показано на рис. 1 число заводов по производствуДТГ, начиная с 2002 года, увеличивалось чуть более чем в 2 раза ежегодно. Приэтом на сегодняшний день у нас есть все основания полагать, что этот темп ростасохранится в ближайшие 2 года. За прошедшие 12 месяцев по самым скромнымподсчетам только западноевропейские поставщики продали в Россию оборудованияболее чем для 40 заводов. К этому количеству следует прибавить 10-15 заводов,укомплектованных только отечественным оборудованием или линиями, производствастран СНГ и Балтии.
Учитывая, что темпы продаж на этом рынке не снижаются, а средняя скорость вводабиотопливного завода в строй составляет около 12 месяцев, можно ожидать, что кконцу 2006 года в нашей стране будет функционировать не менее 60 производствтопливной гранулы, а в 2007 году их число может достичь 120 и более.
/>
Рис. 1 Динамика численности заводов по производствутопливных гранул на территории России
Динамика объемов производства топливной гранулывыглядит еще более впечатляюще. На сегодняшний день средняя производительностьодного биотопливного завода в России – около 500-600 тонн в месяц, чтосоставляет примерно 30% от средней номинальной производительности. Такой низкийпоказатель использования производственных мощностей объясняется несколькимиосновными факторами, среди которых – нехватка сырья, ошибки при проектированиии комплектации производств, недостаток опыта эксплуатации оборудования.
По мере накопления опыта, повышения интенсивностидеревообработки, решения вопросов логистики предприятия сокращают разрыв междуреальными объемами производства и проектной мощностью. С ростом квалификациипроектно-монтажных организаций, да и самих инвесторов, уменьшаются срокистроительства и запуска биотопливных заводов. Все это приводит к тому, чтореальные объемы производства биотоплива растут опережающими темпами посравнению с ростом числа самих заводов, что проиллюстрировано на рис. 2.
/>
Рис. 2 Динамика объемов производства биотоплива натерритории России
С чем связан такой фантастический рост в последниедва года? С нашей точки зрения причин несколько:
— Во-первых, в отрасли накопился опыт – какотрицательный, так и положительный. Сформировалась информационная илогистическая инфраструктура. За прошедшие годы о возможности переработкидревесных и иных отходов в биотопливо узнало огромное множество людей;
— Во-вторых, начиная с августа-сентября 2005 года,растут цены на биотопливо на европейском рынке. Вкупе с экономией на масштабахпроизводства и за счет накопления технологического и коммерческого опыта, этопозволяет обеспечить рентабельность биотопливных производств на уровне не менее15%. В результате производство биотоплива стало привлекательным с точки зренияроссийских инвесторов;
— В третьих, в производство биотоплива в России,наконец, начал приходить зарубежный капитал – как в форме кредитов, так и вформе прямых инвестиций. В условиях, когда спрос на рынке превышает предложениев десятки раз, создание собственного производства – чуть ли не единственныйнадежный способ обеспечить себе стабильные поставки топлива.
В результате за 5-6 лет только в производство топливныхгранул в России инвестировано не менее 150 миллионов евро и объемкапиталовложений продолжает нарастать.
Несомненно, у молодой отрасли достаточно многопроблем, часть из которых представляют собой «болезни роста», в то время какостальные являются структурными и требуют серьезного вмешательства извне.
Одна из главных проблем, затрудняющих развитиепроизводства биотоплива в России – недостаточно развитаятранспортно-логистическая инфраструктура. Она существует, как на уровнеобеспечения биотопливных производств сырьем, так и с точки зрения вывоза идоставки потребителям готовой продукции. Транспортная составляющая составляетдо 50% и более в структуре цены биотоплива, доставленного потребителю.
Малая по сравнению с Западной Европой средняяпроизводительность заводов, приводит с одной стороны к ограничению гибкости вснабжении сырьем, а с другой к неэффективности транспортировки произведеннойпродукции к потребителям, большинство из которых находятся на большом удалении– в Западной Европе. Кроме того, в России нет специализированных терминалов дляобработки больших объемов биотоплива навалом, в результате чего логистикаобходится чрезвычайно дорого и снижает потенциальную рентабельностьбиотопливных производств. Не хватает специализированной техники для обработкибиотопливных грузопотоков внутри страны равно, как и опыта в этой сфере.
За прошедшие годы рассматривалось достаточно многопроектов, призванных решить эту проблему. Однако все они требуют значительныхкапиталовложений, на которые на сегодняшний день никто еще не отважился, попричине неопределенных и разноречивых прогнозов в отношении динамики экспортныхи внутренних грузопотоков биотоплива, которые звучали до последнего времени.Есть надежда, что ситуация начнет меняться с этого года, в связи с интенсивнымростом отрасли и потенциальных грузопотоков в ней. Немало затруднений уучастников отрасли вызывает и отставание информационной инфраструктуры.Биотопливный рынок остается недостаточно прозрачным. Потенциальные потребителибиотоплива и инвесторы не осведомлены о своих возможностях в данной сфере, опреимуществах биоэнергетики как таковой.
Применениетвердого биотоплива внутри России
Щепа и другие виды древесных отходов, топливныегранулы и брикеты и прочие виды биомассы могут представлять собойвысокоэффективное, экологически чистое, возобновляемое и экономичное топливо.Однако, к сожалению, в России традиционно недооценивался потенциал этого видаэнергоносителей. Из-за дешевизны и кажущейся бесконечности ископаемого топлива,российские энергетики только в последние годы начали обращать свое внимание наочевидные факты, подтверждающие преимущества использования биотоплива. К нимотносятся:
— Низкая стоимость топливной составляющей;
— Независимость от сетей, автономность;
— Автоматизация (по сравнению с углем);
— Экологическая чистота;
— Удобство в быту (по сравнению с углем, дровами ит.д.);
— Решение проблемы утилизации отходов биологического происхождения.
Таблица 1. Оценка топливной составляющей стоимоститепловой энергии при использовании различных видов топлива.
/>
Несомненно, существуют и препятствия, связанные снеразвитостью внутреннего рынка биотоплива, с необходимостью капиталовложений вреконструкцию котельных, с недостаточным распространением эффективныхтехнологий сжигания. Однако по нашему мнению, большая часть этих препятствийбудет нивелироваться по мере удорожания традиционных энергоносителей инарастания износа действующих мощностей.
Мы не утверждаем, что вся Россия должна в ближайшее время переключиться страдиционных энергоносителей на биотопливо. Начинать эту работу следует толькотам, где она принесет ощутимую пользу в форме снижения себестоимости энергии,повышения надежности теплоснабжения, уменьшения экологического ущерба и т.д.
По каждому такому объекту, по нашему убеждению,следует проводить детальный анализ с целью определить, какой вид топливаследует использовать на нем в будущем. Уверены, что во многих случаях, выборбудет сделан в пользу биотоплива. Дополнительным фактором, способствующимтакому выбору, стало подписание Россией Киотского протокола и постепенноевнедрение механизмов торговли квотами на выбросы парниковых газов. Этимеханизмы в ближайшем будущем должны обеспечить дополнительный притокфинансирования в проекты перевода котельных и ТЭЦ на возобновляемыеэнергоносители.
Объемы сжигания гранул и брикетов на котельныхмощностью 0,5 – 5 МВт и более в ближайшей перспективе будут расти существеннобыстрее. Этот вид топлива уже вызывает практический интерес со стороны местныхи районных администраций в целом ряде регионов России. Мы ожидаем, что уже котопительному сезону 2006-2007 года в нашей стране будет запущено несколькокотельных на гранулах. Другой перспективный сегмент – частные котельные,обеспечивающие автономное отопление и горячее водоснабжение жилых домов икоммерческих объектов в крупных городах, а также коттеджных поселков, гдепридается большое значение вопросам надежности, удобства и экологическойчистоты при производстве тепла.
Несмотря на значительное отставание России от Западной Европы по части долибиотоплива в энергетическом балансе страны, мы полагаем, что в этой сфереимеется огромный потенциал для развития бизнеса. Речь идет о разработке ивнедрении новых технологий, о производстве оборудования. Большое число частныхкомпаний уже активно работает в этой сфере.
Однако чтобы по-настоящему высвободить потенциал этой «точки роста», к работедолжно подключиться государство. Необходимо изменить систему бюджетированиягосударственных котельных, которая должна побудить местные власти косуществлению энергосберегающих и экологических мероприятий. Во многих случаяхк реализации проектов реконструкции и строительства котельных и ТЭЦ имеет смыслпривлекать частных инвесторов. Необходимо стимулировать владельцев частныхкотельных к энергосбережению, заниматься просветительской и пропагандистскойработой в этой сфере. Многие из перечисленных задач требуют пересмотрадействующего законодательства. А, следовательно, без государственной поддержкибиоэнергетическая отрасль их решить не может.
Жидкоебиотопливо
В России немало говорят о возможности производстваэкологически чистого жидкого моторного биотоплива. К нему относят «биоэтанол»,«биодизель», «бионефть», получаемые из различных видов биомассы. Этонаправление биоэнергетики еще достаточно мало развито в нашей стране. Однакоуже в целом ряде регионов центральной и южной России активно выращивают рапс идругие масличные культуры, продукты переработки которых могут использоватьсядля производства моторного биотоплива. Рассматривается вопрос производстважидкого биотоплива на основе древесных отходов.
К сожалению, говорить о широком применении моторногобиотоплива на автотранспорте в России еще очень рано. Его себестоимость ещепревышает стоимость традиционного моторного топлива. Да и двигатели, способныеработать на биотопливе еще не получили в нашей стране достаточногораспространения. Однако уже сейчас можно говорить об использовании рапсовогомасла в качестве топлива для сельскохозяйственной техники. В России имеетсяинженерный опыт для адаптации тракторных двигателей под растительное масло идаже этанол. Кроме того, по мере адаптации зарубежного и накоплениясобственного опыта, рентабельным становится экспорт рапсового масла, и дажепроизводство на его основе биодизеля. На сегодняшний день нам уже известенцелый ряд предприятий, готовых выпускать этот вид топлива, которое уже успешнопроизводят наши соседи на Украине и в странах Балтии.
Производство жидкого биотоплива – капиталоемкое. Какправило, речь идет о достаточно масштабных проектах, требующих крупныхинвестиций, в том числе и в НИОКР. И естественно основные проблемы в этой сфересвязаны с нехваткой инвестиционных ресурсов. С нашей точки зрения государствуследует обратить внимание на этот перспективный сектор и предпринятьопределенные усилия, чтобы обеспечить его инвестиционную привлекательность. Этобудет с одной стороны способствовать развитию экспортного производстваобработанной продукции, инвестициям в сферу науки и технологии, а с другой –созданию рабочих мест в сельском хозяйстве, которое во многих регионах страныпереживает структурные трудности.
Глава 2. ТОПЛИВНЫЙБИОЭТАНОЛ: ПУТИ РАЗВИТИЯ
Сегодня зависимость от импорта нефти рассматриваетсямногими государствами как проблема экономического, энергетического,экологического, стратегического и государственного значения. Это привело кразвитию альтернативных видов топлива, которым в настоящее время являетсябиотопливо на основе растительных масел и животных жиров.
Для современных двигателей широкоераспространение получило биодизельное топливо (биодизель), являющееся смесьюметиловых или этиловых эфиров жирных кислот. Основой процесса его производстваявляется реакция между триглицеридами и метиловым (этиловым) спиртом вприсутствии катализаторов.
Замена части дизельного топлива на биотопливо извозобновляемых природных источников приводит к созданию бинарных топливныхсмесей, которые существенно снижают риски образования парникового эффекта.
Масштабное использование биотопливапозволит реализовать на практике Киотский протокол, так как каждая тоннаиспользованного биотоплива уменьшает эмиссию углекислого газа на 0,67 т. Приэтом выделяемый диоксид углерода ассимилируют растения, которые затем сновастанут сырьем для получения биотоплива.
Сейчас мир вступает в эпоху биоэкономики, основаннойна использовании биотехнологий, базирующихся на возобновляемых природныхресурсах. Наиболее важными продуктами ее являются биоэтанол и биодизель –единственные возобновляемые жидкие топлива, которые в качестве добавки кбензину не требуют изменений в конструкции двигателей.
Активное производство этих продуктов налажено вЯпонии, Швеции, Китае, Индии и других странах, а лидируют в этой отрасли США иБразилия.
Европейские страны намерены довести выпускбиотоплива до 5,75% к 2010 году по сравнению с 1,4% в 2005 году. Германия к2015 году планирует полностью отказаться от нефтеуглеводородов, а в Швеции наавтозаправках имеется колонка биотоплива Е85 (85% биоэтанола и 15% бензина).Заправка автомобиля этим топливом позволяет водителю бесплатно въезжать в центрстолицы и не платить за парковку. При этом следует отметить, что Швеция сталапервой страной, использующей такое биотопливо.
Успешно развивается проект комбинированного топливаи во Франции, где к 2009 году 50% автомобилей будут работать на этом топливе.
В Польше большое внимание уделяется такому сырью,как рожь, что очень выгодно экономически, так как получаемое на ее основебиотопливо в два раза дешевле, чем из пшеницы.
В Казахстане ускорению развития биоэкономикиспособствуют инновационные подходы. Здесь сырьем для биоспиртов служат мягкиесорта пшеницы (твердые идут на пищевые цели) и зеленая растительная масса.
В Бразилии сегодня производится очень дешевыйбиоэтанол из сахарного тростника и на очереди проект использования для этогокукурузы.
В Соединенных Штатах принят закон «О сельскомхозяйстве», по которому создание биозаводов в стране является национальнойзадачей, а государственные учреждения должны использовать биотопливо. Для егопроизводства правительство выделяет субсидии и налоговые льготы.
В связи с дальнейшим развитием выпуска биоэтанола вСША не будут строить новые нефтеперерабатывающие предприятия. Эту политикупроводит в жизнь компания Chevron, крупнейший в мире производитель бензина.
Сегодня примерно 30% всего производимого в СШАбензина содержит добавки биоэтанола. За счет увеличения его доли президент СШАД. Буш поставил задачу снизить потребление бензина на 20% к 2017 году.Автомобильное топливо даже в соотношении бензин: биоэтанол = 90:10 снижаеттоксичность выхлопных газов на 20-40%. А это уже достаточно весомые показателидля улучшения экологии.
Производство биоэтанола в США в январе 2007 г. составляло 60 млн. литров в сутки. Основным сырьем служит кукуруза, соя используется вменьшей степени, так как она является белоксодержащей культурой и имеет сейчасповышенный спрос в животноводстве. Биотопливо улучшает экологию страны,стимулирует развитие ее сельского хозяйства и снижает зависимость от импортабензина. Сейчас Chevron активно работает над созданием новой технологиипроизводства биоэтанола второго поколения, в частности, из древесины.
Биоэнергетика становится весьма перспективной длянашей страны, особенно с учетом больших сельскохозяйственных угодий, которымиона располагает. Как известно, в России до 20 млн. гектаров земли не находятсяв сельскохозяйственном обороте, т.е. в государстве можно существенно увеличитьпроизводство зерна, а это сырье направить на выпуск дополнительных 7 млн. тбиоэтанола. В стране рассматривается вопрос о влиянии развития производствабиоэтанола на спрос и предложение зерна – хватит ли его на питание, корма и биотопливо.
В связи с этим можно использовать новые ферментныетехнологии гидролиза для переработки послеспиртовой барды, побочного продуктаспиртового производства. Ее в России образуется более 10 млн. т в год. Поэтомубарда представляет интерес как дополнительный источник сырья для изготовлениябиотоплива.
Биоэтанол можно получать и из отходов древесины,например из опилок, а также из соломы или травы. Кроме того, интереспредставляет и биомасса быстрорастущих деревьев, таких как ива или тополь, атакже и морская растительность – водоросли.
И для этого используются современные ферментныесистемы, содержащие альфа-амилазу, глюкоамилазу и другие энзимы, которыерасщепляют растительную продукцию до сахаров.
Одной из передовых разработок НПК «Экология» являетсяпроизводство биоэтанола из различных видов крахмал — и сахарсодержащего сырья сиспользованием технологии вакуумного брожения. Она выгодно отличается стехнической, экономической и экологической стороны.
При этом следует учитывать, что в России в отличиеот Евросоюза, существует налог (акциз) на этанол в любом виде, а это создаетбольшие трудности для его производства. Очевидно, что отечественный рынокбиоэтанола будет развиваться в два этапа. На первом из них станет увеличениевыпуска биотоплива на экспорт, а второй будет связан с развитием еговнутреннего потребления. Суммарная мощность заводов, производящих биотопливо,должна составить 4 млн. т.
Главным препятствием широкого использованиятопливного биоэтанола в России является законодательство по обороту этиловогоспирта, устанавливающее высокие акцизы и высокую плату за лицензию, что делаетневозможным его применение в качестве топлива. А продвижение новых видовтоплива связано с экономической заинтересованностью, т.е. с получением прибылии принятия соответствующих законодательных актов. Поэтому несмотря напроявляемый интерес к производству биоэтанола, в нашей стране в ближайшее времясубсидий и налоговых льгот ждать не придется. Однако это не означает, что вРоссии не стоит заниматься развитием этого направления. Ведь биоэтанол можетэкспортироваться как в чистом виде, так и в виде, например третбутиловогоэфира, что значительно выгоднее, чем экспорт сырой нефти и газа.
В долгосрочной перспективе возможно потеплениеклимата, появление «мировой полиции», отслеживающей выбросы парниковых газов, исоздание новых технологий. Это позволит нашей стране выйти в лидеры на мировомуровне по поставке биомассы и продуктов ее переработки, что повысит доходностьее агропромышленного сектора, улучшит экологическую обстановку и станетисточником «углеродных кредитов» в рамках Киотского протокола.
Реальной альтернативой этанолу в наши дни становитсябиобутанол, так как он обладает более высоким энергетическим потенциалом, менеелетуч и может использоваться в автомобилях без каких-либо изменений вконструкции их двигателей. Так, гибридное топливо БИО100 представляет собойсмесь 65% биоэтанола с добавлением третбутилового эфира. Такое моторное топливоснижает на 1/3 тепловую нагрузку на двигатель, повышая тем самым сроки егоэксплуатации.
Представляет интерес и такое топливо, как бензанол.Это смесь традиционных углеводородов с денатурированным этиловым спиртом (до5-10%). Бензанол обладает антидетонационными, антикоррозионными,антиокислительными свойствами моторного топлива.
Кроме того, ряд ведущих автомобильных фирм, напримерFord, Renault и др. уже приступили к производству двигателей автомобилей соспециально измененной конструкцией, позволяющей работать при любом соотношениибензина и биоэтанола.
Ограниченные ресурсы зерна в Европе и конкуренция спищевым сектором будут заставлять специалистов использовать в своем арсеналесамые передовые технологии, в частности, улучшенные ферменты и дрожжи, которыеявляются важными компонентами процесса получения биоэтанола.
По прогнозам Еврокомиссии к 2020 году 50%биоэтанола, используемого в Евросоюзе, будут обеспечиваться за счет мировыхпоставок.
В соответствии с Киотским протоколом к 2010 году вЕвропе будет установлена норма на выбросы углекислого газа автомобильнымтранспортом – на уровне 130 г СО2/км, что существенно поднимет значениебиотоплива.
Согласно оценкам экспертов, к 2030 году выпускбиотоплива в мире составит 150 млн. т, при ежегодном приросте производства7-9%. При этом предпочтение будет иметь биоэтанол, так как себестоимость егопроизводства снижается быстрее, чем биодизеля.
Глава 3. ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО БИЗНЕСА ВБИОЭНЕРГЕТИКЕ
Новойформой социальной экологической практики во всем мире становится экологическийили «зеленый» бизнес. Ключевые понятия экобизнеса: очистка,сокращение, вторичное использование, рециклинг [1]. Если первые три понятияизвестны нашей промышленности, то индустриальный рециклинг, при котором отходыодних промышленных предприятий становятся сырьем для других, являетсяновшеством и привлекает особое внимание.
Зарубежом (в Австрии, Дании, Японии, Германии) существует множество комплексов,объединяющих предприятия различных отраслей. Так, в Дании (г. Калундборг) вкомплексе по индустриальному рециклингу объединены угольная энергетическаястанция, нефтеперерабатывающий завод, производство гипсовых панелей,фармацевтическая фабрика, завод по производству серной кислоты, производствоцемента и дорожных покрытий, городское хозяйство города и фермеры [1, 2].
Сначала 70-х гг. XX в. до 1995 г. ежегодное потребление воды предприятиямикомплекса сократилось на 25 % за счет рецикла и циркуляции воды междуучастниками проекта. В системе перерабатывалось 2,9 млн т отходов в год,утилизированная теплота использовалась для отопления почти 5000 домов города.
ВРоссии экологический бизнес только начинает завоевывать рынок. Современнаяприродоохранная промышленность, предлагающая прогрессивные технологии дляпредупреждения или устранения экологического ущерба, может быть востребована навнутреннем рынке и стать предметом экспорта.
Значительныйвклад в развитие экобизнеса во всем мире вносит использование биологическихисточников энергии, как более экологически чистых по сравнению с традиционными.Одним из вариантов реализации принципов экобизнеса в сфере производствабиотоплива может стать создание индустриального комплекса, включающегопредприятия сельскохозяйственной отрасли, топливно-энергетического комплекса ихимической промышленности. Необходимость создания подобного комплексаобусловлена тем, что производство энергии из возобновляемой растительнойбиомассы становится актуальным во всем мире.
Биомасса(мусор, пищевые и бытовые отходы, отходы лесной и лесоперерабатывающейиндустрии и т.п.) уже давно используется в качестве сырья для производстваразличных видов топлива: горючего газа, биоэтанола, биодизельного топлива и др.В качестве сырья можно использовать некоторые сельскохозяйственные культуры,которые специально выращиваются для этой цели.
Биомассаможет считаться практически идеальным видом топлива с точки зренияпроизводителей сельскохозяйственной продукции, экологов и потребителей. Этотисточник энергии — возобновляемый, его запасам не грозит истощение, как вслучае с нефтью, газом и углем. Кроме того, при применении топлива из биомассыне требуется серьезных модификаций автомобильных двигателей, для хранения изаправки можно использовать существующие АЗС.
Поданным Международного энергетического агентства, за четверть века производствобио-этанола в мире выросло в 8 раз (с 4ООО млн л в 1980 г. до 30 000 млн в 2003 г.), причем особо заметный прирост был зарегистрирован в последние годы в связи с ростом цен нанефть [3]. В производстве спирта для транспортных нужд лидируют США и Бразилия.
Вовсем мире осуществляется государственная поддержка развития биоэнергетики. Так,в США в апреле 2005 г. Окриджская национальная лаборатория, Министерствоэнергетики и Министерство сельского хозяйства опубликовали совместный доклад, вкотором говорится о возможности расширения использования биоэнергии длясокращения зависимости от ископаемого горючего, а также для улучшенияэкологической обстановки [4]. Авторы доклада считают возможным к 2010 г. изготовлять из биомассы 4 % моторного топлива, к 2020 г. — 10, к 2030 г. — 20 %. В июне 2005 г. был разработан акт по энергетической политике США, поощряющий развитиебиоэнергетики [5].
Индустриальноепроизводство биодизельного топлива началось в 1991 г. Оно вырабатывается из растительных (соя, рапс, горчица, масличная пальма) и животных масел,пищевых отходов. Крупнейшим производителем биодизельного топлива в настоящеевремя является Европа: в Европейском союзе его производство составляет более 90% мирового [6].
Несколькостран Азии также приняли биотопливные программы. Правительство Индиипостановило, что начиная с 2003 г. в девяти регионах и четырех областяхфедерального значения должно продаваться автомобильное биотопливо Е-5 (бензин ссодержанием биоэтанола 5 %). Китай стремится создать новый рынок для избытказерна, которое пошло бы на производство этанола, чтобы снизить потреблениенефти. Закон о возобновляемой энергии получил поддержку народного национальногоконгресса Китая в 2005 г. и вступил в действие в январе 2006 г. [7].
Попрогнозу Международного энергетического агентства, к 2020 г. мировое производство биотоплива достигнет 120 млрд л в год.
ВРоссии также рассматривается вопрос о необходимости развития биоэнергетики. Врамках совместной деятельности стран «большой восьмерки» Россияучаствует в программе глобального биоэнергетического партнерства [8]. Внастоящее время планируется строительство заводов по производству биодизельноготоплива и биоэтанола в Липецкой и Ростовской областях, Сибири и Татарстане[9,10]. По предварительным оценкам, ресурсные возможности России в производствебиодизельного топлива к 2010 г. составят 1350 млн л в год [11].
Однако в условияхмасштабного роста производства биодизельного топлива как альтернативногоисточника энергии во всем мире назревают новые экологические проблемы изадуматься об их решении необходимо уже сегодня. Такое топливо получают путемпереэтерифика-ции тризамещенных эфиров глицерина и жирных кислот метанолом вприсутствии катализаторов. Процесс неизбежно сопровождается образованиемпобочного продукта — глицерина:
/>
здесьR — углеводородная цепь, содержащая 15— 21 атом углерода.
Промышленноепроизводство биодизельного топлива уже в скором времени приведет к накоплениюглицерина в количествах, значительно превышающих потребность в нем.
Прямаяпродажа глицерина невыгодна, поскольку продукт сильно загрязнен, а его очисткадорогая, поэтому затраты при его использовании в качестве сырья для парфюмернойили пищевой промышленности будут очень высокими. Из этого вытекаетнеобходимость поиска новых путей переработки.
Однимиз перспективных способов утилизации глицерина может стать производствопластификаторов и добавок к моторным топливам. Эти технически важные и широковостребованные продукты можно получать из простых и сложных эфиров глицеринаразличного строения.
Процесс полученияпластификаторов на основе сложных эфиров глицерина авторы статьи исследовали влабораторных условиях. Было установлено, что среди многообразия способовсинтеза сложных эфиров технически простым является синтез, который протекает последующему уравнению реакции [12]:
/>
Даннымспособом были синтезированы тризамещенные эфиры глицерина и карбоновых кислотС,—С6. Экспериментальное исследование физико-химических свойствтрибутирата глицерина, выбранного в качестве модельного образца пластификаторана основе триглицеридов, показало, что данное соединение по всем показателям неуступает, а в некоторых случаях даже превосходит существующие аналоги. Основныепоказатели трибутирата глицерина, промышленных пластификаторов диоктилфталата(ДОФ, ГОСТ 8728-88), смеси формалей олигомеров диоксановых спиртов (ЭДОС, ТУ2493-003-13004749-93) приведены в таблице.
Как видно из данныхтаблицы, трибутират глицерина обладает сравнительно высокой температуройвспышки и низким кислотным числом, что отвечает требованиям к свойствампластификаторов.
/>
Этотпластификатор менее опасен для человека. Таким образом, сложные эфиры глицеринамогут служить хорошими пластификаторами для ПВХ-композиций и других полимерныхматериалов.
Производствопредложенного пластификатора может стать основой для создания индустриальногокомплекса, реализующего принципы экобизнеса (см. рисунок). В центре комплексанаходится перерабатывающее предприятие, сырьем для которого являются отходызаводов, производящих биодизельное топливо как в России, так и за рубежом.
Предлагаемаясхема — частный случай объединения предприятий разных отраслей промышленности виндустриальный кластер, позволяющий утилизировать отходы за счет рециклинга.Развитие концепции экобизнеса предполагает разработку и реализацию подобныхсхем на базе различных промышленных предприятий России. Это направление требуетвнимания и тесного сотрудничества руководителей крупных компаний, поскольку,как показывает зарубежный опыт, оно ведет к значительному снижению нагрузки наокружающую среду и повышению эффективности работы предприятий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Рыбакова М.В.Экологический бизнес: в контексте социальной экологической практики//Менеджмент в России и за рубежом. 2006. № 2.
2. TheIndustrial Symbiosis at Kalundborg, Denmark. www.indigodev.com/Kal.html
3. Biofuelsfor transport. An international perspective // International Energy Agency.2004.
4. Wright L.,Turhollow A., Stokes В., Erbach D. Biomass asFeedstock for a
Bioenergy andBioproducts Industry: The Technical Feasibility of a Billion-Ton Annual Supply// Oak Ridge National Laboratory. 2005.
5. Impact ofEnergy Policy Act of 2005 Section 206 Rebates on Consumers and Renewable EnergyConsumption With Projections to 2010 // Energy information administration.Official energy statistics from the U.S. Government.
www.eia.doe.gov/cneaf/solar.renewables/page/epact/epact_sum.html
6. Biofuelsfor transport. An international perspective // International Energy Agency,2004.
7. Российскаябиотопливная ассоциация. Мировой опыт. www.bioethanol.ru/bioethanol/world/
8. Хайлигендамм ибиоэнергетика // Химический журнал. 2007. № 6.
9. В Тюменской областибудут выращивать рапс // Химический журнал. 2006. № 9.
10. Сутягинский М.Российская биоэнергетика начинается в Сибири // Химический журнал. 2007. № 6.
11. Пастернак Е.Биоэтанол — обсуждение продолжается // Химический журнал. 2007. № 6.
12. Леолько А.С., Красных Е.Л.,Леванова СВ., Кукушкин И.К. Синтез и идентификация сложных эфиров глицерина //Изв. Вузов. Химия и химическая технология. Иваново. 2007.Т.50., Вып.4.