Mēsli kā biodegviela: tās plusi un mīnusi. Biodegvielas izmantošanas priekšrocības un trūkumi

Biodegviela ir degvielas veids no bioloģiskām izejvielām, kas iegūts no organismu atkritumiem, dzīvnieku vai augu izejvielām vai bioloģisko atkritumu pārstrādes rezultātā. Biodegviela kamīniem ir labākais kurināmā veids, kam nav nepieciešama skursteņa klātbūtne. Piemērots ekokamīniem. Prefikss “bio” radās atjaunojamo augu resursu izmantošanas rezultātā ražošanā. Kamīna kurināmā pamatā ir denaturēts etanols, kas izgatavots no parastā etanola. Etanols ir spirts, kas rodas augu cukuru saturošu kultūru (biešu, kartupeļu, niedru cukura, kviešu) fermentācijas procesā. Tīru spirtu var iegūt arī, hidrolizējot izejvielas ar augstu celulozes saturu (salmus, koksni).

Saskaņā ar starptautiskajiem noteikumiem tīra alkohola bezmaksas mazumtirdzniecība ir aizliegta. Tāpēc biodegvielu kamīniem ražo, denaturējot etanolu.

Biodegvielas īpašības

Denaturācijas procesā etanols kļūst videi neitrāls. Biodegviela kamīniem nav kaitīgas ietekmes uz ķermeni cilvēku un citu dzīvnieku organismi. Etanola sadegšanu pavada tā sadalīšanās, veidojot oglekļa monoksīdu, tvaiku un nedaudz siltuma.

Degšanas procesā tie veidojas skaistas pat uguns mēles. Ekoloģiskā degviela ir absolūti droša, deg bez kvēpiem, smakas un dūmiem. Sakarā ar to nav nepieciešams uzstādīt dūmu nosūcēju un siltums netiek zaudēts, bet tiek pilnībā saglabāts telpā. Tādējādi Biodegvielas efektivitāte ir 95%.

Liesmas izskats, kas rodas, sadedzinot biodegvielu, praktiski neatšķiras no degošu baļķu izskata. Biotollive izmantošana jūras sāli saturoša gēla veidā ļauj izbaudīt pilnīgu uguns ilūziju ar īstai malkai raksturīgo sprakšķēšanu.

Biodegvielas īpašības

Tā kā biodegvielas dedzināšana nerada oglekļa monoksīdu, Neveidojas kvēpu un kvēpu veidošanās. Biokamīna darbība rada vēl mazāk kvēpu nekā parastas sveces degšana.

Tā kā tīra etanola, kas ir biodegviela, sadegšanu pavada tikai oglekļa dioksīda un ūdens izdalīšanās, iegūtajai liesmai nav ierastās oranžas nokrāsas. Lai iegūtu vairāk dabiskuma, biodegviela bagātināts ar īpašām piedevām, kuras dēļ uguns deg ar oranžu liesmu un izskatās bagātīgi un dabiski.

Biodegvielu var izmantot kā enerģijas nesēju apgaismes ierīcēm. Lietojot degvielu petrolejas lampā neizdalās sodrēji un vispār nav smakas, neizbēgami, dedzinot petroleju.

Biodegvielu veidi

Biodegvielas masveida ražošana ir izveidota dažās Eiropas valstīs (Francijā, Vācijā, Spānijā, Itālijā), Dienvidamerikā un Ziemeļamerikā (Kanādā, ASV). Brazīlija ieņem vadošo vietu etanola ražošanā. Starp biodegvielas ražotājvalstīm Āfrikas kontinentā Dienvidāfrika ir līdere. Aptuveni 5% biodegvielas tiek ražoti Ķīnā un Indijā.

Visas ražotās biodegvielas iedala vairākos veidos. Populārākie ir:

biodīzeļdegviela(ražots no augu eļļām);
bioetanols(spirtu saturoša benzīna aizstājējs);
biogāze(dabasgāzes analogs, kas iegūts no atkritumiem un atkritumiem, kas ir pakļauti īpašai apstrādei).

Biodīzeļdegviela- degviela, kuras ražošanas pamatā ir augu, mikrobu un dzīvnieku izcelsmes tauku pārstrāde. Izmantotās izejvielas ir kokosriekstu, sojas pupu, rapšu, palmu vai jebkura cita jēleļļa vai pārtikas pārstrādes atkritumi. Tiek izstrādāta tehnoloģija biodīzeļdegvielas ražošanai no aļģēm. No eļļām ražotā biodīzeļdegviela ir Eiropā visbiežāk izmantotā biodegviela.

Bioetanols- alkohols, kas iegūts, fermentējot no ogļhidrātiem, kas iegūti no cietes vai cukura, kas atrodams cukurniedrēs vai kukurūzā. Par izejvielām etanola ražošanā tiek apsvērta iespēja izmantot zāles un kokus. celulozes biomasa. Biokamīniem izmanto bioetanolu, kas pēc izskata ir bezkrāsains, bez smaržas šķidrums.

Kā izvēlēties biodegvielu?

Biokamīnu izmantošana ļauj baudīt dzīvu uguni ar ērtībām un drošību apkārtējai videi. Lai nodrošinātu lielāku komfortu, jums jāizvēlas atbilstošs degvielas veids. No pareizās izvēles ir atkarīga liesmas krāsa un tās asums.

Izvēloties biodegvielu, jākoncentrējas uz vairākām svarīgām detaļām. Degvielai ir pilnībā jāsadeg, tai jābūt ar augstu siltuma jaudu un, pats galvenais, jābūt sertifikāti no pētniecības iestādēm kas kontrolē tā kvalitāti.

Biodegvielas plusi un mīnusi

Biodegvielas patēriņš un efektivitāte ir patērētāju galvenā problēma. Lielākā daļa mūsdienu biokamīnu izdeg stundas laikā sadedzina ne vairāk kā 500 ml degvielas. Šajā gadījumā saražotā siltuma daudzums ir 6,58 kWh enerģijas uz litru biodegvielas. Efektivitātes ziņā biokamīna darbība ir līdzvērtīga trīs kilovatu elektriskajam sildītājam, taču telpā esošais gaiss nevis izžūst, bet gan tiek mitrināts.

Biodegvielas priekšrocības ietver šādus faktorus:

Biodegvielas izmantošana ir ļoti vienkārša un vienkārša. Ja lietojat degvielu želejas veidā, jums vienkārši jāatver burkas vāks, jānoslēpj konteiners dekoratīvās malkas rokā vai starp akmeņiem un jāaizdedzina. Viena gēla degvielas kanna pietiek 2,5 - 3 stundu nepārtrauktai dedzināšanai. Lai iegūtu tilpuma liesmu, vienlaikus varat iedegt vairākas gēla kārbas. Ugunsgrēka dzēšana ir pavisam vienkārša; vienkārši uzskrūvējiet burkām vākus un tādējādi bloķējiet skābekļa piekļuvi ugunij.

Lietojot šķidro biodegvielu, tā vienkārši jāielej speciālā biokamīna apkures iekārta Ir gandrīz neiespējami izlietot vairāk degvielas nekā nepieciešams, jo šāda veida degviela tiek ražota speciālos konteineros - piecu litru kanistros ar patēriņa skalu. Viena tvertne ir paredzēta 18 - 20 stundas degšanas.

Starp lietošanas trūkumi ekoloģiska degviela, var izcelt tikai nelielas detaļas:

Degšanas laikā nepievienojiet degvielu, tas ir nepieciešams izslēdziet kamīnu un pagaidiet, līdz tas pilnībā atdziest;
biodegvielu nevar uzglabāt atklātas uguns avota tuvumā;
Stingri nav ieteicams aizdedzināt bioloģisko degvielu, izmantojot papīru un baļķus, tam tiek izmantotas īpašas dzelzs šķiltavas.

Biodegvielu darbības joma

Kamīniem paredzēto biodegvielu var izmantot slēgtās telpās bez skursteņa un ventilācijas izvadiem - ofisā, dzīvoklī, lauku mājā. Kamīna biodegvielas izmantošana ļauj baudīt īstu uguni gandrīz jebkuros apstākļos un jebkurā telpā. Biodegviela ir vienlīdz piemērota visu veidu kamīniem iekštelpās.

· Tiek izmantoti atjaunojamie enerģijas avoti

Tā kā degvielai ir augu izcelsme, tai nav benzola smakas

Bioloģiski nekaitīgs: nonākot ūdenī un augsnē, degviela nekaitē augiem

· Videi draudzīgs: zemas CO2 emisijas un atlikuma sēra daļiņas

· Labas eļļošanas īpašības, palielinot dzinēja un degvielas sūkņa kalpošanas laiku

· Drošība augstās aizdegšanās temperatūras dēļ

Nav nepieciešamas lielas dzinēju modifikācijas vai degvielas uzpildes staciju pārbūve

· Samazina atkarību no naftas un gāzes piegādātājiem

· Tradicionālo enerģijas avotu izmantošana biodegvielas ražošanā

Lielāka enerģijas prasība ražošanai nekā sadegšanai automašīnas dzinējā

Samaziniet dzinēja jaudu par 10%

Augstas izmaksas salīdzinājumā ar benzīnu un dīzeļdegvielu

· Piemīt šķīdinātāja īpašības, kas izraisa ātru automašīnas plastmasas un gumijas detaļu nodilumu, kas prasa to nomaiņu ar fluora gumijas analogiem

Topinambūra lauksaimniecības tehnoloģija

Topinambūra izejviela spirts biodegviela dārzenis

Šīs topinambūra īpašības tiek ņemtas vērā tā audzēšanas laikā, izstrādājot progresīvas agrotehniskās metodes gan bumbuļu, gan zaļās masas augstas ražas iegūšanai.

Topinambūra audzēšanas un novākšanas tehnoloģija un izmantotie mašīnu kompleksi ir līdzīgi šīs kultūras audzēšanas prasībām, tāpat kā kartupeļu ražošanai.

Tas ir arī atsaucīgs uz organiskā un minerālmēslu izmantošanu, apūdeņošanu un citām agrotehniskām darbībām, kas palīdz uzturēt stādījumu labā stāvoklī, sabalansētu ar visām nepieciešamajām barības vielām.

Galvenās augsnes apstrādes dziļums ir atkarīgs no audzēšanas platības, aramzemes horizonta dziļuma, augsnes veida (viegla, vidēja, smaga) un vairākiem citiem faktoriem. Topinambūru vēlams audzēt uz grēdām. Tas nodrošina, ka nelabvēlīgos klimatiskajos apstākļos bumbuļu ligzda nesamirkst un auga attīstība nepasliktinās.

Augsnes kultivēšanas metodes topinambūru stādīšanai būtiski neatšķiras no augsnes kultivēšanas kartupeļu stādīšanai.

Rudens dziļā lauka uzaršana topinambūram ir obligāta neatkarīgi no tā, vai bumbuļi tiks stādīti tajā pašā rudenī vai nākamā gada pavasarī.

Lietojot organisko mēslojumu, tos pārklāj rudenī vai pavasarī, atkarībā no bumbuļu stādīšanas laika.

Obligāta ir arī pirmsstādīšanas augsnes apstrāde, kas tiek veikta, izmantojot universālas augsnes apstrādes mašīnas (disku ecēšas, kultivatori nepārtrauktai augsnes apstrādei, kombinētie augsnes apstrādes agregāti).

Daudzu gadu pieredze un ražošanas testēšana gandrīz visos Krievijas reģionos ir pierādījusi, ka organiskā mēslojuma (kūtsmēslu, kūtsmēslu kompostu) izmantošana ar nepieciešamo minerālvielu devu (NPK-slāpeklis, fosfors, kālijs) nodrošina dubultu vai lielāku ražu. zaļā masa un topinambūra bumbuļi. Minerālmēslu izmantošana palielina arī sausnas, cukura un olbaltumvielu ražu ( 3. tabula)

3. tabula.

vielu nosaukums
nav mēslošanas līdzekļu	pielietojot mēslojumu

sausnas

Tabulā redzams, ka dažādiem minerālmēsliem nav vienāda ietekme uz bumbuļu ķīmisko sastāvu (lietojot ieteicamās devas), tāpēc atkarībā no to lietošanas virziena var pielāgot iegūtā produkta ķīmisko sastāvu.

Organisko vielu lietošanas devas ir atkarīgas no reģiona un augsnes stāvokļa. Minerālmēslu devas topinambūru stādīšanai tiek ņemtas, pamatojoties uz ražas uztura vajadzībām. Barības vielu izvadīšana no topinambūra, kura vidējā raža ir 1,5–2 reizes lielāka nekā kartupeļiem vai bietēm ( 4. tabula).

4. tabula.

Šajā sakarā, lai iegūtu augstu topinambūra ražu, kopā ar organisko mēslojumu (20-40 t/ha) uz hektāru nepieciešams pievienot 60 kg slāpekļa un fosfora mēslojuma un 120 kg kālija mēslojuma.

Topinambūru var pavairot ar sēklām, bumbuļiem, stādiem un spraudeņiem. Rūpnieciskās plantācijas vairojas tikai ar bumbuļiem. Stādīšanas norma uz 1 hektāru ir atkarīga no stādīšanas shēmas un stādāmo bumbuļu lieluma (pēc svara). Vidēji uz 1 hektāru tiek iestādītas 1-1,2 tonnas bumbuļu.

Galvenais, stādot topinambūru, ir jautājums, kādam nolūkam tas tiek stādīts. Ja mērķis ir iegūt pēc iespējas vairāk bumbuļu, tad jāstāda retāk (90x25 cm), ja vēlamies iegūt pēc iespējas lielāku zaļo masu, tad kompakto stādīšanu veic rindās un rindstarpu var samazināt līdz 70 vai 60 cm.

Lai novērstu nezāļu attīstību, pirms dīgšanas ieteicams veikt vienreizēju vai dubultu ecēšanu. Pēc stādu parādīšanās ieteicams veikt kultivēšanu un ecēšanu. Turpmākā stādījumu kopšana pirmajā stādīšanas gadā sastāv no rindu irdināšanas un nezāļu iznīcināšanas rindās (2-3 apstrādes). Irdināšanas dziļums ir 10-12 cm.Pēc rindu aizvēršanas topinambūra apkope nav nepieciešama. Šajā periodā stublāji ar lapām izaug tik daudz, ka izdzēš visas nezāles, tostarp kviešu zāli.

Pievienošanas datums: 2013. gada 6. jūnijā plkst. 16:48
Darba autors: y************************@ya.ru
Darba veids: referāts

Lejupielādēt ZIP arhīvā (32,26 Kb)

Pievienotie faili: 1 fails

Lejupielādēt failu

Biodegvielas plusi un mīnusi.docx

- 34,78 KB

Biodegvielas kā elektroenerģijas avota plusi un mīnusi

Modernās tehnoloģijas ļauj segt 6-10% no rūpnieciski attīstīto valstu enerģijas vajadzībām, izmantojot biomasu. Katru gadu Zeme fotosintēzes ceļā saražo vairāk nekā 120 miljardus tonnu organisko vielu, kas ir salīdzināms ar 40 miljardiem tonnu naftas. Biomasas kā kurināmā izmantošana ir steidzams uzdevums, jo īpaši uz pieaugošo enerģijas cenu fona. Kā biodegvielu var izmantot: koksnes biomasu, labības atkritumus, degošus pārtikas rūpniecības un lopkopības atkritumus.

Taču pastāv arī nopietni ierobežojumi biomasas izmantošanai enerģijas ražošanā. Biomasai ir augsts mitruma saturs, tāpēc žāvēšana prasa papildu izmaksas. Visbiežāk biomasai ir nepieciešama iepriekšēja sagatavošana (sasmalcināšana, presēšana, briketēšana utt.). Visizplatītākais veids, kā iegūt enerģiju no biomasas, ir tās sadedzināšana, un sadegšanas procesam ir savas grūtības: pirmkārt, dažādiem biomasas veidiem ir nepieciešamas dažādas sadedzināšanas iekārtas, otrkārt, sadegšanas procesi ne vienmēr notiek ar augstu efektivitāti (pastāv iespēja uzlabot sadegšanas ierīces). Un, treškārt, krāšņu vides parametriem jāatbilst spēkā esošajiem kaitīgo vielu emisiju standartiem.

Biomasas izmantošana tikai daļēji atrisinās mazo saimniecību un uzņēmumu energoapgādes drošības problēmu. Biomasas izmantošanas priekšrocības enerģijas ražošanā ir šādas. Atsevišķos gadījumos biomasa ir ļoti lēts enerģijas avots, bieži vien bez maksas (atkritumi), bet mūsu valstī šis avots vai nu netiek izmantots vispār, vai tiek izmantots izņēmuma gadījumos. Turklāt daudzu veidu atkritumi ir jāiznīcina termiski, jo daži baktēriju veidi mirst tikai ļoti augstā temperatūrā. Mūsdienu tehnoloģijas enerģijas iegūšanai no biomasas var būtiski uzlabot vides ekoloģisko stāvokli, un enerģijas iegūšana no lauksaimniecības atkritumiem ļauj lauksaimniecības nozarei kļūt par enerģijas ražotāju, nevis tikai par patērētāju.

Līdz šim biodegvielas iekārtu tehniskie un ekonomiskie raksturlielumi, protams, ir zemāki par termoelektrostacijām, kurās izmanto tradicionālos kurināmā veidus, tomēr, ņemot vērā ogļūdeņražu degvielas cenu pieaugumu (tuvākajā nākotnē 2-2,5 reizes) , šis degvielas veids kļūst perspektīvs un ekonomiski izdevīgs.

Viens no jaunajiem virzieniem mūsdienu enerģētikas attīstībā ir biodegvielas izmantošana.

Biodegviela ir degviela no bioloģiskām izejvielām, ko parasti iegūst, apstrādājot cukurniedru kātus vai rapšu sēklas, kukurūzu un sojas pupas. Ir arī dažādas brieduma pakāpes projekti, kuru mērķis ir biodegvielas ražošana no celulozes un dažāda veida organiskajiem atkritumiem, taču šīs tehnoloģijas ir attīstības vai komercializācijas sākuma stadijā. Ir šķidrā biodegviela (iekšdedzes dzinējiem, piemēram, etanols, metanols, biodīzelis), cietā biodegviela (malka, salmi) un gāzveida (biogāze, ūdeņradis). Neskatoties uz šķietami pilnīgu biodegvielas draudzīgumu videi, tās izmantošanai nav bez nopietniem trūkumiem.

Ogļūdeņraži Vairāki mikroorganismi, piemēram, Botryococcus braunii, spēj uzkrāt ogļūdeņražus līdz 40% no kopējās sausnas masas. Tos galvenokārt pārstāv izoprenoīdu ogļūdeņraži.

Kritika Biodegvielas nozares attīstības kritiķi saka, ka pieaugošais pieprasījums pēc biodegvielas liek lauksaimniecības ražotājiem samazināt pārtikas kultūraugu platības un pārdalīt tās par labu degvielas kultūrām. Piemēram, etanola ražošanā no lopbarības kukurūzas lopbarības ražošanai izmanto lopbarību un mājputnus. Ražojot biodīzeļdegvielu no sojas pupiņām vai rapšu sēklām, kūku izmanto lopbarības ražošanai. Tas ir, biodegvielas ražošana rada vēl vienu posmu lauksaimniecības izejvielu pārstrādē. Saskaņā ar Minesotas universitātes ekonomistu aprēķiniem, biodegvielas uzplaukuma rezultātā izsalkušo cilvēku skaits uz planētas līdz 2025. gadam pieaugs līdz 1,2 miljardiem cilvēku. Apvienoto Nāciju Organizācijas Pārtikas un lauksaimniecības organizācija (FAO) 2005. gada ziņojumā norādīja, ka palielināts biodegvielas patēriņš varētu palīdzēt dažādot lauksaimniecības un mežsaimniecības darbības un uzlabot pārtikas nekaitīgumu, vienlaikus veicinot ekonomisko attīstību. Biodegvielas ražošana radīs jaunas darba vietas jaunattīstības valstīs un mazinās jaunattīstības valstu atkarību no naftas importa. Turklāt biodegvielas ražošana ļaus izmantot šobrīd neizmantoto zemi. Piemēram, Mozambikā lauksaimniecība tiek veikta 4,3 miljonos hektāru no 63,5 miljoniem hektāru potenciāli piemērotās zemes.

Izplatīšana Worldwatch Institute lēš, ka 2007. gadā visā pasaulē tika saražoti 54 miljardi litru biodegvielas, kas veido 1,5% no pasaules šķidrās degvielas patēriņa. Etanola ražošanas apjoms sasniedza 46 miljardus litru. ASV un Brazīlija ražo 95% no pasaules etanola.

Ekonomiskais efekts Pēc Merrill Lynch aplēsēm, biodegvielas ražošanas pārtraukšana izraisīs naftas un benzīna cenu pieaugumu par 15%. Saskaņā ar Stenfordas Universitātes aplēsēm no lauksaimnieciskās ražošanas pasaulē ir izņemti 385-472 miljoni hektāru zemes. Šajās zemēs audzējot izejvielas biodegvielas ražošanai, biodegvielas īpatsvars globālajā enerģijas bilancē palielināsies līdz 8%. Transportā biodegvielas īpatsvars var svārstīties no 10% līdz 25%. Biodegvielas ražošana no pārtikas izejvielām ir nepieņemama, tā jāiegūst no jebkuriem organiskiem atkritumiem un ātri augošu sugu koksnes. Skatīt arī Atjaunojamie resursi Biotehnoloģija Agflation Degvielas briketes.

Biodegviela, īpaši uz kukurūzas bāzes izgatavots bietanols, ir daudz kaitīgāks videi un cilvēku veselībai nekā benzīns vai dīzeļdegviela. Zinātnieki no Minesotas universitātes nonāca pie šāda neapmierinoša secinājuma savā rakstā, kas vakar publicēts žurnālā Proceedings of the National Academy of Sciences. Par to ziņo laikraksts The Guardian.

Pētnieki norāda, ka, lai gan biodegvielas izmantošana samazina oglekļa dioksīda emisijas atmosfērā (tāpēc tā tiek uzskatīta par videi draudzīgāku nekā benzīns vai dīzeļdegviela), tās ražošana rada daudz nopietnākus draudus videi un cilvēku veselībai. Fakts ir tāds, ka slāpekļa mēslojums, ko izmanto, audzējot organiskās izejvielas (teiksim, kukurūzu), atmosfērā izdala lādētas amonjaka daļiņas, kuras savukārt pielīp pie smalkiem putekļiem, veidojot recekļus līdz 2,5 mikroniem diametrā. Šie mikroskopiskie recekļi, ko vējš aiznes blīvi apdzīvotās vietās, cilvēkiem izraisa dažādas elpošanas sistēmas slimības (piemēram, astmu vai hronisku bronhītu) un pat priekšlaicīgu nāvi.

No otras puses, biodegvielas ražošanas paplašināšanās izraisa plašu mežu izciršanu, jo jaunām izejvielu kultūrām ir nepieciešama telpa un darbaspēka novirzīšana, kas varētu būt noderīga citās tautsaimniecības nozarēs. Vēl viena biodegvielas ražošanas negatīvā ekonomiskā ietekme ir tās ietekme uz pārtikas tirgu. Pēdējos gados veiktie pētījumi liecina, ka bioetanola ražošanai izmantotās kukurūzas daudzuma pieaugums ir izraisījis pārtikas cenu pieaugumu pasaulē.

Iespējams, no šādas negatīvas ietekmes var izvairīties, ražojot jaunas paaudzes biodegvielu - tā saukto celulozes etanolu, uz kuru pētnieki saista lielas cerības. To var izgatavot no augiem, kas var augt marginālā augsnē, kuriem nav nepieciešams mēslojums un, kā likums, tie nekonkurē ar tradicionālajām lauksaimniecības kultūrām. Šādas degvielas eksperimentālie paraugi jau ir iegūti, norāda zinātnieki. Tomēr, kamēr celulozes etanols nav nodots masveida ražošanā, pētnieki aicina nepāriet uz liela mēroga pašreizējo biodegvielas veidu izmantošanu, jo tā ietekme uz cilvēku veselību un vidi vēl nav pilnībā izpētīta.

Īss apraksts

Visā pasaulē pieaug pieprasījums pēc biodegvielas. Vai arī Krievija var kļūt par biodegvielas lielvalsti? Pasaules enerģijas patēriņš pēdējo 50 gadu laikā ir pieaudzis straujāk nekā iedzīvotāju skaits. Šī tendence turpināsies arī pārskatāmā nākotnē: 1950. gads - 2 miljardi tce. (tonnas standarta degvielas), 2000 - 12 miljardi, 2020 (prognoze) - 34 miljardi tonnu standarta degvielas; iedzīvotāju skaits ir attiecīgi 2 miljardi, 6 miljardi un 11 miljardi cilvēku. Atgādināsim, ka šobrīd cilvēce aptuveni 70% no savām vajadzībām apmierina no neatjaunojamiem enerģijas avotiem. 21. gadsimta laikā visi neaizvietojamie energoresursi, pirmkārt, nemitīgi sadārdzināsies, otrkārt, to pieejamās atradnes būtībā izžūs.
Situācijas analīze liecina, ka šobrīd biodegvielas ražošana no fitomasas un dažādu augu kultūru (zālaugu, koku un krūmu) ražas produktiem ir viena no perspektīvām atjaunojamo energoresursu radīšanas jomām daudzās attīstītajās un attīstības valstīs. Dīzeļdegvielai pievieno bioetanolu (denaturētu tehnisko etilspirtu, ko izmanto kā piedevu motorbenzīnam; to ražo, fermentējot ar ogļhidrātiem bagātu fitomasu vai graudu) un biodīzeli (augu eļļu, galvenokārt rapšu un saulespuķu taukskābju metilesteris). kļūst populārs pasaules tirgū.
Pagaidām pieprasījums pēc biodegvielas ievērojami pārsniedz piedāvājumu. 2005. gadā bioetanola patēriņš pasaulē sasniedza 34 miljonus tonnu, no kuriem vairāk nekā puse (apmēram 18 miljoni tonnu) tika saražota ASV. Šogad ES plāno saņemt aptuveni 9 miljonus tonnu biodīzeļdegvielas, kam būs nepieciešami 22 miljoni tonnu eļļas augu sēklu. Pasaulē bioetanola ražošanas jauda pieaug straujāk nekā biodīzeļdegviela, proti, attiecība ir aptuveni 6:1. Biodīzeļdegviela un bioetanols ES un ASV ir obligātas videi draudzīgas piedevas dīzeļdegvielai un benzīnam, jo samazina kaitīgo izmešu daudzumu. Ar pilnu bioetanola ražošanas ciklu siltumnīcefekta gāzu emisijas tiek samazinātas par 12-26% salīdzinājumā ar benzīna ražošanu, bet biodīzeļdegviela - par 41-78% salīdzinājumā ar dīzeļdegvielas ražošanu. Šo gāzu emisija arī tiek ievērojami samazināta, ja kā motordegvielas sastāvdaļas izmanto bioetanolu un biodīzeļdegvielu.
Pēc FAO ekspertu domām, turpmāks biodegvielas patēriņa pieaugums (2007. gadā tika saražoti aptuveni 50 miljardi litru) palīdzēs dažādot lauksaimniecību un mežsaimniecību, radīt jaunas darbavietas un laist apgrozībā īslaicīgi neizmantotu zemi. Saskaņā ar Krievijas naftas un gāzes kompānijas Itera vadītāja I. Makarova jaunāko novērtējumu, ikgadējais (kopš 21. gadsimta sākuma) šī videi draudzīgā motordegvielas veida patēriņa pieaugums ir vairāk nekā 25%. Vācija, ASV, Austrālija, Japāna, Dienvidkoreja un citas valstis palielina biopiedevu saturu patērētajā degvielā par 5-7% gadā. Brazīlijā jau vairākus gadu desmitus tiek izmantota tikai jaukta motordegviela (benzīns + bioetanols), un šobrīd etanola sastāvdaļas īpatsvars ir 85%, benzīns - 15%.
Enerģijas raža uz vienu kultūraugu vai stādījumu platības vienību, no kuras atņemtas enerģijas izmaksas fitomasas ražošanai, savākšanai, transportēšanai, uzglabāšanai un pārveidošanai (ar biotehnoloģiskām, fizikāli ķīmiskām metodēm) gala enerģijas nesējos, t. motordegvielā parasti raksturo biodegvielas energoefektivitātes (jeb lietderības) koeficients - Ee. Piemēram, augu biomasas pārvēršanas gadījumā biogāzē KE ir 5 reizes lielāks nekā tās parastās sadedzināšanas laikā. Saskaņā ar šo rādītāju priekšroka tiek dota kukurūzas etanolam (Ee=1,25-1,35) nevis tradicionālajam benzīnam (Ee=0,81), bet biodīzeļdegvielai (Ee=1,9-3,2) – labāka nekā tradicionālajai naftas dīzeļdegvielai (Kee=0,83). Jebkurā gadījumā pirms motordegvielas ražošanas no biomasas ir jāveic stingra ekonomiskā un vides analīze. Uzsveram, ka Krievijas lauksaimniecības sektora sasniegums pasaules līmenī biodegvielas izejvielu ražošanas attīstībā ir iespējams tikai tad, ja tas ir konkurētspējīgs. Tāpēc lauksaimniecības produkcijas ražotājiem jācenšas panākt, lai rapša, kukurūzas un citu “enerģijas” kultūru 1 hektāra izlaide būtu ES valstu rādītāju līmenī.
Atšķirībā no Rietumvalstīm (ES, ASV u.c.), kā arī Ķīnas, biodegvielas – perspektīva atjaunojamā energoresursa – ražošanu Krievijas valdības aģentūras pašlaik nenovērtē par zemu. Tā izejvielu audzēšana joprojām galvenokārt ir iniciatīva, sadrumstalota un tiek veikta, tikai pateicoties atsevišķu reģionu vadītāju pūlēm, atsevišķu uzņēmēju un lauksaimniecības ražotāju iniciatīvai. Līdz šim Krievijas biodegvielas izejvielu un (vai) galaproduktu ražošana galvenokārt ir orientēta uz eksportu uz ES valstīm un kaimiņvalstīm. Motoru biodegvielas ražošanai nepieciešamo izejvielu kultūru audzēšana Krievijā ne tikai netiek finansiāli atbalstīta no valsts, bet, gluži pretēji, tiek mākslīgi kavēta. Jo īpaši ar nodokli tiek aplikts rapša graudu eksports, bet akcīzes nodoklis ir bioetanols. Tāpēc ir vēlams, lai tuvākajā nākotnē Krievijā, tāpat kā ES, tiktu pieņemts likums par obligātu videi draudzīgu piedevu izmantošanu benzīnam un dīzeļdegvielai, federālā programma izejvielu ražošanai un pārstrādei būtu jāattīsta biodegviela, jāatceļ nodevas, akcīzes nodokļi un eksportējamās produkcijas dubultā aplikšana ar nodokļiem (bioetanols, rapsis u.c.).
Mūsdienīga biodegvielas ražošana no augkopības produktiem ir videi draudzīga un lielākoties bez atkritumiem. Tās vērtīgie blakusprodukti ir lipeklis, lipeklis, klijas, kūkas, lopbarības raugs, milti, glicerīns. Visperspektīvākā kultūra biodegvielas ražošanai Krievijā ir pavasara un ziemas rapsis. Ziemas rapsis ir divreiz ražīgāks par vasaras rapsi, bet prasīgāks ziemošanas apstākļu ziņā. Šobrīd rapšu audzēšana atsevišķos valsts reģionos ir izdevīgāka nekā graudaugu audzēšana. Tāpēc tās platības Krievijā strauji pieaug, un starp rūpnieciskajām kultūrām rapsis ir ieņēmis otro vietu (pēc saulespuķu). Mums ir praktiski neierobežotas iespējas iegūt biodegvielas izejvielas, palielinot rapša ražošanu tā sauktajās papuvē (īslaicīgi neapstrādātajās vecajās aramzemēs), kuru platība 2007.gadā sasniedza 40 miljonus hektāru. Svarīgi, ja pārtikas eļļas ražošanai nepieciešamas rapšu šķirnes ar zemu erukskābes saturu, tad biodegvielai pēc iespējas vairāk tās būtu rapšu sēklās!
Rapša graudu siltumspēja ir 26,5 MJ/kg (salīdzinājumam: dižskābarža koksnei - 18,4, oglēm - 29,7 MJ/kg). Ja ņemam benzīna un dīzeļdegvielas degvielas ekvivalenci vienādu ar 1, tad rapšu eļļai tas pats rādītājs būs 0,96, biodīzeļdegvielai 0,91, bioetanolam 0,65. Katrs Brazīlijas cukurniedru plantāciju hektārs saražo 4-6 tūkstošus litru etanola, ASV viens “kukurūzas” hektārs rada 2 tūkstošus litru, bet “kvieši” Eiropā - tikai 1 tūkstoti litru spirta. Tajā pašā laikā no viena hektāra rapšu sēklu iegūst 1100 kg eļļas, saulespuķu - 600, sojas pupu - 290 kg. No 1 tonnas rapšu sēklu (ar eļļas saturu 30-50%) var iegūt 270 kg (450 l) biodīzeļdegvielas. Tās priekšrocības: to var izmantot dīzeļdegvielas vietā, šis produkts ir standartizēts, tas ir pastāvīgi pieprasīts tirgū. Tā mīnusi: nepieciešamas sterilizācijas izmaksas, problēmas rodas ar saistītā glicerīna pārdošanu, ir sezonāli lietošanas ierobežojumi (palmu eļļas metilesteris sacietē +50C, rapšu eļļa -100C).
Rapsis ir fitosanitārs augs laukiem. Tā izmantošana kā zaļmēsli veicina organisko vielu un slāpekļa uzkrāšanos augsnē un uzlabo tās struktūru. Tās sakņu izdalījumi atbrīvo augsnes aramkārtu no sakņu puves patogēniem un citiem labības kultūru fitopatogēniem. Rapsi tradicionāli uzskata par labāko kviešu (ziemas un pavasara) priekšteci. Rapša graudu vidējā raža ES-25 valstīs jau sen pārsniedz 30 c/ha, savukārt NVS valstīs tā ir tikai 11 c/ha. Tomēr rapša audzēšana Krievijā ir pamatota no ekonomikas, vides un agronomijas viedokļa. Eiropa jau ir gatava iepirkt savas eļļas augu sēklas par cenu 150-200 eiro/t. Rapša rentabilitāte reti nokrītas zem 50%. Ja jūs ražojat rapšu eļļu reģionos, kur audzē ražu, tad atlikušais kūka ir vērtīgs barības resurss. Vēl nesen rapsis, pasaulē galvenā kultūrauga biodīzeļdegvielas ražošanai, Krievijā nebija pieprasīta. Kopš 2007. gada, pateicoties Krievijas Lauksaimniecības ministrijas mērķprogrammai rapša audzēšanas atbalstam, ir vērojams šīs kultūras platību pieaugums, un to katru gadu plānots palielināt par aptuveni 20%. Tas ir ļoti reālistisks rādītājs, jo rapsis ģeogrāfiski var augt plašākā klimatiskajā zonā nekā saulespuķes. Taču biodegvielas izejvielu ražošana ir nepieciešams, bet tikai pats pirmais, sākuma posms šīs inovatīvās resursa, biotehnoloģiskās un vides problēmas īstenošanā. Tā veiksmīgs, visaptverošs risinājums ir atkarīgs ne tik daudz no nozares līderu pūlēm, bet gan no skaidras rīcības programmas izpildvaras un likumdošanas varas pašā augstākajā ešelonā.
Tā kā globālā bioetanola ražošanas jauda pašlaik pieaug straujāk nekā biodīzeļdegviela, biodegvielas ražošanai izmanto vairāk graudu nekā eļļas augu sēklas. Tomēr, mūsuprāt, graudu kukurūzas kā bioetanola izejvielas audzēšana Krievijā ir mazāk perspektīva nekā rapša sēklas biodīzeļdegvielai. Kukurūzas (šī siltummīlīga, intensīva rindu kultūra) optimālā audzēšanas zona ir ievērojami ierobežota salīdzinājumā ar rapsi. Krievija tradicionāli importē kukurūzu, jo valstī pastāvīgi trūkst tās graudu gan kā pārtikas izejvielas (cietes, graudaugu un alkohola ražošanā), gan kā vērtīgas sastāvdaļas dzīvnieku barībā. Vienlaikus atsevišķos labvēlīgākajos valsts rajonos topošā tirgus situācija ir labvēlīga graudu kukurūzai, kas stimulē tās ražošanas paplašināšanos. Tādējādi Volgogradas apgabalā ar kukurūzas ražu 50-70 c/ha finansiālā atdeve no 1 hektāra ir 3-4 reizes lielāka nekā no 1 hektāra saulespuķu. Protams, ja Krievijas lauksaimniecības produkcijas ražotājiem ir iespēja gūt lielākus ienākumus no platībām, pateicoties daļējai pārdalei par labu kukurūzai, tad svarīgi (ja tas nekaitē valsts nodrošinātībai ar pārtiku) neieviest ierobežojošos izvedmuitas nodokļus. par saviem produktiem, liedzot ražotājam peļņu.
Krievijas Ziemeļrietumu, Centrālajā un Sibīrijas apgabalos, pārstrādājot koksnes atkritumus, ir perspektīvas ražot granulas - mazus cilindrus vai stieņus, kas iegūti, slīpējot un presējot koksni un tās atkritumus. Tos var ražot arī, izmantojot tehnoloģiju "ātri augošu koku sugas īsas rotācijas stādījumos". Šī tehnoloģija paredz reizi trijos gados ar speciālu kombainu pļaut alkšņa, bērza, apses, papeles, dzeltenās akācijas vai jebkuras citas strauji augošas koku un krūmu sugas jaunaudzi un pamežu. Individuālo māju apkurei izmantotajām granulām ir neierobežots pieprasījums Rietumu tirgū (īpaši Skandināvijas valstīs) un Ķīnā. Pēc siltumspējas tie ir divas reizes augstāki par parasto malku, un tie ir ērti pārkraušanai, transportēšanai un uzglabāšanai. Tā kā to ražošana vienā plantācijā (ārpus augsekas) notiek vairāku gadu desmitu garumā, tā nekonkurē ar pārtikas un lopbarības kultūru audzēšanu.
Pārskatāmā nākotnē bioetanola un BTL degvielas ražošana Krievijā, t.i. Šķidrā degviela, kas iegūta no jebkuras biomasas tās biopārveides un pirolīzes (biomasas pārvēršana šķidrumā jeb Saules degviela) procesā, ir visdaudzsološākā, izmantojot otrās paaudzes biotehnoloģijas. Šajā gadījumā atšķirībā no pārtikas kultūrām (piemēram, cukurniedrēm, cukurbietēm, graudiem u.c.) sākotnējās enerģijas izejvielas ir jebkuri organiskie substrāti – zāle, celuloze, labības un koksnes atkritumi. BTL degviela ir ļoti efektīva kā motordegviela, jo sadeg gandrīz pilnībā ar minimālu kaitīgo piemaisījumu emisiju izplūdes gāzēs - sodrēju, metāna, slāpekļa oksīdu un oglekļa. Enerģijas nesējiem, kas iegūti, izmantojot šo tehnoloģiju, ir augsta enerģētiskā lietderība (Ee = 5-6), un siltumnīcefekta gāzu emisijas ir par 82-85% zemākas, salīdzinot ar tradicionālā benzīna ražošanu. Tomēr liela mēroga BTL degvielas ražošanu joprojām ierobežo ļoti efektīvu un pieejamu fermentu preparātu trūkums.
Tiek uzskatīts, ka biodegviela pasaules tirgū ir neierobežoti pieprasīta un tās ražošana kļūst rentabla, ja naftas cena pārsniedz 70 USD/barelu. Lai gan šis pagrieziena punkts ir tālu aiz muguras, biodīzeļdegviela un bioetanols joprojām ir subsidēti produkti ES un ASV. Tajā pašā laikā biodegvielas produkti pasaules tirgū darbojas kā īsti pārtikas konkurenti. Pateicoties to cenu saskaņošanai un konkurētspējīgai izejvielu ražošanai, pasaule piedzīvo enerģētikas un pārtikas nozaru virtuālu apvienošanos. Tāpēc pastāvīgu pasaules naftas cenu pieaugumu pavadīs cenu kāpums graudiem un graudu produktiem. No minētā izriet svarīgs praktisks secinājums: no globālā biodegvielas uzplaukuma izraisītā pārtikas cenu pieauguma pasaulē vislielāko labumu gūs valstis, kuras ir gan biodegvielas ražotājas, gan naftas eksportētājas; Gluži pretēji, pasaulei paplašinot biodegvielas ražošanu, visvairāk cietīs to valstu iedzīvotāji, kurās ir gan pārtikas trūkums, gan enerģijas imports.
Nobeigumā uzsveram, ka ES, ASV un vairāku attīstības valstu valdības biodegvielas nozares izaugsmē saskata ne tikai vides un ekonomiskos, bet arī politiskos ieguvumus. Administratīvo preferenču dēļ tā ražošanas stabilais pieaugums objektīvi veicina gan lauksaimniecības produktu ražotāju, gan enerģētikas nozarē strādājošo peļņas pieaugumu. No bioenerģijas progresa negrasās atpalikt arī Ukraina, kur līdz 2009.gadam rapšu sējumus plānots palielināt 8 reizes. Krievija, faktiski neko nedarot, tehnoloģiski pilnībā atpaliks ne tikai no ASV un Eiropas, bet arī no Ķīnas, Indijas un Kazahstānas. Beidzot ir ļoti reāla situācija, kad, piemēram, mūsu piekabes, kas darbojas ar dīzeļdegvielu bez biopiedevām, vienkārši vairs neielaidīs Eiropā, un tad Krievija būs spiesta importēt biodegvielu no ārzemēm.
Rodas loģisks jautājums: kāpēc mūsu vadītāji joprojām nepamana šo aktuālo problēmu?
JAUNKUNDZE. Sokolovs, Krievijas Lauksaimniecības zinātņu akadēmijas akadēmiķis, īpaši laikrakstam "Augu aizsardzība"