Биомасса ползет в бак

Биотопливо пока дороже топлива, получаемого из углеводородных ископаемых. Но развитие технологий скоро изменит эту ситуацию, а экологические требования и задачи стимулирования агропрома делают это горючее интересным уже сегодня.

Один немецкий журнал опубликовал шокирующую статью о предприимчивом крестьянине, который нашел альтернативу дорожающему дизтопливу. Его топливо называлось «четыре дохлых кота». Из четырех котов немец получал 10 литров биодизеля, которых хватало на 100 километров пробега. Оказалось, что изобретатель уже много лет ездит за счет домашнегоноу-хау, используя самодельный аппарат, катализаторы и любой мусор в качестве сырья. Но из дохлых котов, по признанию крестьянина, дизель получается самый лучший.

Абсурдной называют некоторые критики разрастающуюся мировую истерию вокруг биотоплива. За последние две недели два крупнейших политика — президент США Джордж Буш и глава Еврокомиссии Мануэль Баррозу — посвятили теме альтернативных источников энергии немало страстных слов. «Европа должна вывести мир в новую, постиндустриальную революцию. Речь идет о неуглеводородной экономике!» — заявил в Брюсселе Баррозу. Буш, уже не раз призывавший американцев избавиться от пагубной привычки к нефти, в докладе перед конгрессом заявил о намерении сократить потребление бензина к 2017 году на 20% и на 35% увеличить потребление из альтернативных источников. Кукуруза и рапс, биоэтанол и биодизель кажутся спасителями цивилизации, за полтора столетия выкачавшей, по некоторым оценкам, около половины всех мировых извлекаемых запасов нефти. Даже страны — экспортеры нефти, например Норвегия, активно занялись развитием биотопливной отрасли.

Россия долго оставалась на обочине процесса, однако это уже стало моветоном. На саммите «большой восьмерки» в прошлом году наш президент не мог не пообещать мировому сообществу заняться альтернативными источниками энергии. А пару недель назад министр сельского хозяйства Алексей Гордеев заявил, что Россия в течение двух лет начнет производство биоэтанола.

Из тростника, зерна и опилок

Понятно, почему в мире возник интерес к возобновляемым источникам энергии, в частности к биотопливу. Первая причина — озабоченность запасами невозобновляемого углеводородного сырья и ростом цен на него. Вторая — попытка стран — импортеров нефти уменьшить зависимость от стран-производителей. Третья — необходимо улучшить экологическую ситуацию. Четвертая — нужно поддержать сельское хозяйство, демпфируя перепроизводство зерновых.

Технологии производства биотоплива, в отличие от других альтернативных технологий (использования энергии Солнца, ветра, приливов, геотермальных источников, водорода), могут давать дополнительный выигрыш при эксплуатации биосферы, в том числе повышать эффективность сельского хозяйства и лесного комплекса.

Биотопливо получают главным образом из растительного сырья и отходов жизнедеятельности. Есть и экзотические технологии: биотопливо можно делать из свиного сала или жирных сортов рыбы (Вьетнам, в частности, практикует такое). Один американец предложил использовать в этих целях сотни литров человеческого жира из клиник, где проводятся пластические операции по его удалению.

Из всего этого сырья можно производить жидкое топливо — биоэтанол и биодизель, биогазы — метан и смесь метана с другими газами, а также твердое — пеллеты и брикеты. Биоэтанол производится из сахарного тростника, свеклы или отходов свекловичного производства, мелассы, кукурузы, пшеницы, картофеля, соломы, шелухи, опилок — в общем, из любого сырья, которое содержит крахмал или сахар. Суть технологии — дать дрожжам глюкозу (которую еще нужно вытащить с помощью ферментов из крахмала или целлюлозы), чтобы они в процессе брожения превратили ее в спирт и углекислый газ. Так же делается и спирт. Разница лишь в том, что на биоэтанол идет спирт-сырец, который проходит только через две ректификационные колонны, а не через четыре-пять, как пищевой. Затем спирт для биоэтанола проходит этап почти полного обезвоживания (99 градусов).

Биодизель — это моноэифры жирных кислот. Несмотря на сложное химическое название, это весьма незатейливый продукт, приготовить который можно в домашних условиях. По словам вице-президента Российской биотопливной ассоциации Алексея Аблаева, в США интернет кишит объявлениями о продаже баков для приготовления биодизеля с подробнейшими пошаговыми инструкциями и картинками. В бак нужно залить, к примеру, девяносто частей рапсового масла, девять частей метилового спирта и одну часть щелочи. Перемешать при комнатной температуре, и в результате химической реакции вверху окажутся моноэфиры, или дизель, а внизу — глицерин. Их довольно легко разделить. Американцам также советуют договариваться с ближайшим «Макдоналдсом», где можно получить использованное для приготовления картофеля-фри масло — оно тоже вполне годится.

Из органических отходов, в частности древесных, можно получать газ методом пиролиза — разложения органических веществ под действием температуры без доступа воздуха, с ограниченным доступом кислорода. Такие мини-установки были в военное время на наших «полуторках». В них забрасывались дрова и мусор, которые перерабатывались в горючий газ. Биогаз можно получать путем метанового брожения куриного помета или навоза, причем побочный продукт этого процесса — отличные удобрения.

Наконец, из отходов лесопиления можно под высоким давлением делать так называемые пеллеты (маленькие цилиндрические брусочки), которые охотно используются в Германии, Австрии и скандинавских странах в специальных котлах для отопления домов. Выход тепла у них почти в два раза больше, чем у обычных дров, а места они занимают намного меньше.

Из всех этих технологий наибольшее распространение в мире получили биоэтанол и биодизель.

Где много диких обезьян и биоэтанола

Родоначальницей грядущей смены мировой энергетической парадигмы считают Бразилию. Правительство этой страны во время нефтяного кризиса 70−х годов прошлого века приняло программу использования этанола из сахарного тростника в топливных целях. В стране быстро строили заводы, в том числе наши специалисты-спиртовики, с использованием нашего оборудования. Производить биоэтанол из сахарного тростника в Бразилии сегодня экономически выгодно даже без тех стартовых преференций, которые были даны пионерам этого направления несколько десятков лет назад. Его себестоимость — менее 20 центов за литр (в Европе более 50 центов). Весь бензин в Бразилии продается с добавкой топливного этанола: от 20 до 26%. Четыре миллиона машин ездит на чистом этаноле. Бразильский автопром специально выпускает автомобили с двигателями, работающими на чистом спирте. До последнего времени Бразилия была мировым лидером по производству биоэтанола. Сейчас с ней сравнялись США (Бразилия в 2005 году выпустила 16,5 млрд литров, США — 16,2 млрд), третьим идет Китай. В США построено более ста заводов по производству биоэтанола, в основном из кукурузы.

«В США потребление биоэтанола регулируется, в частности, законом о чистом воздухе, — рассказывает Алексей Аблаев. — А производство поддерживается по-разному: на федеральном уровне — уменьшением на тридцать процентов акцизов на топливо Е10 (с десятипроцентной добавкой этанола), на региональных — субсидиями производителям:пять-десять центов за литр). Более того, Буш сказал, что купит первый миллиард литров биоэтанола из соломы, а не из кукурузы, по любой цене. Это делается для того, чтобы развить еще одно направление и обкатать технологии. А дальше само пойдет».

В ЕС в свое время была принята директива — довести долю биотоплива к 2010 году до 5,75%, и хотя Европа пока не справляется с заданными годовыми темпами, в конце прошлого года эту цифру увеличили — доля должна подняться до 10%. В ЕС запланировано построить до 2010 года сто новых заводов по производству биоэтанола и биодизеля. Швеция заявила, что к 2020 году планирует вообще отказаться от нефти. Во всех европейских странах для поддержки производства и потребления биотоплива снижены те или иные налоги. В частности, в Швеции одна из привлекательных мер — освобождение биоавтомобиля от платы за парковку в центре города.

Программы увеличения потребления биотоплива приняты во многих странах мира — в Японии, Китае, Индии, Австралии, ЮАР, Канаде и др. В частности, в январе прошлого года в Китае был принят новый закон о возобновляемой энергии. Сейчас, по данным «Жэньминь жибао», доля биотоплива на основе биоэтанола уже составляет около 20% потребления топлива на внутреннем рынке.

В конце прошлого года программу развития биотопливного сектора принял кабинет министров Украины. Готовится к принятию программа в Казахстане. Кстати, именно в Казахстане впервые на постсоветском пространстве был запущен первый завод по производству биоэтанола.

Казахстан стартует

Открывал завод «Биохим» в сентябре прошлого года президент Нурсултан Назарбаев. Инвестиции в строительство составили около 110 млн долларов. Несмотря на то что в Казахстане еще не принята программа развития и поддержки производства биотоплива, омская нефтехимическая компания «Титан» и казахстанская «Баско», основавшие «Биохим», рискнули. Не то чтобы очень: во-первых, предварительно были получены гарантии о налоговых льготах в течение первых пяти лет, во-вторых, большую часть средств дал в кредит Банк развития Казахстана. И все-таки риски есть, поскольку из двух рынков, внутреннего и внешнего, у компании пока есть лишь внешний. Внутреннего рынка нет, так как акцизная ставка на любой этанол делает его неконкурентоспособным. Однако экспорт пока налажен неплохо. «В среднем мы продаем тонну биоэтанола за 600–650 долларов нефтяным компаниям Европы и Китая, — говорит исполнительный директор “Биохима”Евгений Сутягинский. — Но биоэтанол — товар биржевой, и цены там могут скакать довольно сильно, так что есть возможность для маневра». Господин Сутягинский говорит, что товар пользуется спросом из-за его нехватки в Европе, у компании даже не болит голова о входных барьерах на европейские рынки — это забота компаний-покупателей, которые забирают товар на границе.

Однако биотопливо, по признанию Евгения Сутягинского, сейчас не единственная статья дохода компании. При производстве биоэтанола в качестве побочного продукта выделяется клейковина, использующаяся как улучшитель муки. Этот продукт тоже со свистом улетает за рубеж по 1300 долларов за тонну. Отходы производства — отруби и микробиологические дрожжи — отличные кормовые добавки для животноводства. «Мы понимали, что этот комплекс должен быть своеобразным кластером, где задействованы три отрасли — биотехнология, нефтехимия и сельское хозяйство, — рассказывает Евгений Сутягинский, — поэтому мы планировали сделать производство с безотходным круговоротом». У «Биохима» свои 210 га земли, на которых выращивается зерно, в основном для биоэтанола, отходы от него идут в две построенные птицефермы — на 50 тыс. голов каждая и на свинокомплекс — на 50 тыс. пятачков. Совершенно естественно возникает вопрос об использовании отходов этих комплексов. Ведь и куриный помет, и свиной навоз — отличное сырье для производства биогаза, который, как правило, используется для отопления. По словам Сутягинского, такие проекты уже разработаны и даже подписано соглашение с голландцами о строительстве теплиц для выращивания цветов.

«Разумеется, мы очень рассчитываем на принятие программы по биотопливу, — продолжаетг-н Сутягинский, — что даст возможность развивать внутренний рынок».

Первый российский камень

В России программа даже еще не готовится. Но в основание российской биотопливной промышленности уже заложен первый камень. Произошло это в конце прошлого года в Омске. И заложила этот камень все та же группа компаний «Титан». «Пусть позже, чем Казахстан и Украина, но Россия примет такую программу. Мы рассчитываем, что это произойдет еще до того, как мы достроим завод в 2008 году, — не сомневается руководитель департамента стратегического развития “Титана” Сергей Рябов. — В этом есть смысл: столько выгод налицо: и улучшение экологии, и улучшение свойств топлива, и дополнительный импульс к развитию территорий. К тому же добавка десяти процентов биотоплива в бензин позволяет не менять двигатель машины». Завод мощностью 150 тыс. тонн (с инвестициями 150 млн евро) будет производить как биоэтанол, так и продукт следующего передела — высокооктановую добавку для бензинов этилтребутиловый эфир (ЭТБЭ). Если биоэтанол из-за акциза в 23,5 рубля за литр никак не может конкурировать с двадцатирублевым бензином, то ЭТБЭ не облагается акцизом. На ЭТБЭ хороший спрос в Европе (там переходят с присадки первого поколения МТБЭ на более технологичную и экологичную ЭТБЭ) и в ряде азиатских стран. В Омске, как и в Казахстане, планируется применить тот же вертикально интегрированный подход — с заводом будет связан агропромышленный комплекс.

«Мне кажется, что лед тронулся, — говорит Алексей Аблаев. — Минсельхоз давно лоббирует эту тему, поскольку наше сельское хозяйство почти как чужая нефтезависимая страна страдает от высоких цен на нефтепродукты». И это при том, что у крестьян буквально под ногами лежат альтернативные источники, будь то зерно, солома или навоз. Мечты использовать все это добро на пользу делу витали давно, да только никаких реальных потуг не замечалось и потому создавалось впечатление, что не очень-то и надо. И заявлений делалось немало, одна компания даже зарядила маслом тепловоз и промчалась сколько-токилометров по железке, как бы подтверждая свои намерения, но пока до дела дошло только в Омске. Тем не менее г-н Аблаев считает, что выступление Гордеева — это уже отмашка для бизнеса и намек на то, что проблемы с акцизами могут быть решены: «На мой взгляд, из сотен заявлений о намерениях двадцать-двадцать пять проектов производства биоэтанола в России можно рассматривать как серьезные, эти люди уже делают технико-экономическоеобоснование, встречаются с зарубежными партнерами — поставщиками оборудования, обсуждают кредиты».

Перспективы производства биодизеля похуже. Хотя заявления тоже есть. «Пока мы не готовыиз-за отсутствия сырьевой базы, — говорит директор центра “Биодизель” Ростовской областиОльга Матвеева. — В структуре посевов наших масличных был в основном подсолнечник на пищевые цели. Рапс — основная культура для производства биодизеля — был невостребован. Сейчас благодаря программе Минсельхоза по поддержке рапса идет наращивание площадей под эту культуру, я думаю, что в год процентов на двадцать они будут увеличиваться». По программе к 2010 году площади должны увеличиться с нынешних 530 тыс. га до 1,4 млн га. Но г-жа Матвеева считает, что при нынешних темпах эти площади уже через пару лет могут увеличиться до 2 млн га. Причем их можно наращивать и дальше, поскольку рапс географически может произрастать в более широкой зоне, чем подсолнечник.

«Топливо из рапса может быть рентабельным, — считает Ольга Матвеева, — но при условии, что производитель биодизеля сам является собственником зерна, а не покупает его на рынке». По расчетам, себестоимость литра биодизеля составит примерно 10 рублей, тогда как обычный дизель сейчас стоит от 15 рублей за литр. К сожалению, у нас нет технологий и оборудования для подобного производства. Западные специалисты предлагают в основном стотонники, убеждая, что именно при такой мощности завод будет рентабельным. «Я же считаю, — говорит г-жа Матвеева, — что даже небольшие заводы мощностью двадцать тонн в год, а может, даже и меньше, были бы рентабельны, если бы их ставили достаточно крупные хозяйства с площадями от пяти до десяти тысяч гектаров или несколько хозяйств».

Труба от коровы

Специалисты Минсельхоза подсчитали, что из навоза одной коровы можно получить в сутки 4,2 кубометра биогаза. В пересчете, к примеру, на биодизель это будет 2,7 литра. Из тонны куриного помета можно получить топливо, эквивалентное 700 литрам бензина.

Оказывается, в нашем сельском хозяйстве такого добра немерено: ежегодный выход отходов составляет 250 млн тонн, из которых можно получить 58 млн кубометров биогаза.

В Советском Союзе было запущено несколько биогазовых установок — в Прибалтике и в Крыму. Но этот экзотический на тот момент опыт не получил распространения. Между тем для наших сельских территорий он был бы решением многих проблем: во-первых, проблемы обычной утилизации отходов, для которой тоже требуется дополнительная энергия,во-вторых, проблемы теплоснабжения домов и производственных помещений, создания рабочих мест.

Заместитель гендиректора российского предприятия «ЭкоРос» Евгений Панцхава приводит ряд расчетов для использования созданных по проектам компании биогазовых установок, которые могут вырабатывать биогаз, электроэнергию и высококачественные удобрения. Для комплекса на 2500 голов крупного рогатого скота такая технология может обеспечить до 18 МВт∙ч электроэнергии за сутки; за вычетом затрат энергии на нужды установки выход товарной энергии составит 11,7 МВт∙ч за сутки — этого достаточно для обеспечения электроэнергией более тысячи сельских домов. Господин Панцхава подсчитал, что стоимость биогазовой установки (в среднем около 90 млн рублей) может окупиться за один, максимум два года, а в дальнейшем годовой доход может достигнуть 150 млн рублей. «По нашим разработкам такие установки скоро начнет выпускать Казахстан, — говорит Евгений Панцхава, — наши хозяйства иногда интересуются, но считают их для себя дорогими».

Перспективными кажутся и технологии, использующие отходы наших ЛПК, но пока это направление тоже не раскручено, хотя в Ленинградской области уже есть с десяток заводов по производству пеллет на экспорт.

Возобновляемый ресурс

Запасы древесины и отходов, миллионы тонн невостребованного навоза, большие пахотные площади, которые, по словам Алексея Гордеева, можно расширить еще на 20 млн га, — все это подталкивает Россию к развитию биоэнергетики.

Но есть ли в этом смысл? Мировой биотопливный экстаз время от времени подвергается критике. Некоторые аналитики полагают, что ставка мирового сообщества на биотопливо чрезмерна, практически везде оно неконкурентоспособно и держится только за счет различных мер поддержки. Исключением можно считать Бразилию, но и там есть возражения: мол, рост производства биоэтанола поднимает цены на сахарный тростник, равно как и цены на кукурузу в США. При этом не нужно забывать, сколько энергии из невозобновляемых источников используется на выращивание сырья и его переработку. В полемику активно ввязались нефтяные компании. В частности, специалисты ExxonMobil недавно заявили, что целесообразным производство биотоплива может стать только при цене нефти 70 долларов за баррель.

Трудно судить, насколько оправдан мировой биотопливный ажиотаж и к каким последствиям, в частности в области продовольственной конкуренции, он может привести. Лоббисты биотоплива называют эти нападки происками «большой нефти». Резоны, скорее всего, есть и у тех и у других. Если смотреть с чисто рыночной точки зрения, сегодня производить биоэтанол в России невыгодно: его себестоимость оказывается почти в два раза выше, чем у бензина. Однако если оценивать его мультипликативный эффект — на сельское хозяйство и экологию, картина становится уже другой. Не стоит забывать и том, что речь идет о возобновляемых ресурсах. К тому же дальнейшее совершенствование биотехнологий будет снижать себестоимость биотоплива. Ученые ищут способы удешевления с помощью, в частности, генномодифицированных микроорганизмов, которые будут более эффективно расщеплять сахара в органическом сырье, а также в селекции и генной инженерии растений, которые будут быстрее расти и интенсивнее накапливать крахмал и глюкозу.

В конце концов, ничего не делая, мы окончательно отстанем технологически не только от США и Европы, но и от Китая. Представьте себе вполне реальную ситуацию, когда, например, фуры, работающие на дизеле без биоприсадок, просто перестанут пускать в ту же Европу и нам придется завозить импортное биотопливо. Впрочем, время пока есть. Для того чтобы биотопливный сектор в России развивался, по мнению многих экспертов, нужно разработать федеральную программу, предусмотреть изменения Налогового кодекса в части снятия или уменьшения акцизов с биоэтанола и снятия двойного налогообложения (сейчас он облагается налогом и как спирт, и как бензин), а также принять закон об обязательном использовании добавок к бензину и дизелю.