развитие технических возможностей для производства 10 000 баррелей в день к 2025 году | ExxonMobil Россия

Цели исследований

Для того, чтобы производство биотоплива из водорослей могло выйти на промышленный уровень, нам необходимо решить ряд существенных технических проблем, в связи с чем мы ищем ответы на некоторые основные вопросы, например:

• Почему водоросли используют относительно небольшое количество доступной световой энергии?
• Какие средства могут быть использованы для повышения эффективности использования водорослями света и улучшения их характеристик?
• Как вырастить организм, который будет вырабатывать значительно больше бионефти?

Основная проблема состоит в том, что в естественном процессе водоросли поглощают значительно большее количество света, чем они могут эффективно преобразовать в биотопливо. На поверхность пруда попадает ограниченное количество света, и наша цель состоит в том, чтобы водоросли использовали его как можно эффективнее.

Количество «потерянного» (не преобразованного) солнечного света сильно меняется в зависимости от вида водоросли и условий роста, но может доходить до 80 % и более. Фундаментальные исследования ExxonMobil и SGI направлены на снижение потерь от неиспользованного солнечного света и увеличение продуктивности биомассы за счет интенсификации фотосинтеза отдельных клеток водорослей. Для достижения этой цели группа SGI работает над созданием клеток водорослей, которые поглощали бы только то количество света, которое они могут эффективно преобразовать.

Получение биотоплива из водорослей – долгосрочное направление исследований. С начала нашей совместной работы мы многому научились и продолжаем  вместе со специалистами SGI разрабатывать биологические инструменты, создавать возможности и накапливать опыт, необходимый для решения таких технических проблем.

Проблемы масштаба

Словами доктора Сварапа, «мы знаем, что некоторые виды водорослей производят бионефть. Задача состоит в том, чтобы найти и разобраться в тех видах, которые могут производить бионефть в промышленном масштабе и с минимальными затратами

Для производства достаточного количества топлива из водорослей для удовлетворения даже малой доли спроса США на транспортное топливо потребуется их очень значительный объем. Население и экономика разных стран будут продолжать расти, и вместе с ними будет расти энергетический спрос и уровни выбросов CO2. В ExxonMobil мы понимаем, что задача повышения эффективности, увеличения поставок энергоносителей и снижения атмосферных выбросов требует ряда комплексных решений. Технологические открытия будут играть решающую роль, и биотопливо на базе водорослей может стать одним из таких решений.

Конечная цель состоит в том, чтобы получить из водорослей такую бионефть, которая могла бы служить сырьем для наших НПЗ в качестве дополнительного источника получения обычного бензина, дизельного, авиационного и судового топлива.

Дальнейшие перспективы

ExxonMobil занимается широким спектром исследований по усовершенствованному биотопливу, сотрудничает с университетами, правительственными лабораториями и другими компаниями. Ожидается, что мировой спрос на энергию в транспортной сфере возрастет примерно на 25% к 2040 году, и сокращение выбросов в этом секторе сыграет решающую роль в снижении выбросов парниковых газов в глобальном масштабе.

ExxonMobil также активно исследует и другие технологии снижения выбросов, включая улавливание и поглощение углерода. Так, в 2016 году компания ExxonMobil объявила о сотрудничестве с компанией FuelCell Energy, Inc., базирующейся в штате Коннектикут, с целью стимуляции использования углеродных топливных элементов улавливания выбросов углерода от электростанций при производстве водорода и дополнительной электроэнергии с большей экономической эффективностью. С 2000 года компания ExxonMobil потратила около 8 миллиардов долларов на разработку и комплексное масштабирование инновационных решений с низким уровнем выбросов в своей операционной деятельности.

Для разработки экономически выгодного, легко масштабируемого современного биотоплива требуется много времени, кроме того, необходимы и значительные финансировые затраты и экспертные ресурсы. Кроме того, потенциальный успех не всегда гарантирован, к тому же он напрямую зависит от темпов технологических инноваций. Для достижения такого масштаба, который мог бы принести значительную пользу рынку транспортного топлива, может потребоваться несколько десятилетий или даже больше.

Мы продолжаем искать наиболее эффективные пути в области изучения биологии водорослей как части нашего более широкого направления исследований в области биотоплива.

Перспективы биотоплива. Cleandex

Практически все виды топлива, особенно на основе нефти, сложно и дорого производить. Сторонники альтернативной энергетики предлагают в качестве частичной замены традиционных топлив — биотопливо. Основным аргументом в пользу использования биологического сырья как источника тепловой энергии стало то, что запасы пропадающей зря биомассы очень велики, особенно в России, с ее огромной пустующей территорией. Их рациональная переработка позволила бы частично решить энергетическую проблему, особенно для удаленных регионов. Но критики биотоплива относятся к идее «ездить на рапсе» крайне скептически, как и к другим видам альтернативной энергетики: солнечной, ветряной, энергии рек и океана.

Среди доводов «против» главные — это риск роста цен на сельскохозяйственные культуры, экологическая опасность производства. А пока продолжается этот научный спор, рост производства биотоплива медленно, но уверенно продолжается.

Об основных задачах, которые стоят сейчас в области создания биотоплива, рассказывает кандидат химических наук, заведующий лабораторией каталитических процессов переработки возобновляемого сырья Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН Вадим Яковлев.

— Вадим Анатольевич, какие существуют виды биотоплива?

— Биотоплива разделяются на два типа: первого и второго поколения. К биотопливам первого поколения

относятся биоэтанол, произведенный из сахарного тростника, кукурузы, пшеницы и других злаковых культур, и биодизель, полученный из масляничных культур — сои, рапса, пальмы, подсолнечника. Для их выращивания требуется использование качественных пахотных земель, много сельскохозяйственной техники, а также удобрений и пестицидов. Конечно, при таком раскладе производство биотоплива напрямую конкурирует с пищевым сектором экономики. Это приводит к своим последствиям в социальной сфере и придает негативную окраску всей биоэнергетике.

Топливный биоэтанол получают сбраживанием сахаров с помощью технологии производства пищевого этанола без дополнительных стадий очистки. Биодизель получают методом химической реакции жиров растительных масел и низших спиртов (в первую очередь метанола).

Биотоплива второго поколения производятся из непищевого сырья. Оно может включать в себя отработанные жиры и растительные масла, биомассу деревьев и трав. Преимущество такого топлива заключается в том, что эти растения могут выращиваться на менее благоустроенных землях с применением минимального количества техники, удобрений и пестицидов. Минусом же является то, что лигноцеллюлоза древесины — это сложный полимерный углевод, он требует гораздо больше химических превращений и, соответственно, энергии для получения из него жидких топлив, чем при производстве биотоплив первого поколения.

Но эффективность производства энергии из биомассы биотоплив обоих поколений одинакова, составляет примерно 50%.

Из лигноцеллюлозы растений может быть получено два типа биотоплив — биоэтанол и бионефть. Этанол получают методом кислотного гидролиза целлюлозы, а потом сбраживают полученные сахара. Как получают бионефть? Сначала нужно измельченную биомассу быстро нагреть по специальной технологии, а потом получаемые продукты быстро охладить. Но такая нефть, увы, непригодна для использования в качестве моторного топлива: требуется ее дальнейшая переработка.

Биодизель из непищевого сырья — это тоже биотопливо второго поколения. Его получают из технических масленичных культур и микроводорослей. За счет быстрого роста и размножения микроводорослей можно получить топлива от 15 до 200 раз больше, чем из лучшей сельскохозяйственной масленичной культуры.

Также к биотопливам второго поколения относят биотоплива первого поколения, полученные по новым технологиям, которые приводят к снижению потребления ископаемых топлив при их производстве, а также к снижению вредного воздействия на окружающую среду.

Есть и другая классификация биотоплива — по способам его получения. Существуют химический, термохимический и биологический методы.

Особняком стоит относительно новый тип биотоплива — грин-дизель (Green diesel, «суперцетан», «supercetane»). Если говорить упрощенно, это смесь углеводородов дизельной фракции. Грин-дизель обладает высоким цетановым числом (характеристикой воспламеняемости) — 70-85, это очень хороший уровень. Грин-дизель позиционируется как улучшающая добавка к традиционным дизельным топливам.

Рисунок 1. Упрощенная классификация биотоплив. (Источник: R.C.Saxena, D.Seal, S.Kumar, H.B.Goyal, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12, 1909 (2008)

В настоящее время разрабатываются концепции и технологии для получения биотоплив третьего поколения, которые будут более рентабельными и экологически чистыми (с минимальным совокупным выбросом СО2 в атмосферу).

— Насколько масштабны ресурсы сырья, из которого делают биотопливо? Вообще, биотопливо — это дешево?

— Особенностью массового производства биотоплива является отсутствие стадии нефтедобычи — нет необходимости геологоразведки, бурения нефтяных скважин. Это несомненный плюс. Но, с другой стороны, требуется задействовать значительные посевные площади. Например, с 1 гектара площадей можно получить не более 0,3 тонны соевого масла, или 1 тонну рапсового масла, или 5 тонн пальмового масла. Пальма в этом смысле является рекордсменом среди наземных растений.

Россия же из-за своих климатических особенностей среди масленичных культур топливного назначения может ориентироваться только на выращивание рапса. А если учесть, что у нас по состоянию на 2005 год не использовалось более 15 млн га пашни, которые могли бы быть отданы на выращивание пшеницы или рапса топливного назначения, то перспективы нашей страны как экспортера не только нефти, газа, но и биотоплива, весьма заманчивы. Европа, как основной потребитель биотоплива, не может себе позволить выделить такое количество сельскохозяйственных угодий для выращивания «энергетических» культур.

Уход из «пищевого» сектора экономики и использование отходов сельского хозяйства, деревопереработки, пищевой промышленности, или же выращивание быстрорастущих энергетических культур дает ряд преимуществ. Это не только расширит сырьевую базу для биотоплива, но и снизит конкуренцию и, соответственно, цены на «пищевые» культуры. Основной аргумент противников биоэнергетики — конкуренция биотоплива с пищевыми продуктами. Действительно, вследствие биотопливного бума во всем мире выросли цены на кукурузу, все виды масляничных культур и даже на те сорта, которые не используются при производстве биодизеля. Учитывая это, видимо, стоит ориентироваться на непищевое сырье, а именно — древесину и отходы сельского хозяйства.

Таблица 1. Извлекаемые запасы ископаемых первичных энергоносителей и ежегодный прирост биомассы (в млрд т. н. э.) (Источник: Chemistry & Business, 2004, A. Danilov; From: Worldwatch Institute, 2005 г.)

— Какова область применения биотоплива? Какие преимущества оно дает по сравнению с традиционными видами топлива?

— Биотопливо, в первую очередь, подразумевает использование биоэтанола и биодизеля. В мире биоэтанол получают, в основном, из злаковых культур, кукурузы, сахарного тростника и сахарной свеклы путем ферментативного брожения. Из всего произведенного этанола 80% имеет топливное применение, 12% — техническое и 8% — пищевое. Прослеживается явная тенденция к увеличению доли топливного этанола в ближайшем будущем. Например, в США в ближайшие несколько лет планируется построить дополнительно 132 завода по производству топливного этанола.

Но не стоит забывать, что на сегодняшний день биоэтанол не является полным заменителем бензина. В основном используется смесевое топливо, содержащее 10% этанола и 90% бензина (стандарт Е10). Значительно реже встречается топливо с более высоким содержанием этанола — Е85. Основными недостатками этанола как топлива является его невысокая теплотворная способность (на 37% меньше, чем у бензина), что приводит к более высокому расходу. Второй недостаток — высокая способность к поглощению воды, что может привести к расслоению смесевого топлива. Однако, все эти отрицательные моменты можно обойти, используя топливо с низким содержанием (до 10%) этанола. Нужно учитывать и экологический фактор. Процесс сгорания этанола гораздо эффективнее по сравнению с бензином, что уменьшает токсичность выхлопных газов.

Для дизельного топлива тоже есть возобновляемый заменитель — биодизель. Его получают из метанола и растительных масел, в первую очередь, из рапсового, пальмового и соевого. Лидером по производству биодизеля является страны ЕС, где в качестве сырья в основном используется рапс. Например, в 2006 году было произведено более 6 млн тонн биодизеля, и наблюдается тенденция к росту объемов его производства. Как и в случае с биоэтанолом, биодизель обладает своими недостатками и достоинствами. Биодизель в сравнении с обычным дизельным топливом почти не содержит серы. При попадании в почву или воду он практически полностью разлагается уже через три недели. Кроме того, он обладает хорошими смазывающими характеристиками и более высоким цетановым числом (не менее 51). Однако высокая вязкость не позволяет использовать его в холодное время, поэтому требуется применять смеси, состоящие на 20% из биодизеля и на 80% из солярки (марка В20).

— С одной стороны, биотопливо потенциально должно улучшить экологическую обстановку за счет уменьшения вредных выбросов, с другой стороны, по мнению критиков, это должно привести к масштабным вырубкам лесов. Что Вы думаете об этом?

— Проблема вырубки лесов в связи с производством биотоплива, скорее, надумана, потому что древесные отходы часто не находят эффективного применения. Об этом говорят цифры. В настоящее время ежегодно в России заготавливается около 140 млн м^­3 древесины от рубок главного пользования и рубок ухода за лесом. При этом более половины приходится на отходы лесозаготовки и деревопереработки. В ближайшие 5-7 лет объем лесозаготовок может возрасти до 200 млн м­³. При проведении рубок ухода за лесом до 60% древесины является низкокачественной, не имеющей товарной ценности. Общий объем образующихся отходов и низкосортной древесины составляет не менее 40-45 млн м³ в год или не менее 10-12 млн тут (тут — тонна условного топлива) в год.

Также неэффективно используются отходы растениеводства и торф. Количество отходов растениеводства, которые выбрасываются на ветер, составляет не менее 10 млн тонн в год (или не менее 3,4 млн тут).

Сегодня ресурсы биомассы, в том числе вторичные, используются не более чем на 5%

Древесные отходы лесозаготовок тоже остаются на лесосеке неиспользованными. Эта биомасса создает дополнительные помехи лесному хозяйству в виде засорения древесиной, ветровала, что является причиной увеличения сроков и затрат на последующее лесовосстановление. Древесная биомасса в лесу, а также биоотходы перерабатывающих предприятий, создают риск возникновения пожара, размножения вредителей леса, а также являются источником парниковых газов при гниении биомассы. Ежегодно эмиссия метана от отходов биомассы составляет 7-8 млн тонн и сопоставима с мощностью основных наземных биогенных источников. Дополнительной проблемой является исключение из хозяйственной деятельности земли, занятой под склад биоотходов.

Сегодня ресурсы биомассы, в том числе вторичные, используются не более чем на 5%. Традиционные методы переработки биомассы в существующих условиях малоэффективны и требуют значительных инвестиций при сроках окупаемости 6-8 лет.

Использование всех этих дешевых и доступных ресурсов в качестве топлива может стать завершающей фазой производственных процессов, придавая им почти безотходный характер. Это стало бы эффективной мерой по охране окружающей среды, а также обеспечило бы полное энергообеспечение локальных потребителей.

— Само биотопливо — экологически чистый продукт. А как насчет процесса его производства? Так же ли он безопасен, ведь используются серная кислота, щелочи.

— Безусловно, при производстве биоэтанола иногда используются опасные реагенты, например, серная кислота и щелочные гомогенные катализаторы. Решением этой проблемы занимаются исследователи во многих странах мира. И правильные подходы уже определены. Например, разрабатываются технологии, которые предусматривают использование однородных по составу катализаторов в химических реакциях (гомогенная технология). Такой подход позволяет решить многие проблемы.

Гомогенная технология получения биодизеля, несмотря на простоту, имеет и недостатки. Полученную смесь продуктов необходимо разделять, нейтрализовать и тщательно промывать. В результате образуются большие количества солей, мыла и сточных вод, которые нужно утилизировать. Сам же катализатор при этом безвозвратно теряется. А глицерин, получаемый при этом полезный побочный, — загрязнен раствором солей, и требует дополнительной очистки. Все это повышает себестоимость биодизеля, что уменьшает конкурентноспособность этой технологии.

За последние пять лет резко возросло число работ, посвященных более экологически чистому способу получения биодизеля с применением разнородных по составу (гетерогенных) катализаторов основной и кислотной природы. Их преимущество не только в том, что их можно использовать многократно, но и в том, что биодизель получается гораздо более высокого качества. При этом исключается стадия предварительной обработки масла, минимизируется объем жидких отходов, не образуются соли и мыла. Однако к ним предъявляются особые требования: они должны быть устойчивы к воде, поскольку ее содержат исходные продукты.

— Какие наработки по созданию биотоплива есть в Институте катализа СО РАН? Какие из них наиболее эффективные?

— Все требования к безопасности производства биотоплива были учтены Институтом катализа СО РАН при разработке гетерогенных катализаторов. Акцент делался на стабильность работы в реальных условиях. В результате было установлено, что одним из наиболее перспективных катализаторов для получения биодизеля является гексаалюминат бария (кальция). Гексаалюминаты характеризуются относительно низкой активностью по сравнению с другими катализаторами, у них есть важное достоинство: они обладают высокой термостабильностью и устойчивостью к выщелачиванию. Особенно это относится к катализаторам, прокаленным при температуре 1200 °С.

Далее о наших наработках. В производстве биотоплива есть два основных этапа. Первый из них — быстрый пиролиз. Это термический процесс, протекающий без доступа воздуха, при котором происходит моментальный (1000—10000 °С/сек) нагрев и быстрое (буквально за пару секунд) охлаждение получаемых продуктов. При пиролизе древесины все ее компоненты частично разлагаются, образуя сложную смесь кислородсодержащих органических соединений. С помощью быстрого пиролиза из древесины можно получить продукт, условно названный «бионефтью». Это жидкость, похожая на разбавленный деготь. Из-за высокого (до 55%) содержания кислорода бионефть непригодна для использования напрямую в качестве моторного топлива. Из нее нужно удалить кислород и насытить водородом. И сегодня одна из важнейших задач в этой области — разработка соответствующих катализаторов.

Следующая стадия — гидродеоксигенация (удаление кислорода) полученной бионефти. В рамках международного проекта с акронимом BIOCOUP (Шестая Европейская рамочная программа) специалисты Института катализа СО РАН разрабатывают катализаторы нового типа, которые могли бы эффективно справиться с такой задачей. Мы предложили использовать несульфидированные никельсодержащие катализаторы.

Оказалось, что они превосходят свои коммерческие аналоги по всем главным характеристикам. Тестирование лучших образцов катализаторов гидродеоксигенации на реальной бионефти в университете Гронингена (Нидерланды) подтвердило их перспективность. Продукты деоксигенации бионефти могут использоваться для дальнейшей переработки на стандартном нефтеперерабатывающем оборудовании совместно с нефтяными фракциями.

— Как Вы думаете, какие есть перспективы у биотоплива?

— Одна из центральных задач XXI века, на мой взгляд, это постепенное изменение сырьевой базы первичных энергоресурсов. Необходимо активно использовать возобновляемые источники энергии — энергию ветра, рек, волн, приливов, гидротермальных источников, биомассы. Если в 2005 году инвестиции в сектор возобновляемой энергетики составляли $20 млрд/год (17% инвестиций в генерацию энергии), то к 2015 году, по оценкам экспертов, они возрастут до $80 млрд/год (прогноз Worldwatch Institute, 2003).

Авторы проекта «Стратегии развития топливно-энергетического комплекса России до 2020 года», считают, что потенциал России в плане обеспечения возобновляемой ресурсной базы, весьма значителен. Есть два важных момента. Это технический потенциал, который определяет абсолютный прирост биомассы, и экономический потенциал, то есть экономически целесообразный объем сбора, транспортировки и переработки биомассы. Если говорить о техническом потенциале, то в России ежегодный прирост биомассы составляет 14-15 млрд тут, то есть в 5 раз больше, чем современное энергопотребление РФ.

Если мыслить стратегически, то становится ясно, что научно-технический прогресс и рост цен на ископаемое топливо обеспечивают неуклонный рост экономической привлекательности биоресурсов.

ancillary agreement — Russian translation – Linguee

Chapter II, entitled “Other provisions relevant to the operation of treaties”, […] covers draft articles 8 to 13 […] which address a variety of ancillary aspects relevant to the […] application of treaties during […] armed conflict, drawing, where appropriate, upon corresponding provisions of the 1969 Vienna Convention. daccess-ods.un.org	Глава II, озаглавленная «Другие положения, касающиеся действия […] договоров», охватывает проекты статей […] 8−13, в которых говорится о различных дополнительных аспектах [. ..] применения договоров в ходе вооруженного […] конфликта, и основывается, там, где это необходимо, на соответствующих положениях Венской конвенции 1969 года. daccess-ods.un.org
In case of a marine scientific research project under Article 247, part of which is planned to be carried out in the EEZ or on the continental shelf of a coastal State which is not a Member of the Commission, bilateral negotiations may be initiated by the Commission with […] the coastal State in question, […] with a view to conclude an agreement on the conditions under which […] the research activities may […] be carried out in those maritime zones. unesdoc.unesco.org	В случае морского научно-исследовательского проекта в соответствии со статьей 247, часть которого планируется осуществить в ИЭЗ или на континентальном шельфе прибрежного государства, которое не является членом Комиссии, Комиссия [. ..] может начать проведение […] двусторонних переговоров с данным прибрежным государством с целью заключения […] соглашения об условиях […] осуществления исследовательской деятельности в этих морских зонах. unesdoc.unesco.org
) Also prior to the adoption of the revised draft resolution, the representative of […] Argentina stated with regard to its […] paragraph 16 that the ancillary meetings should be organized […] in such a way as to optimize […] their results and that action could be taken in this regard by the Bureau of the Commission and the standing open-ended intergovernmental working group on improving the governance and financial situation of UNODC, in cooperation with the Secretariat, to ensure an adequate number of such meetings and the organization of their topics and times. daccess-ods.un.org	Также перед принятием пересмотренного […] проекта резолюции, представитель […] Аргентины заявил в связи с пунктом 16, что вспомогательные […] заседания должны быть организованы […] таким образом, чтобы оптимизировать их результаты, и что соответствующие меры могут быть приняты Бюро Комиссии и постоянной межправительственной рабочей группой по улучшению руководства деятельностью и финансового положения ЮНОДК в сотрудничестве с Секретариатом, чтобы обеспечить достаточное количество таких заседаний и согласование их тем и времени проведения. daccess-ods.un.org
Ancillary to this, the Government […] is pursuing a policy of decentralisation and regionalization as stipulated under Chapter […] 8 of the 2008 Constitution, wherein which seven regional provinces have already been established to enable a more people-centric and inclusive approach to development. daccess-ods.un.org	В дополнение к этому правительство […] проводит политику децентрализации и регионализации, как это определяется в главе 8 Конституции […] 2008 года, в соответствии с которой уже было учреждено семь районных провинций для возможности проведения всеобъемлющего подхода к развитию, более ориентированного на людей. daccess-ods.un.org
It applies to payments from rendering […] technical or consultancy […] services if the services are “ancillary and subsidiary to the application […] or enjoyment of the right, […] property or information” covered by article 12 or if the services “make available technical knowledge, experience, skill, know-how or processes, or consist of the development of a technical plan or technical design”.f Alternatively, the commentary on article 12 could be revised to include this type of provision as an alternative that countries might consider including in their treaties. daccess-ods.un.org	Оно касается выплат за […] технические или консультативные услуги, […] если эти услуги носят дополнительный и вспомогательный характер […] применительно к реализации […] или использованию права, имущества или информации, охватываемых статьей 12, или если услуги «предполагают передачу технических знаний, опыта, навыков, ноу-хау или процессов заключаются в разработке технического плана или технического проекта»f. daccess-ods.un.org
The Director-General is in broad agreement with Recommendation 1, but expresses reservations in respect of 1(b) which stipulates that in cases when secretariats are unable to provide pre-session documents in all prescribed languages for reasons beyond their control, they should exceptionally submit such documents temporarily in abridged format or executive summary in the languages concerned within the established deadlines. unesdoc.unesco.org	Генеральный директор в целом согласен с рекомендацией 1, однако выражает оговорки в отношении пункта 1 (b), который предусматривает, что в тех случаях, когда секретариаты по независимым от них причинам не могут представить предсессионные документы на всех соответствующих языках, они в порядке исключения и в качестве временной меры должны представлять в установленные сроки на соответствующих языках сокращенные варианты таких документов или их резюме. unesdoc.unesco.org
Should the parents have different citizenships, one of which at the moment of birth was […] Turkmen, then, if at that time both parents […] had a permanent place of residence abroad, the citizenship of the child is determined by written agreement between the parents. daccess-ods.un.org	При различном гражданстве родителей, один из которых к моменту рождения ребенка состоял в гражданстве [. ..] Туркменистана, если в это время оба родителя […] имели постоянное место жительства вне пределов Туркменистана, определяется по соглашению родителей, выраженному в письменной форме. daccess-ods.un.org
He sometimes felt that the Committee was […] perceived as being ancillary to OHCHR, which […] was not the case. daccess-ods.un.org	У него порою складывается впечатление, что […] Комитет рассматривается в качестве вспомогательного […] органа УВКПЧ, что на самом деле не так. daccess-ods.un.org
In this occasion, an effort has been made to produce a consolidated document that […] incorporates all the necessary information to adopt the decisions or [. ..] include all the pertinent references to ancillary documents. unesdoc.unesco.org	В этой связи были предприняты усилия для подготовки консолидированного документа, который […] включает в себя всю необходимую информацию для принятия решений […] или все соответствующие ссылки на вспомогательные документы. unesdoc.unesco.org
The Chief Justice reported that, early in 2010, […] there were 37 judges, 11 prosecutors and 29 clerks […] and registrars, as well as 42 ancillary staff employed in those Courts. daccess-ods.un.org	Верховный судья сообщил, что в начале 2010 года […] имелось 37 судей, 11 прокуроров, […] 29 канцелярских служащих и регистраторов, а также 42 вспомогательных [. ..] сотрудника, работающих в этих судах. daccess-ods.un.org
There was prevailing agreement that poverty […] and human rights are linked in at least three ways: (a) poverty can be both […] a cause and consequence of human rights violations; (b) the realization of all human rights and efforts to eliminate extreme poverty are mutually reinforcing; and (c) human rights norms and principles provide the framework for poverty reduction and/or eradication. daccess-ods.un.org	Участники […] сошлись во мнении о том, что нищета и права […] человека связаны друг с другом по крайней мере в трех отношениях: […] a) нищета может быть как причиной, так и следствием нарушений прав человека; b) осуществление всех прав человека и усилия по ликвидации крайней нищеты являются взаимоусиливающими процессами; и c) нормы и принципы прав человека обеспечивают основу для действий по сокращению и/или искоренению нищеты. daccess-ods.un.org
Guyana with a 1,000 mile border with Brazil, Venezuela and Suriname (sparsely manned) and 120 mile seas coast and hundreds of miles of navigable rivers with little or no […] population, is an in-transit point for the […] narco-trade and its ancillary illegal activities […] such as trafficking in weapons and money laundering. daccess-ods.un.org	Гайана, имеющая 1 000-мильную границу с Бразилией, Венесуэлой и Суринамом (малонаселенную), 120-мильное морское побережье и сотни миль судоходных […] рек в практически необитаемых местах, […] является транзитной страной для наркоторговли и […] сопутствующей ей незаконной деятельности, […] такой как торговля оружием и отмывание денег. daccess-ods.un.org
The challenge of [. ..] defining terrorist acts, including ancillary offences, precisely so as not […] to offend the principle of legality […] or infringe on human rights has remained a subject of discussion between the Committee and some States. daccess-ods.un.org	Проблема определения […] террористических актов, включая дополнительные преступления, но именно так, […] чтобы не посягать на принцип […] законности или на права человека, остается предметом дискуссий между Комитетом и некоторыми государствами. daccess-ods.un.org
Cultural products (goods and services) defined in the different domains are […] those directly associated with cultural content, while equipment and supporting materials are related to the supporting industries, as well as ancillary services (even if only partially cultural in content), that facilitate or enable the creation, production and distribution of cultural products. unesdoc.unesco.org	Продукты культуры (блага и услуги) в разных ее областях […] непосредственно касаются […] культурного содержания, в то время как оборудование и сопутствующие материалы связаны с сопутствующими отраслями, а также с дополнительными услугами (если они хотя бы частично относятся к культурному содержанию), которые облегчают или делают возможным создание, производство и распространение благ […] и услуг в области культуры, […] и потому включаются в эту область. unesdoc.unesco.org
Apart from the primary production […] sector, fisheries and […] aquaculture provide numerous jobs in ancillary activities such as processing, […] packaging, marketing and […] distribution, manufacturing of fish-processing equipment, net and gear making, ice production and supply, boat construction and maintenance, research and administration. fao.org	Помимо первичного производственного сектора, рыболовство и […] аквакультура являются источником […] большого числа рабочих мест во вспомогательных видах деятельности, таких, […] как переработка, упаковывание, […] сбыт и распространение, производство рыбоперерабатывающего оборудования, изготовление сетей и других орудий лова, изготовление и поставка льда, производство и обслуживание судов, исследования и административная работа. fao.org
It is estimated that up to 40 commercial […] enterprises (between 1200 to 6120 […] individuals depending on season) in Aniva Bay (including small enterprises and ancillary industries such as fish processing and transport) and 14 (between 420 to 2142 individuals depending on season) in the Nogliki region (with one estimated ancillary industry) could suffer socio-economic impacts as a result of the Project. sakhalin-2.ru	При примерным подсчетам до 40 […] рыболовецких предприятий […] (от 1200 до 6120 работников, в зависимости от сезона) в заливе Анива (включая малые предприятия и предприятия вспомогательной отрасли, например, рыбоперерабатывающей и транспортной) и 14 (от 420 до 2142 работников, в зависимости от сезона) предприятий в Ногликском районе (с одним предприятием вспомогательной отрасли) […] могли подвергнуться […] социально-экономическому воздействию Проекта. sakhalin-2.ru
The reasons referred to by delegates included (a) the consultations would offer the State another mechanism for cooperation, in addition to formal and informal networks and technical assistance; (b) having such rules would provide predictability for the State members; and (c) UNCTAD could have a [. ..] role in providing conference facilities, technical […] assistance and monitoring the agreements, if requested by the parties. daccess-ods.un.org	По мнению делегатов, это объясняется тем, что а) консультации предоставляют в распоряжение государств еще один механизм сотрудничества в дополнение к сетям формальных и неформальных связей и технической помощи; b) наличие таких правил является для […] государств-членов гарантией […] предсказуемости; и с) ЮНКТАД могла бы играть роль в конференционном обслуживании, […] технической помощи […] и мониторинге выполнения соглашений по просьбе участников. daccess-ods.un.org
As part of the Framework Agreements between three major […] NGOs in the field of artistic creation, an International guide to [. ..] the Pan-African cultural market containing more than two thousand references was put together by the International Music Council (IMC). unesdoc.unesco.org	В соответствии с рамочными соглашениями, заключенными […] между тремя главными НПО в области художественного творчества, было […] разработано совместно с Международным советом по музыке (МСМ) «Международное руководство для панафриканского культурного рынка», содержащее более двух тысяч справочных материалов. unesdoc.unesco.org
Noting that a relatively important number of countries have already negotiated agreements with UNESCO since the 171st session of the Executive Board when a set of criteria for the establishment of category II centres were approved, members of the Group pointed out that the Executive Board had not anticipated the popularity of that modality and, therefore, had not requested the Director-General to present an analysis of the future impact on UNESCO of having a rapidly increasing network of category II centres. unesdoc.unesco.org	Отметив, что со времени 171-й сессии Исполнительного совета, на которой был утвержден ряд критериев, касающихся создания центров категории II, соглашения с ЮНЕСКО заключили довольно большое число стран, члены Группы заявили, что Исполнительный совет не ожидал, что данная форма сотрудничества приобретет такую популярность, и не просил Генерального директора представить анализ того, какое влияние на ЮНЕСКО может оказать быстрое расширение сети центров категории II. unesdoc.unesco.org
Other notable features of the new code are the possibility of action against persons enjoying privileges and immunity in criminal matters (under chapter 50), and the […] provision for assisting, in criminal cases, […] investigation conducted by organs and courts of States, with which Turkmenistan has concluded international or bilateral legal cooperation agreements (under chapter 52). daccess-ods.un.org	УПК предусмотрены особенности производства по делам лиц, обладающих привилегиями и иммунитетом от уголовного преследования (глава 50), оказание правовой […] помощи по уголовным делам органам […] расследования и судам иностранных государств, с которыми Туркменистаном заключены международные договоры о правовой помощи, либо на основе взаимной договорённости стран (глава 52). daccess-ods.un.org
Fitted with the horizontal EN219 3.83 litre diesel engine, it shared all the major […] components of the vertical EN218 from the FT25/27, except that it had a […] different sump casting and repositioned ancillaries. trucksplanet.com	Грузовики оснащали 3.83-литровым дизельным двигателем EN219, который был создан […] на основе стандартного EN218 от модели FT25/27, но имел оригинальный [. ..] картер и измененную компоновку навесных элементов. trucksplanet.com
Thus, the work was done to optimize the characteristics of an engine and ancillaries, and changed gear rations of transmission. trucksplanet.com	Так, были проведены работы по оптимизации характеристик двигателя и навесных агрегатов, а также изменены передаточные числа коробки передач. trucksplanet.com

Производство биотоплива в Украине в контексте оптимального решения энергетической проблемы : Экономика АПК

УДК: 662.6:338 DOI: https://doi.org/10.32317/2221-1055.201903013

Економіка агропромислового виробництва

Производство биотоплива в Украине в контексте оптимального решения энергетической проблемы / Шпичак А.М., Боднар О.В., Пашко С.А. // Экономика АПК. — 2019. — № 3 — С. 13

Цель статьи – предложить методологический подход к оценке места и роли продовольствия в общей энергетической проблеме, рассмотреть возможности решения существующего противоречия между производством продуктов питания и биотоплива, выявить тенденции развития мирового рынка биотоплива и причины его медленного развития в Украине в контексте экономико-политических интересов стран мира, предложить подходы к оптимальному решению энергетической проблемы в Украине в соответствии с современными вызовами, разработать экономическую модель алгоритма сопоставления эффективности различных вариантов использования сельскохозяйственного сырья с целью получения биотоплива по сравнению с традиционными видами топлива исходя из конкретной рыночной ситуации в соответствии определенного периода времени. Методика исследования. Использованы методы: диалектический метод познания, позволивший исследовать процессы формирования ценовых пропорций на нефть и сельскохозяйственное сырье для производства биотоплива и их причинно-следственных связей в различных пространственно-временных срезах, системный подход для соблюдения оптимального подхода при решении энергетической проблемы, а также при определении системы порогов экономической целесообразности переработки сельскохозяйственной продукции для обеспечения продовольственных и энергетических потребностей, ретроспективного анализа, что позволяет выявить причины медленного развития отечественного рынка биотоплива в контексте экономико-политических интересов стран мира, аналитического обоснования целесообразности переработки сельскохозяйственного сырья в биотопливо на примере рапса на биодизель использованы методы статистического анализа: ряды динамики, средних величин, группировки, экономического моделирования, графический, индексный и другие. Результаты исследования. Разработан методологический подход к оценке места и роли продовольствия в общей энергетической проблеме, предложены возможности решения существующего противоречия между производством продуктов питания и биотоплива через соблюдение объемов переработки сельскохозяйственной продукции, необходимых для обеспечения продовольственных потребностей как первоочередных, которые определены на примере зерна на уровне минимальных и рациональных норм потребления, проведена критическая оценка и выявлены причины сдерживания процессов развития рынка биотоплива в Украине в контексте экономико-политических интересов стран мира (страны ЕС, Россия, Беларусь), разработанная экономическая модель алгоритма сопоставления экономической целесообразности различной глубины переработки сельскохозяйственного сырья, и на ее основе осуществлены расчеты на примере рапса исходя из конкретной рыночной ситуации в соответствующий период времени. Элементы научной новизны. Предложено методологический подход к оценке места и роли продовольственной проблемы в общей энергетической проблеме, согласно которому обеспеченность продовольствием как разновидность энергетической проблемы является первичным по человеческим потребностям. Установлено, что продукты питания являются специфическим видом энергии, в своей первооснове базируются на процессах фотосинтеза и формируются за счет солнечной энергии. Поскольку из сельскохозяйственного сырья также можно получать другие виды энергии, в том числе биотопливо, а в обратном направлении это еще невозможно, возникает объективное противоречие между производством биотоплива и продуктов питания. Предложен подход по решению существующего противоречия между производством продуктов питания и биотоплива через соблюдение объемов переработки сельскохозяйственной продукции (на примере зерна), необходимых для обеспечения продовольственных нужд, как первоочередных, на уровне минимальных и рациональных норм потребления. Разработана экономическая модель алгоритма сопоставления эффективности различных вариантов использования сельскохозяйственного сырья с целью получения биотоплива (на примере семян рапса и биодизеля) в зависимости от рыночной ситуации в конкретный период времени. Практическая значимость. Предложено экономическую модель алгоритма определения экономической целесообразности переработки семян рапса на биодизель на микро- и макроуровнях в зависимости от рыночной ситуации в конкретный период времени. Это дает возможность оперативно определить уровень конкурентоспособности отдельных видов продукции рапсоводства: семян рапса, масла, жмыха или биодизеля и шрота. Разработан методический подход, согласно которому определены объемы использования зерна в Украине для удовлетворения потребностей в продовольствии как первоочередных на уровне минимальных и рациональных норм потребления, а также энергетических потребностей в альтернативных видах топлива. Табл.: 4. Илл.: 2. Библиогр.: 34.

Ключевые слова: биотопливо; продовольственная безопасность; энергетическая проблема; цена; себестоимость; сельскохозяйственное сырье для производства биотоплива; традиционные виды горючего

Список использованных источников

1. Біопалива (технології, машини і обладнання) / В. Дубровін, М. Корчемний, І. Масло, О. Шептицький та ін. Київ : ЦТІ «Енергетика і електрофікація», 2004. 256 с.
   
2. Бондар В.С., Фурса А.В. Економічне обґрунтування технологій вирощування і переробки рослинної біосировини на тверді види палива. Економіка АПК. 2015. № 3. С. 22.
   
3. Вернадский В. И. Биосфера и ноосфера. Москва : Айрис-пресс, 2004. 576 с.
   
4. Гелетуха Г.Г., Желєзна Т.А. Біоенергетика в Україні: стан розвитку, бар’єри та шляхи їх подолання. Біоенергетика/Bioenergy. 2014. № 1 (3). С. 16-19.
   
5. Голуб Г.А., Лук’янець С.В. Інвестиційна привабливість виробництва і використання дизельного біопалива. Економіка АПК. 2013. № 2. С. 54-61.
   
6. Гументик М.Я. Ефективність виробництва біоетанолу на основі альтернативних, енергетичних культур. Теорія і практика ринків. Ринок біопалива. 2007. № 1. С. 101-102.
   
7. Дубровін В.О., Мельничук М.Д. Біоенергетика: сучасний стан та перспективи для агропромислового комплексу України: міжнародна конференція, присвячена 110-річчю НАУ «Біоресурси планети: соціальні, біологічні, продовольчі та енергетичні проблеми», (Київ, 2008 р. ). Київ : НАУ, 2008. С. 76-81.
   
8. Економічна ефективність виробництва біопалива в контексті продовольчої та енергетичної безпеки України / О.М. Шпичак, С.А. Стасіневич, Т.В. Куць, Є.А. Михайлов та ін. Київ : ЗАТ «Нічлава», 2010. 294 с.
   
9. Економіко-організаційні засади виробництва біопалива як напрям оптимального вирішення енергетичних та продовольчих проблем в Україні / О.М. Шпичак, С.А. Стасіневич, Т.В. Куць, Є.А. Михайлов та ін. ; Кабінет Міністрів України, Нац. ун-т біоресурсів і природокористування України, Наук.-дослід. ін-т економіки і менеджменту АПВ навч.-наук. ін-ту бізнесу ; за ред. О.М. Шпичака. Київ : ЗАТ «Нічлава», 2011. 410 с.
   
10. Енергетична стратегія України на період до 2035 року. «Безпека, енергоефективність, конкурентоспроможність». Розпорядження КМУ від 18 серпня 2017 р. № 605-р. URL : https://zakon0.rada.gov.ua/laws/show/605-2017-%D1%80.
    
11. Интерактивная информационно-аналитическая система распространения официальной статистической информации. Национальный статистический комитет Республики Беларусь. URL : http://dataportal.belstat.gov.by/AggregatedDb.
    
12. Калетнік Г.М. Біопаливо. Продовольча, енергетична та екологічна безпека України : монографія. Київ : Хай-Тек Прес, 2010. 516 с.
    
13. Калетнік Г.М. Розвиток ринку біопалив в Україні : монографія. Київ : Аграрна наука, 2008. 464 с.
    
14. Калетнік Г.М., Пришляк Н.В. Виробництво біоетанолу з цукрових буряків – один із головних чинників стабілізації галузі. Економіка АПК. 2013. № 3. С. 65-69.
    
15. Кенэ Ф., Тюрго А. Р. Ж., Дюпон де Немур П.С. Физиократы. Избранные экономические произведения / предисл. П.Н. Клюкин; пер. с франц., англ., нем. Москва : Эксмо, 2008. 1200 с.
    
16. Кириленко І. Г., Дем’янчук В. В., Андрющенко Б. В. Формування ринку українського біопалива: передумови, перспективи, стратегія. Економіка АПК. 2010. № 4. С. 62-67.
    
17. Лузан Ю. Я. Перспективи створення самозабезпечувальної енергетичної системи ведення сільськогосподарського виробництва. Економіка АПК. 2010. № 4. С. 40-48.
    
18. Мальтус Т. Р. Опыт о законе народонаселення. Директ-Медиа, 2014. 204 с.
    
19. Месель-Веселяк В. Я. Ефективність енергетичного самозабезпечення сільського господарства. Економіка АПК. 2009. № 2. С. 10-14.
    
20. Месель-Веселяк В. Я. Виробництво альтернативних видів енергетичних ресурсів як фактор підвищення ефективності сільськогосподарських підприємств. Економіка АПК. 2015. № 2. С. 18-27.
    
21. Подолинский С. А. Труд человека и его отношение к распределению энергии. Москва : Ноосфера, 1991. 86 с.
    
22. Про затвердження нормативів оптимального співвідношення культур у сівозмінах в різних природно-сільськогосподарських регіонах. Постанова КМУ від 11 лютого 2010 р. № 164. URL : https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/164-2010-%D0%BF.
    
23. Роїк М. В., Ягольник О. О. Біоенергетика як наука й галузь економіки: історія, концепція, періодизація (етапи) розвитку. Біоенергетика / Bioenergy. 2014. № 1 (3). С. 7-11.
    
24. Руденко М. Енергія прогресу. Київ : Михайлюта А.А., 2010. 544 с.
    
25. Тарута: Украина имеет одни из самых больших запасов газа в мире. URL : http://newsone.ua/news/politics/taruta-ukraina-imeet-odni-iz-samykh-bolshikh-zapasov-haza-v-mire-.html.
    
26. Цилюрик О., Десятник Л. Продуктивність науково обгрунтованих сівозмін Степу // Агро бізнес сьогодні. 31 серпня 2016 р. URL : http://agro-business.com.ua/agro/mekhanizatsiia-apk/item/1225-produktyvnist-naukovo-obgruntovanykh-sivozmin-stepu.html.
    
27. Шпаар Д. Рапс и сурепица: выращивание, уборка, использование / под ред. Д. Шпаара / Учебно-практическое руководство. 2012. 368 с. URL : https://www.zerno-ua.com/books/raps-i-surepica-vyrashchivanie-uborka-ispolzovanie.
    
28. Шпичак О.М. Економічні проблеми виробництва біопалива та продовольча безпека України. Економіка АПК. 2009. № 8. С. 11–19.
    
29. Annual Prices 1960 to present. World Bank Commodity Price Data (The Pink Sheet) URL : http://www.worldbank.org/en/research/commodity-markets.
    
30. Coyle W. The Future of Biofuels. A Global Perspective. URL : http://www.ers.usda.gov/features/ bioenergy.
    
31. Crops. Data. Food and Agriculture Organization of the United Nations. URL : http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC.
    
32. Іnternational energy statistics. U.S. Energy Information Administration. URL : https://www.eia.gov/.
    
33. Ortiz R,. Crouch J.H., et. Al. Bioenergy and agriculture: Promises and challenges. Bioenergy and Agricultural Reserch for Development. 2020 Vision for Food, Agriculture, and the Enviroment // Focus 14, Brief 3 of 12, December 2006. URL : http://www.ifpri.org/2020/focus/focus14/focus14_03.pdf.
    
34. Renewables 2018. Global status report. Renewable Energy Policy Network for the 21st century. France. URL : http://www.ren21.net/wp-content/uploads/2018/06/17-8652_GSR2018_FullReport_web_final_.pdf.
    

Читать статью: eapk_2019_3_p_13_27.pdf

Биотопливо — Ballotpedia

Биотопливо — это твердое или жидкое топливо, полученное или созданное из органических или растительных материалов, известных как биомасса. Биотопливо — это форма возобновляемой энергии, создаваемая из сельскохозяйственных культур (например, соевых бобов и кукурузы) и растений (например, водорослей). Биотопливо использует энергию, запасенную в растениях после фотосинтеза, процесса, с помощью которого растения преобразуют энергию солнечного света в химическую энергию, поглощая углекислый газ (CO ₂ ) и выделяя кислород.Химическая энергия растений может быть преобразована и использована в качестве топлива. Некоторые виды жидкого биотоплива, например этанол и биодизель, могут использоваться в качестве топлива для транспорта. Твердое биотопливо включает древесный уголь, обрезки травы, древесину и опилки, которые можно сжигать для получения тепла. ^{[1] [2] [3]}

По данным Министерства энергетики США, федеральная политика, поддерживающая производство и использование биотоплива, включает гранты, ссуды, обеспеченные государством, требования к использованию биотоплива для федеральных транспортных средств и возобновляемые источники энергии. Стандарт топлива. ^[4]

Фон

Биотопливо происходит из биомассы, которая представляет собой органическое вещество, полученное из живых материалов, таких как кукуруза, соевые бобы, водоросли, солома, древесина и т. Д. Биотопливо может быть твердым (древесные гранулы, древесный уголь и пиломатериалы), жидким (этанол и биодизель) или газообразным (биогаз). Биотопливо подразделяется на первичное и вторичное. Первичное биотопливо используется в необработанном виде, как правило, для приготовления пищи, отопления и производства электроэнергии. Эти виды топлива включают древесные гранулы, поясницу, древесный уголь, кукурузу, сахарный тростник и другие.Вторичное биотопливо производится из биомассы. Эти виды топлива включают этанол и биодизель, которые могут использоваться в промышленных процессах и в автомобилях. ^{[5] [6] [7] [8] [9]}

Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии

Виды биотоплива

Ниже приведен список видов биотоплива.

• Биодизель представляет собой комбинацию спирта, такого как метанол (древесный спирт), и животного жира, переработанного кулинарного масла или растительного масла.Биодизельное топливо производится с помощью химического процесса, называемого трансэтерификацией, во время которого глицерин отделяется от растительного масла или жира. В результате получают биодизель и глицерин, густую прозрачную жидкость, используемую для производства фармацевтических препаратов, продуктов питания, мыла и других потребительских товаров. Биодизель может быть смешан с дизельным топливом на нефтяной основе в различных соотношениях, хотя обычно в более низком соотношении, чем бензин, смешанный с этанолом. Эти смеси обычно продаются для использования в автомобилях с двигателями, работающими на дизельном топливе.Соевое масло составляло примерно 67 процентов от общего количества сырья, используемого для производства биодизеля в США в 2015 году; рапсовое масло и кукурузное масло составили 25 процентов от общего объема сырья, использованного в 2015 году, а животные жиры составили оставшуюся часть (примерно 9 процентов). ^{[10] [11]}
• Возобновляемое дизельное топливо химически похоже на дизельное топливо на нефтяной основе, но обрабатывается иначе, чем биодизельное топливо. Возобновляемое дизельное топливо — это процесс гидрогенизации, при котором кислород и азот удаляются и заменяются водородом.В результате возобновляемое дизельное топливо не замерзает при более низких температурах, как биодизель. ^{[12] [13] [14] [15]}
• Целлюлозное биотопливо (также известное как целлюлозный этанол) химически аналогично биоэтанолу (этанол, производимый из таких растений, как кукуруза или сахарный тростник). Они производятся из несъедобного растительного сырья, такого как кукурузная шелуха и стебли. Три сахара, содержащиеся в этих материалах — целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин — объединяются и превращаются в целлюлозное биотопливо. ^{[16] [17]}
• Этанол , также известный как этиловый спирт или зерновой спирт, представляет собой прозрачное бесцветное биотопливо, получаемое путем ферментации растительных сахаров. Эти сахара содержатся в зернах, таких как кукуруза, сорго и ячмень, а также в кожуре картофеля, рисе, сахарном тростнике, сахарной свекле и садовых обрезках. Эти культуры ферментируются для производства этанола, который можно смешивать с бензином. Этанол в основном производится в Соединенных Штатах из сельскохозяйственных культур на основе крахмала, таких как кукуруза, путем сухой или мокрой переработки.В процессе сухого помола кукуруза перемалывается в муку, которая затем ферментируется до этанола. Установки влажной мельницы производят из кукурузы подсластители (например, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы), которые можно использовать в качестве пищевых добавок. ^{[10] [18]}
• Древесина и другие побочные продукты древесины могут быть преобразованы в жидкости, такие как метанол, этанол или древесный газ. ^[10]

Для извлечения энергии из биотоплива используются следующие процессы: ^{[7] [19]}

• Механические процессы могут включать разделку древесины на более мелкие куски для сжигания для получения энергии или тепла в домах или других зданиях, а также измельчение муки для ферментации в этанол.
• Термохимические процессы включают сжигание биомассы в энергию.
• Химические процессы могут включать использование химических реакций между катализаторами и молекулами масла для производства биодизельного топлива и этанола на основе целлюлозы.
• Биохимические процессы включают ферментацию сахаров или крахмалов в спирт для использования в качестве топлива.

Производство и потребление

В 2015 году на биотопливо (биомасса на диаграмме ниже) приходилось 4 человека.88 процентов (1347,03 трлн БТЕ) ^[20] энергии США, потребляемой в транспортном секторе. Нефть была крупнейшим источником энергии для транспортировки и составила 91,78 процента (25 358,20 трлн БТЕ). На природный газ в 2015 году приходилось 3,34 процента (922,90 триллиона БТЕ) энергии, использованной для транспортировки. ^{[21] [22] [23]}

С 2000 по 2015 год потребление биотоплива для транспортировки увеличилось на 898,64 процента. (увеличение на 1212.15 триллионов БТЕ), по данным Управления энергетической информации США. Потребление нефти снизилось на 1,29 процента (снижение на 330,39 трлн БТЕ), а потребление природного газа увеличилось на 37,34 процента (рост на 250,90 трлн БТЕ). Потребление энергии в транспортном секторе выросло на 4,27 процента (1132,66 трлн БТЕ) с 2000 по 2015 год. ^{[21] [22] [24]}

Биодизель

По состоянию на декабрь 2016 года в США было 96 заводов по производству биодизеля.По состоянию на декабрь 2016 года производственная мощность этих предприятий составляла 2,3 миллиарда галлонов в год. В декабре 2016 года в США было произведено 143 миллиона галлонов биодизеля. На диаграмме ниже показано ежемесячное производство биодизеля в США с 2014 по 2016 год. ^[25]

Ежемесячное производство биодизеля в США (2014-2016)

Федеральные правила

По данным Министерства энергетики США, федеральная политика, поддерживающая производство и использование биотоплива, включает гранты, ссуды, обеспеченные государством, требования к использованию биотоплива для федеральных транспортных средств и Стандарт возобновляемого топлива (описанный ниже).

Стандарт возобновляемого топлива

Конгресс принял Стандарт возобновляемого топлива (RFS) как часть Закона об энергетической политике 2005 года. Конгресс принял закон, направленный на борьбу с высокими ценами на энергию и увеличением импорта нефти в США. RFS — это программа, согласно которой транспортное топливо должно содержать минимальное количество биотоплива, количество, которое ежегодно увеличивается. Программа находится в ведении Агентства по охране окружающей среды США (EPA). В 2005 году Конгресс поставил цель добавить в США 4 миллиарда галлонов возобновляемого топлива.S. поставка бензина к 2006 году с целью производства 7,5 миллиардов галлонов возобновляемого топлива к 2012 году. В 2004 году бензин, продаваемый в США, содержал 3,4 миллиарда галлонов возобновляемого топлива. Программа обеспечивается за счет требования к нефтеперерабатывающим предприятиям и импортерам бензина и дизельного топлива создавать и / или продавать смеси биотоплива. Эти организации должны либо достичь целей, установленных EPA, либо торговать кредитами с компаниями, которые производят больше необходимого количества биотоплива. ^{[26] [27] [28] [29] [30]}

Источник: У.S. Агентство по охране окружающей среды

Первая версия программы называлась RFS1. Закон об энергетической независимости и безопасности 2007 года учредил программу под названием RFS2. RFS2 повысил цель предыдущей программы до 36 миллиардов галлонов возобновляемого топлива, которые будут производиться ежегодно к 2022 году. Вторая итерация программы также позволила создать классификации для различных типов возобновляемого топлива. Эти классификации включали целлюлозное биотопливо, дизельное топливо на основе биомассы, усовершенствованное биотопливо и возобновляемое топливо.Кроме того, закон предписывает требования к объему для каждого типа. Каждый вид топлива должен был выделять меньше выбросов углекислого газа.

18 мая 2016 года EPA установило потребность в биотопливе на 2017 год в размере 18,8 миллиарда галлонов, что на 700 миллионов галлонов возобновляемого топлива больше, чем в 2016 году. Цель на 2017 год, поставленная Агентством по охране окружающей среды, была ниже, чем цель, установленная Конгрессом в уставе 2007 года, согласно которому к 2017 году было введено 24 миллиарда галлонов биотоплива — на 5,2 миллиарда галлонов больше, чем цель 2017 года.По словам помощника администратора Управления по воздуху и радиации Агентства по охране окружающей среды США Джанет МакКейб: «Несмотря на значительный рост использования возобновляемого топлива в Соединенных Штатах, реальные ограничения, такие как более медленное, чем ожидалось, развитие индустрии целлюлозного биотоплива и ограничения на рынке. необходимые для поставки определенных видов биотоплива потребителям, сделали сроки, установленные Конгрессом, невозможными «. Окончательная версия правила доступна здесь. ^{[31] [32] [33]}

Дебаты

Сторонники

Сторонники политики поддержки биотоплива утверждают, что биотопливо производит меньше выбросов углекислого газа, когда оно используется. Эти сторонники утверждают, что политика государства и штата должна поддерживать виды топлива, которые производят меньше углекислого газа, чтобы решить проблему потенциально вызванного человеком изменения климата, которое эти сторонники связывают с видами топлива с большим содержанием углерода, такими как нефть, уголь и природный газ. Некоторые сторонники утверждают, что политика должна стимулировать производство биотоплива за счет прямого финансирования, налоговых льгот, государственных займов и гарантий по кредитам, государственных и федеральных стандартов, требующих смешивания биотоплива с бензином, и других мер политики.Совет по защите природных ресурсов, группа по защите окружающей среды, утверждает, что стандарты возобновляемого топлива, такие как Стандарт возобновляемого топлива (RFS) и стандарты государственного уровня, успешно стимулируют производителей моторного топлива к увеличению производства биотоплива и побуждают потребителей использовать больше биотопливо. ^[34]

Образец биодизеля из соевых бобов Сторонники

отрасли, в том числе группы производителей биотоплива, утверждают, что политика, поддерживающая производство биотоплива, помогает создавать рабочие места, сокращать потребность в импорте нефти и природного газа и помогает удовлетворить потребности в энергии, вызванные ростом населения. Advanced Biofuels Association, группа по защите интересов индустрии биотоплива, утверждает, что Конгресс должен поддерживать Стандарт возобновляемого топлива и программы кредитования биотоплива, а также продолжать налоговые льготы для индустрии биотоплива, чтобы обеспечить уверенность в будущем отрасли для частных инвесторов. ^{[35] [36]}

Другие сторонники поддерживают производство и использование биотоплива, но выступают за регулирование его производства. Айовское отделение Sierra Club, группы по защите окружающей среды, утверждает, что необходимо принять нормативные акты, ограничивающие потенциальное воздействие производства биотоплива на окружающую среду.Эти правила включают государственный мониторинг подземных водоносных горизонтов, используемых для забора воды для производства биотоплива, повышение платы за разрешение на водопользование для предприятий биотопливной промышленности, которые забирают большие объемы воды, правила утилизации оставшихся материалов (таких как дистилляционные зерна) после производства этанола и нормативные акты ограничение потерь почвы из-за производства биотоплива. ^[37]

Противники

Противники федеральной политики, поддерживающей биотопливо, утверждают, что такая политика, такая как Стандарт на возобновляемые источники топлива, увеличивает спрос на биотопливо и приводит к повышению цен на кукурузу, соевые бобы и другую биомассу, используемую в производстве биотоплива.По мнению этих противников, это приводит к повышению цен на продукты питания за счет отвлечения биомассы от производства продуктов питания на производство биотоплива. The Heritage Foundation, консервативная политическая организация, утверждает, что косвенные эффекты таких политик, как Стандарт по возобновляемым видам топлива, включают перенос затрат на производство биотоплива на пользователей транспортных средств, а также на пищевую и сельскохозяйственную промышленность и концентрацию экономических выгод в отраслях биотоплива. ^{[38] [39]}

Другие противники Стандарта на возобновляемые источники топлива (RFS) утверждают, что стандарт не достигает своих целей по расширению производства и использования биотоплива и сокращению выбросов диоксида углерода. Согласно отчету Счетной палаты правительства США (GAO) за ноябрь 2016 года, производство вторичного биотоплива, такого как этанол и биодизель, которое можно смешивать с бензином, ограничено, чем предполагалось ранее, и меньше возможностей для увеличения производства этанола и биодизеля до 2022 года. Согласно отчету GAO, высокие производственные затраты являются основным фактором ограниченного производства биотоплива. Кроме того, в отчете было обнаружено, что RFS, скорее всего, не достигнет своей цели по сокращению выбросов двуокиси углерода из-за ограниченного производства.Институт конкурентоспособного предпринимательства, организация, занимающаяся политикой свободного рынка, которая выступает против RFS, утверждает, что отчет GAO предоставляет свидетельства того, что Стандарт по возобновляемым видам топлива не смог достичь целей своей политики и поэтому должен быть отменен. ^{[40] [41]}

Некоторые противники политики, поддерживающей производство биотоплива, утверждают, что другие факторы играют большую роль в сокращении выбросов углекислого газа, чем Стандарт возобновляемого топлива и аналогичные меры. Эти противники утверждают, что увеличение добычи природного газа с 2007 по 2015 годы привело к более широкому внедрению электрических генерирующих установок, работающих на природном газе, которые производят меньше выбросов углекислого газа, чем нефтяные или угольные генерирующие агрегаты.Марк Дж. Перри, профессор экономики в Мичиганском университете и экономист Американского института предпринимательства, группы, занимающейся политикой свободного рынка, в 2013 году утверждал, что сокращение выбросов углекислого газа в США на 12,4% с 2007 года к 2013 г. (по данным Управления энергетической информации США) следует отнести на счет увеличения добычи природного газа, начиная с 2007 г., и перехода на установки, работающие на природном газе, для выработки электроэнергии. ^[42]

См. Также

1. ↑ Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии , «Основы биотоплива», по состоянию на 20 сентября 2016 г.
2. ↑ Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии , «Основы энергии биомассы», по состоянию на 20 сентября 2016 г.
3. ↑ Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций , «Глава 1 — Производство биологической энергии», по состоянию на 20 сентября 2016 г.
4. ↑ U.S. Министерство энергетики , «Федеральные законы и стимулы для биодизеля», по состоянию на 7 марта 2017 г.
5. ↑ MJO Forestry Ltd. , «Биотопливо», по состоянию на 20 сентября 2016 г.
6. ↑ Live Science , «Что такое фотосинтез?» 31 июля 2015 г.
7. ↑ ^{7.0 7.1} Biofuels Digest , «Откуда пришли технологии биотоплива?» 1 июня 2016 г.
8. ↑ Агентство по охране окружающей среды США , «Глоссарий, C», по состоянию на 18 ноября 2014 г.
9. ↑ Skeptical Science , «Откуда мы знаем, что большее количество СО2 вызывает потепление?» по состоянию на 1 марта 2016 г.
10. ↑ ^{10.0 10,1 10,2} Департамент охраны окружающей среды Нью-Йорка , «Как производится биотопливо», по состоянию на 28 апреля 2014 г.
11. ↑ Министерство энергетики США , «Метанол», по состоянию на 22 сентября 2016 г.
12. ↑ BioEnergy Connection , «Восходящая звезда биомассы для дизельного топлива в стандарте возобновляемого топлива», осень 2004 г.
13. ↑ Управление энергетической информации США , «Биотопливо: этанол и биодизель, объяснение», по состоянию на 2 марта 2017 г.
14. ↑ Правительственный флот , «Что нужно знать о возобновляемом дизельном топливе», март 2016 г.
15. ↑ Форум по дизельным технологиям , «Возобновляемое дизельное топливо», 30 января 2013 г.
16. ↑ U.S. Министерство энергетики , «Этанольное сырье», по состоянию на 22 сентября 2016 г.
17. ↑ European Biofuels Technology Platform , «Целлюлозный этанол», по состоянию на 7 марта 2017 г.
18. ↑ Министерство энергетики США , «Этанол», по состоянию на 28 апреля 2014 г.
19. ↑ Блог о поставках биодизеля в штате Юта , «Химия производства биодизеля», 19 января 2013 г.
20. ↑ BTU — британская тепловая единица, единица измерения энергии, которая эквивалентна количеству энергии, используемой для повышения температуры фунта воды на один градус по Фаренгейту.
21. ↑ ^{21,0 21,1} Управление энергетической информации США , «Ежемесячный отчет о производстве биодизеля», август 2016 г.
22. ↑ ^{22,0 22,1} Управление энергетической информации США , «Ежемесячный отчет о производстве биодизеля», 27 февраля 2014 г.
23. ↑ Управление энергетической информации США , «Энергопотребление в транспортном секторе», по состоянию на 22 сентября 2016 г.
24. ↑ U.S. Energy Information Administration , «Энергопотребление в транспортном секторе», по состоянию на 22 сентября 2016 г.
25. ↑ Управление энергетической информации США , «Ежемесячный отчет о производстве биодизеля», 28 февраля 2017 г.
26. ↑ Исследовательская служба Конгресса , «Закон об энергетической политике 2005 г . : Краткое изложение и анализ принятых положений», 8 марта 2006 г.
27. ↑ Министерство энергетики США , «Стандарт возобновляемого топлива», 4 июня 2014 г.
28. ↑ U.S. Агентство по охране окружающей среды , «Гражданское обеспечение выполнения Стандартной программы по возобновляемым видам топлива», 18 февраля 2016 г.
29. ↑ Агентство по охране окружающей среды США , «Обзор программы по стандартной программе возобновляемого топлива», 16 августа 2016 г.
30. ↑ Исследовательская служба Конгресса , «Стандарт возобновляемого топлива (RFS): обзор и проблемы», 14 марта 2013 г.
31. ↑ Biomass Magazine , «Публикуется предлагаемое правило для установки RVO RFS 2017», 18 мая 2016 г.
32. ↑ U.S. Агентство по охране окружающей среды , «Объявления 2015 г. по программе стандартов возобновляемого топлива», 30 ноября 2015 г.
33. ↑ Агентство по охране окружающей среды США , «Анализ жизненного цикла выбросов парниковых газов в соответствии со стандартом возобновляемого топлива», 16 августа 2016 г.
34. ↑ Совет по защите природных ресурсов , «Advance более чистое топливо», по состоянию на 7 марта 2017 г.
35. ↑ Advanced Biofuels Association , «Advocacy», по состоянию на 7 марта 2017 г.
36. ↑ Ассоциация передового биотоплива , «Наше послание Конгрессу», 7 марта 2017 г.
37. ↑ Sierra Club — Айова Глава , «Политика в отношении биотоплива», по состоянию на 7 марта 2017 г.
38. ↑ Heritage Foundation , «Устранение благоприятного обращения с биотопливом», 25 июля 2016 г.
39. ↑ Американский институт предпринимательства , «Политика США в области биотоплива, мировые цены на продукты питания и международные торговые обязательства», май 2015 г.
40. ↑ U.S. Счетная палата правительства , «Стандарт возобновляемого топлива — программа вряд ли достигнет поставленных целей по сокращению выбросов парниковых газов», ноябрь 2015 г.
41. ↑ Competitive Enterprise Institute , «Федеральные программы по биотопливу обречены на провал», 28 ноября 2016 г.
42. ↑ Американский институт предпринимательства , «Сланцевая нефть и газ на самом деле лучше справились с проблемами, которые в первую очередь привели к введению требований в отношении биотоплива», 31 марта 2013 г.

3 Ballotpedia Около 9038 9

Объяснение биотоплива — U.S. Управление энергетической информации (EIA)

Биотопливо — это транспортное топливо, такое как этанол и дизельное топливо на основе биомассы, которое производится из материалов биомассы. Эти виды топлива обычно смешиваются с нефтяными видами топлива (бензин и дистиллят / дизельное топливо и топочный мазут), но их также можно использовать самостоятельно. Использование этанола или биодизеля снижает потребление бензина и дизельного топлива, производимого из сырой нефти, что может уменьшить количество сырой нефти, импортируемой из других стран. Этанол и биодизель также являются более экологически чистыми видами топлива, чем чистый бензин и дизельное топливо.

Что такое этанол?

Этанол — это горючий спирт, производимый из сахаров, содержащихся в зернах, таких как кукуруза, сорго и ячмень.

• Сахарный тростник
• Свекла сахарная
• Шкурка картофельная
• Рис
• Садовая вырезка
• Кора дерева
• Просо

Большая часть топливного этанола, используемого в США, производится из кукурузы.Ученые работают над способами получения этанола из всех частей растений и деревьев, а не только из зерна, и экспериментируют с быстрорастущими древесными культурами, такими как тополь, ива и просо, чтобы увидеть, можно ли их использовать для производства этанола.

Исследователи-генетики Министерства сельского хозяйства США (USDA) изучают просо как источник этанола.

Фото: Бретт Хэмптон, Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (общественное достояние)

Этанол смешан с бензином

Почти весь бензин, продаваемый в настоящее время в Соединенных Штатах, содержит около 10% этанола по объему. Любой бензиновый двигатель в Соединенных Штатах может использовать E10 (бензин с 10% этанола), но только определенные типы транспортных средств могут использовать смеси с топливом, содержащим более 10% этанола. Автомобиль с гибким топливом может использовать бензин с содержанием этанола более 10%. В октябре 2010 года Агентство по охране окружающей среды США постановило, что легковые и легкие грузовики 2007 модельного года и новее могут использовать E15 (бензин с 15% этанолом). E85, топливо, содержащее 51–83% этанола, в зависимости от местоположения и сезона, в основном продается на Среднем Западе и может использоваться только в транспортных средствах с гибким топливом.

Что такое дизельное топливо на основе биомассы?

Дизельное топливо на основе биомассы включает биодизель и возобновляемое дизельное топливо. Оба они называются дизельным топливом на основе биомассы, потому что они в основном производятся для использования в дизельных двигателях, но их также можно использовать в качестве топлива для отопления. Оба вида топлива производятся из биомассы или материалов, полученных из биомассы, но они различаются способом их производства и своими физическими свойствами. Дизельное топливо на основе биомассы можно использовать в дизельных двигателях без модификации двигателей.

А биодизель и стандартный бензонасос

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Последнее обновление: 24 августа 2020 г.

Экономика биотоплива | Экономика окружающей среды

Замена ископаемого топлива биотопливом — топлива, производимого из возобновляемых органических материалов — имеет потенциал для сокращения некоторых нежелательных аспектов производства и использования ископаемого топлива, включая выбросы загрязняющих веществ, связанных с традиционными и парниковыми газами (ПГ), истощение исчерпаемых ресурсов и зависимость от нестабильных иностранных поставщиков .Спрос на биотопливо также может увеличить доход фермерских хозяйств. С другой стороны, поскольку многие виды сырья для биотоплива требуют земли, воды и других ресурсов, исследования показывают, что производство биотоплива может вызвать несколько нежелательных эффектов. Потенциальные недостатки включают изменения в схемах землепользования, которые могут увеличить выбросы парниковых газов, давление на водные ресурсы, загрязнение воздуха и воды, а также рост цен на продукты питания. В зависимости от сырья, производственного процесса и временного горизонта анализа биотопливо может выделять даже больше парниковых газов, чем некоторые ископаемые виды топлива на основе энергетического эквивалента.Биотопливо также, как правило, требует субсидий и других вмешательств на рынок для экономической конкуренции с ископаемым топливом, что приводит к безвозвратным потерям в экономике.

Фон

Биотопливо первого поколения производится из сахарных культур (сахарный тростник, сахарная свекла), крахмальных культур (кукуруза, сорго), масличных культур (соя, канола) и животных жиров. Посевы сахара и крахмала превращаются в процессе ферментации в биоспирты, включая этанол, бутанол и пропанол. Масла и животные жиры можно перерабатывать в биодизель.Этанол — наиболее широко используемое биоспиртовое топливо. Большинство автомобилей могут использовать смеси бензина и этанола, содержащие до 10 процентов этанола (по объему). Транспортные средства с гибким топливом могут использовать E85, смесь бензина и этанола, содержащую до 85 процентов этанола. В 2013 году в США было более 2300 заправочных станций E85 (Министерство энергетики США).

Биотопливо второго поколения, или целлюлозное биотопливо, производится из целлюлозы, которую получают из непищевых культур и отходов биомассы, таких как кукурузная солома, кукурузные початки, солома, древесина и побочные продукты древесины.Биотопливо третьего поколения использует в качестве сырья водоросли. Коммерческое производство целлюлозного биотоплива началось в США в 2013 году, тогда как биотопливо из водорослей еще не производится в промышленных масштабах.

Потенциальные экономические выгоды от производства биотоплива

Замена ископаемого топлива биотопливом может дать ряд преимуществ. В отличие от ископаемого топлива, которое является исчерпаемым ресурсом, биотопливо производится из возобновляемого сырья. Таким образом, их производство и использование теоретически может продолжаться бесконечно.

В то время как производство биотоплива приводит к выбросам парниковых газов на нескольких этапах процесса, анализ EPA (2010) Стандарта возобновляемых источников топлива (RFS) прогнозирует, что несколько типов биотоплива могут привести к более низким выбросам парниковых газов в течение жизненного цикла, чем бензин, в течение 30 лет . Академические исследования с использованием других экономических моделей также показали, что биотопливо может привести к сокращению выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла по сравнению с обычными видами топлива (Hertel et al. 2010, Huang et al. 2013). Биотопливо второго и третьего поколений обладает значительным потенциалом сокращения выбросов парниковых газов по сравнению с обычными видами топлива, поскольку сырье можно производить на малоплодородных землях. Более того, в случае отходов биомассы не требуется дополнительного сельскохозяйственного производства, а косвенные выбросы парниковых газов, опосредованные рынком, могут быть минимальными, если отходы не имеют другого производственного использования.

Биотопливо может производиться внутри страны, что может привести к снижению импорта ископаемого топлива (Huang et al. 2013). Если производство и использование биотоплива сократит потребление импортных ископаемых видов топлива, мы сможем стать менее уязвимыми к неблагоприятным последствиям перебоев в поставках (US EPA 2010). Снижение нашего спроса на нефть также может снизить ее цену, создавая экономические выгоды для американских потребителей, но также потенциально увеличивая потребление нефти за рубежом (Huang et al.2013).

Биотопливо может снизить выбросы некоторых загрязняющих веществ. Этанол, в частности, может обеспечить полное сгорание, уменьшая выбросы окиси углерода (US EPA 2010).

Важно отметить, что производство и потребление биотоплива само по себе не приведет к сокращению выбросов парниковых газов или обычных загрязнителей, уменьшению импорта нефти или уменьшению нагрузки на исчерпаемые ресурсы. Производство и использование биотоплива должны совпадать с сокращением производства и использования ископаемого топлива для получения этих выгод.Эти выгоды будут уменьшены, если выбросы биотоплива и потребности в ресурсах увеличивают, а не вытесняют выбросы ископаемого топлива.

Потенциальные экономические недостатки и последствия производства биотоплива

Сырье для биотоплива включает множество сельскохозяйственных культур, которые в противном случае использовались бы для потребления человеком прямо или косвенно в качестве корма для животных. Перенаправление этих культур на биотопливо может привести к увеличению площади земель, отведенных под сельское хозяйство, более широкому использованию загрязняющих факторов производства и повышению цен на продукты питания. Целлюлозное сырье также может конкурировать за ресурсы (землю, воду, удобрения и т. Д.).), которые в противном случае могли бы быть посвящены производству продуктов питания. В результате некоторые исследования показывают, что производство биотоплива может вызвать несколько нежелательных явлений.

Изменения в структуре землепользования могут увеличить выбросы парниковых газов за счет высвобождения наземных запасов углерода в атмосферу (Searchinger et al. 2008). Сырье для биотоплива, выращиваемое на землях, очищенных от тропических лесов, таких как соя в Амазонии и масличная пальма в Юго-Восточной Азии, генерирует особенно высокие выбросы парниковых газов (Fargione et al.2008 г.). Даже использование целлюлозного сырья может стимулировать рост цен на сельскохозяйственные культуры, что способствует расширению сельского хозяйства на неосвоенных землях, что приводит к выбросам парниковых газов и утрате биоразнообразия (Melillo et al. 2009).

При производстве и переработке биотоплива также могут выделяться парниковые газы. Внесение удобрений выделяет закись азота, мощный парниковый газ. Большинство биоперерабатывающих заводов работают на ископаемом топливе. Некоторые исследования показывают, что выбросы ПГ в результате производства и использования биотоплива, в том числе в результате косвенного изменения землепользования, могут быть выше, чем выбросы от ископаемого топлива, в зависимости от временного горизонта анализа (Melillo et al. 2009 г., Mosnier et al. 2013).

Что касается воздействия на окружающую среду, не связанных с парниковыми газами, исследования показывают, что производство сырья для биотоплива, особенно пищевых культур, таких как кукуруза и соя, может увеличить загрязнение воды питательными веществами, пестицидами и отложениями (NRC 2011). Увеличение орошения и переработки этанола может привести к истощению водоносных горизонтов (NRC 2011). Качество воздуха также может снизиться в некоторых регионах, если влияние биотоплива на выбросы из выхлопных труб плюс дополнительные выбросы, производимые на предприятиях биопереработки, увеличат чистое обычное загрязнение воздуха (NRC 2011).

Экономические модели показывают, что использование биотоплива может привести к повышению цен на урожай, хотя разброс оценок в литературе широк. Например, исследование 2013 года показало, что прогнозы воздействия биотоплива на цены на кукурузу в 2015 году варьируются от 5 до 53 процентов (Zhang et al. 2013). Отчет Национального исследовательского совета (2011 г. ) о RFS включал несколько исследований, в которых было обнаружено, что цены на кукурузу из биотоплива увеличились на 20-40 процентов в период с 2007 по 2009 годы. Рабочий документ Национального центра экономики окружающей среды (NCEE) показал, что рост цен на кукурузу составил 2-3 процента долгосрочные цены на кукурузу на каждый миллиард галлонов увеличения производства этанола из кукурузы в среднем по 19 исследованиям (Condon et al.2013). Более высокие цены на урожай приводят к повышению цен на продукты питания, хотя влияние на розничную торговлю продуктами питания в США, как ожидается, будет небольшим (NRC 2011). Более высокие цены на урожай могут привести к более высокому уровню недоедания в развивающихся странах (Rosegrant et al. 2008, Fischer et al. 2009).

Подходы политики США к поддержке производства биотоплива

Закон об энергетической политике 2005 года использовал различные экономические стимулы, включая гранты, налоговые льготы, субсидии и займы, для содействия исследованиям и разработкам в области биотоплива. Он установил Стандарт возобновляемого топлива, согласно которому к 2012 году ежегодно смешивается 7,5 млрд галлонов возобновляемого топлива с бензином.

Закон об энергетической независимости и безопасности 2007 года (EISA) включал аналогичные экономические стимулы. EISA расширило Стандарт возобновляемого топлива, чтобы увеличить производство биотоплива до 36 миллиардов галлонов к 2022 году. Из последней цели 21 миллиард галлонов должен быть получен из целлюлозного биотоплива или передового биотоплива, полученного из исходного сырья, кроме кукурузного крахмала. Чтобы ограничить выбросы парниковых газов, Закон гласит, что обычные возобновляемые виды топлива (кукурузный крахмал этанол) необходимы для сокращения выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла по сравнению с выбросами в течение жизненного цикла от ископаемых видов топлива не менее чем на 20 процентов, биодизельное топливо и современные виды биотоплива должны сокращать выбросы парниковых газов на 50 процентов, а целлюлозное биотопливо должно сократить выбросы на 60 процентов. EISA также предоставляет денежные премии, гранты, субсидии и ссуды для исследований и разработок, биоперерабатывающих заводов, которые заменяют более 80 процентов ископаемого топлива, используемого для работы нефтеперерабатывающего завода, и коммерческого применения целлюлозного биотоплива.

Помимо EISA, в последние десятилетия производство и использование биотоплива в США поощрялось множеством других политик. Налоговые льготы в настоящее время поддерживаются передовыми видами биотоплива, включая целлюлозное и биодизельное топливо.

Ссылки по теме

Кондон, Н., Х. Клемик и А. Вулвертон. 2013. «Влияние политики в отношении этанола на цены на кукурузу: обзор и метаанализ последних данных». Рабочий документ NCEE 2013-05. (Проверено 12 сентября 2013 г.)

Хертель, Т., А. Голуб, А. Джонс, М. О’Хара, Р. Плевин и Д. Каммен. 2010. «Влияние этанола из кукурузы в США на глобальное землепользование и выбросы парниковых газов: оценка реакции рынка». BioScience 60: 223–231.

Fargione, J., et al. 2008. «Очистка земель и углеродная задолженность по биотопливу.” Наука 319: 1235–1238.

Фишер Г., Э. Хизснык, С. Прилер, М. Шах и Х. ван Велтуйзен. 2009. Биотопливо и продовольственная безопасность. Фонд международного развития ОПЕК.

Хуанг Х., М. Кханна, Х. Онал и Х. Чен. 2013. «Укрепление низкоуглеродной политики со стандартом возобновляемых источников топлива: последствия для экономики и парниковых газов». Энергетическая политика 56 (май 2013 г.): 5-15.

Мелилло, Дж., Дж. Рейли, Д. Киклигер, А. Гургель, Т. Кронин, С. Пальцев, Б.Фельцер, X. Ван, А. Соколов, C.A. Шлоссер. 2009. «Косвенные выбросы от биотоплива: насколько важно?» Наука 326 (5958): 1397-1399.

Моснье, А. П. Хавлик, Х. Валин, Дж. Бейкер, Б. Мюррей, С. Фенг, М. Оберштейнер, Б. Маккарл, С. Роуз и У. Шнайдер. 2013. «Чистые глобальные эффекты альтернативных мандатов США на биотопливо: вытеснение ископаемого топлива, косвенные изменения в землепользовании и роль роста производительности сельского хозяйства». Энергетическая политика 57 (июнь 2013 г.): 602-614.

Национальный исследовательский совет. 2011. Комитет по экономическим и экологическим последствиям увеличения производства биотоплива. Стандарт возобновляемого топлива: потенциальные экономические и экологические последствия политики США в области биотоплива. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press.

Rosegrant, M.W, T. Zhu, S. Msangi, T. Sulser. 2008. «Глобальные сценарии для биотоплива. Воздействие и последствия ». Обзор экономики сельского хозяйства , 30 (3), 495-505.

Searchinger, T., et al. 2008 г.«Использование пахотных земель в США для производства биотоплива увеличивает выбросы парниковых газов из-за изменений в землепользовании». Наука 319: 1238-1240.

Министерство энергетики США, Центр данных по альтернативным видам топлива. Расположение станций заправки этанолом. http://www.afdc.energy.gov/fuels/ethanol_locations.html (дата обращения 10 сентября 2013 г. )

Агентство по охране окружающей среды США. 2010. Анализ регулирующего воздействия стандартной программы возобновляемых источников топлива (RFS2). (Проверено 10 сентября 2013 г.).

Чжан, В., E. Yu, S. Rozelle, J. Yang, S. Msangi. 2013. «Влияние роста производства биотоплива на сельское хозяйство: почему такой широкий разброс оценок?» Продовольственная политика 38: 227–239.

Начало страницы

биотоплива | Определение, типы, плюсы и минусы

Биотопливо , любое топливо, полученное из биомассы, то есть материал из растений, водорослей или животных отходов. Поскольку такое сырье может быть легко восполнено, биотопливо считается источником возобновляемой энергии, в отличие от ископаемого топлива, такого как нефть, уголь и природный газ.Биотопливо обычно пропагандируется как экономичная и экологически безвредная альтернатива нефти и другим ископаемым видам топлива, особенно в контексте роста цен на нефть и растущей озабоченности по поводу вклада ископаемых видов топлива в глобальное потепление. Многие критики выражают озабоченность по поводу масштабов расширения производства определенных видов биотоплива из-за экономических и экологических издержек, связанных с процессом очистки и потенциальным изъятием огромных площадей пахотных земель из-под производства продуктов питания.

Виды биотоплива

Некоторые виды биотоплива, которые давно используются, например, древесина, могут использоваться непосредственно в качестве сырья, которое сжигается для получения тепла. Тепло, в свою очередь, можно использовать для запуска генераторов на электростанции для производства электроэнергии. Ряд существующих энергетических установок сжигает траву, древесину или другие виды биомассы.

Жидкое биотопливо представляет особый интерес из-за уже существующей обширной инфраструктуры для его использования, особенно для транспортировки. Наибольшее производство жидкого биотоплива — этанол (этиловый спирт), который получают путем ферментации крахмала или сахара.Бразилия и США входят в число ведущих производителей этанола. В Соединенных Штатах биотопливо на основе этанола производится в основном из зерна кукурузы (кукурузы) и обычно смешивается с бензином для получения «бензина», топлива, которое на 10 процентов состоит из этанола. В Бразилии биотопливо на основе этанола производится в основном из сахарного тростника и обычно используется в качестве топлива на 100 процентов этанола или в бензиновых смесях, содержащих 85 процентов этанола. В отличие от этанольного биотоплива «первого поколения», производимого из пищевых культур, целлюлозный этанол «второго поколения» получают из малоценной биомассы с высоким содержанием целлюлозы, включая древесную щепу, растительные остатки и бытовые отходы.Целлюлозный этанол обычно получают из жмыха сахарного тростника, отходов переработки сахара или из различных трав, которые можно выращивать на некачественных землях. Учитывая, что коэффициент конверсии ниже, чем у биотоплива первого поколения, целлюлозный этанол преимущественно используется в качестве добавки к бензину.

Завод по производству этанола в Южной Дакоте, США

© Джим Паркин / Shutterstock.com

Вторым по распространенности жидким биотопливом является биодизель, который производится в основном из масличных растений (таких как соя или масличная пальма) и в меньшей степени из других масляных источников (таких как отходы кулинарного жира после жарки во фритюре в ресторане).Биодизель, получивший наибольшее распространение в Европе, используется в дизельных двигателях и обычно смешивается с нефтяным дизельным топливом в различных процентах. Использование водорослей и цианобактерий в качестве источника биодизельного топлива «третьего поколения» является многообещающим, но его трудно развивать с экономической точки зрения. Некоторые виды водорослей содержат до 40 процентов липидов по весу, которые могут быть преобразованы в биодизельное топливо или синтетическую нефть. По некоторым оценкам, водоросли и цианобактерии могут дать от 10 до 100 раз больше топлива на единицу площади, чем биотопливо второго поколения.

водорослевое биотопливо

Техник-исследователь Ник Суини инокулирует водоросли, выращиваемые в реакторе-палатке водорослевой лаборатории в здании полевой испытательной лаборатории (FTLB) Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в Голдене, Колорадо.

Деннис Шредер / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Другие виды биотоплива включают газообразный метан и биогаз, который может быть получен при разложении биомассы в отсутствие кислорода, а также метанол, бутанол и диметиловый эфир, которые находятся в стадии разработки.

Экономические и экологические аспекты

При оценке экономических выгод от биотоплива необходимо учитывать энергию, необходимую для его производства. Например, в процессе выращивания кукурузы для производства этанола используются ископаемые виды топлива в сельскохозяйственном оборудовании, при производстве удобрений, при транспортировке кукурузы и при перегонке этанола. В этом отношении этанол, полученный из кукурузы, дает относительно небольшой выигрыш в энергии; Прирост энергии от сахарного тростника больше, а от целлюлозного этанола или биодизельного топлива из водорослей может быть еще больше.

Биотопливо также приносит пользу для окружающей среды, но, в зависимости от способа его производства, может иметь серьезные экологические недостатки. В качестве возобновляемого источника энергии биотопливо на основе растений в принципе вносит небольшой чистый вклад в глобальное потепление и изменение климата; углекислый газ (основной парниковый газ), попадающий в воздух во время горения, будет удален из воздуха раньше, когда растущие растения участвуют в фотосинтезе. Такой материал считается «углеродно-нейтральным». Однако на практике промышленное производство сельскохозяйственного биотоплива может привести к дополнительным выбросам парниковых газов, которые могут нивелировать выгоды от использования возобновляемого топлива.Эти выбросы включают диоксид углерода от сжигания ископаемого топлива в процессе производства и закись азота из почвы, обработанной азотными удобрениями. В этом отношении целлюлозная биомасса считается более полезной.

Землепользование также является важным фактором при оценке преимуществ биотоплива. Использование обычного сырья, такого как кукуруза и соевые бобы, в качестве основного компонента биотоплива первого поколения вызвало споры «еда против топлива». Отводя пахотные земли и сырье из пищевой цепи человека, производство биотоплива может повлиять на экономику, связанную с ценами и доступностью продуктов питания.Кроме того, энергетические культуры, выращиваемые для производства биотоплива, могут конкурировать за мировую естественную среду обитания. Например, упор на этанол, полученный из кукурузы, смещает пастбища и кустарники в монокультуры кукурузы, а акцент на биодизеле сокращает древние тропические леса, уступая место плантациям масличных пальм. Утрата естественной среды обитания может изменить гидрологию, усилить эрозию и в целом сократить биоразнообразие территорий дикой природы. Расчистка земли также может привести к внезапному выбросу большого количества углекислого газа, поскольку содержащиеся в ней растительные вещества сжигаются или разлагаются.

Некоторые недостатки биотоплива касаются в основном источников биотоплива с низким разнообразием — кукурузы, сои, сахарного тростника, масличных пальм, которые являются традиционными сельскохозяйственными культурами. Одна альтернатива предполагает использование очень разнообразных смесей видов, в частности североамериканские высокотравные прерии. Преобразование деградированных сельскохозяйственных земель, которые не обрабатываются, в такие источники биотоплива с большим разнообразием может увеличить площадь дикой природы, уменьшить эрозию, очистить переносимые водой загрязнители, сохранить двуокись углерода из воздуха в виде углеродных соединений в почве и, в конечном итоге, восстановить плодородие деградированных земель.Такое биотопливо можно сжигать непосредственно для производства электроэнергии или преобразовывать в жидкое топливо по мере развития технологий.

Надлежащий способ выращивания биотоплива для одновременного удовлетворения всех потребностей по-прежнему будет предметом множества экспериментов и дискуссий, но быстрый рост производства биотоплива, вероятно, продолжится. В Соединенных Штатах Закон об энергетической независимости и безопасности 2007 года предписал использовать 136 миллиардов литров (36 миллиардов галлонов) биотоплива ежегодно к 2022 году, что более чем в шесть раз превышает уровень производства 2006 года.Законодательство также требует, с некоторыми оговорками, чтобы 79 миллиардов литров (21 миллиард галлонов) из общего количества приходилось на биотопливо, кроме этанола, полученного из кукурузы, и продолжало действовать определенные государственные субсидии и налоговые льготы для производства биотоплива.

центр тестирования биотоплива

Рабочие в центре тестирования биотоплива в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) в Голдене, штат Колорадо, 2009 г.

Деннис Шредер — Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии / США. Министерство энергетики

Одно из отличительных перспектив биотоплива заключается в том, что в сочетании с новой технологией, называемой улавливанием и хранением углерода, процесс производства и использования биотоплива может обеспечивать постоянное удаление диоксида углерода из атмосферы. Согласно этой концепции, биотопливные культуры будут удалять углекислый газ из воздуха по мере роста, а энергетические объекты будут улавливать углекислый газ, выделяемый при сжигании биотоплива для выработки электроэнергии. Уловленный углекислый газ может быть изолирован (сохранен) в долгосрочных хранилищах, таких как геологические образования под землей, в отложениях глубокого океана или, возможно, в виде твердых веществ, таких как карбонаты. См. Также секвестрация углерода.

Кларенс Леман

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

Биотопливо — обзор | Темы ScienceDirect

Производство воды и биотоплива

Биотопливо часто рекламируется как панацея от изменения климата.Это жизненно важная часть семейства возобновляемых источников энергии. Биотопливо — это газообразное или жидкое топливо для транспорта или отопления, полученное из биологических источников, таких как зерно, сахарные культуры, крахмал, целлюлозные материалы и органические отходы (De Fraiture et al. , 2008). Биотопливо включает биоэтанол и биодизель. Биоэтанол производится путем ферментации сахара из растений, таких как сахарный тростник, или из крахмальных культур, таких как кукуруза, тогда как биодизельное топливо производится из растительных масел или животных жиров в процессе переэтерификации.

Мировое производство биотоплива неуклонно росло в течение последнего десятилетия — производство выросло с 16 миллиардов литров в 2000 году до более чем 100 миллиардов литров в 2011 году, и сегодня биотопливо обеспечивает примерно 3% топлива для автомобильного транспорта во всем мире (в пересчете на энергию) ( Международное энергетическое агентство, 2013 г.). Транспортный сектор является основным потребителем нефтяного топлива, поэтому замена ископаемого топлива биотопливом дает несколько преимуществ: это возобновляемый источник энергии, обеспечение энергетической безопасности за счет уменьшения зависимости от поставок нефти из-за рубежа, обеспечение справедливого торгового баланса за счет снижения финансового бремени, менее загрязняет окружающую среду, чем нефтяное топливо (меньше серы, окиси углерода и твердых частиц), и снижает выбросы парниковых газов (ПГ); кроме того, биотопливо, обычно используемое в местной промышленности, способствует экономическому и социальному развитию сельских районов. Эти преимущества побудили многие страны принять политику, поощряющую местное производство биотоплива (De Fraiture et al. , 2008; Demirbas, 2007).

В Соединенных Штатах Закон об энергетической независимости и безопасности 2007 года предписал к 2015 году производить 56,8 миллиарда литров этанола из кукурузы и дополнительно 60,6 миллиарда литров биотоплива из целлюлозных культур к 2022 году (Dominguez-Faus et al. , 2009 г.). Во всем мире Бразилия уже обеспечивает четверть своего наземного транспорта, используя этанол, полученный в результате ферментации сахарного тростника (Somerville, 2006).Индия, руководствуясь соображениями экологии и развития сельских районов, надеется, что к 2017 году на биотопливо будет приходиться не менее 20% ее потребления дизельного топлива и бензина. Однако рост производства биотоплива вызывает ряд проблем, среди которых усиление нагрузки на спрос на воду, которая уже сейчас дефицитный ресурс во многих странах является основным.

Производство биотоплива влияет на воду во многих отношениях — огромное количество воды требуется для орошения сельскохозяйственных культур, вода используется во время переработки на заводах по переработке биотоплива, а на качество водных объектов влияет рост сельскохозяйственной деятельности. Эти комбинированные эффекты можно назвать водным следом биотоплива (Dominguez-Faus et al. , 2009). Потребности в воде для производства биотоплива зависят от типа используемого сырья и от географических и климатических переменных. Обычно для производства биотоплива используются следующие культуры: кукуруза и соевые бобы (в основном в США), льняное и рапсовое (Европа), сахарный тростник (Бразилия) и пальмовое масло (Юго-Восточная Азия). Наиболее водоемким аспектом производства биотоплива является вода, используемая для орошения кормовых культур, тогда как вода, используемая на биоперерабатывающих заводах, в целом аналогична воде для нефтепереработки (US Department of Energy, 2006).Однако, поскольку использование воды на предприятиях биопереработки сосредоточено на меньшей площади, локальные эффекты могут быть значительными. Например, биоперерабатывающий завод, производящий 100 миллионов галлонов (378 541 м ³ ) этанола в год, будет использовать эквивалентное водоснабжение для города с населением около 5000 человек (Национальный исследовательский совет, 2008 г. ).

Расход воды этанола, полученного из зерна кукурузы, составляет примерно 28 галлонов на милю (66 л · км ^-1 ) (King and Webber, 2008).Это сильно контрастирует с расходом воды для обычного нефтяного бензина и дизельного топлива, который составляет 0,07–0,14 и 0,05–0,11 галлона на милю (0,16–0,33 и 0,12–0,26 л / км ^–1 ), соответственно. Водоросли, еще один источник биотоплива, привлекают большое внимание, поскольку, в отличие от кукурузы или сои, они не конкурируют с сельскохозяйственными угодьями за выращивание продовольственных культур и могут производить в 10 раз больше топлива с гектара. Однако с точки зрения потребности в воде это не так эффективно. Расход воды может варьироваться от 3.15 и 3650 л воды на количество водорослевого биотоплива, эквивалентное 1 л бензина (Национальный исследовательский совет, 2012 г.). Производство 39 миллиардов литров в год, чтобы удовлетворить всего 5% потребностей США в топливе для транспорта, в настоящее время является неустойчивым с точки зрения потребности в воде. В таблице 6 показаны некоторые основные страны-производители биотоплива, урожай биотоплива, а также текущий и прогнозируемый процент воды для сельскохозяйственных культур и процент оросительной воды, используемой для производства биотоплива. Ясно, что производство биотоплива будет отвлекать все больше и больше воды, которая в настоящее время используется для производства продуктов питания, тем самым оказывая дополнительное давление на распределение воды.Более эффективные методы орошения могут снизить потребление воды и смягчить эффект производства биотоплива.

Таблица 6. Основные страны-производители биотоплива, источники биотоплива, а также текущий и прогнозируемый процент от общего объема воды и оросительной воды, используемой для производства биотоплива

США и Канада 513

Южная Африка. 8

10,7

1,4

Страна	Биотопливо (млрд литров)	Основная биотопливная культура	% всей воды для сельскохозяйственных культур, используемой для биотоплива		% воды для орошения, используемой для биотоплива
	2030		2005	2030	2005	2030
Кукуруза	4	11	2,7	20
Европейский Союз	23,0	Рапс		17											4	2,2	7
Индия	9,1	Сахарный тростник	0,5	3	1,2	5
1	Сахарный тростник	2,8	12	9,8	30
Бразилия	34,5	Сахарный тростник	14				3,5		3,5	3	1,1	4

Источник : адаптировано из de Fraiture, C., Giordano, M., Liao, Y., 2008. Биотопливо и последствия для использования воды в сельском хозяйстве: Голубое воздействие зеленая энергия.Водная политика 10, 67–81.

Производство биотоплива влияет не только на количество воды, но и на качество воды. Преобразование пастбищ в сельскохозяйственные угодья требует внесения удобрений и пестицидов, а преобразование существующих сельскохозяйственных культур в биотопливо приведет к увеличению внесения азота (Национальный исследовательский совет, 2008 г.). Воздействие различных культур на качество воды можно сравнить на основе внесения удобрений и пестицидов на единицу чистого прироста энергии, полученной при биотопливе. Потребность в удобрениях зависит от типа культуры.Кукуруза требует наибольшего количества удобрений и пестицидов. От 24% до 36% азотных удобрений, внесенных в кукурузу и сою, может быть потеряно из-за стока, переноса наносов, дренажа плиток и подземного стока. Эта доля может составлять всего 5% во время засухи и достигать 80% во время наводнения (Dominguez-Faus et al. , 2009). Таким образом, если не будут реализованы надлежащие методы ведения сельского хозяйства и планы управления, химические вещества могут негативно повлиять на соседние реки и озера и, следовательно, повлиять на качество воды.

Биотопливо, от этанола до биодизеля, факты и информация

Биотопливо существует дольше, чем автомобили, но дешевые бензин и дизельное топливо долгое время держали их на обочине. Скачки цен на нефть, а теперь и глобальные усилия по предотвращению наихудших последствий изменения климата придали новую актуальность поиску экологически чистых возобновляемых источников топлива.

На наши автомобильные путешествия, авиаперелеты и морские перевозки приходится почти четверть мировых выбросов парниковых газов, и сегодня транспорт по-прежнему сильно зависит от ископаемого топлива.Идея биотоплива состоит в том, чтобы заменить традиционные виды топлива топливом, изготовленным из растительного сырья или другого возобновляемого сырья.

Но концепция использования сельскохозяйственных угодий для производства топлива вместо продуктов питания сопряжена со своими проблемами, и решения, основанные на отходах или другом сырье, еще не могут конкурировать по цене и масштабу с традиционными видами топлива. Мировое производство биотоплива должно утроиться к 2030 году, чтобы достичь целей Международного энергетического агентства по обеспечению устойчивого роста.

Скрытые затраты на превращение пищи в топливо

Типы и использование биотоплива

Существуют различные способы производства биотоплива, но обычно они используют химические реакции, ферментацию и нагревание для расщепления крахмала, сахара и других молекул в растениях. Полученные продукты затем очищаются для производства топлива, которое можно использовать в автомобилях или других транспортных средствах.

Большая часть бензина в Соединенных Штатах содержит одно из наиболее распространенных видов биотоплива: этанол. Этанол, полученный путем ферментации сахаров из таких растений, как кукуруза или сахарный тростник, содержит кислород, который помогает двигателю автомобиля более эффективно сжигать топливо, уменьшая загрязнение воздуха.В США, где большая часть этанола производится из кукурузы, топливо обычно состоит на 90 процентов из бензина и на 10 процентов из этанола. В Бразилии — втором по величине производителе этанола после США — топливо содержит до 27 процентов этанола, причем основным сырьем является сахарный тростник.

Альтернативы дизельному топливу включают биодизель и возобновляемое дизельное топливо. Биодизель, полученный из жиров, таких как растительное масло, животный жир и переработанный кулинарный жир, можно смешивать с дизельным топливом на основе нефти. Некоторые автобусы, грузовики и военная техника в U.S. работают на топливных смесях, содержащих до 20 процентов биодизеля, но чистый биодизель может быть скомпрометирован холодной погодой и может вызвать проблемы в старых транспортных средствах. Возобновляемое дизельное топливо, химически отличающийся продукт, который может быть получен из жиров или растительных отходов, считается «добавляемым» топливом, которое не нужно смешивать с обычным дизельным топливом.

Созданы другие виды растительного топлива для авиации и судоходства. Более 150000 рейсов использовали биотопливо, но количество авиационного биотоплива, произведенного в 2018 году, составило менее 0.1 процент от общего потребления. В судоходстве внедрение биотоплива также находится на уровне, намного ниже целевых показателей 2030 года, установленных Международным энергетическим агентством.

Возобновляемый природный газ или биометан — еще одно топливо, которое потенциально может использоваться не только для транспорта, но и для производства тепла и электроэнергии. Газ может собираться со свалок, животноводческих хозяйств, сточных вод или других источников. Затем этот уловленный биогаз необходимо дополнительно очистить для удаления воды, диоксида углерода и других элементов, чтобы он соответствовал стандарту, необходимому для топлива транспортных средств, работающих на природном газе.

Из чего делается биотопливо?

Для производства биотоплива можно использовать различные материалы или сырье. Хотя кукуруза и сахарный тростник являются общепризнанным сырьем для этанола, процесс выращивания сельскохозяйственных культур, производства удобрений и пестицидов и переработки растений в топливо потребляет много энергии — столько энергии, что ведутся споры о том, действительно ли этанол из кукурузы дает достаточно экологической выгоды стоит вложенных средств.

Таким образом, ученые и стартапы изучают другие материалы, которые могут служить топливом, не вызывая при этом беспокойства по поводу поставок продуктов питания и воздействия на окружающую среду. В целлюлозном этаноле, например, используется кукурузная солома, древесные отходы или другой растительный материал, который в противном случае не использовался бы. Другим потенциальным сырьем для биотоплива являются травы, водоросли, отходы животноводства, кулинарный жир и отстой сточных вод, но исследования продолжают искать наиболее эффективные и рентабельные способы их преобразования в пригодное для использования топливо.

Определение биотоплива

Что такое биотопливо?

Биотопливо — это тип возобновляемого источника энергии, получаемого из материалов микробного, растительного или животного происхождения.Примеры биотоплива включают этанол (часто производимый из кукурузы в США и сахарного тростника в Бразилии), биодизель (полученный из растительных масел и жидких животных жиров), зеленое дизельное топливо (полученное из водорослей и других растительных источников) и биогаз (метан, полученный из навоз и другие переваренные органические вещества).

Биотопливо может быть твердым, жидким или газообразным. Они наиболее полезны в двух последних формах, так как это упрощает транспортировку, доставку и аккуратное сжигание.

Ключевые выводы

• Биотопливо — это класс возобновляемой энергии, получаемой из живых материалов.
• Наиболее распространенными видами биотоплива являются кукурузный этанол, биодизель и биогаз из органических побочных продуктов.
• Энергия из возобновляемых источников снижает нагрузку на ограниченные запасы ископаемого топлива, которые считаются невозобновляемыми ресурсами.

Понимание биотоплива

Ожидается, что глобальный спрос на энергию продолжит существенно расти, и широко признано, что для удовлетворения этих потребностей необходимо найти альтернативные, устойчивые решения. Многие люди в энергетической отрасли считают, что биотопливо может быть ответом, считая его жизненно важным для будущего производства энергии из-за его чистых и возобновляемых свойств.

Биотопливо работает аналогично невозобновляемому ископаемому топливу. Оба горят при воспламенении, выделяя энергию, которую можно использовать для питания автомобилей или отопления домов. Основное различие между ними заключается в том, что биотопливо можно выращивать бесконечно долго и, как правило, наносить меньший ущерб планете.

Многие крупные нефтяные компании мира сейчас вкладывают миллионы долларов в передовые исследования в области биотоплива, в том числе Exxon Mobil Corp. (XOM). Крупнейшая американская нефтяная компания фокусируется на передовом биотопливе, которое не конкурирует с продуктами питания или водой, при этом большая часть выделенных ею средств направлена ​​на преобразование водорослей и растительных отходов в топливо, которое можно использовать для транспортировки.

ExxonMobil инвестировала более 300 миллионов долларов в исследования биотоплива за последнее десятилетие.

Несмотря на свой энтузиазм, ExxonMobil все же предупредила, что фундаментальные технологические усовершенствования и научные открытия по-прежнему необходимы как для оптимизации биомассы, так и для переработки биомассы в жизнеспособное топливо.

Ограничения биотоплива

Люди, обеспокоенные энергетической безопасностью и выбросами углекислого газа, рассматривают биотопливо как жизнеспособную альтернативу ископаемым видам топлива.Однако у биотоплива есть и недостатки.

Например, для производства того же количества энергии требуется больше этанола, чем бензина, и критики утверждают, что использование этанола чрезвычайно расточительно, потому что производство этанола фактически приводит к чистым потерям энергии, а также к увеличению цен на продукты питания.

Биотопливо также стало предметом спора для природоохранных групп, которые утверждают, что биологические культуры лучше использовать в качестве источника пищи, а не топлива. Особое беспокойство вызывает использование больших площадей пахотных земель, необходимых для выращивания биологических культур, что приводит к таким проблемам, как эрозия почвы, обезлесение, сток удобрений и засоление.

Альтернатива водорослям

Чтобы помочь смягчить проблему использования больших пахотных земель, такие компании, как ExxonMobil, обращаются к решениям на водной основе в форме выращивания водорослей. Exxon утверждает, что водоросли можно выращивать на земле, непригодной для других целей, с водой, которую нельзя использовать для производства продуктов питания.

Помимо использования непахотных земель и отсутствия необходимости использования пресной воды, водоросли потенциально могут давать большие объемы биотоплива на акр, чем другие источники.Другое преимущество использования водорослей по сравнению с другими биоисточниками заключается в том, что их можно использовать для производства биотоплива, аналогичного по составу сегодняшнему транспортному топливу. Это будет иметь большое значение для замены традиционных ископаемых видов топлива, таких как бензин и дизельное топливо.

.

No related posts.