Спецможливості
Агробізнес

Ефективність та доцільність використання біодизельного палива в Україні

05.06.2008
343
Ефективність та доцільність використання біодизельного палива в Україні фото, ілюстрація

Паливо для автомобільних та тракторних дизельних двигунів можна одержувати не лише з нафти. Альтернативним його джерелом може бути біологічна маса рослинного походження, точніше, рослинна олія. Отримують біодизельне паливо внаслідок хімічної реакції з рослинних жирів. Найчастіше використовують ріпакову олію, бо вона найдешевша. Але можна використовувати й соняшникову, кукурудзяну, соєву тощо.

Олію треба відділити від домішок і у співвідношенні 9:1 змішати з метиловим спиртом, а для того щоб відділити гліцерин, — додати невелику кількість лужного каталізатора. Одержана в такий спосіб рідина має особливі молекулярні властивості, що дають можливість використовувати її для спалювання у дизельних двигунах. Як бачимо, технологія досить проста, хоча з погляду економіки процес отримання біопалива поступається традиційній перегонці сирої нафти.

З кожним роком використовувати на автомобілях і тракторах традиційне дизельне паливо стає все дорожче. Підвищення цін на паливо викликане, головним чином, зменшенням нафти в надрах Землі. За прогнозами науковців, за існуючих темпів видобутку нафти її запасів достатньо буде всього на 30–40 років. Цей факт, безперечно, впливає на ціну палива й спонукає до пошуку альтернативних його видів.

Іншим важливим чинником, що викликає підвищений інтерес до біодизельного палива, є його екологічність, тобто менші викиди шкідливих сполук у навколишнє середовище. Біодизельне паливо не є абсолютно екологічно чистим, але, порівняно з нафтовим, воно все ж чистіше. Про це свідчать проведені дослідження. Так, у продуктах згоряння біопалива на 8–10 % менше окису вуглецю, майже на 50% менше сажі й значно менше сірки (0,005% проти 0,2% у звичайного дизельного палива). І тільки через високий вміст кисню в біопаливі продукти його згоряння містять приблизно на 10% більше окису азоту порівняно з нафтовим дизельним паливом.

Біодизельне паливо відзначається високим цетановим числом, яке становить 56–58 (у традиційного дизельного палива цей показник дорівнює приблизно 50), що дає можливість використовувати біопаливо на дизельних двигунах без додаткових речовин, які б забезпечували краще запалювання, особливо під час запуску двигуна.

Незважаючи на малий вміст сірки, біопаливо характеризується високими мастильними властивостями. Сприяє цьому особливий хімічний склад та високий вміст кисню. Внаслідок змащення рухомих деталей двигуна, який працює на біопаливі, міжремонтний термін його експлуатації збільшується приблизно на 50%. При цьому потрібно тільки частіше міняти паливний фільтр. Але найважливішим є той факт, що, переходячи на біодизельне паливо, не потрібно додатково переобладнувати ні сам двигун, ні інші його системи.

Вуглекислого газу в продуктах згоряння біопалива рівно стільки, скільки споживають із атмосфери посіви культур, з насіння яких виготовляють паливо. Так, один гектар ріпакового поля за вегетацію може поглинути близько 20 т вуглекислого газу, одночасно з цим значно поліпшуючи структурний та хімічний склад грунту.

У разі попадання в грунт або воду біодизельне паливо протягом 25–30 днів практично повністю розпадається й не завдає екологічної шкоди, тоді як один кілограм мінеральних нафтопродуктів може забруднити майже мільйон літрів питної води, знищуючи в ній всю флору й фауну. Це свідчить про доцільність переведення на біодизельне паливо двигунів, які встановлено на річковому та морському транспорті.

Але водночас із численними перевагами є і недоліки, властиві біодизельному паливу. Біопаливо агресивніше щодо гумових та полімерних деталей двигунів, ніж звичайне нафтове. В разі потрапляння на лакофарбове покриття кузова біопаливо треба якнайшвидше витерти, бо воно досить швидко роз’їдає його верхній шар.

Крім цього, біопаливо дещо змінює техніко-експлуатаційні параметри роботи дизельних двигунів. Потужність двигуна під час роботи у номінальному режимі з використанням біопалива знижується на 6–8%. Разом з цим витрата палива підвищується приблизно на 5–8%. Крім незначної втрати потужності в холодну пору року та за високої вологості спостерігається неприємний специфічний запах відпрацьованих газів.

Біодизельне паливо досить широко використовують у багатьох країнах Європи та світу. Виробництво біопалива для його використання в чистому вигляді потребує чималих додаткових капіталовкладень. Тому в більшості країн практикують змішування нафтового дизельного палива з ріпаковою олією  або ж використовують як добавку (від 5 до 30%) до традиційного дизельного палива.

Податкові пільги та додаткові стимули мають сільськогосподарські підприємства, які виділяють частину площ під вирощування ріпаку. Так, наприклад, у Німеччині за кожний засіяний гектар ріпаку фермер одержує приблизно 300 євро.

У країнах Європи біодизель здебільшого є продуктом ріпакової олії. Причому як виробництво, так і використання біодизельного палива має підтримку на державному рівні. Там уже збудовано достатньо малих і великих переробних заводів. Зокрема, в Німеччині за рік виробляють близько 2 млн т біодизельного палива, а його частка на ринку дизельного палива становить 3,0%. Біодизельне паливо використовують і найближчі сусіди України: Чехія, Словаччина, Польща. Останнім часом ці країни суттєво збільшили посівні площі під ріпак.

З 2009 року всі країни Європейського союзу зобов’язуються виробляти й використовувати біодизельне паливо. А до 2020 року Європейський союз планує не менше 20% транспорту заправляти біопаливом.

В Україні частка легкових автомобілів, що обладнані дизельними двигунами, незначна. Головна причина тому — низька якість палива. В сільськогосподарському виробництві всі трактори та самохідні комбайни працюють на дизельному паливі. Щодо вантажних автомобілів, то серед них дизельних — приблизно 85% і 95% автобусів та мікроавтобусів. І якби вдалось перевести на біодизельне паливо хоча б громадський пасажирський транспорт, то це б значно поліпшило екологічну ситуацію, особливо у великих містах.

Збільшення обсягів світового споживання ріпакової олії протягом 1990–2004 років зумовлено винятково її біологічними особливостями. Завдяки цьому ріпакова олія за своєю цінністю посідає перше місце в світі серед рослинних олій. Зважаючи на користь ріпакової олії, особливо відчутними темпами зростає попит та обсяги виробництва ріпаку. Площа посівів цієї культури в світі займає близько 24 млн га, за середньої врожайності 13–15 ц/га. Серед країн світу найбільші посівні площі ріпаку в Індії, Китаї, Канаді, США, Австралії. В країнах Західної Європи посівні площі ріпаку сягають близько 3,5 млн га. Найбільше ріпаку висівають у Німеччині, Польщі та Чехії. Загалом 28 країн світу вважають ріпак основною олійною культурою.

Світове лідерство за обсягами виробництва ріпаку належить країнам ЄС, на які припадає щорічно близько 25% світового виробництва. Така ситуація пояснюється дією низки чинників, а саме: значним субсидуванням виробництва та підтримкою експорту продукції, високою купівельною спроможністю й розвиненістю галузі, а також використанням насіння ріпаку як основної сировини для виробництва продукції широкого вжитку. Саме тому основні виробничі потужності компаній-гігантів олієхімічної галузі містяться саме в Європі. Крім того, громадська турбота щодо збереження навколишнього природного середовища змушує уряди вдаватися до розробки програм використання альтернативних джерел енергії, в тому числі виробництва біопалива, сировиною для якого є насіння ріпаку.

В Україні ріпак як промислову культуру почали інтенсивно впроваджувати лиш останні 10–15 років. Незважаючи на тривалу агітацію за цю культуру, ріпак не набув у нас масового поширення. Причина полягає в тому, що не вирішеними залишається низка питань. Ось деякі з них. Ріпак є культурою з дуже дрібним зерном, і тому для його сівби, збирання та первинної переробки потрібна спеціальна техніка або ж удосконалена традиційна. Придбання такої техніки або переобладнання вже існуючої потребує чималих витрат робочого часу та коштів, яких у господарствах, як правило, бракує.

Інша проблема, що стримує розвиток ріпаківництва, — недостатня зимостійкість озимого ріпаку. Виробництво цієї культури — справа дуже ризикована. Так, протягом зими 2002–2003 маркетингового року в Україні внаслідок несприятливих погодних умов загинуло близько 70% посівів ріпаку, через що сільгоспвиробники зазнали значних втрат. Вирощувати ярий ріпак недоцільно, тому що його врожайність приблизно в 1,5 раза нижча за озимий.

Серед основних олійних культур України в структурі посівних площ ріпак посідає третє місце, поступаючись тільки соняшнику та сої. Нині соняшник, завдяки вигіднішій реалізації насіння, – основна олійна культура в Україні. Зростання виробництва цієї культури відбувається за рахунок розширення посівних площ при зниженні врожайності в середньому на 46,3%. Близько 30% площ соняшнику розміщено в зоні Полісся, де рівень забезпеченості грунту поживними речовинами низький. Крім того, підвищена вологозабезпеченість та порівняно низький температурний режим негативно впливають на ріст і розвиток соняшнику, його продуктивність. Тому саме ріпак у цій зоні, де соняшник не має переваг через агрокліматичні умови, повинен частково, а то й повністю його замінити.

Як свідчать дані Державного комітету статистики України, в структурі орних земель озимий ріпак займає близько 0,2–0,3%, а середня врожайність перебуває на рівні 10,7 ц/га. Слід зауважити, що в останні роки вирощували ще й ярий ріпак на площі близько 15 тис. га з урожайністю 7,4 ц/га.

Для порівняння: в Німеччині посівні площі під ріпаком сягнули 1,3 млн га (майже 10% орної землі), а його середня врожайність — близько 30 ц/га. Товаровиробник одержує за тонну ріпакового насіння понад 230 євро. У Німеччині на частку ріпаку як попередника в грошовому вираженні припадає 100 євро/га.

Для України є два альтернативних напрями використання ріпаку: налагодити власне виробництво біодизельного палива або вирощувати ріпак і експортувати його у західні країни, отримуючи за це тверду валюту. Якщо провести економічні розрахунки, то їх результати засвідчать, що на сьогодні господарствам вигідніше реалізовувати ріпакове насіння на зовнішньому ринку, ніж виробляти з нього біодизельне паливо для власних потреб.

Але, незважаючи на всі наведені переваги й недоліки біопалива, нині перехід на екологічно чисті види палива є потребою вже не тільки сьогодення, а й завтрашнього дня, і не враховувати цього не можна. Технічні засоби, двигуни яких працюватимуть на біопаливі, не будуть забруднювати навколишнє середовище шкідливими сполуками так, як техніка, що використовує традиційне нафтове паливо.

Нині Україна спроможна виробляти близько 200 тис. т зерна ріпаку для промислових потреб. Водночас є всі підстави сподіватися, що в разі впровадження нових прогресивних технологій та технічних засобів з’явиться можливість у недалекому майбутньому довести валовий збір ріпакового насіння до 1,0–1,5 млн т, переробляти його на вітчизняних заводах, створюючи нові робочі місця та підвищуючи конкурентну здатність українського виробника на внутрішньому й зовнішньому ринках.

З агроекологічного погляду саме українське Полісся та Лісостеп мають найсприятливіші умови для вирощування озимого і ярого ріпаку. Разом із традиційним регіоном вирощування ріпаку — Західною Україною — найбільш перспективними є Чернігівська, Сумська, Черкаська, Полтавська області, де останніми роками спостерігається стрімке зростання (в 20–25 разів) валових зборів озимого ріпаку.

Визначальною перешкодою у збільшенні виробництва та розвитку ринку ріпаку є відстала технічна база сільськогосподарських підприємств. Унаслідок порушення технології вирощування, зокрема точності висіву, недостатнього внесення добрив, недотримання строків сівби та збирання, господарства втрачають майже 60% потенційного врожаю, що зумовлює підвищення собівартості виробництва однієї тонни ріпаку. Крім того, в більшості ріпакосійних господарств — низький рівень агротехнічних заходів, унаслідок чого вони мають валові збори ріпаку лише за рахунок природної родючості грунту.

Отже, першочерговими завданнями ріпаківництва є розробка та впровадження механізованих технологій виробництва ріпаку, розробка нової та модернізація наявної техніки для його сівби й збирання, а також одержання високих урожаїв насіння цієї культури. Цінні властивості ріпакової олії, підвищення рентабельності виробництва ріпаку сприятимуть подальшому розвитку світового ринку ріпаку та продукції його переробки. Зниження експортного митного збору сприяло б бюджетним надходженням, які можна було б спрямовувати на дотації ріпаковій галузі.

Для того щоб бути конкурентоспроможним, біодизельне паливо повинне хоча б на 5–10% коштувати дешевше порівняно із традиційними нафтопродуктами. В умовах України ринкова вартість ріпаку не дає цього здійснити. Тому деякі господарства планують самостійно вирощувати ріпак та робити з нього олію. Такий шлях досить раціональний, тому що відходи від переробки сировини можна використати для годівлі тварин або як добриво, а гліцерин — у фармакології.

Біологічне дизельне паливо наразі зможе замінити тільки частину використовуваних мінеральних нафтопродуктів. Але слід зважати на те, що нафти залишилось не так уже й багато.

Розвиток альтернативних видів палива як в Україні, так і в інших державах можливий тільки завдяки пільговому кредитуванню відповідних програм та проектів, а також гнучкішій податковій системі. За умови раціонального підходу до розвитку галузі ріпаківництва біодизельне паливо стане ефективним інвестуванням української економіки, а саме: вкладання коштів у майбутнє.

 

В. Марченко,

канд. техн. наук, доцент,

В. Сінько,

інженер-механік

Інтерв'ю
Раїса Вожегова, доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент НААН України, директор Інституту зрошуваного землеробства
Інститут зрошуваного землеробства НААН України посів 1-е місце серед експортерів наукоємної продукції та отримав Міжнародний сертифікат «Експортер року». Його керівника - доктора сільськогосподарських
Про глобальне потепління говорять уже кілька десятиліть. Які конкретні практичні наслідки від нього вже відчуло сільське господарство України і на що ще очікувати розповідає найавторитетніший в

1
0