Біопалива: одна з найбільших дурниць в історії людства

На початку грудня в Києві відбулася гучно розрекламована Перша міжнародна конференція “Біопаливо’2007: перспективи аграрного сектору України”, яку організувало Агентство промислових новин (АПН).

Як зазначалося в анонсі, Агентство промислових новин — керуюча компанія проекту Єдиної інформаційно-аналітичної системи харчової промисловості України. Отже, за цією, так званою міжнародною (жодного доповідача з-за кордону), стирчали вуха вітчизняних харчовиків, а ще точніше, власників-невдах цукрових заводів і пожадливих власників лікеро-горілчаних заводів, які сплять і бачать, як вони “прихватизують” спиртові заводи.
Вся конференція — це і сміх і гріх. Більшість доповідачів аж зі шкіри пнулися, аби довести, що без виробництва біопалива Україні ну просто не жити. Весь час лунали вислови на кшталт: “енергетична та продовольча безпека”, “вивезуть в Європу сировину, а потім завезуть до нас біопалива”, “сприятливі умови для виробництва біопалив”, “робочі місця для робітників цукрових заводів” тощо. Для обгрунтування потреби виробництва біопалив доповідачі не цуралися перекручувати цифри, видавати цифри десятилітньої давнини за найостанніші, говорити про уявні переваги та замовчувати реальні проблеми. А ведуча, вона ж — голова АПН, навіть сказанула, що вартість створення одного робочого місця в сільському господарстві аж… 11 доларів (мабуть, якщо вважати створенням робочого місця придбання граблів і заступа), що в сотні разів менше, ніж у промисловості. (Принагідно зазначу, що, за даними Федерального міністерства продовольства, сільського господарства та захисту споживачів Німеччини, вартість створення одного робочого місця в сільському господарстві становить 263 тис. євро, тоді як у промисловості — 162 тис. євро. (Це я щодо компетенції “команди професіоналів, покликаної створити систему загальногалузевої спрямованості та консолідувати ринок виробників і споживачів продукції харчової промисловості України”.)
“Засвітився” на конференції й один кулібін із Харкова. Він наочно продемонстрував, як “виробляти біодизель…на кухні”: треба, мовляв, змішати олію з метанолом, зачекати півгодини й відцідити гліцерин. Про те, що цей, вибачте на слові, “біодизель” є неймовірною отрутою, навіть пари якої смертельні, він не згадав.
При цьому всі скаржилися на брак “державної підтримки” й обмаль інвестицій. Ага, ще наші “біопаливники” стверджували, що виробництво палив в Україні є неконкурентоспроможним, якщо порівняти його з виробництвом у США та ЄС, бо там цей процес субсидують. Ну й що робити? Оскільки в бюджеті країни потрібних грошей не знайдеш, до того ж, є значно важливіші статті видатків Державного бюджету, ніж субсидування збиткових біопалив, біопаливники закликають змусити населення забезпечити їхню прибутковість, наприклад, дорожче оплачуючи проїзд у транспорті, який працює на біопаливі. Кого цікавлять прості люди, коли мова йде про повернення грошей, вбуханих у безнадійні цукроварні та в нежиттєздатне олійництво? А я пропоную біопаливникам третій варіант. Після вступу України в Світову організацію торгівлі (СОТ) приєднатися до групи країн (Каїрська група), які наполягають на суттєвому скороченні субсидування розвиненими країнами свого сільського господарства. Це, принаймні, буде відкрито й чесно.
Але це ще не вся історія. Здається, нашим біопаливникам саме час звернутися до лікаря за психіатричною допомогою.
Компанія “Оріана-Галев” збудувала завод для виробництва біодизелю з ріпаку (технічної олійної культури) в Івано-Франківській області. Підприємство потужністю 180 тис. т за рік мало б повністю експортувати продукцію до Європи. Але завод так і не запрацював, розповів “24” Віталій Давій, керівник проекту Fuelalternative.com.ua. Те саме сталося і з заводом херсонської компанії “Лібер”, потужністю 10 тис. т біодизелю за рік.
Проект “Біо-100” зіштовхнувся з простою перепоною. Випуск спирту в Україні — державна монополія. У “Біоенергетичної компанії” виник конфлікт з держконцерном “Укрспирт”, і випуск спиртового палива (його ще називають “біоетанолом”) довелося припинити.
Причина невдач із біодизелем — надто висока ціна соняшнику й ріпаку: за останні два роки вона зросла вдвічі. “Немає сировини за нормальною ціною”, — пояснив представник компанії “АТП 11231”, найбільшого пасажироперевізника в Дніпропетровську. Ця компанія придбала також обладнання для виробництва біодизелю. Але наразі використовує його приблизно на 10% потужності, виробляючи за день 0,9–1,3 тис. л дизпалива для власних автобусів.
А що, важко було з’ясувати ці питання “до того”? Перед тим, як вгатити кілька десятків мільйонів євро в будівництво заводу з виробництва біодизелю потужністю 180 тис. т за рік, можна було подумати, а де візьмемо майже 600 тис. т ріпаку? Хіба так складно було довідатися, що в Україні діє монополія на виробництво етилового спирту? Адже зробити з етанолу горілку — раз плюнути: “Тільки добав води”.
Нарешті, поцікавимося, яку користь у науково-технічному плані та в плані розвитку найсучасніших технологій дає впровадження самогоноваріння в промисловому масштабі? Жодної! Технології одержання етанолу відомі людству тисячі років. Ось витяг із енциклопедії “Вікіпедія”:
“Етанол людство використовувало ще з доісторичних часів як інтоксикуючий інгредієнт в алкогольних напоях. Висушені рештки судини віком понад дев’ять тисяч років, знайденої в Китаї, засвідчують, що навіть люди епохи неоліту вживали алкогольні напої. Його відокремлення як відносно чистої сполуки вперше зробили арабські хіміки, які розробили мистецтво дистиляції в часи аббасидського халіфату у VIII–IX сторіччях. Абсолютний етанол отримав 1796 року Йоханн Тобіас Льовітц, фільтруючи дистильований етанол через деревне вугілля”.
Історія біодизелю коротша: вперше трансетерифікацію (процес заміни алкоксидної групи ефірної сполуки іншим спиртом) рослинної олії здійснили 1853 року вчені Е. Даффі та Дж.Патрік задовго до створення першого дизельного двигуна (1893). Перший дизельний двигун є прикладом бачення Дизеля, оскільки він працював на арахісовій олії — біопаливі, але не на біодизелі (олія не була трансетерифікованою). Дизельні двигуни на рослинній олії не були функціональними, бо через вищу в’язкість рослинних олій, ніж традиційного дизельного палива, виникали проблеми з розпиленням у форсунці: забивалися інжектори, з’являвся нагар та заклинювали клапани. 1937 року Ж. Шаванн із Брюссельського університету отримав патент на “Метод трансформації рослинних олій для їхнього використання як палив”. Цей патент описував трансетерифікацію рослинних олій метанолом і етанолом для відокремлення жирних кислот від гліцерину способом заміни гліцерину короткими лінійними спиртами. Це є першою згадкою того, що тепер називають біодизелем. 1979 року в Південній Африці було започатковано дослідження використання трансетерифікованої соняшникової олії та очищення її до стандартів традиційного дизельного палива. 1983 року процес виробництва паливного біодизелю було завершено. Австрійська компанія “Гаскокс” придбала технологію в Південноафриканського товариства аграрних механіків і в листопаді 1987 року збудувала перший експериментальний біодизельний завод, а в квітні 1989 — перший промисловий завод з переробки потужністю 30 тис. т ріпаку за рік.
Трансетерифікація
Ось така історія виникнення біопалив. З наведеного вище зрозуміло, що впровадження самогоноваріння або змішування олії зі спиртом не має жодного стосунку до сучасної науки або розвитку технологій завтрашнього дня. В цьому плані — це напрям у глухий кут. Правда, НАСА та “Боїнг” займаються дослідженнями з отримання біокеросину для використання в реактивних літаках. Але про літаки поговоримо пізніше.

Термін “біопалива” в Україні є синонімом демагогії. Саме тут повною мірою проявляється “закамуфльоване” гасло: “Мета власників цукрових і біодизельних заводів — видати власні шкурні інтереси за державні”.
Якщо йдеться про забруднення повітря викидами тепличних газів, то в нас чомусь одразу згадують автомобілі та сільгосптехніку, наче вони — найбільші забруднювачі. Насправді ж, основними забруднювачами повітря в Україні є металургійні та хімічні заводи й теплові електростанції. То, може, почати захист довкілля від шкідливих викидів треба саме з цих підприємств? До речі, кожний цукровий завод має власну електростанцію, яка працює на природному газі або мазуті. І вже знову говоримо про повернення до спалювання на цукрових заводах вугілля (найгіршого забруднювача довкілля з усіх мінеральних палив). Може, розпочинати боротьбу з викидами тепличних газів потрібно з переведення енергопостачання цукрових заводів від зовнішніх електромереж, зупинивши заводські електростанції?
Якщо зменшити кількість цукрових заводів до потрібного числа — приблизно 40, то наскільки при цьому зменшаться не тільки обсяги викидів тепличних газів, а й споживання імпортних енергоносіїв! А додамо до цього економію за рахунок виробництва лише необхідних обсягів цукрових буряків — економія пального, природного газу під час виготовлення добрив тощо.
Саме з цього почнеться енергонезалежність України, а не з суміші ріпакової олії та деревного спирту чи з “буряківки”.

В Україні витрати пального на гектар становлять приблизно 120 л, тоді як у найкращих господарствах — втричі менше. То, може, ще одним кроком до економії імпортних енергоресурсів є застосування передових технологій у землеробстві?
В Україні немає стратегії розвитку енергетики. А те, що видають за таку стратегію, — просто ахінея. Ось, наприклад, якими бачить перспективи розвитку альтернативних (довуглецево-водневих) джерел енергії в Україні Національне агентство України з питань забезпечення ефективного використання енергетичних ресурсів (НАЕР). У документі під назвою “Перспективні напрями розвитку альтернативних джерел енергії в Україні” названо такі джерела:

Впровадження когенераційних технологій
У разі встановлення на базі наявних об’єктів теплогенерування в комунальній і промисловій сфері 5000 МВт електрогенеруючих когенераційних потужностей, можна заощадити від 10 до 30% природного газу, потрібного для роздільного генерування тих самих кількостей теплової й електричної енергії, або в середньому близько 6 млрд м3 природного газу за рік.
Зменшиться викид парникових газів (СО2) на 15–20 млн т у. п./рік. Якщо продати квоти на ці викиди, згідно з Кіотським протоколом, можна одержати близько 0,5 млрд дол. США.
Нічого нового в цій ідеї немає — з’явилася вона ще в 20-ті роки минулого століття в горезвісному більшовицькому плані ГОЕЛРО. Передавання тепла на великі відстані пов’язане: 1) з величезними втратами тепла в трубах; 2) з постійною корозією труб, тому їх треба періодично міняти (в середньому — кожні п’ять-шість років). А ще — внаслідок цього за централізованого теплозабезпечення аварії на теплопроводах у зимовий час можуть призводити до справжніх катастроф у великих містах. Думаєте, страшна аварія тепломереж посеред лютої зими в Алчевську хоч комусь добавила розуму?
Як бачимо, в документі про це немає жодної згадки.

Біоенергетика
Енергетичний потенціал біомаси в Україні становить близько 23 млн т за рік.
Впровадження котлів, які працюють на біомасі, допоможе швидко замінити природний газ для виробництва теплової енергії з найнижчими інвестиційними затратами і найкоротшими термінами окупності проектів.
Приблизна місткість ринку України для впровадження становить:
n деревоспалювальні котли для теплопостачання, 1–10 МВт — 500 одиниць;
n промислові деревоспалювальні котли, 0,1–5 МВт — 360 одиниць;
n фермерські соломоспалювальні котли, 0,1–1,0 МВт — 16 тис. одиниць.
Потенціал біогазу, доступного для виробництва енергії на великих полігонах твердих побутових відходів, становить близько 400 млн м3/рік, що відповідає 0,3 млн т у. п./рік.
До 2020 року приблизна місткість ринку України для впровадження великих біогазових установок становить 2900 одиниць за інвестиційних витрат в обсязі 1465 млн грн, що дасть змогу замінити близько 1,15 млрд м3 природного газу за рік, а для впровадження міні-електростанцій на газі звалищ — 90 одиниць за інвестиційних витрат в обсязі 404 млн грн, що дасть можливість замінити близько 210 млн м3 природного газу за рік.
Замість упровадження технологій нульового або мінімального обробітку, за яких біомаса залишалася б на полі, створюючи гумус, захищаючи вологу та запобігаючи ерозії, в документі пропонують спалювати солому або деревну січку в модернізованих “буржуйках” — кам’яний вік! А як же бути з викидами тепличних газів? І де взяти стільки деревини — адже лише 12% території України вкриті лісами, і деревину для промислових цілей Україна знову ж таки імпортує? І жодного слова про розвиток виробництва етанолу з целюлози — напрям, який нині активно розвивається в США та ЄС. Або, наприклад, виробництво синтетичного бензину з біомаси за допомогою процесу Тропфа-Фішера.

Розвиток виробництва синтетичного газу
Виробництво синтетичного газу за умови державної підтримки і залучення потенційних інвестицій як внутрішніх, так і зовнішніх може сягнути в 2007 р. обсягу в 1 млрд м3 з подальшим його збільшенням у наступні роки, що дасть можливість частково відмовитися від використання природного газу для опалення в комунальному господарстві, передусім у соціальній сфері.
На сьогодні вже введено в дію понад 40 установок з виробництва синтетичного газу, який використовують для опалення шкіл, дитячих садків і лікарень у різних областях країни.
Планується перевести на місцеві види палива (відходи деревообробки та рослинного походження, торфу, бурого вугілля тощо) способом упровадження установок газифікації вуглецевмісної сировини низку об’єктів бюджетної сфери Львівської, Сумської та Чернігівської областей.
Ключове слово — державна підтримка! Сама запропонована технологія — це просто блиск! З деревної січки генеруємо газ (витрачаючи тепло!), а потім цей газ спалюємо, щоб отримати тепло!
А тепер увага!

Розвиток виробництва біопалив
Розвиток виробництва біопалив (біодизельне паливо, сумішеві бензини) в Україні НАЕР вважає одним з пріоритетних завдань забезпечення енергетичної безпеки країни.
Програмою розвитку виробництва дизельного біопалива, затвердженою постановою Кабінету Міністрів України від 22.12.06 № 1774, передбачено будівництво 23 біопаливних заводів, що дасть можливість довести виробництво дизельного біопалива до 623 тис. т за рік, що сприятиме зменшенню імпорту нафти до 1,88 млн тонн.
Орієнтовний обсяг фінансування заходів зазначеної Програми — 8,9 млрд грн, в тому числі за рахунокДержавного бюджету — 69,7 млн гривень.
В Україні створено рідке сумішеве моторне паливо БІО-100, яке є альтернативою моторним бензинам, отриманим з вуглеводневої сировини (нафта, газовий конденсат), та технічні умови на нього.
На сьогодні НАЕР в установленому порядку видало ТОВ “Біоенергетична компанія” (Чернівці) свідоцтво про належність палива БІО-100 до альтернативного. Паливо БІО-100 було внесено у відповідний реєстр.
Виробництво моторного палива БІО-100 в Україні посприяє зменшенню залежності країни від імпорту нафти.
Почнемо з простого запитання: “Чи вигідні біопалива?”.
Я навмисно навів ціни на паливо в США, а не в Україні, оскільки: а) вони фактично є однаковими; б) в Україні неможливо на автозаправках купити біодизель або етанол. Біопалива дорожчі за бензин та дизель, і без дотування тут не обійтися: ми що, такі багаті? Немає на що інше витрачати кошти? До речі, ще кілька років тому навіть західні аналітики стверджували, що виробництво біодизелю буде рентабельним за ціни нафти 70 дол./барель. Сьогодні ціна на нафту вже перевищила 100 дол./барель, а біодизель все одно не став рентабельним.
Біодизель є чудовим розчинником, він розчиняє олово, свинець. Біодизель просто “з’їдає” гуму — привіт гумовим елементам паливних систем! Біодизель розчиняє фарби, лаки і навіть бетон. Біодизель розчиняє осад у паливних баках та цистернах — привіт паливним фільтрам! А якщо йдеться про саморобний біодизель, то він — просто отруйний.
Виробництво 623 тис. т біодизельного палива за рік означає виробництво (як побічного продукту) 63 тис. т гліцерину за цей самий період. Що з ним робити? Для використання у фармакологічній, кондитерській, комбікормовій промисловості його треба очистити від залишків ефіру метанолу.
Що робити з 1,3 млн т ріпакового шроту? У комбікормах шрот займає 20%, тобто мова йде про виробництво 6,5 млн т комбікормів. Останніми роками виробництво комбікормів в Україні не перевищувало 2 млн т. Де взяти стільки худоби? Крім того, щоб ріпаковий шрот можна було використовувати в комбікормах, потрібно, щоб він мав якість “00” — нульовий вміст ерукової кислоти та глюкозинолатів. Хто сьогодні в Україні спроможний забезпечити 2 млн т ріпакового насіння такої якості?
Справді, за використання біодизелю викиди тепличних газів зменшуються на 65% проти традиційного дизельного палива. Але при цьому на 10% збільшуються викиди окислів азоту NOx, які майже в 300 разів “тепличніші”, ніж вуглекислий газ.
І все ж з біодизелем справи — ще “туди-сюди”: все ж таки під час спалювання біодизелю вихід тепла в 3,5 раза більший, ніж витрачено на його виробництво (енергетичний баланс — 2,5 раза). А от з етанолом справи — просто караул.
У науці під назвою “економіка енергетики” стверджується, що використовувати як основне джерело енергії можна лише таке паливо, під час спалювання якого тепла виділяється хоча б удвічі більше, ніж витрачається на його виробництво. За різними оцінками, економічна ефективність етанолу з кукурудзи перебуває в межах 0,70–1,30, тобто балансує на межі “вихід-вхід”. Можливо навіть, що на виробництво етанолу енергії витрачається більше, ніж під час його спалювання — за цих умов етанол жодним чином не можна розглядати як альтернативу бензину, хоч скільки коштував би останній. І це в США, де в розрахунки закладали врожайність кукурудзи — 85 ц/га. Що казати про Україну з урожайністю кукурудзи 40 центнерів з гектара?
Ага, тут наші цукровики пропонують за давніми народними рецептами гнати “зеленого змія” з цукрового буряку. Але там економіка ще гірша.
Відтоді ціни на кукурудзу в США подвоїлися, тепер собівартість етанолу з кукурудзи становить приблизно 0,40 дол./л, а з урахуванням капітальних витрат (приблизно 0,25 дол./л) — уже 0,65 дол./літр.
У США етанол із цукрових буряків у 1,5 раза дорожчий за етанол із кукурудзи. Чому в Україні ситуація має бути іншою, якщо ціни на буряки і витрати на їхню переробку — такі ж самі?
Та й узагалі, з етанолом проблем створюється більше, ніж вирішується. По-перше, етанол за обсягом містить енергії на 34% менше, ніж бензин, отже, його треба на 34% більше для такого самого пробігу автомобіля. По-друге, нафтопродукти з нафтопереробних заводів транспортуються трубопроводами. Етанол через його дуже високу гігроскопічність транспортувати трубопроводом не можна — з одного боку, ми знаємо, що означає для двигуна наявність води в пальному, а з другого, — вода спричинятиме корозію трубопроводів. Отже, транспортувати етанол доведеться залізничними або автоцистернами з нержавіючої сталі на доволі великі відстані, що економіку етанолу як пального явно не поліпшить.
Але головна проблема не тут. Етанол — це “ну дуже міцна горілка”. А зробити з дуже міцної горілки звичайну — без проблем: тільки добав води. Безумовно, етанол можна денатурувати, додаючи до нього, приміром, бензин. Але це американці чи європейці не питимуть денатурований етанол, а наш народ п’є все, що горить. Досить згадати рецепт одного з найкращих коктейлів — “ханаанський бальзам”, — який залишив нам Венедикт Єрофєєв.
Пити просто горілку, навіть прямо з пляшки, — в цьому немає нічого, крім душевної нудьги й суєти. Змішати горілку з одеколоном — у цьому є відомий каприз, але немає ніякого пафосу. А от випити склянку “ханаанського бальзаму” — в цьому є й каприз, і ідея, і пафос та, до того ж, іще й метафізичний натяк.
Який компонент “ханаанського бальзаму” ми цінуємо понад усе? Ну, звичайно, денатурат. Але ж денатурат як об’єкт натхнення сам цього натхнення якраз цілком позбавлений. Що ж тоді ми цінуємо в денатураті найбільше? Ну, звичайно: голе смакове відчуття. А ще вище? А ще вище — той міазм, що він виливає. Щоб цей міазм відтінити, потрібна хоча б крихта пахощів. Саме для цього в денатурат додають у пропорції 1:2:1 “Оксамитове” пиво, найкраще — “Останкінське” або “Сенатор” — і очищену політуру.
Не нагадуватиму, як очищають політуру, це навіть дитина знає. Чомусь у Росії ніхто не знає причини смерті Пушкіна, а як очистити політуру — це відомо всім.
Одно слово, записуйте рецепт “ханаанського бальзаму”. Життя дається людині один раз, і прожити його треба так, щоб не помилитися в рецептах: денатурат — 100 г; “Оксамитове” пиво — 200 г; політура очищена — 100 грамів.
Оце вам і “ханаанський бальзам” (його в просторіччі називають “чорнобуркою”) — рідина справді чорно-бурого кольору, з помірною міцністю й стійким ароматом. Це вже навіть не аромат, а гімн. Гімн демократичної молоді. Чиста правда. Бо в того, хто випив цей коктейль, визрівають вульгарність і темні сили. Я стільки разів це спостерігав!..
Нарешті, ви ж усі чудово знаєте, скільки всіляких перевіряльників сидить на лікеро-горілчаних заводах, корупція там довкола “зеленого змія” — немає рівних. А тепер пропонується будувати спиртові заводи всім, кому тільки заманеться. Таж усього населення України не вистачить, щоб забезпечити перевіряльникам ці винокурні!
Так, що там ще залишилося в запасах НАЕР?
 
Використання шахтного метану
Когенераційні схеми можуть бути використані в енергетиці (промислова та комунальна) також за використання альтернативних видів палива, зокрема — шахтного метану. Вугільні поклади України мають близько 3 трлн м3 зазначеного газу. Щорічно більшість шахт Донецького вугільного басейну в процесі вентиляції та дегазації викидає понад 2 млрд м3 шахтного метану.
На сьогодні в рамках комплексної програми дегазації, промислового використання шахтного метану та скорочення його викидів в атмосферу, яка реалізується за рахунок власних коштів на ОП “Шахта їм. О. Ф. Засядька” (Донецька обл.), введено в дію першу чергу когенераційної газової електростанції (КГЕС). За 2006 рік КГЕС використано 24,6 млн м3 метану та вироблено понад 94,3 млн кВт/год електроенергії. За обсягами використання шахтного метану й скорочення його викидів в атмосферу (3,8 млн т за рік) програма є найбільшою в світі.
За умови застосування сучасних та перспективних технологій, а також залучення відповідних інвестицій видобуток шахтного метану в Україні найближчими роками можна довести до 2–4 млрд м3, а в подальшій перспективі (2015–2030 рр.) — до 6–9 млрд м3 на рік, тобто утилізація шахтного метану дасть змогу отримати додатково енергоносіїв у обсязі 5 млн т у. п. за рік.
Галузевою програмою проведення робіт з видобутку й утилізації газу метану та впровадження положень Кіотського протоколу на вугледобувних підприємствах Міністерства вугільної промисловості України на 2007 –2009 рр., яка тепер перебуває на стадії затвердження, передбачено заходи, орієнтовний обсяг фінансування яких становить 848,64 млн гривень.
Реалізація заходів з утилізації шахтного метану відкриє нове джерело органічного палива та дасть можливість значно підвищити безпеку гірничих робіт на вугледобувних підприємствах.
Вершина цинізму! Для стабільної роботи електростанції на шахтному метані потрібний доволі стабільний потік метану з шахти: не може електростанція, навіть газова, працювати в режимі азбуки Морзе — крапка-тире. Це спонукатиме розробляти пласти з небезпечно високим рівнем метану, ризикуючи життям шахтарів. Хоча шахті Юхима Звягільського (ім. Засядька) досвіду організації похоронів шахтарів, загиблих від вибухів шахтного метану, не позичати!
Хіба мало встановлено когенераційних котлів, наприклад, на доменних печах, де в процесі виробництва чавуну викидається чадний газ? Просто спалюється у факелі, і все. Так само горять факели на нафтових родовищах, де спалюють супутній метан, аби не сталася велика пожежа. Тож тут є де працювати й без спалювання шахтного метану.

Мала гідроенергетика
Гідропотенціал малих річок України орієнтовно становить 4,0 млрд кВт/год. Фактично малі ГЕС виробляють до 350 млн кВт/год електроенергії, що становить лише 10% потенціалу.
На сьогодні в Україні збереглося понад 170 малих ГЕС, а в перспективі потрібно відновити та збудувати близько 100 нових малих ГЕС.
Економічність малих ГЕС ніхто ніколи не обраховував. Співвідношення витрати/вихід є просто катастрофічним. Напір води — як кіт наплакав. Мілкі водоймища взимку промерзають, у посушливі періоди води не вистачає. Але, — “даєш”!
 
Геотермальна енергетика
Великі термальні зони на глибинах, менших ніж 4 км, є в Криму і в Карпатах. Потенційні геотермальні ресурси в Україні становлять 27 млн м3/добу теплоенергетичних вод із середньою температурою 700°С. Енергетичний еквівалент готового до освоєння технічного потенціалу геотермальних ресурсів України сягає 2 млн т у. п. за рік.
Проте залучення геотермального потенціалу стримується браком фінансування та конкретних розроблених схемних рішень.
Геотермальною енергетикою займаються в країнах, де фонтани гарячої ропи (підземні геотермальні води надзвичайно солоні) б’ють просто на поверхні (Ісландія, Японія, Камчатка в Росії, Гавайї в США). Але щоб бурити свердловину завглибшки 4 км для видобутку гарячої води?.. А проблем там скільки! Найголовнішими серед них є утворення накипу, відкладення солей та корозія металу. Мудра пропозиція — нічого не скажеш!
І, до речі, ви звернули увагу, що серед “Перспективних напрямів розвитку альтернативних джерел енергії в Україні” немає вітрової та сонячної, атомної та термоядерної, водневої енергетики? Це зайвий раз засвідчує, що розробкою “Перспективних напрямів розвитку альтернативних джерел енергії в Україні” займаються дилетанти. (А може, це свідчить про те, що в науково-технічному плані Україна дійшла до краху: фахівців і вчених, спроможних розробляти ці напрями, просто немає?)
А як бачать перспективи розвитку альтернативної довуглецево-водневої енергетики в ЄС і США, на які у нас заведено посилатися: от у Європі…, а от в Америці..?

У березні 2007 року лідери країн ЄС погодилися збільшити частку використання біопалив на транспорті з нинішнього рівня приблизно 2% до 10% у 2020 році в намаганні протидіяти зростанню цін на нафту та глобальному потеплінню й гарантувати енергетичну безпеку.
Через занепокоєння, що великомасштабне виробництво біопалив, які виробляють із сільськогосподарських культур, призведе до винищення лісів, зростання цін на продукти харчування та до браку води, було зроблено дуже важливе застереження: виробництво біопалив не повинно шкодити довкіллю. Крім того, біопалива мають вироблятися з “деревних” матеріалів, таких як листя, кора дерев або солома, які не конкуруватимуть із виробництвом продовольства, а самі біопалива мають бути конкурентоспроможними щодо нафтопродуктів.
18 січня 2008 року Об’єднаний науковий центр Єврокомісії оприлюднив звіт, у якому була піддана нищівній критиці нинішня політика ЄС щодо розширення використання біопалив. Аналіз економічної ефективності програми ЄС стосовно запровадження біопалив засвідчив, що ця політика буде неприйнятно дорогою і не посприяє ні суттєвому скороченню викидів тепличних газів, ані створенню робочих місць.
У звіті говориться: “Неможливо передбачити, чи десятивідсоткова мета ЄС призведе до скорочення викидів тепличних газів”. Згідно з розрахунками, непрямі викиди, спричинені переведенням орної землі або лісів на виробництво біопалив, і виведення сільського господарства з виробництва продуктів харчування за межі ЄС можуть нівелювати скорочення викидів від традиційних європейських біопалив. Крім того, в звіті зазначено, що “рішення, спеціально спрямоване на скорочення викидів тепличних газів у транспортному секторі, зменшує переваги, які можна було б досягнути завдяки тим самим ресурсам іншими засобами”, оскільки в сенсі скорочення викидів тепличних газів на гектар землі “набагато вигідніше використовувати біомасу для виробництва електроенергії, ніж виробляти традиційні біопалива”.
У звіті підкреслюється, що очікуване створення робочих місць завдяки збільшенню виробництва біопалив є лише “добрим побажанням”, бо створення робочих місць у біопаливному секторі нівелюватиметься їхньою ліквідацією в інших секторах.
“Витрати на досягнення мети будуть більшими за переваги, — йдеться в аналізі. — Впровадження біопалив, з імовірністю 80%, призведе до зниження добробуту населення в межах 33–65 млрд євро”.
23 січня Єврокомісія проігнорувала застереження вчених і висунула амбіційний план збільшити виробництво відновлюваної енергії до 20% у 2020 році. І хоча плани широкомасштабного впровадження вітрової та сонячної енергетики одержали схвальну оцінку, чиновники ЄС стикнулися з величезним опором щодо впровадження біопалив.

Ключові напрями розвитку альтернативної енергетики в ЄС
То які ж ключові технології допоможуть ЄС довести використання альтернативних джерел енергії до 20% у 2020 році?
1. Досягти конкурентоспроможності біопалив “другого покоління” з мінеральними паливами без шкоди для довкілля.
2. Зробити економічно ефективними технології зв’язування СО2.
3. Подвоїти потужності з генерування електроенергії вітрогенераторами, які вже встановлено на узбережжі.
4. Досягти економічної ефективності промислових фотогальванічних електростанцій та сонячних колекторів.
5. Адаптувати Єдину європейську електричну мережу до приєднання до неї великої кількості відновлюваних і децентралізованих джерел.
6. Вивести на ринок ефективніші пристрої з трансформації енергії та кінцеві прилади й системи в будинках, транспорті та промисловості, такі як гібридні автомобілі та паливні елементи.
7. Підтримати конкурентоспроможність ядерних технологій та вирішити проблеми довготривалого зберігання ядерних відходів.
Ну а програма впровадження альтернативних нафтопродуктам видів палива до 2050 року передбачає взагалі фантастичні речі.
1. Досягнення прогресу в технологіях зберігання енергії.
2. Розробка конкурентоспроможних автомобілів, які працюватимуть на водні.
3. Демонстрація ядерних реакторів IV покоління, безпечних для довкілля.
4. Демонстрація роботи термоядерної станції за проектом ITER.
5. Розробка альтернативних варіантів трансєвропейських енергетичних мереж.
6.Досягнення прогресу в наукових розробках, пов’язаних з ефективністю використання енергії, таких як: нові матеріали, нано-технології, інформаційні та комунікаційні технології, біотехнології.
Порівняйте це зі стратегією розвитку альтернативних джерел енергії в Україні (див. попередній номер) і ви побачите, що наші невігласи від енергетики штовхають країну в кам’яний вік. Хіба можна зіставити технологічні досягнення та відкриття, пов’язані з розробкою водневих паливних і фотогальванічних елементів, термоядерних реакторів, авіаційних і ракетних двигунів на водневому паливі з технологіями змішування олії та деревного спирту, отримання “буряківки” в самогонному апараті, спалювання соломи в “буржуйках” або ще з якимись дурницями, якими просто переповнені голови наших національних і аграрних “академіків”.
Колись японські експерти визначили, що СРСР у галузі електроніки відстала від розвинених країн світу “назавжди”. За нинішньої некомпетентної політики в галузі науки та техніки й енергетики через 10–20 років Україна відстане від усього розвиненого світу “назавжди” і в науково-технологічному плані опиниться в “славному” колі недорозвинених народів Азії, Африки та Полінезії.
Невігластво наших академіків є настільки волаючим, що навіть відносно неенергоємні біотехнології вони оголошують страхіттям. А що тоді казати про дослідження нейтрино, антиречовини, генераторів гравітації тощо.
Оскільки багато читачів “Пропозиції”, внаслідок специфіки своєї діяльності, про перелічені вище супертехнології, в найкращому разі, лише чули, спробуємо надати нижче хоча б поверхневу інформацію про них. І, до речі, пам’ятайте, що супертехнології найперше мають на меті військове призначення, аби забезпечити безперечну військово-промислову перевагу, і те, що надходитиме в цивільну промисловість, відставатиме принаймні років на 20 від військових розробок. Дуже часто “літаючими тарілками”, космічними кораблями прибульців із Всесвіту тощо вважали експериментальні зразки секретних військових літальних апаратів, таких як бомбардувальник та винищувач “Стелс”.
Розглядатимемо супертехнології від більш знаних до найменш знаних. Почнемо з виробництва біопалив “другого покоління”, насамперед отримання етанолу з целюлози (деревини, соломи, листя тощо).

Етанол з целюлози
Целюлоза — це органічна сполука, що має хімічну формулу (C6H10O5)n. Тобто целюлоза — це поліцукрид, що складається з лінійного ланцюга від кількох сотень до десятків тисяч глюкозних (моноцукрів) ланок. Найцікавіше те, що крохмаль та целюлоза є хімічно однаковими і різняться лише видом глікозидного зв’язку — a- або b-.
Саме завдяки b-глікозидному зв’язку целюлоза, на відміну від крохмалю, не має смаку та запаху, не розчиняється у воді та більшості органічних розчинників. Проте целюлоза розкладається (гідролізується) до глюкози під дією целюлозних ензимів, які виробляють різні гриби, бактерії та тварини. На целюлозу припадає 90% речовини в бавовнику, 50 — у деревині, 30 — у сіні.
Існує, принаймні, два методи одержання целюлозного етанолу: гідроліз із дальшою ферментацією отриманих вільних цукрів та газифікація, під час якої виробляється синтетичний газ, який можна трансформувати в етанол ферментацією або з допомогою термохімічного каталізу (так званий процес Тропфа-Фішера, який ми розглянемо пізніше).
Перший підхід має дві суттєві перешкоди, від вирішення яких залежить економічність одержання целюлозного етанолу. Першою проблемою є те, що целюлозні матеріали зазвичай теж містять інші поліцукриди, включаючи геміцелюлозу. Під час гідролізу геміцелюлоза (у більшості випадків) розкладається на цукри з п’ятьма атомами вуглецю, такими як ксилоза (C5H10O5). Дріжджі, які зазвичай використовують у виробництві етанолу — S. Cerevisiae, — не можуть метаболізувати ксилозу. Другою проблемою є висока вартість ензимів.
2004 року в Канаді було збудовано перший пілотний етанольний завод потужністю 40 т/добу целюлози, де як сировину використовують кукурудзяні качани, солому та деревну тирсу.
14 січня 2008 року компанія “Дженерал моторз” оголосила про партнерство з компанією “Коската” у виробництві целюлозного етанолу за ціною 1 дол./галон (0,27 дол./л). 2011 року партнери планують запустити завод з виробництва целюлозного етанолу потужністю 13,5–27 млн л етанолу за рік.
Під час виробництва етанолу термохімічним методом спершу способом газифікації (часткового спалювання біомаси) отримують окис вуглецю, двоокис вуглецю та водень. Потім за допомогою анаеробної бактерії Clostridium ljungdahlii CO, CO2 та H2 перетворюють на етанол.
Ну й де ж тут супертехнології? А супертехнологія тут криється в тому, що для одержання нових ефективних і дешевих ензимів компанії — виробники ензимів використовують біотехнології для генетичної модифікації грибів. (Цікаво, хто цим займається в Україні?)

Вітрова енергетика
Потенціал вітрової енергії (72 ТВт або 54 млрд т нафтового еквівалента), щонайменше, в п’ять разів перевищує сьогоднішнє споживання енергії в світі. При цьому до уваги бралися тільки місця із середньою річною швидкістю вітру понад 6,9 м/с на висоті 80 м. Обмеженням у використанні потенціалу вітрової енергії є лише економічні та екологічні чинники.
На сьогодні в світі встановлено та працюють тисячі вітрогенераторів загальною потужністю 73,9 ГВт, з яких 65% припадає на Європу. Вітрова електроенергетика з усіх альтернативних джерел енергії розвивається найшвидшими темпами. Між 2000 та 2006 роками вітрові генеруючі потужності зросли вчетверо. На США та Європу припадає 81% вітроелектростанцій. За прогнозами Всесвітньої асоціації вітроенергетики, до 2010 року потужність вітроелектростанцій у світі зросте до 160 ГВт.
Найбільше у вітрову енергетику інвестували такі країни, як Німеччина, Іспанія, США, Індія та Данія. До речі, в Данії 20% усієї електроенергії виробляють на вітрових електростанціях — найбільша частка серед усіх країн.
Найбільшим виробником вітрової електроенергії у світі є Німеччина (загальна потужність — 38,5 ТВт-год — 6,3% загального виробництва електроенергії в Німеччині), на яку припадає 28% усього виробництва вітрової електроенергії. У 2005 році уряд Іспанії схвалив план довести потужності вітрових електростанцій до 20 ГВт у 2010 році.
Вартість вітроелектростанції “під ключ” становить приблизно 1600 дол./кВт. За даними Британської асоціації вітроенергетики, в 2005 році вартість електроенергії, генерованої вітроелектростанціями, становила 3,2 пенса/кВт-год. У США вартість вітрової електроенергії в 2006 році сягала 55,80 дол./МВт-год (53,10 — для вугільної електростанції та 52,50 дол./МВт-год — для газової).
Потужність вітрової електростанції є змінною в часі. Оскільки для підтримки стабільності електромережі треба, щоб виробництво та споживання були однаковими, змінність потужностей вітроелектростанцій створює велику проблему для їхнього введення в наявні електромережі. Тому в електромережі мають бути дублюючі генерувальні потужності, наприклад, газотурбінні установки, а також акумулювальні системи, такі як гідроакумулювальні електростанції, що удорожчує вітроелектроенергію на 25%. Якщо частка електроенергії в енергосистемі перевищує 20–25%, у ній виникають проблеми диспетчеризації, які потребують управління навантаженням мережі, вимикання генерувальних потужностей і рішень щодо зберігання електроенергії.
Як і будь-яка енергогенерувальна система, вітроенергетика приховує в собі певну загрозу. Зафіксовано принаймні 40 смертельних випадків, пов’язаних із вітроенергетикою: під час спорудження, експлуатації та ремонту вітрогенераторів. Більшість смертельних випадків пов’язана з падіннями робітників із висоти та потраплянням їх у працюючі механізми під час ремонту. Кілька смертельних випадків сталося через руйнування лопатей та падіння на людей шматків льоду з лопатей.
Якщо гальма вітрогенератора виходять з ладу, він може вільно обертатися, поки не зруйнується або не згорить. Тому сучасні вітрогенератори оснащують спеціальними повітряними гальмами, лопатями зі змінними кутами атаки та пристроями, механізмами повороту кабіни від вітру. Звичними є потрапляння у вітрогенератори блискавок, які спричинюють пошкодження лопатей та їхнє спалахування.
Пожежі часто неможливо загасити, бо вежі надто високі. Під час пожежі виділяються токсичні гази, а палаючі рештки можуть розлітатися  великою площею, спричинюючи пожежі на землі. Під час пожежі на вітрогенераторі в Австралії вигоріло 80 тис. га Австралійського національного парку.
Ще однією проблемою є те, що пікові швидкості вітру можуть не збігатися з піковим навантаженням в електромережі. Наприклад, на південному сході України в спекотні літні дні може не бути вітру, тоді як навантаження в електромережі буде дуже велике, бо працюватимуть кондиціонери, вентилятори і холодильники. Або, скажімо, взимку будуть і сильний вітер, і навантаження в електромережі через використання електроопалювальних пристроїв.
Виявляється, що в багатьох випадках сонячна та вітрова електроенергія доповнюють одна одну — в більшості сонячних днів немає вітру, як і в більшості похмурих днів дме вітер. Проблемою є те, що сонячна електроенергія значно дорожча за вітрову, хоча вартість сонячної електроенергії поступово зменшується.
Отже, де тут супертехнології? Нині вчені та інженери стоять перед завданням створити принципово нові способи зберігання та акумуляції електроенергії, а диспетчерам електромереж потрібні достовірні прогнози щодо сили вітру та його тривалості. Ну а прогноз погоди — це суперкомп’ютери, метеорологічні станції та супутники, розробка нових датчиків фізичних параметрів повітря тощо.
Про сонячну, ядерну, термоядерну та водневу енергетику поговоримо наступного разу.

Юрій Михайлов