Экономическое обоснование технологии получения биотоплива из с/х сырья

 

4. Повышение эффективности  производства этанола.

3.1Современное состояние производства  биотоплива.

 

Биоэтанол является лидером по производству и потреблению на рынке биотоплива, поскольку затраты на его производство могут сокращаться быстрее, чем на производство биодизельного топлива. Производство биоэтанола представляет собой технологический процесс, аналогичный производству пищевого спирта (только количество ректификационных колонн – две, а не пять).

По оценкам  Российской биотопливной ассоциации, размер участка для завода мощностью около 150 млн л этанола и 128 тыс.т сухой барды должен составлять 10-16 га (примерно 200*500 м). В случае организации рельсового кольца для железнодорожного состава в 100 вагонов, необходимо 60-70 га земли. Биозавод топливного этанола очень энергоэффективен. Везде, где можно, энергия восстанавливается и используется в дальнейших процессах. Современные параметры использования энергии (сухой помол, кукуруза): электричество – 0.30 кВт-час на литр этанола; энергия–10.0 МДж на литр; вода – 3 литра на литр этанола. Как правило, организация биотопливного производства подразумевает создание полного производственного комплекса – от переработки сырья до получения готового биологического продукта. Главный критерий выбора той или иной сельхозкультуры – ее доступность и наличие для переработки круглогодично. Значительным преимуществам в условиях нестабильных цен на зерно и масличные растения является наличие собственной сырьевой базы.[11]

Ожидается, что на биоэтанол будет приходиться основная часть роста потребления биотоплива в мире, так как затраты на его производство будут сокращаться быстрее, чем на производство биодизельного топлива.

 

 

3.2.Пути совершенствования производства  биотоплива.

 

Наиболее  перспективно использовать отходы лесной и пищевой промышленности, а также  сельскохозяйственного производства. Это самое дешёвое сырьё, которое  только можно себе вообразить.

Современные технологии необходимы не только для  снижения расхода сырья при выпуске  пиломатериалов, но и для переработки  древесного сырья невысокого качества, которое годится лишь на топливо. По-хозяйски распоряжаться своими природными ресурсами - не веяние времени, а насущная необходимость.

Экономически  более выгодным становится поставка высушенных пиломатериалов, которые  охотнее приобретаются потребителями  и реализуются по более высокой  цене. Себестоимость же таких материалов невысокая, что связано с использованием сушильных камер, работающих на дешевой  тепловой энергии собственных котельных  лесхозов, использующих древесные отходы. В 2009 году произведено 25 тыс. куб. м сухих  пиломатериалов, а после выхода на проектную мощность всех сушильно-котельных  комплексов Минлесхозом будет производиться около 90 тыс. куб. м сухих пиломатериалов, которые можно в дальнейшем использовать для производства погонажных изделий, черновых мебельных заготовок и другой клееной и строганной продукции. Планируемый объем затрат на создание сушильных комплексов в целом составит около 24,5 млрд руб.

Для современных  двигателей широкое распространение  получило биодизельное топливо (биодизель), являющееся смесью метиловых или этиловых эфиров жирных кислот. Основой процесса его производства является реакция между триглицеридами и метиловым (этиловым) спиртом в присутствии катализаторов.

        Замена части дизельного топлива  на биотопливо из возобновляемых природных источников приводит к созданию бинарных топливных смесей, которые существенно снижают риски образования парникового эффекта.

        Масштабное использование биотоплива позволит реализовать на практике Киотский протокол, так как каждая тонна использованного биотоплива уменьшает эмиссию углекислого газа на 0,67 т. При этом выделяемый диоксид углерода ассимилируют растения, которые затем снова станут сырьем для получения биотоплива.

        Сейчас мир вступает в эпоху  биоэкономики, основанной на использовании биотехнологий, базирующихся на возобновляемых природных ресурсах. Наиболее важными продуктами ее являются биоэтанол и биодизель – единственные возобновляемые жидкие топлива, которые в качестве добавки к бензину не требуют изменений в конструкции двигателей.

 

3.3 Экологические и экономические аспекты биоэтанола: все «за» и «против»…

1. С 2005 года и по настоящее время  начали появляться исследования, в которых утверждалось, что при  производстве этанола энергии  тратится больше, чем потом можно  получить из этого же этанола.

  В ответ на эти заявления в 2006 году Департамент сельского хозяйства США сообщил, что этанол имеет топливный баланс 1,24. То есть из этанола, произведённого из кукурузы, можно получить на 24 % энергии больше, чем было затрачено при производстве этого же этанола.

 В некоторых  оценках этанол имеет отрицательный  энергетический баланс, но топливный  баланс бензина, всё равно хуже, чем у этанола. Для производства  бензина требуется большое количество  энергии: для разведки нефти,  её добычи, транспортировки (нужно  строить танкеры и трубопроводы), переработки, доставки бензина  и т. д.

2. Биоэтанол как топливо нейтрален в качестве источника парниковых газов. Он обладает нулевым балансом диоксида углерода, поскольку при его производстве путём брожения и последующем сгорании выделяется столько же CO2, сколько до этого было связано из атмосферы использованными для его производства растениями.

3. Содержащийся  в этаноле кислород, позволяет  более полно сжигать углеводороды  топлива. 10 % содержание этанола в  бензине позволяет сократить  выхлопы аэрозольных частиц до 50 %, выбросы СО - на 30 %.

4. Критики  производства биоэтанола заявляют, что для производства биоэтанола под плантации тростника часто нелегально вырубаются тропические леса.

 

3.4 Экологические и экономические аспекты биодизеля: все «за» и «против»…

1. Биодизель, при попадании в воду не причиняет вреда растениям и животным. Кроме того, он подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за 28 дней перерабатывают 99 % биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озёр.

2. При  сгорании биодизеля выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьём для производства масла, за весь период его жизни.

3. Биодизель в сравнении с обычным дизельным топливом почти не содержит серы. Это также хорошо с точки зрения экологии.

4. Точка  воспламенения для биодизеля превышает 100°С, что позволяет назвать биотопливо относительно безопасным веществом.

5. Под  производство сырья для биодизеля отчуждаются большие земельные площади, на которых нередко используют повышенные дозы средств защиты растений. Это приводит к биодеградации грунтов и снижению качества почв. Производство топлива из растений расходует верхний плодородный слой почвы.

6. При  производстве биодизеля получается смесь, которой дают отстояться. Легкие верхние фракции продукта и являются рапсовым метил-эфиром, или биодизельным топливом. Нижние фракции являются так называемой глицериновой фазой. Её хранение и утилизация представляют серьёзную проблему из-за повышенной щелочности и содержания метанола. Но как положительный момент - очищенный глицерин используют для производства технических моющих средств (например, мыла). После глубокой очистки получают фармакологический глицерин, тонна которого на рынке стоит порядка 1 тыс. евро. При добавлении фосфорной кислоты к глицерину можно получить фосфорные удобрения.

Производство  биодизеля требует специальной технологии, основанной на этерификации растительного масла, и специального оборудования. Процесс производства заключается в смешивании и нагревании растительного масла с метиловым спиртом в присутствии катализатора – щелочи. В результате реакции этерификации смесь расслаивается на легкую и тяжелую фракции. Легкая фракция представляет собой метиловый эфир растительного масла, или биодизель, тяжелая – глицерин. По своему молекулярному составу биодизель близок к дизельному топливу. Из 1 тонны семян рапса можно получить 300 килограммов (30 процентов) рапсового масла, а из этого количества масла – около 270 килограммов биодизельного топлива. Выход глицерина около 10 процентов.

Биодизель по физико-химическим характеристикам (вязкость-золь­ность) ближе к минеральному углеводородному дизельному топливу, чем растительное масло, и является более качественным дизельным топливом по сравнению со смесевым на основе рапсового масла и минерального дизельного топлива. Применение биодизеля в дизельных двигателях внутреннего сгорания мобильных сельскохозяйственных энергосредствах не требует никакой специальной модернизации.

При использовании  биотоплива на основе растительных масел в атмосферу выбрасывается значительно меньше вредных веществ, чем при работе двигателя на минеральном топливе. Количество твердых частиц (дымность) на режиме максимальной нагрузки меньше в 2 раза, на режиме малой нагрузки она снижается до нуля; выбросы СО уменьшаются на 10 – 12, СН – на 20 процентов. Серы в выхлопе 0,005 – 0,05 процента против 0,2 – 0,5 процента.

Экономическая эффективность производства и использования  биотоплива в сельском хозяйстве, изготавливаемого на основе растительных масел, во многом зависит от сырьевой базы, то есть наличия и количества пашни у сельхозпредприятий, возможностей и агрономических ограничений по возделыванию требуемых масличных культур.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы и предложения

Экономика Российской Федерации в последние  годы подвержена коренным изменениям социально-экономических условий  хозяйствования. Ее ориентация на рыночные механизмы требует нового решения  задач, направленных на повышение эффективности  производства. Особую роль в решении  этой проблемы занимает сельское хозяйство - отрасль, обеспечивающая продовольственную  безопасность страны.

Важнейшей задачей в осуществлении стабилизации положения в сельском хозяйстве  Российской Федерации является адаптация  сельскохозяйственных товаропроизводителей к складывающемуся хозяйственному механизму, поскольку в условиях рыночных отношений деятельность сельскохозяйственных предприятий любых форм собственности  приобретает характер предпринимательства (бизнеса). Его основой является получение  прибыли за счет увеличения объема производства продукции при одновременном  снижении материально-денежных и трудовых затрат на единицу продукции. Для этой цели каждое предприятие должно иметь всесторонне обоснованную программу действий или бизнес-план, в котором определяется производственная структура (параметры) и перспектива развития предприятия с учетом возможных изменений рыночной конъюнктуры; стратегия развития увязывается с конкретными мероприятиями, а материально-финансовые ресурсы - с поставленными целями; предусматривается возможность совершенствования структуры управления предприятием, обосновываются направления вложения средств и т.д.

Дополнительно на результатах работы предприятий  в значительной мере сказываются  особенности сельскохозяйственного  производства. Все это делает проблему планирования сложной, многовариантной  задачей. Изменение условий функционирования даже одной из отраслей сельскохозяйственного  предприятия в силу наличия прямых и обратных связей приводит к определенным изменениям в других отраслях и во всей структуре производства.

В результате проведенного анализа предприятия  определили величину прибыли, которую  предприятие может получить при  производстве определенного вида продукции  в определенных количествах. При  использовании данного вида моделирования  можно просмотреть, как изменится  величина прибыли при изменении  объема производства того, или иного  вида продукции, при увеличении или  уменьшении количества ресурсов.

Проанализировав трудовые ресурсы на ООО «Коротыш» за 2009-2011 годы, можно сделать следующие выводы: несмотря на то, в 2011 году количество работников на предприятии сократилось, оно все же смогло получить довольно хорошую прибыль в сравнении с предшествующими годами.

Централизованное  промышленное производство биодизельного топлива на данном этапе требует больших инвестиций и по предварительной оценке обеспечит более высокую, 1,2 – 1,4 раза, стоимость продукта.

Собственное производство биодизеля непосредственно для сельской местности является важной альтернативой промышленному, так как требует небольших инвестиционных затрат, позволяет повысить занятость сельского населения и уровень доходов, а также обеспечить замкнутый технологический цикл от производства сырья, получения топлива до его использования. На данном этапе именно оно требует мер государственной поддержки, которые могут быть осуществлены на уровне региона.

В зависимости  от потребностей в топливе и возможностей конкретного сельхозтоваропроизводителя в производстве исходного сырья может быть использован любой вариант производства и использования биотоплива:

1) смесевое биотопливо на основе натурального рапсового масла (другие виды растительных масел не применимы);

 

2) биодизельное топливо на основе переработанного в метиловый эфир растительного масла (подсолнечное, рапсовое, льняное и другие);

3) параллельное  использование смесевого топлива  (1 вариант) и биодизеля (2 вариант).

Выбор того или иного варианта производства и использования биодизельного топлива каждым конкретным сельхозтоваропроизводителем обусловлен его экономической эффективностью.