]]>Экспресс-оценка онлайн, АФОС]]>      ]]>Финансовый анализ онлайн  бесплатно]]>     ]]>АФОС Справочник: оценка и экспертиза]]>     ]]>АФОС Аналитика: анализ рынка коммерческой недвижимости]]>

Экономические перспективы развития биотоплива (Economic prospects for the development of biofuels)

Рябкова Наталья Сергеевна
биологический факультет МГУ им. Ломоносова

адрес электронной почты – n.ryabcova@gmail.com

Дата публикации: 11.07.2017 г.
Скачать статью в формате pdf

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ БИОТОПЛИВА 
ECONOMIC PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF BIOFUELS

Аннотация: в статье разобраны основные современные виды биотоплива и их роль в мировой промышленности.
Ключевые слова: биотопливо, биоэтанол, биодизель.


Abstract: The article analyzes the main modern types of biofuels and their role in the world industry.
Key words: biofuel, bioethanol, biodiesel.

Биотопливо – топливо из растительного или животного сырья, из продуктов жизнедеятельности организмов или из органических промышленных отходов.

Согласно данным за 2012 год, доля биотоплива в структуре альтернативной энергетики в мире составляет до 13% (см. рис. 1, «Энергия биомассы»), а к 2040 году может увеличиться до 23% [1].


Рис. 1. Доля биотоплива в структуре альтернативной энергетики в мире.

Биотопливо является активно развивающейся отраслью промышленности – прогнозы 2006 года на последующее десятилетие полностью оправдались (см. рис. 2а, б).


Рис. 2а. уровень производства биотоплива (млн тонн нефтяного эквивалента) в период 1975-2006 гг. и прогноз на период 2006-2015 гг, источник: F.O. Licht, Christoph Berg, presentation at World Biofuels 2006, Seville


Рис. 2б. – уровень производства биотоплива в период 2000-2016 гг., источник: statista.com.

Различают три вида биотоплива:

  1. Газообразное биотопливо. К данной категории относятся биогаз, биоводород и метан. Биогаз является продуктом сбраживания органических отходов (биомассы), осуществляемого группой бактерий под названием метаногены, и представляет собой смесь метана и углекислого газа. Биоводород получают как из биомассы путем ее нагревания до 500-800оС без доступа кислорода (термохимический метод), так и с помощью различных микроорганизмов и водорослей (биохимический метод и биофотолиз соответственно). Метан производят из т. н. природного синтетического газа, получаемого при сжигании угля и древесины.
  2. Твердое биотопливо. Является исторически наиболее ранним топливом человечества. К данной категории относятся дрова и спрессованные отходы деревообработки (прессованные гранулы, брикеты).
  3. Жидкое биотопливо – биоэтанол, биодизель, биометанол и др.

  Согласно данным на 2012 год, биоэтанол являлся наиболее популярным биотопливом в мире (см. рис. 3).


Рис. 3. Доля биоэтанола в мировом объеме производства биотоплива.

Однако на сегодняшний день такая ситуация сохранилась в странах, которые получают биоэтанол из сахарного тростника (Бразилия) и кукурузы (США) – культур, в состав которых входит много природных углеводов. Данные растения богаты природными сахарами и крахмалом, что обуславливает их использование в качестве источника биоэтанола. Однако, например, в странах Европы (см. рис. 4) более предпочтительными культурами являются более холодовоустойчивые масленичные растения (рапс), что определило значительно больший процент производства биодизеля (его получают из природных липидов, которыми богаты масленичные культуры).


Рис. 4. Объемы производимых возобновляемых видов топлива в Великобритании. Источник: https://www.gov.uk.

Популярность биоэтанола и биодизеля объясняется их использованием в качестве альтернативного топлива для автотранспорта – современные конструкции двигателей позволяют использовать как чистый (96%) этанол, так и его смесь с бензином в различных соотношениях. При этом преимущество биодизеля заключается в том, что его применение не требует специальной конструкции двигателя (в отличие от биоэтанола, доля которого в топливе для двигателя привычной нам конструкции не может превышать 10%). В связи с этим объемы производства биодизеля значительно увеличились в период 2006-2016 гг. (см. рис. 5). 


Рис. 5. Увеличение мировой продукции биотоплива в период 2006-2016 гг. Источник: US Energy Information Administration.

В дальнейшем также прогнозируется рост объемов производства и применения биотоплива. Аграрная селекция, направленная на получение более богатой целевыми веществами биомассы и более холодоустойчивых растений, позволит и странам с более суровым климатом увеличить производство боитоплива. В связи с этим биотопливо можно назвать более «гибким» источником энергии, нежели, например, солнечную энергию.

Прежде чем переходить к обсуждению экономической составляющей биотопливной промышленности, хотелось бы немного подробнее остановиться на экологических проблемах, связанных с биотопливом. Так, например, широко распространено мнение об «углеродной нейтральности» биотоплива (в частности, значительном уменьшении выбросов СО2 в атмосферу при его использовании). Несмотря на то, что подобное утверждение присутствует и в официальных документах Евросоюза (в частности, в директиве о повышении доли биоэнергетики до 2020 года [2]), ученые до сих пор оспаривают данную точку зрения. Оценки влияния биотоплива на экологическую ситуацию часто различаются в зависимости от того, учитываются ли при их определении прямые и/или косвенные изменения. Например, некоторые стадии производства (перевозка, химическая переработка сырья) могут сопровождаться выбросами углекислого газа в атмосферу. Также использование для производства биотоплива отходов (деревообрабатывающей отрасли и др.) означает, что эта биомасса не возвращается в природный цикл углерода, где при естественном развитии событий она была бы подвергнута разложению, в результате чего углерод перешел бы в почву (правда, в данном случае необходимы точные расчеты, какое именно количество отходов возможно утилизировать обычным сельскохозяйственным способом). Для точных оценок возможного ущерба экологической ситуации планеты при применении биотоплива необходимы более широкомасштабные исследования.

Еще одним очень важным аспектом производства биотоплива является необходимость в увеличении пахотных площадей и направленных на это ресурсов сельскохозяйственной промышленности. С одной стороны, экологической, это увеличивает число искусственных агроценозов, зачастую в ущерб природным (например, вырубка лесов [3]) и приводит к нарушению почвенного покрова. С другой, экономической стороны, это означает уменьшение ресурсов агросектора, направленных на производство продуктов питания. Использование сельскохозяйственного сырья для производства биотоплива обусловили увеличение спроса на него и возрастание цен на продовольственные товары в 2007-2008 гг. В связи с этим число инвестиций, вкладываемых в производство биотоплива в тот момент, резко уменьшилось (см. рис. 6). 


Рис. 6. Объем инвестиций в производство биотоплива в 2004-2012 гг., млрд. долл.

Согласно расчетам, обеспечение биотопливом 20 – 50% потребления энергии без ущерба для продовольственного сектора означает увеличение площадей пахотных земель в 2 – 3 раза, при том, что современная агропромышленность использует 75% земной поверхности, свободной от ледников и пустынь.

Для того, чтобы снизить нагрузки на аграрный сектор, связанные с производство биотоплива, активно изучаются новые способы получения сырья. Биотопливо, получаемое традиционно из выращенной с/х биомассы (кукурузы, сахарного тростника, рапса), называют первым поколением. Биотопливо второго поколения получают из отходов различных производств (например, деревообрабатывающей промышленности). Перспективным видится возможность получения биотоплива из биомассы, полученной не с использованием пахотных земель, а водных экосистем – источником сырья могут служить также и водоросли. Сейчас это направление, называемое биотопливом третьего поколения, активно разрабатывается, и в дальнейшем может стать важной частью экономики биоэнергетики.

Сегодня биотопливо является одним из наиболее вероятных и перспективных кандидатов на роль энергетических заменителей традиционных видов топлива – нефти, угля, газа. Постепенно его объем в мировой промышленности увеличивается, и, согласно прогнозам, продолжит расти в ближайшие годы (см. рис. 6, [1]).  


Рис. 7. Прогноз мирового спроса на биотопливо до 2050 г.

Сегодня будущее современной энергетики вызывает большие вопросы. Применяемые невозобновимые источники энергии зачастую угрожают окружающей среде, и их объемы постепенно исчерпаются. В такой ситуации необходимо своевременно искать другие способы получения энергии. Успешное применение биотоплива в ряде стран говорит о том, что оно выглядит достаточно перспективным будущим носителем энергии, потому как оно позволит работать системам, требующим применения жидкого топлива, а не энергии электричества. Но на сегодняшний день остается целый ряд вопросов, связанных с биотопливом, которые необходимо решить до масштабного внедрения данных технологий по всему миру.

Библиографический список

  1. «ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ РЫНКА БИОТОПЛИВА В МИРЕ И РОССИИ ЗА ПЕРИОД 2000-2012 ГОДЫ» Информационно-аналитическая служба ОАО корпорация “Развитие”, 2012 г.
  2. DIRECTIVE 2009/28/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC.
  3. Environmental Working Group. 2010. Clearcut Disaster: Carbon Loophole Threatens U.S. Forests