10 рослин, з яких Україна може виробляти паливо

1. Українські аграрії вже вирощують культури, придатні для виробництва біоетанолу та біодизеля. Як використовувати...
2. Соняшник
3. Соя
4. ятрофа
5. Пшениця
6. Кукурудза
7. Буряк
8. Цукрова тростина
9. цукрове сорго
10. водорості

Українські аграрії вже вирощують культури, придатні для виробництва біоетанолу та біодизеля. Як використовувати весь потенціал таких рослин?

Поки Tesla на чолі з Ілоною Маском нарощує виробництво електрокарів , Двигуни внутрішнього згоряння утримують свої позиції. Для роботи їм, як і раніше, потрібно паливо.

Зазвичай пальне виготовляють з нафтопродуктів. Але є альтернатива: біоетанол і біодизель, сировиною для яких служать рослини. Це поновлювані джерела енергії, до того ж виробляють їх із сировини, яка буквально росте у нас під ногами.

В Україні є всі передумови для екопального. По-перше, у нас аграрна країна з великими обсягами вирощування культур для харчових потреб. за даними Державної служби статистики, в 2017 р під зернові і зернобобові культури було відведено 14,6 млн га земель, під технічні - 9,16 млн га, під кормові - 1,8 млн га.

По-друге, Україна енергетично залежна: ми імпортуємо бензин, дизель, газ, ядерне паливо і навіть вугілля. Своїх енергетичних ресурсів нам не вистачає, щоб задовольнити внутрішні потреби.

Отже, замість того щоб лише експортувати рослинні продукти, можна було б виготовляти альтернативні види рідкого палива - як на експорт, так і для споживання на внутрішньому ринку. Саме так чинять європейські країни, які імпортують рослинні масла і переробні імпортні продукти в біопаливо. Зовнішньоекономічна служба сельхоздепартамента США порахувала , Що більше 5% всього палива, яке ЄС використовує в транспортній сфері, - це біопаливо. Згідно з директивою про поновлювані джерела енергії 2009/28 / EC , До 2020 р частка відновлюваної палива в транспортній сфері кожної країни ЄС повинна скласти не менше 10%. Отже, США бачать зростання попиту на рідке біопаливо і потенціал для його експорту до Європи.

В Україні виробництво альтернативного рідкого палива фактично відсутня. Працюють лише міні-виробництва для задоволення власних потреб. Але ми робимо перші кроки на законодавчому рівні для розвитку внутрішнього виробництва біопалива. У Верховній раді знаходиться законопроект № 7348 , Який повинен поліпшити ситуацію з виготовленням поновлюваного палива. У квітні цього року в парламенті також з'явився проект постанови про прийняття цього законопроекту за основу.

«Будинок інновацій» розібрався, які рослини за своїми властивостями оптимальні для виробництва біопалива. Більшість з них вже росте в Україні.

ріпак

Люди століттями використовують ріпакову олію для приготування їжі та освітлення своїх будинків. Сьогодні ріпак перетворився в повноцінне сировину для виробництва біодизеля, особливо в Європі. Тому не дивно, що в Україні з її родючими грунтами, достатньою кількістю опадів і помірним кліматом ріпак досить популярний і займає 789 100 га (2017). При цьому він відмінно підходить для виробництва екологічного палива. Більш того: масло з цієї рослини має майже ідеальний жирнокислотний склад для виготовлення якісного біодизеля. Висока врожайність ріпаку дозволяє підтримувати рентабельність його вирощування, а також виробництва ріпакової олії, яке безпосередньо перетворюється в біодизельне паливо. Біодизель, виготовлений з ріпаку, дуже ефективний, особливо для важкої техніки, і фермерські господарства можуть його виробляти самі для себе.

Соняшник

Соняшник вирощують в основному для харчових потреб. Це і масло, і насіння, які містять вітаміни і багато поживних речовин. Соняшник може бути вирощений в різних грунтових умовах, але дає найбільші врожаї в добре дренованих грунтах з високим вмістом вологи. Хоч і менше, ніж ріпак, але він також виснажує родючі землі. Тому використання цієї рослини для виробництва пального довго було нецікавим. Однак соняшникову олію - це прекрасна сировина для виготовлення біодизельного палива, воно фактично має такий же якісний склад, як і рапсове.

Україна - провідний світовий експортер соняшникової олії. З огляду на високі показники експорту масел (як соняшникової, так і ріпакової) і те, що виробництво біодизеля не вимагає складного обладнання, доцільно було б використовувати сучасні технології виготовлення такого палива в нашій країні. Адже в Європі з української олії вже виробляють біодизель з непоганою рентабельністю. Крім того, соняшникова паливо екологічніше дизеля нафтового походження, оскільки виділяє менше монооксиду вуглецю при згорянні в двигуні.

Соя

за площі посівів соя випереджає інші олійні культури в США, дозволяючи виготовляти величезну кількість соєвого масла. Не дивно, що Сполучені Штати стали найбільшим в світі виробником соєвого масла - понад 10 млн т на рік. Це робить сою доступним сировиною для виготовлення біопалива. Соя - основна культура в більшій частині Північної Америки, Південної Америки та Азії.

У 2017 р посівні площі сої в Україні склали майже 2 млн га, що робить цю культуру перспективною в нашій країні для отримання біопалива. Сама рослина містить порівняно небагато масла - до 20%, тоді як рапс і соняшник можуть містити більше 40%. Але це не заважає успішно використовувати сою як один з основних джерел для виробництва біодизельного пального.

ятрофа

Можливо, ви ніколи не чули про Ятрофа, але в останні роки популярність цієї рослини шаленими темпами зростає серед виробників біодизельного пального. Ятрофа - тропічний чагарник, отруйний для людей і худоби, але найважливіше, що насіння виду Jatropha curcas містять до 40% масла. Рослина, тривалість життя якого може досягати декількох десятиліть, швидко зростає і дає урожай навіть на землях, які постраждали від посухи або шкідників. Але незважаючи на таку невибагливість, для отримання максимальної кількості масла все ж потрібні родючий грунт і періодичне зрошення.

Найбільші виробники ятрофи - Індія і країни Африки. Сьогодні індійська біодизельна промисловість розглядає цю рослину як чи не головний ресурс для виготовлення екопального, при цьому використовуються землі, непридатні для вирощування харчових культур. У той же час вчені продовжують виводити кращі сорти, з більшою врожайністю, а ряд африканських країн фінансує такі дослідження, оскільки пов'язує свою майбутню енергетичну незалежність саме з ятрофи.

Пшениця

Пшениця - широко відома культура, особливо в Україні. Перш за все вона асоціюється у нас із запашним і смачним випеченим хлібом. Також пшениця є одним з багатьох рослин, з яких можна отримати етиловий спирт. І не тільки для виробництва горілки, а й для роботи бензинових моторів . Звичайно, використовувати чистий етиловий спирт як повноцінне паливо для двигунів внутрішнього згоряння поки не можна. Але це і не потрібно, тому що етиловий спирт можна додавати до звичайного бензину, з яким він прекрасно поєднується і утворює композицію з властивостями повноцінного бензину, наприклад, марки А95.

Біоетанол отримують в результаті спиртового бродіння з наступною ректифікацією. На відміну від харчового спирту, паливний біоетанол майже не містить води (менше 0,1%). Основну його масу становить етиловий спирт з незначною кількістю інших спиртів (наприклад, метилового), що робить його непридатним для харчового застосування, але ефективним в паливних сумішах для автомобільних двигунів.

Кукурудза

Альтернативою пшениці як сировини для отримання етанолу вважається кукурудза. Це одна з найдавніших культур, яку вирощували племена майя та ацтеків в Центральній Америці для своїх харчових потреб. З тих пір кукурудза широко поширилася в Північній Америці. Сьогодні основним виробником кукурудзи в світі стали США з об'ємом понад 350 млн т на рік. Тому не дивно, що технології виробництва етанолу з кукурудзи в Сполучених Штатах грають важливу роль і галузь постійно розвивається.

Для отримання спирту в процесі бродіння використовують лише зерна кукурудзи, тому що це виходить дешевше, ніж використання всієї рослини. Адже в стеблах і листках кукурудзи міститься целюлоза, яку важче і дорожче перетворити в етиловий спирт. Однак дослідники намагаються зробити цей процес більш економічним. Вчені з Університету штату Мічиган (США) вивели штам кукурудзи з особливими ферментами, які полегшують перетворення целюлози в цукор, з якого потім отримують етанол. За словами дослідників, їх досягнення здешевить виробництво етанолу з рослинних відходів і зробить його менш трудомістким.

Буряк

Цукрові буряки більш придатна для виробництва етанолу, ніж кукурудза. Буряк не так чутлива до клімату і вимагає менше води і посівних площ для вирощування. Крім того, важлива перевага виготовлення етанолу з буряка - простота обробки коренеплодів. Щоб отримати етанол, скажімо, з кукурудзи, треба спочатку розщепити крохмаль до цукру, а з цукровим буряком така стадія не потрібна . Це знижує собівартість виробництва етанолу. Крім того, в ході переробки буряка в цукор і етанол вона дає мало відходів, оскільки значну частину вихідної сировини можна перетворити в паливо і добрива.

За минулий рік Україна переробила в цукор більше 14 млн т буряка. При цьому внутрішні потреби в цукрі повністю задовольняються. Тобто є реальні перспективи переробки цукру в етиловий спирт, який можна буде використовувати як паливо. Крім того, цукрове виробництво дає відходи ( мелясу , Жом), які також задіють як сировина для паливного етанолу . Тому в наших умовах (безліч цукрових заводів, більшість яких не функціонує) цукрові буряки - одне з найвигідніших сировинних рослин для виробництва альтернативного екологічного спиртового бензину.

Цукрова тростина

Цю багату цукром культуру масово вирощують в Південній Америці, зокрема, для виробництва біоетанолу. Клімат материка надзвичайно сприятливий для цукрової тростини, і такі країни, як Бразилія, не упустили свій шанс. Коли в 1970-х рр. ціна нафти піднялася, уряд країни закликало своїх фермерів висаджувати більше цукрової тростини. Бразилія вклала мільярди доларів, щоб здійснити перехід від палива з нафтопродуктів до етилового спирту, і в результаті етанол з цукрової тростини став дешевший за бензин. До середини 1980-х рр. кожен водій в Бразилії керував автомобілем, який працював на суміші етанолу з бензином. Сьогодні майже всі автомобілі в цій країні мають двигуни, які можуть працювати на бензині і етанолі. Виготовлення етилового спирту з цукрової тростини в шість разів дешевше, ніж виробництво з кукурудзи. Вирощування очерету вимагає менше хімікатів, зокрема пестицидів і добрив, тому економічно доцільно, особливо в країнах Південної Америки.

Дослідники на цьому не зупиняються. Вчені з університету Ілінойса (США) створили генно-модифікований сорт цукрової тростини, який можна вирощувати на малородючих землях, непридатних для харчових культур. Крім того, новий сорт містить більше олії в порівнянні з немодифікованими сортами і при цьому зберігає майже така ж кількість цукру. Це дозволяє одночасно добувати з рослини два види біопалива - біоетанол і біодизель, що робить процес ще більш рентабельним і технологічним.

цукрове сорго

Цукрове сорго - відмінна альтернатива кукурудзі, цукрового очерету і цукрового буряку. Вирощування цієї рослини для отримання біопалива надзвичайно привабливо, оскільки цукрове сорго можна успішно культивувати в посушливих районах , Щоб не займати кращих сільськогосподарських земель.

Вчені не так давно зацікавилися цією рослиною як джерелом етилового спирту. Цукрове сорго має високі показники врожайності (130 т / га) і вмісту цукру (15-25%). Вітчизняні дослідники з Інституту харчової біотехнології та геноміки НАН України вже почали розробку ефективної і економічної технології виробництва паливного етанолу з сорго. Тому можна сподіватися, що цукровий сорго стане реальною альтернативою цукровому буряку в Україні.

водорості

Найбільший недолік згаданих вище рослин - потреба у великих площах землі для вирощування. Водорості позбавлені цього недоліку і можуть давати більше рідкого палива з квадратного метра зайнятої площі, ніж наземні посівні рослини. Для швидкого росту водоростей потрібен постійний доступ до сонячних променів і велика кількість вуглекислого газу. Це можливо реалізувати, якщо розташовувати установки для вирощування водоростей у промислових об'єктів з постійними викидами CO₂ в атмосферу, - тим самим буде утилізовано шкідливий парниковий газ, який не встигне піднятися навіть на пару метрів від землі.

Цікаво, що водорості в залежності від їх виду можуть виробляти різні хімічні компоненти біопалива: етиловий спирт для бензинових двигунів, рослинна олія для виготовлення біодизеля, навіть «Біонафта» , Яку можна перетворити в кілька видів пального. Це дає підстави говорити про багатий енергетичний потенціал водоростей, і сьогодні вчені наполегливо працюють, щоб створити енергоємні водні рослини і рентабельні технології виробництва рідкого палива з них.