Виробництво біоетанолу

Біоетанол виробляють шляхом зброджування цукру за спеціальною технологією, яка також використовується для виробництва пива та харчових спиртів. Крохмаль із зернових злаків та бульб рослин за допомогою спеціальних ферментів перетворюють на прості цукру. Потім ці чи природні цукру з цукрових буряків, цукрової тростини чи сорго зброджуються дріжджами в бражку, тобто. суміш спирту, води та незброджених залишків. Етанол відокремлюють від бражки в дистиляційних колонах і додатково очищають в колонах ректифікацій, і в результаті на виході отримують суміш етанолу з водою. На етапі зневоднення з цієї суміші видаляють залишки води, і отримують безводний біоетанол, який можна змішувати з бензином як окислювач і високооктановий компонент.

У неетильованому бензині як високооктанового компонента широко застосовується МТБЕ (метил-третбутиловий ефір). Його канцерогенні властивості викликають серйозне занепокоєння та змушують шукати йому заміну. Біоетанол, як відновлювана та безпечна для навколишнього середовища речовина, є відповідним рішенням.

Розрахунки фахівців показують, що до 2030 року кількість автомобілів у світі збільшиться у 2 рази порівняно з нинішнім числом, а до 2050 року у 4 рази і становитиме 2,9 мільярда шт. На малюнку показано їх кількість до 2050 року, з розбивкою частинами Світла. Як видно - Азія та Далекий Схід матимуть на той час 1, 4 мільярди автомобілів. І хтось повинен буде постачати їх мільярдами літрів палива.

Цінові стрибки на АЗС вже нікого не дивують, хоч і не радують – за останні 10 років ціна на бензин зросла майже у 7 разів. Причина – зниження світових запасів нафти. Зі шкільних років нам відомо, що у XXI столітті вони будуть вичерпані повністю. Але коли саме?

За даними старшого віце-президента транснаціональної нафтової компанії Exxon Mobil Стюарта МакГілла, нафта залишатиметься головним джерелом для автомобільного палива до 2030 року. Усього ж її запасів вистачить ще на 45-50 років – до 2060 року.

Компанія "Брітіш Петролеум" (BP) у своєму звіті за 2010 рік вказує, що при нинішніх темпах видобутку та споживання нафти світових запасів вистачить на 45,7 роки, тобто. до 2055 року.

Деякі нафтові компанії вже почали вкладати сотні мільйонів у заводи з виробництва біоетанолу та похідних, не чекаючи, коли це зроблять інші та заберуть у них частину пирога на паливному ринку.

Як же реагують уряди країн на цю проблему? У 2003 році було прийнято Директиву Європейського Співтовариства, яка встановлює цілі заміщення рідкого палива біопаливом - 2% до 2005 року та 5,75% до 2010 року. Швеція, наприклад, оголосила, що до 2020 року вона відмовиться від нафти в принципі, це означає, що паливо буде будь-яке, крім нафтового. Це декларація шведів, і швидше за все, що вони цього досягнуть. Швеція у цьому плані найпередовіша країна. Дуже активно рухаються Німеччина, Франція. У Франції є дуже цікава сировина: там, щоб підтримувати попит на вино, вони щороку переробляють у спирт. Приблизно такі ж цифри в Америці та Азіатських країнах.

Відповідно до закону, прийнятого Верховною Радою України влітку 2012 року, рекомендована частка біоетанолу в бензині – 5%, і вже з 1 січня 2014 р. вона стає обов'язковою. Разом з тим, з 1 січня 2016 року вона має становити 6%.

Як сировина під час виробництва біоетанолу зазвичай використовуються, поруч із кукурудзою, та інші зернові культури, наприклад: пшениця, жито, ячмінь, зернове сорго. Також відходи цукрових заводів.

Але є й альтернативний варіант: переробка відходів сільського господарства: (соломи, кукурудзяних стволів), очерету, який росте сам по собі та відновлюється щороку після скошування та ін.

Собівартість целюлозного етанолу поки що вища, ніж зернового. При цьому заводи з виробництва біоетанолу з целюлози дорожчі, зате сировина – суттєво дешевше.
Теоретичний вихід етанолу з тонни сировини (суха вага)
Сировина: Вихід, літрів
Кукурудза (зерно) 470
Стебла кукурудзи 427
Рисова солома 415
Відходи очищення бавовни 215
Листяна тирса 381
Багаса 421
Макулатура 439

Комплексний завод другого покоління з переробки біомаси може коштувати від 30 до 60 мільйонів Євро, залежно від комплектації та виробничих завдань.

Інвестиції окуплятися сповна. Між тим, промислове виробництво етанолу із целюлози – це завдання, яке стоїть перед інженерами. Тягар вирішення цього завдання лежить зараз на таких організаціях, як Гененкор, біотехнологічної компанії з Силіконової Долини в Пало-Альто, яка розробляє тамферменти. За словами компанії Гененкор, її ферменти знизили вартість виробництва галону (3.8 літра) етанолу з целюлози з 5 доларів (п'ять років тому) до 20 центів сьогодні. Нині перед біозаводами стоїть завдання старту масштабного виробництва. Канадська компанія Іоген (Iogen) зараз далі за всіх просунулась у комерціалізації технології етанолу з біомаси; Іншою надією є BC International, компанія з Массачусетсу, яка здійснює будівництво заводу з виробництва етанолу з целюлози в штаті Луїзіана, США. Дуже важливими є кроки уряду — і ми не маємо на увазі подачки для виробників кукурудзи та переробників. Нещодавно затверджений у США закон робить важливі кроки у цьому напрямі, як, наприклад, зобов'язання держави про купівлю 250 млн галонів (1 млрд літрів) целюлозного етанолу до 2013 року; але це лише мала частина того, що може бути зроблено.