Биодизель или "Езда на постном масле"

Наша эпопея о возобновляемых видах топлива была бы неполной без упоминания о биологическом дизельном топливе, которое в настоящее время многие считают чуть ли не панацеей от всех бед. Давайте будем разбираться в перспективах использования биологического дизеля .

Флаг Украины в безопасности: замена посевов пшеницы на рапс не изменит цветов стяга. Опасность в другом: без должного удобрения земель рапс (впрочем, как и подсолнечник, и кукуруза), истощает землю - для ее восстановления после одного урожая рапса требуется минимум 4-5 лет.

Биологический дизель — это самое обычное растительное масло, прошедшее специальную обработку. В использовании растительного масла в качестве дизельного топлива нет никакой новизны — еще Рудольф Дизель более века назад демонстрировал работу своего двигателя на арахисовом масле.

Для производства биологического дизеля в разных странах используются различные растения. В Европе это в первую очередь рапс. США и страны Африки делают ставку на сою, Канада специализируется на выращивании канолы (разновидность рапса), Индонезия и Филиппины - чемпионы в использовании кокосового масла.

Жизнь маслом показалась.

В эпоху практически дармовых нефтепродуктов о растительных маслах забыли, но с наступлением энергетического кризиса и стремительным скачком цен на горючее в качестве дизельного топлива стали использовать отработанное масло кулинарии (использованное для жаренья пищевых продуктов), предварительно отстоянное, отфильтрованное и переработанное. Однако ушлые автовладельцы сразу же смекнули, как можно сэкономить на горючем, и стали заливать в баки своих машин свежее растительное масло (подсолнечное, кукурузное, хлопковое и т.п.), продававшееся в продовольственных магазинах и стоившее существенно дешевле, чем солярка. 

Впрочем, подобная самодеятельность продолжалась недолго. Во-первых, милиция стала в прямом смысле вынюхивать тех, кто заливает в бак растительное масло. Во-вторых, цены на растительное масло сразу же стремительно подскочили вверх практически вдвое. И в-третьих, незадачливые любители сэкономить столкнулись с тем, что топливная аппаратура на их автомобилях стала выходить из строя.

Как уже упоминалось, биологический дизель — это растительное масло, которое прошло специальную обработку. И обработка эта заключается в переэтерификации масел (создании их эфиров с метиловым, этиловым или изопропиловым спиртом), в процессе чего они становятся менее вязкими и более стабильными к окислению при хранении. А заодно теряют склонность к полимеризации.

Если же залить в бак необработанное масло, то после того, как двигатель остынет, масляная пленка в топливной аппаратуре может полимеризоваться и вывести ее из строя. К тому же холодные растительные масла имеют гораздо большую вязкость, чем солярка, — в среднем в 30 раз, что делает невозможным запуск на них современного двигателя.

Рапс! И тигры у ног моих сели.

В качестве основы для дизельного топлива можно использовать любое масло, но предпочтение в настоящее время отдают рапсовому. 

Связано это не только с хорошей урожайностью рапса, который, кстати, далеко не рекордсмен среди масличных культур. Так, если рапс дает за сезон с I га 1190 л масла, то кокос — 2689 л, а масленичная пальма — 5950 л. Но зато рапс можно выращивать практически повсеместно. К тому же удельная теплота сгорания рапсового масла практически такая же, как и у солярки. А цетановое число даже выше — 51 против 42—45 у минерального дизтоплива. Не маловажно и то, что изготовленное из рапса масло имеет самую низкую температуру замерзания -9°С.

Но вязкость его все равно высока — при 20°С она в 20 раз выше, чем у солярки (75 и 3,8 мм2/с соответственно). Зато при повышении температуры до 40°С вязкость рапсового масла падает вдвое, а до 70°С — вчетверо.

По данным Украинской аграрной конфедерации, при условии отведения под рапс 10% агроугодий и урожайности 25 центнеров с гектара Украина может ежегодно выращивать 8.5 млн тонн семян рапса, переработка которых обеспечивает выход около 3 млн тонн биологического топлива. Это в свою очередь на 60% может обеспечить потребности страны в дизельном топливе.

Подсолнечник может дать до 800 л масла с гектара - это далеко не рекордный результат. Рапс позволяет получить 1000 л масла с гектара, жожоба -1528 л, а сальное дерево — 5500 л.

ТЕОРЕТИКИ ТОЛЬКО «За».

Так как смесь, состоящая из 20% рапсового масла и 80% дизтоплива, имеет существенно меньшую вязкость, соизмеримую при рабочей температуре с вязкостью чистого дизельного топлива, ученые рекомендовали ее для повсеместного использования. Эти компоненты хорошо смешиваются, а их смесь можно безболезненно использовать в уже существующих двигателях без каких-либо переделок. 

Учитывая же, что стоимость рапсового масла составляет сейчас 7,5-9 тыс. грн. за тонну (6,8-8,2грн./л), внедрение подобной «болтушки» обещает экономию на одном литре дизтоплива на целых 50 коп.

Поэтому единственная реальная польза от биологического дизеля, которая видится на сегодняшний день, — это развитие сельского хозяйства и соответствующей инфраструктуры, а также создание новых рабочих мест. Но и эта польза выглядит весьма сомнительно. Не секрет, что как только началось активное выращивание рапса, сразу же стремительно (практически вдвое) подскочила цена подсолнечного масла, а одновременно с этим поползли вверх цены на другие сельхозпродукты. Ведь рапс просто вытеснил с посевных площадей другие культуры, и это только начало.

Теоретически для использования в Украине собственного биологического дизеля нет никаких преград. По подсчетам специалистов, для замены 20% потребляемого дизтоплива на биологический дизель нам необходимо засеять 1 млн га рапсом и построить 40 перерабатывающих заводов. С учетом того что в Украине насчитывается 33,2 млн га пахотных земель, перспектива обеспечить страну собственным дизельным топливом кажется вполне реальной.

К счастью, о полной замене солярки на биологический дизель речь не идет. И виной тому чисто технические причины. Прежде всего, как уже упоминалось, рапсовое масло имеет гораздо большую вязкость, чем солярка, поэтому для его использования в чистом виде нужна другая топливная аппаратура. Да и по частичному внедрению рапсового масла соответствующие изменения в законодательство тоже не внесены. Неизвестно даже, как будет маркироваться биологическое дизельное топливо.

В США, например, оно обозначается буквой В, число после которой означает процентное содержание биологического дизеля. В20 — 20% биологического дизеля и 80% солярки, В 100 — чистый биологический дизель.

Практики - «против»!

Примечательно, что практики категорически не согласны с учеными и считают подобное смешение недопустимым, поскольку структура биологического дизеля и дизтоплива принципиально различается. Солярка, производимая методом прямой перегонки нефти, состоит из смеси углеводородов с различной длиной цепочки, которые легко фильтруются через поры любого размера, даже самого минимального. Поэтому для ее тонкой очистки в двигателе используются топливные фильтры с размером пор в 2—7 микрон, задерживающие мелкие механические частицы. 

Рапсовое же масло изготавливают методом выжимки, поэтому в нем в большом количестве присутствуют микроволокна. Соответственно, для фильтрации биологического дизеля на двигателях устанавливаются фильтры с пористостью 25 – 50 микрон.

Таким образом, если использовать для смеси мелкопористые фильтры, они моментально забьются, а если крупнопористые – через них пойдет вся грязь, находящаяся в солярке.

Решения данного вопроса до сих пор так и не найдено, но его, собственно, никто и не ищет, а проблемы с фильтрами автовладельцам приходится решать самостоятельно.

Поэтому единственно возможный вариант использования в качестве дизельного топлива растительного масла – иметь на машине два топливных бака, каждый из которых снабжен своей системой фильтрации, и запускать двигатель на солярке, а после прогрева переходить на растительное масло, вязкость которого уже при 40°С снижается до вполне приемлемого уровня. Точно так же перед остановкой двигателя ему не обходимо дать некоторое время дать поработать на дизельном топливе для промывки топливного насоса и форсунок. Это, конечно, хлопотно и неудобно, зато надежно и в какой-то мере экономически оправдано.

К тому же это оправдано и экологически. Ведь биологический дизель как топливо нейтрален в качестве источника парниковых газов и теоретически (без учета энергии, затраченной на переработку биологического дизеля) обладает балансом окиси углерода, поскольку при его сгорании выделяется столько же СО2, сколько до этого было связано рапсом при его выращивании.

Биологическое топливо: крах светлых надежд.

Бесспорно, использование моторного топлива, получаемого из возобновляемых природных ресурсов – дело благое. Но с ростом производства биологического топлива растет и площадь полей, используемых для посева рапса, кукурузы и тростника, что ведет к уменьшению посевов продовольственных и фуражных культур и вырубке лесов.

Кроме того, вокруг бурного роста производства рапса, а также переработки тростника и зерновых в этанол сейчас идут жесткие споры: сторонников биологических технологий обвиняют в том, что их действия уже стали причиной морового продовольственного кризиса и, в конце концов, приведут к голоду на планете. МВФ считает, что переход на биологическое топливо на 70 % стал причиной роста цен на продукты питания, а Всемирный банк заявил, что ответственность за этот кризис в значительной степени лежит на ЕС и США.

К примеру, если в США в 2004 году в спирт было переработано 12% кукурузы, то в 2006 году – уже 20%. Из-за того, что кукурузу все активнее используют для производства спирта, за последние четыре года цена на нее в США удвоилась. И это привлекло к подорожанию мясопродуктов, поскольку кукуруза традиционно идет на корм скоту и птице.

Поэтому эксперты ООН считают, что если существующие тенденции сохранятся, фермеры развивающихся стран и вовсе перестанут кормить свои народы, поскольку полностью перейдут на выращивание сырья для производства биологического топлива. В то же время защитники биологических технологий утверждают, что противники биологического топлива просто защищают интересы мирового нефтяного лобби.

Кстати, минувшим летом даже в Евросоюзе, где делали ставку на активное использование биологического топлива, реально оценили данную проблему. В результате, комитет по экологии Европарламента проголосовал за введение для биологического топлива предельной квоты в 5,55 от общего дорожного энергетического баланса ЕС. Таким образом, политика ЕС по ускоренному и глобальному переходу автотранспорта на биологическое топливо потерпела крах. Взамен этого Европа решила сделать упор на развитие транспорта, работающего на электричестве.

Остается только надеяться, что украинские парламентарии, которые любят действовать с оглядкой на Запад, тоже откажутся от своих планов как по обязательной «алкоголизации» бензина, так и по разведению дизельного топлива рапсовым маслом.

04.10.2013