Паливо для автомобільних і тракторних дизельних двигунів можна отримувати не тільки з нафти. Альтернативним його джерелом може бути біологічна маса рослинного походження, точніше, рослинна олія. Отримують біодизельне паливо внаслідок хімічної реакції з рослинних жирів. Найчастіше використовують ріпакову олію, так як вона найдешевша. Але можна використовувати і соняшникова, кукурудзяна, соєва та ін.
Масло потрібно відокремити від домішок і в співвідношенні 9: 1 змішати з метиловим спиртом, а для того щоб відокремити гліцерин, додати невелику кількість лужного каталізатора. Отримана таким чином рідина має особливі молекулярні властивості, що дозволяють використовувати її для спалювання в дизельних двигунах. Як бачимо, технологія досить проста, хоча з точки зору економіки процес отримання біопалива поступається традиційній перегонці сирої нафти.
З кожним роком використовувати на автомобілях і тракторах традиційне дизельне паливо стає все дорожче. Підвищення цін на паливо викликане головним чином зменшенням нафти в надрах Землі. За прогнозами вчених, при існуючих темпах видобутку нафти її запасів достатньо буде всього на 30-40 років. Цей факт, безумовно, впливає на ціну палива і спонукає до пошуку альтернативних його видів.
Іншим важливим фактором, викликає підвищений інтерес до біодизельного палива, є його екологічність, тобто менше викиди шкідливих сполук у навколишнє середовище. Біодизельне паливо не є абсолютно екологічно чистим, але в порівнянні з нафтовим, воно все ж чистіше. Про це свідчать проведені дослідження. Так, в продуктах згоряння біопалива на 8-10% менше окису вуглецю, майже на 50% менше сажі й значно менше сірки (0,005% проти 0,2% у звичайного дизельного палива). І тільки завдяки високому вмісту кисню в біопаливі продукти його згоряння містять приблизно на 10% більше окису азоту в порівнянні з нафтовим дизельним паливом.
Біодизельне паливо відрізняється високим цетановим числом, яке становить 56-58 (у традиційного дизельного палива цей показник дорівнює приблизно 50), що дає можливість використовувати біопаливо на дизельних двигунах без додаткових речовин, які забезпечують краще запалювання, особливо при запуску двигуна.
Вуглекислого газу в продуктах згорання біопалива рівно стільки, скільки споживають з атмосфери посіви культур, з насіння яких виготовляють паливо. Так, один гектар ріпакового поля за вегетацію може поглинути близько 20 т вуглекислого газу, одночасно з цим значно поліпшуючи структурний і хімічний склад грунту.
У разі потрапляння в грунт або воду біодизельне паливо протягом 25-30 днів практично повністю розпадається і не завдає екологічної шкоди, тоді як один кілограм мінеральних нафтопродуктів може забруднити майже мільйон літрів питної води, знищуючи в ній всю флору і фауну. Це свідчить про доцільність перекладу на біодизельне паливо двигунів, встановлених на річковому і морському транспорті.
Але разом з численними перевагами є і недоліки, властиві біодизельному пальному. Біопаливо агресивно по гумових і полімерних деталей двигунів, ніж звичайне нафтове. У разі потрапляння на лакофарбове покриття кузова біопаливо треба якнайшвидше витерти, бо воно досить швидко роз'їдає його верхній шар.
Крім цього, біопаливо дещо змінює техніко-експлуатаційні параметри роботи дизельних двигунів. Потужність двигуна при роботі в номінальному режимі з використанням біопалива знижується на 6-8%. Разом з цим витрата палива підвищується приблизно на 5-8%. Крім незначної втрати потужності в холодну пору року і при високій вологості спостерігається неприємний специфічний запах відпрацьованих газів.
Біодизельне паливо досить широко використовують у багатьох країнах Європи та світу. Виробництво біопалива для використання в чистому вигляді вимагає чималих додаткових капіталовкладень. Тому в більшості країн практикують змішування нафтового дизельного палива з рапсовим маслом або ж використовують як добавку (від 5 до 30%) до традиційного дизельного палива.
Податкові пільги і додаткові стимули мають сільськогосподарські підприємства, які виділяють частину площ під вирощування ріпаку. Так, наприклад, в Німеччині за кожен засіяний гектар ріпаку фермер отримує приблизно 300 євро.
У країнах Європи біодизель здебільшого є продуктом ріпакової олії. Причому як виробництво, так і використання біодизельного палива має підтримку на державному рівні. Там вже побудовано досить малих і великих переробних заводів. Зокрема, в Німеччині щорічно виробляють близько 2 млн т біодизельного палива, а його частка на ринку дизельного палива складає 3,0%. Біодизельне паливо використовують і найближчі сусіди України: Чехія, Словаччина, Польща. Останнім часом ці країни істотно збільшили посівні площі під рапс.
В Україні частка легкових автомобілів, обладнаних дизельними двигунами, незначна. Головна причина - низька якість палива. У сільськогосподарському виробництві все трактори і самохідні комбайни працюють на дизельному паливі. Щодо вантажних автомобілів, то серед них дизельних - приблизно 85% і 95% автобусів і мікроавтобусів. І якби вдалося перевести на біодизельне паливо хоча б громадський пасажирський транспорт, то це значно поліпшило екологічну ситуацію, особливо в великих містах.
Світове лідерство за обсягами виробництва ріпаку належить країнам ЄС, на які припадає щорічно близько 25% світового виробництва. Така ситуація пояснюється дією ряду факторів, а саме: значним субсидуванням виробництва і підтримкою експорту продукції, високою купівельною спроможністю і розвиненістю галузі, а також використанням насіння ріпаку як основної сировини для виробництва продукції широкого вжитку. Саме тому основні виробничі потужності компаній-гігантів оліехімічноі області містяться саме в Європі. Крім того, громадська турбота про збереження навколишнього середовища змушує уряди вдаватися до розробки програм використання альтернативних джерел енергії, в тому числі виробництва біопалива, сировиною для якого є насіння ріпаку.
В Україні ріпак як промислову культуру почали інтенсивно впроваджувати лише останні 10-15 років. Незважаючи на тривалу агітацію за цю культуру, ріпак не набув у нас масового поширення. Причина полягає в тому, що не вирішеними залишається ряд питань. Ось деякі з них. Ріпак є культурою з дуже дрібним зерном, і тому для його посіву, збирання та первинної переробки потрібна спеціальна техніка або вдосконалена традиційна. Придбання такої техніки або переобладнання вже існуючого вимагає чималих витрат робочого часу і коштів, яких в господарствах, як правило, вистачає.
Серед основних олійних культур України в структурі посівних площ ріпак посідає третє місце, поступаючись тільки соняшнику і сої. Зараз соняшник, завдяки вигідному реалізації насіння, - основна олійна культура в Україні. Зростання виробництва цієї культури відбувається за рахунок розширення посівних площ при зниженні врожайності в середньому на 46,3%. Близько 30% площ соняшнику розміщені в зоні Полісся, де рівень забезпеченості грунту поживними речовинами низький. Крім того, підвищена влагообеспеченность і порівняно низький температурний режим негативно впливають на ріст і розвиток соняшнику, його продуктивність. Тому саме рапс в цій зоні, де соняшник не має переваг через агрокліматичні умови, повинен частково, а то й повністю його замінити.
Як свідчать дані Державного комітету статистики України, в структурі орних земель озимий ріпак займає близько 0,2-0,3%, а середня врожайність перебуває на рівні 10,7 ц / га. Слід зауважити, що в останні роки вирощували ще й ярий ріпак на площі близько 15 тис. Га з урожайністю 7,4 ц / га.
Для порівняння: в Німеччині посівні площі під ріпаком сягнули 1300 млн га (майже 10% орної землі), а його середня врожайність - близько 30 ц / га. Товаровиробник одержує за тонну насіння ріпаку понад 230 євро. У Німеччині на частку ріпаку як попередника в грошовому вираженні припадає 100 євро / га.
Для України є два альтернативних напрямки використання ріпаку: налагодити власне виробництво біодизельного палива або вирощувати рапс і експортувати його в західні країни, отримуючи за це тверду валюту. Якщо провести економічні розрахунки, то їх результати покажуть, що на сьогодні господарствам вигідніше реалізовувати рапсове сім'я на зовнішньому ринку, ніж виробляти з нього біодизельне паливо для власних потреб.
Але, незважаючи на всі наведені переваги та недоліки біопалива, зараз перехід на екологічно чисті види палива є потребою вже не тільки сьогодення, а й завтрашнього дня, і не враховувати цього не можна. Технічні засоби, двигуни яких будуть працювати на біопаливі, що не будуть забруднювати навколишнє середовище шкідливими сполуками так, як техніка, яка використовує традиційний нафтове паливо.
Зараз Україна здатна виробляти близько 200 тис. Т зерна ріпаку для промислових потреб. Разом є всі підстави сподіватися, що при впровадженні нових прогресивних технологій і технічних засобів з'явиться можливість в недалекому майбутньому довести валовий збір насіння ріпаку до 1,0-1,5 млн т, переробляти його на вітчизняних заводах, створюючи нові робочі місця і підвищуючи конкурентну здатність українського виробника на внутрішньому і зовнішньому ринках.
З агроекологічного погляду саме українське Полісся і Лісостеп мають сприятливі умови для вирощування озимого і ярого ріпаку. Разом з традиційним регіоном вирощування ріпаку - Західної України - найбільш перспективними є Чернігівська, Сумська, Черкаська, Полтавська області, де в останні роки спостерігається стрімке зростання (в 20-25 разів) валових зборів озимого ріпаку.
Визначальною перешкодою в збільшенні виробництва і розвитку ринку ріпаку є відстала технічна база сільськогосподарських підприємств. Внаслідок порушення технології вирощування, зокрема точності висіву, недостатнього внесення добрив, недотримання строків сівби і збирання, господарства втрачають майже 60% потенційного врожаю, що обумовлює підвищення собівартості виробництва однієї тонни ріпаку. Крім того, в більшості ріпакосійніх господарств - низький рівень агротехнічних заходів, внаслідок чого вони мають валові збори ріпаку тільки за рахунок природної родючості грунту.
Так, першочерговими завданнями ріпаківництва є розробка і впровадження механізованих технологій виробництва ріпаку, розробка нової та модернізація існуючої техніки для його посіву і збору, а також отримання високих врожаїв насіння цієї культури. Цінні властивості ріпакової олії, підвищення рентабельності виробництва ріпаку сприяти подальшому розвитку світового ринку ріпаку та продукції його переробки. Зниження експортного мита сприяло б бюджетним надходженням, які можна було б направляти на дотації ріпаковий галузі.
Для того щоб бути конкурентоспроможним, біодизельне паливо має хоча б на 5-10% коштувати дешевше в порівнянні з традиційними нафтопродуктами. В умовах України ринкова вартість ріпаку не дає цього зробити. Тому деякі господарства планують самостійно вирощувати рапс і робити з нього масло. Такий шлях досить раціональний, так як відходи від переробки сировини можна використовувати для годування тварин або як добриво, а гліцерин - в фармакології.
Біологічне дизельне паливо зараз зможе замінити тільки частину використовуваних мінеральних нафтопродуктів. Але слід враховувати, що нафти залишилося не так вже й багато.
Розвиток альтернативних видів палива як в Україні, так і в інших державах можливий тільки завдяки пільговому кредитуванню відповідних програм і проектів, а також гнучкі податковій системі. За умови раціонального підходу до розвитку галузі ріпаківництва біодизельне паливо стане ефективним інвестуванням української економіки, а саме: вкладення коштів в майбутнє.
В. Марченко, канд. техн. наук, доцент, В. Синько, інженер-механік
2 роки Мітки: біопаливо, паливо, масло, економія, екологія, біодизель