170173 (Проблемы экологического бизнеса в биоэнергетике), страница 3

По данным Международного энергетического агентства, за четверть века производство био-этанола в мире выросло в 8 раз (с 4 ООО млн л в 1980 г. до 30 000 млн в 2003 г.), причем особо заметный прирост был зарегистрирован в последние годы в связи с ростом цен на нефть [3]. В производстве спирта для транспортных нужд лидируют США и Бразилия.

Во всем мире осуществляется государственная поддержка развития биоэнергетики. Так, в США в апреле 2005 г. Окриджская национальная лаборатория, Министерство энергетики и Министерство сельского хозяйства опубликовали совместный доклад, в котором говорится о возможности расширения использования биоэнергии для сокращения зависимости от ископаемого горючего, а также для улучшения экологической обстановки [4]. Авторы доклада считают возможным к 2010 г. изготовлять из биомассы 4 % моторного топлива, к 2020 г. — 10, к 2030 г. — 20 %. В июне 2005 г. был разработан акт по энергетической политике США, поощряющий развитие биоэнергетики [5].

Индустриальное производство биодизельного топлива началось в 1991 г. Оно вырабатывается из растительных (соя, рапс, горчица, масличная пальма) и животных масел, пищевых отходов. Крупнейшим производителем биодизельного топлива в настоящее время является Европа: в Европейском союзе его производство составляет более 90 % мирового [6].

Несколько стран Азии также приняли биотопливные программы. Правительство Индии постановило, что начиная с 2003 г. в девяти регионах и четырех областях федерального значения должно продаваться автомобильное биотопливо Е-5 (бензин с содержанием биоэтанола 5 %). Китай стремится создать новый рынок для избытка зерна, которое пошло бы на производство этанола, чтобы снизить потребление нефти. Закон о возобновляемой энергии получил поддержку народного национального конгресса Китая в 2005 г. и вступил в действие в январе 2006 г. [7].

По прогнозу Международного энергетического агентства, к 2020 г. мировое производство биотоплива достигнет 120 млрд л в год.

В России также рассматривается вопрос о необходимости развития биоэнергетики. В рамках совместной деятельности стран "большой восьмерки" Россия участвует в программе глобального биоэнергетического партнерства [8]. В настоящее время планируется строительство заводов по производству биодизельного топлива и биоэтанола в Липецкой и Ростовской областях, Сибири и Татарстане[9, 10]. По предварительным оценкам, ресурсные возможности России в производстве биодизельного топлива к 2010 г. составят 1350 млн л в год [11].

Однако в условиях масштабного роста производства биодизельного топлива как альтернативного источника энергии во всем мире назревают новые экологические проблемы и задуматься об их решении необходимо уже сегодня. Такое топливо получают путем переэтерифика-ции тризамещенных эфиров глицерина и жирных кислот метанолом в присутствии катализаторов. Процесс неизбежно сопровождается образованием побочного продукта — глицерина:

здесь R — углеводородная цепь, содержащая 15 — 21 атом углерода.

Промышленное производство биодизельного топлива уже в скором времени приведет к накоплению глицерина в количествах, значительно превышающих потребность в нем.

Прямая продажа глицерина невыгодна, поскольку продукт сильно загрязнен, а его очистка дорогая, поэтому затраты при его использовании в качестве сырья для парфюмерной или пищевой промышленности будут очень высокими. Из этого вытекает необходимость поиска новых путей переработки.

Одним из перспективных способов утилизации глицерина может стать производство пластификаторов и добавок к моторным топливам. Эти технически важные и широко востребованные продукты можно получать из простых и сложных эфиров глицерина различного строения.

Процесс получения пластификаторов на основе сложных эфиров глицерина авторы статьи исследовали в лабораторных условиях. Было установлено, что среди многообразия способов синтеза сложных эфиров технически простым является синтез, который протекает по следующему уравнению реакции [12]:

Данным способом были синтезированы тризамещенные эфиры глицерина и карбоновых кислот С,—С₆. Экспериментальное исследование физико-химических свойств трибутирата глицерина, выбранного в качестве модельного образца пластификатора на основе триглицеридов, показало, что данное соединение по всем показателям не уступает, а в некоторых случаях даже превосходит существующие аналоги. Основные показатели трибутирата глицерина, промышленных пластификаторов диоктилфталата (ДОФ, ГОСТ 8728-88), смеси формалей олигомеров диоксановых спиртов (ЭДОС, ТУ 2493-003-13004749-93) приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, трибутират глицерина обладает сравнительно высокой температурой вспышки и низким кислотным числом, что отвечает требованиям к свойствам пластификаторов.

Этот пластификатор менее опасен для человека. Таким образом, сложные эфиры глицерина могут служить хорошими пластификаторами для ПВХ-композиций и других полимерных материалов.

Производство предложенного пластификатора может стать основой для создания индустриального комплекса, реализующего принципы экобизнеса (см. рисунок). В центре комплекса находится перерабатывающее предприятие, сырьем для которого являются отходы заводов, производящих биодизельное топливо как в России, так и за рубежом.

Предлагаемая схема — частный случай объединения предприятий разных отраслей промышленности в индустриальный кластер, позволяющий утилизировать отходы за счет рециклинга. Развитие концепции экобизнеса предполагает разработку и реализацию подобных схем на базе различных промышленных предприятий России. Это направление требует внимания и тесного сотрудничества руководителей крупных компаний, поскольку, как показывает зарубежный опыт, оно ведет к значительному снижению нагрузки на окружающую среду и повышению эффективности работы предприятий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рыбакова М.В. Экологический бизнес: в контексте социальной экологической практики// Менеджмент в России и за рубежом. 2006. № 2.

2. The Industrial Symbiosis at Kalundborg, Denmark. http://www.indigodev.com/Kal.html

3. Biofuels for transport. An international perspective // International Energy Agency. 2004.

4. Wright L., Turhollow A., Stokes В., Erbach D. Biomass as Feedstock for a

Bioenergy and Bioproducts Industry: The Technical Feasibility of a Billion-Ton Annual Supply // Oak Ridge National Laboratory. 2005.

5. Impact of Energy Policy Act of 2005 Section 206 Rebates on Consumers and Renewable Energy Consumption With Projections to 2010 // Energy information administration. Official energy statistics from the U.S. Government.

http://www.eia.doe.gov/cneaf/solar.renewables/page/epact/epact_sum.html

6. Biofuels for transport. An international perspective // International Energy Agency, 2004.

7. Российская биотопливная ассоциация. Мировой опыт. http://www.bioethanol.ru/bioethanol/world/

8. Хайлигендамм и биоэнергетика // Химический журнал. 2007. № 6.

9. В Тюменской области будут выращивать рапс // Химический журнал. 2006. № 9.

10. Сутягинский М. Российская биоэнергетика начинается в Сибири // Химический журнал. 2007. № 6.

11. Пастернак Е. Биоэтанол — обсуждение продолжается // Химический журнал. 2007. № 6.

12. Леолько А.С., Красных Е.Л., Леванова СВ., Кукушкин И.К. Синтез и идентификация сложных эфиров глицерина // Изв. Вузов. Химия и химическая технология. Иваново. 2007.Т.50., Вып.4.