На машине без бензина...

Чем больше дорожает нефть, тем больше шансов на то, что проблемы энергетики будут решаться с помощью биомассы. По иронии судьбы, человечество возвращается к самому началу "эры моторов", когда изобретатели еще не были уверены в том, что двигатели внутреннего сгорания будут работать на бензине.

Биомассой принято обозначать все органические вещества как растительного, так и животного происхождения, источником которых служит ныне существующая биосфера нашей планеты. Биомасса уже давно используется в качестве сырья для производства различного вида топлива, например, горючего газа и этанола (этилового спирта). Таким сырьем служат мусор, пищевые и бытовые отходы, опилки и другие отходы лесной и лесоперерабатывающей индустрии, экскременты сельскохозяйственных животных, солома, излишки зерна и т.п. В качестве сырья могут использоваться и некоторые сельскохозяйственные культуры, которые специально выращиваются для этой цели. Биомасса может считаться практически идеальным видом топлива с точки зрения производителей сельскохозяйственной продукции, экологов и потребителей. Ее использование наносит значительно меньший ущерб окружающей среде. Этот источник энергии - возобновляемый, его запасам не грозит истощение, как в случае с нефтью, газом и углем. И что особенно важно, энергию биомассы могут производить практически все страны мира. Кроме того, автомобильное топливо, изготовленное из биомассы, обладает важным достоинством - для его использования не требуются серьезные модификации в автомобильных двигателях, а для его хранения и заправки можно использовать ныне существующие АЗС.

По данным Международного Энергетического Агентства\International Energy Agency, за четверть века производство этанола в мире выросло в 8 раз (с 4 368 млн. литров в 1980 году до 32 665 млн. - в 2004), причем особо заметный прирост был зарегистрирован в последние годы, с ростом цен на нефть. К примеру, в 2000 году мировое производство этанола составляло 17 580 млн. литров, в 2001 - 19 136, в 2002 - 24 106, в 2003 - 28 745. Этанол производят из кукурузы, картофеля, пшеницы, отходов, получаемых при переработке риса и даже мусора. На мировом рынке производства спирта, используемого для транспортных нужд, лидируют США и Бразилия. Причем в Бразилии спирт, производимый из сахарного тростника, обеспечивает до 30% потребностей страны в автомобильном топливе (в США - примерно 2%). По данным организации Национальная Коалиция Спиртовых Автомобилей\National Ethanol Vehicle Coalition, в США ныне работают несколько десятков АЗС, на которых можно заправить машину топливом E85 (смесь состоит из 85% спирта и 15% бензина). На подобном коктейле могут ездить около 20-ти моделей автомобилей (в мире существуют и иные градации: к примеру в Таиланде законодательно одобрено использование смеси E10 - 10% спирта и 90% бензина). В течение последнего десятилетия власти США выделили фермерам $7 млрд. в качестве дотаций на выращивание кукурузы, необходимой для изготовления спирта. Кроме того, этанол с 1990 года в небольших количествах добавляют в обычный бензин, чтобы уменьшить количество вредных выбросов.

С 1991 года началось также индустриальное производство биодизельного топлива: если в 2000 году объемы производства составляли 949 млн. литров, то в 2003 - 1 768. Биодизельное топливо вырабатывается из растительных (в основном, из сои, рапса, горчицы, масличной пальмы ), животных масел и даже пищевых отходов (например растительного масла, отработанного предприятиями пищевой промышленности). По данным организации Национальный Биодизельный Совет\National Biodiesel Board, биодизельное топливо на 5% более экономично и на 5% более энергоемко, чем традиционное. Крупнейшим производителем биодизельного топлива ныне является Европа - в 2003 году производство этого энергоносителя выросло на 43%, по сравнению с уровнем 2001 года. Оно может использоваться для заправки дизельных автомобилей как в чистом виде (в США для обозначения данного вида топлива обычно используется название B100 - многие европейские автомобилестроители изначально предназначают свои модели именно под "чистое" биодизельное топливо), так и в разбавленном традиционным дизельным топливом (наиболее популярна в США смесь B20, которая состоит из 20% биодизельного топлива и 80% традиционного).

Ныне стоимость автомобильного биотоплива зависит от страны-производителя. Цена зависит от "калорийности" сельскохозяйственных культур, стоимости рабочей силы, эффективности процесса переработки и пр. К примеру, этанол в Бразилии стоит дешевле, чем в США: в частности, потому что бразильский сахарный тростник более удобен для производства спирта, чем американская кукуруза. Ныне технология позволяет производить 1 литр биодизельного топлива примерно из 1.2 литра соевого масла. Стоимость этого топлива ныне примерно равна стоимости бензина.

Любопытно, что этанол уже стал объектом международной торговли: например, по данным агентства Reuters, Бразилия уже импортирует этот продукт в США, Индию и ряд иных государств. Потенциально этот рынок будет развиваться: только за последние годы законы, ставящие своей целью поощрить перевод автомобилей на биотопливо, приняли Южная Корея, Филиппины, Япония и Мадагаскар.

По данным доклада, подготовленного Национальной Лабораторией в Ок-Ридже\Oak Ridge National Laboratory и Министерством Сельского Хозяйства США\Department of Agriculture, в настоящее время 94% энергозатрат американской экономики обеспечиваются за счет невозобновляемых источников энергии. Доля возобновляемых источников в общем энергетическом балансе страны составляет примерно 6%, причем 47% производства энергии за счет подобных источников дает биомасса, опередившая, например, гидроэлектростанции - ныне биомасса обеспечивает около 3% энергетических потребностей США. Авторы доклада полагают, что уже существующие технологии позволяют без больших дополнительных затрат многократно увеличить производство биотоплива, не ставя под угрозу снабжение страны продовольствием и сырьевыми материалами. Это прежде всего относится к этанолу, который применяется в качестве добавки к бензину и другим видам горючего. Сейчас американская промышленность ежегодно производит 12 869 млрд. литров этанола, однако с течением времени этот показатель можно увеличить, как минимум, в 23 раза. Авторы доклада считают возможным к 2010 году изготовлять из биомассы 4% моторного топлива, к 2020 году - 10% и к 2030 году - 20%. В докладе также отмечается, что оптимальное использование ресурсов сельского хозяйства и лесообрабатывающей промышленности даст возможность через 25 лет обеспечить не менее 15% общих энергетических потребностей экономики США. Это позволит значительно снизить ее зависимость от импорта нефти и, как минимум, на 10% сократить интенсивность выброса парниковых газов. По прогнозу Международного Энергетического Агентства, к 2020 году мировое производство биотоплива, как минимум, учетверится и достигнет 120 млрд. литров в год. К 2010 году мировой автопром выпустит, как минимум, 2 млн. единиц автомобилей, способных работать на спирте и биодизельном топливе. Пока же доля "биологических" автомобилей в автопарке США незначительна, несмотря на то, что с конца 1970-х годов федеральные власти и власти некоторых штатов приняли ряд законов, устанавливающих налоговые льготы для производителей подобного топлива, механических устройств для его использования (автомобили, системы хранения и распределения и пр.) и для покупателей подобных автомобилей. В 2003 году автомобильный парк США составлял примерно 217 млн. автомобилей различных типов. По данным справочника Automotive News Market Data Book, в 2002 году американцы приобрели 16.8 млн. машин. По статистике Энергетической Администрации США\Energy Information Administration, в 2003 году в США использовалось 930.5 тыс. автомобилей, использовавших альтернативные виды топлива. Из них 859.2 тыс. заправлялись этаноловыми смесями (E85), примерно 50.5 тыс. использовали биодизельное топливо. Большинство этих машин использовались государственными и муниципальными структурами, например, на биотопливе ездят автобусы и почтовые машины.

Эффективность этанола и биодизеля достаточно часто подвергается сомнению. К примеру, в 2003 году Корнуэлльский Университет\Cornell University опубликовал результаты исследования, согласно которому был сделан пессимистичный вывод: если считать, что с одного поля, на котором выращиваются сельскохозяйственные культуры, можно получить 100 литров спирта, который возможно превратить в энергию, то затраты на производство этой энергии составят 79 литров в "спиртовом" эквиваленте. Впрочем, есть исследования, доказывающие высокую энергоемкость биоэнергетических культур.

Однако перспективы у подобных автомобилей можно признать радужными. Значительные средства, вложенные в научные исследования по использованию биологического топлива, постепенно начали приносить результат. Косвенным свидетельством этого являются данные Национальной Лаборатории по Изучению Возобновляемой Энергии\National Renewable Energy Laboratory: число выданных патентов на изобретения в этой сфере в 1998 году выросло в 25 раз по сравнению с уровнем 1981 года. Кроме того, заметно изменились настроения американских потребителей. К примеру, по данным опроса, проведенного компанией Ipsos-Public Affairs в апреле 2005 года, 41% американцев серьезно рассматривают возможность приобретения более экономичного автомобиля, в том числе такого, который не использует в качестве топлива нефтепродукты. Опрос службы Gallup, продемонстрировал еще больший результат - 57%.