МЕНЯЕМ ИСКОПАЕМЫЕ НА… РАСЩЕПЛЯЕМЫЕ

В настоящее время энергия, производимая 1 литром этанола, приблизительно на 34% больше, чем вся энергия, использованная для производства алкоголя (включая также энергию, применяемую на выращивание сырья). Наиболее эффективные спиртовые заводы могут производить продукт, расходуя только половину энергии, доступной в произведенном алкоголе. Это сравнение дает преимущество алкоголю по сравнению со средними потерями 15% энергии при рафинировании нефти. Результаты изучения всех направлений развития биогорючего по сравнению с традиционным горючим из ископаемых источников показывают их хорошее позиционирование.

Реальность альтернативы

С точки зрения энергетики выход энергии, определенный как отношение между получаемой и потребленной невозобновляемой энергией для производства этилового спирта из зерна или свеклы, равен 2, в сравнении с выходом для обычного топлива - 0,87. Выход энергии от ETBE (Этил Трет Бутиловый Эфир) из зерна и свеклы около 1 против выхода от MTBE (Метил Трет Бутиловый Эфир) около 0,76. Наконец, направление EMHV (метиловый эфир растительного масла), ЕЕНV (этиловый эфир растительного масла) и ЕМС (метиловый эфир рапсового масла) представляет высокий выход энергии, близкий к 3, который надо сравнить с выходом энергии от бензина - 0,9.

Октановое число спирта 100-105 единиц, но расход выше почти в 1,5 раза из-за меньшей теплотворной способности. Одними из первых серийных автомобилей, работающих на спирте, были модификации "Форда-Т". Ныне наследники Генри Форда заправляют спиртом модификацию "Фокуса". И не они одни. На европейский и южно-американский рынки поставляют "спиртомобили" "Фольксваген", "Тойота", GM, "Ситроен". Теперь к ним присоединился СААБ с моделью "9-5 Аэро", при этом мощность двигателя выросла на 20%, крутящий момент - на 25%. Линейка двигателей на биодизеле от SAAB развивается еще активнее.

В Швеции биоэтанол на четверть дешевле бензина, в других странах соотношение иное. В Бразилии платят еще меньше, в Германии - чуть дороже. Выгоду от эксплуатации таких автомобилей создают уменьшением налогов и возможностью бесплатных парковок в городах. Цена на топливный спирт на Европейском рынке составляет около 55 центов за литр (без доставки и таможенных пошлин), и его импорт на алкогольный рынок России (например, из Бразилии или Китая) пока никто не отменял.

Оппозиция голодных

«Экономика и Мы» уже писала о многочисленных международных скандалах, вызванных сожжением зернового и рапсового спиртов в машинных топках: неизменно поднимается вопрос о глобальной проблеме голода, недостатка белков и углеводов для огромной части населения Земли. Эффективный спирт в бензобаке оказывается ещё и "циничным", потому что повышает норму зерна на человека в год, требует либо наращивания урожаев, либо сокращения питания населения Земли.

В результате спиртосжигания цены на кукурузу уже сегодня значительно выросли. Только за последний год из-за небывалой засухи в США кукуруза подорожала в два раза, причем это несмотря на очень хороший урожай, передает российская деловая газета "Ведомости". По мнению аналитиков агентства J.P.Morgan, уже к концу 2012 года стоимость кукурузы увеличится еще, как минимум, на 60%. В качестве главной причины подорожания кукурузы эксперты называют увеличение производства биоэтанола в США и других крупных странах.

Если в 2005 году в Америке было сделано 14,7 млн. л этанола, то в 2006 году объем производства составил уже 18,5 млн. л. А к 2010 году в США уже выпускали 54,6 млрд. л. этанола (не миллионов, а миллиардов!). План на 2025 год - 168 млрд.л. В результате к 2025 году благодаря увеличению производства этанола потребление бензина сократится на 25%.

Из-за роста цен на зерно (пшеницу, кукурузу, рапс, сахарный тростник и свеклу) производители уже в ближайшем будущем могут поднять цены на некоторые продукты. Кроме того, если зерновые станут слишком дорогими, то это может вызвать массовые беспорядки в ряде стран третьего мира, где люди не смогут себе позволить питаться этим продуктом. По словам латиноамериканского эксперта Х-А.Лопеца, в будущем около 3 млн. человек останутся без куска хлеба и умрут голодной смертью только из-за того, что "США стремится заправлять автомобили не привычной нефтью, а новым биологическим топливом. Ведь это самое топливо будут делать из пищевых продуктов, таких как соя, кукуруза, подсолнечник и так далее".

Растительное топливо — не только из пищи…

Между тем, международный конфликт по поводу биотоплива вызван, собственно говоря, недоразумением. Погрязшая в самодовольстве, паразитирующая на деривативном обороте бумаг, потерявшая способность двигаться к новому экономическая мысль Запада стала вместо кончающейся нефти жечь в топках хлеб. Не то чтобы спирт больше не из чего делать: просто не хочется возиться, переделывать комплексы спиртолиза, строившиеся под питьевой спирт. Поэтому Запад тупо переориентировал УЖЕ ИМЕЮЩЕЕСЯ производство зерновых спиртов с виски на бензобаки, следуя своему новому принципу: "как можно меньше менять".

Вместо одних ассигнаций печку стали топить другими. А причина банальна: лень выйти во двор за дровами…

А ведь топливный спирт может быть произведен практически из любых биотических отходов. Как шутили в СССР (когда мы ещё имели возможность пить армянский коньяк) - "водку гонят из опилок". Естественно, для питьевого продукта это не очень правильно, но для топлива - в самый раз. Не зерно, не ценный пищевой продукт должны идти на производство биотоплива, а всякого рода отходы и отбросы. Тогда будут и "волки сыты, и овцы целы".

Проведя обширный анализ претендентов на топливный спиртолиз, я пришел к выводу (обоснования опустим из-за ограниченности газетной площади), что наибольшие перспективы в этом отношении у сине-зеленых водорослей. Вкратце презентуя - сине-зеленые водоросли, цианеи (сyanophyta), относятся к прокариотам. Процесс их светового и углеродного питания получил название фотосинтеза и в общем виде может быть записан следующим суммарным уравнением:

6CO2+12H2O

C6H2O6+6H2O+2815680 Дж

Из уравнения видно, что на каждые 6 грамм-молекул углекислоты и воды синтезируется грамм-молекула глюкозы (C6H2O6), выделяется 6 грамм-молекул кислорода и накапливается 2815680 Дж энергии. Где глюкоза, там и спирт - это наш человек знает хотя бы из фельетонов про самогонщиков. Глюкоза при сбраживании спиртовыми дрожжами образует спирт и углекислоту: С6Н1206 =2 С2Н5ОН + 2 С02. Стало быть, ничуть не хуже, чем из зерна, спирт (особенно топливный, технический, чьи вкусовые качества и влияние на здоровье не важны) можно гнать из сине-зеленых водорослей.

Оказывается, не только можно, но и уже гонят. Ещё в 1957 году группа советских исследователей доказала, что водоросли могут служить сырьем для получения такого ценного органического вещества, как спирт. Кроме спирта, из сине-зеленых водорослей тогда же выделили аммиак, лаки, органические кислоты, йод, каротин, биологически  активные вещества, но сейчас не об этом. Важно, что уже с 50-х годов имеется технология промышленного производства спирта из сине-зеленых водорослей! К сожалению, развития работы наших технологов не получили - менять что-то в таком привычном устройстве спиртзаводов никто не захотел.

--------------------------------------------------

«ЭиМ»-справка

Сине-зеленые водоросли - это низшие споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл и живущие преимущественно в воде. В морфологическом отношении для водорослей наиболее существенным признаком является отсутствие тела, расчлененного на стебли, листья и корни. Их тело обозначают как слоевище (или таллом). Размножаются они вегетативно или с помощью спор, то есть относятся к споровым растениям. В физиологическом отношении водоросли резко отличаются от других групп низших растений наличием хлорофилла, благодаря которому они способны ассимилировать углекислый газ, то есть питаться фотоавтотрофно.

Многие водоросли в определенных условиях могут легко переключаться с фотоавтотрофного способа питания на ассимиляцию различных органических соединений, то есть осуществлять гетеро- или фотогетеротрофный типы питания.

Среди сине-зеленых водорослей имеются одноклеточные, колониальные и многоклеточные (нитчатые) организмы, обычно микроскопические, реже образующие шарики, корочки и кустики размером до 10 см. Некоторые нитчатые сине-зеленые водоросли способны передвигаться путём скольжения. Протопласт сине-зеленых водорослей  состоит из внешнего окрашенного слоя - хроматоплазмы - и бесцветной внутренней части - центроплазмы. В хроматоплазме находятся ламеллы (пластинки), осуществляющие фотосинтез; они расположены концентрическими слоями вдоль оболочки.

-----------------------------------------------

А ведь вовсе не культурные зерновые, а именно водоросли стали первыми организмами, у которых появилась способность осуществлять фотосинтез с использованием воды в качестве источника (донора) водорода и выделением свободного кислорода, то есть процесс, свойственный высшим растениям. Синтез компонентов живой клетки, таких как аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, макроэргические  соединения, вещества вторичного обмена, - это первичный спиртовый синтез!

А ведь сине-зеленые водоросли - это сегодня большой бич водоемов, страшный вредитель, который не только никоим образом не помогает питанию человечества, но и существенно мешает. Сине-зеленые водоросли всеохватны и непобедимы. Они входят в состав планктона и бентоса пресных вод и морей, живут на поверхности почвы, в горячих источниках с температурой воды до 80 °С, на снегу - в полярных областях и в горах! Ряд видов обитает в известковом субстрате ("сверлящие водоросли"), некоторые сине-зеленые водоросли - компоненты лишайников и симбионты простейших животных и наземных растений (мохообразных и цикадовых).

В больших количествах сине-зеленые водоросли развиваются в пресных водах, вызывая "цветение" воды в водохранилищах, что приводит к гибели рыб. "Цветение воды", во время которого значительное количество организмов оседает на дно, усиливает процесс гниения, резко уменьшает количество кислорода и повышает концентрацию углекислого газа. Это приводит к так называемому "летнему замору рыб". "Цветение" к тому же резко отрицательно отражается и на водоснабжении (забиваются фильтры, вода приобретает неприятный вкус и запах).

Пока сине-зеленые водоросли используются только в сельском хозяйстве - как  органические удобрения. Это азотофиксирующие массы, которые селяне собирают во время "цветения" водоемов. Используемые как удобрения, сине-зеленые  водоросли обусловливают образование гумуса, улучшают аэрацию почвы, влияют на ее структуру.

Но главное их качество - способность давать технические спирты - пока ещё не дождалось промышленной разработки. А перспективы тут огромны: сине-зеленые водоросли очень неприхотливы при разведении, чрезвычайно плодовиты, число их "урожаев" в течение лета (в отличие от тех же зерновых) практически не ограничено.

Все это заставляет надеяться, что, слегка изменив технологическую цепочку спиртолиза, конфликт между теми, кто хочет сжигать спирт, и теми, кто жалеет хлеб, будет исчерпан. И останется обижаться на новые машины только пьющим людям; но это уже не угрожает мировой стабильности…

Вазген АВАГЯН, специально для ЭиМ.; 23 августа 2012

Подпишитесь на «Экономику и Мы»