Дизелова рапсодия

Да вземем за пример Украйна, рапицата там расте добре, и статистически данни леско се намират в Интернет, и условията за отглеждане на културата е еднаква в цялата република. И така, за година Украйна потребяват 5 млн. тона дизелово гориво. При това самите двигатели без особенни ремонти, само с малка регулировка, могат да се настроят на метилов ефир от мазни киселини: или чисти, или в смес с дизелово гориво. При това неизбежно възникват проблем — а къде без тях!

Първо, ефирът е много силен, в сравнение с дизеловото гориво, разяжда всевъзможни каучукови съединения и тръбопроводи. Това е понятно — те специално са оптимизирани за дизелово гориво. Навярно, при необходимост може да се направят устойчиви детайли и за ефирно гориво.

Второ, съдържанието на азотен оксид в изгорелите газове при използване на ефир са по-високи, в сравнение с тези при използване на дизелово гориво. Видимо, за отстраняване на този недостатък се изисква специален катализатор. Затова пък в изгорелите газове няма канцерогенни ароматни съединения, неизбежно присъстващи в нефтопродуктите, което не трябва да се счита за плюс. А излелия се на земята ефир, за разлика от дизеловото гориво, доволно бързо се разлага.

Сега да предположим, че цялото дизелово гориво за Украйна се произвежда от рапица. Какво ще стане със селското стопанство?

Обичайно етерификацията на мастни киселини за получаване на биодизел се извършва чрез добавяне в маслото на калиева основа, метилов спирт и нагряване до 50°С. На изхода се получава метилов ефир и глицерин. Тези течности силно се различават по своя вискозитет, затова за тяхното разделяне е достатъчно просто да се почака известно време, а след това да се излее събрания на върха ефир. Така работи ръчната установка за получаване на биодизел, коят лесно може да се монтира в гараж.

Подчерчертаваме, че последната фраза — не е ръководство за действие. За съжаление, ефира ще бъде замърсен с метилов спирт и калиева основа, затова възниква проблем с филтрацията. Днес такава филтрация се извършва с голямо количество вода, което не е добре. Възможно е, оптимизация на този процес да стане интересна задача за химиците, решение на което ще позволи съществено да се намалят разходите за енергия при добива на биодизел.

Принципно този процес дава такива значения за производителност: на тон масло се разхождат 150 кг метанол, а на изхода се получава тон гориво и примерно центнер глицерин. Или за производството на 5 млн.тона гориво е нужно 5 млн.тона масло, 0,75 млн.тона метанол, а след това трябва да се утилизират 0,5 млн. тона глицерин. Не трябва да се казва, че процеса е съвсем закрит: метанола трябва да се взе от някъде и да се изпозлва за тази енергия. Но от друга страна, дизеловото гориво се получава при дестилиране на нефт с последващо чистене, а този процес също изисква енергия, още повече, че те извършват при температури над 50°С, които се изискват за етерификация.Не е изключено, ако се вземат пълните разходи на енергия за приготвяне на метанол плюс етерификацията, от една страна, и получаването на дизелово гориво от нефт - от друга, особенна разлика в енергоразходите да няма.

Маслото съставлява 30% от рапичното семе. От отпдъците се получава шрот, а теглото му съставлява 60% от това на семето. А шрот — това е много ценен фураж: съдържа 38—45% белтъци, коит по количество са незаменими аминокиселини не отстъпващи от соята. В резултат на това тон рапичен шрот при изготвяне на комбиниран фураж заменя 7—8 тона зърно, а зърното, от своя страна, съставлява 70—85% от комбинирания фураж. Истината, е че в шрота няма въглеводороди, те трябва да се добавят в комбинирания фураж отделно. За да се направи 5 млн.тона масло, трябват 17 млн.тона рапично зърно, а на изхода да се получат още и 10 млн.тона шрот, което по количество белтъци може да замени 75 млн.тона зърно. Да запомни това и да се върнем към рапицата.

Добивът от рапица варира силно. Например, в Кубан зимната рапица дава 10,4—17,8 ц/ха, пролетната — 6,2— 15,3 ц/ха. Примерно толкова се получава в Украйна. В Псковска област добивът достига 17—18 ц/ха, в Алтайския край рекорд — 20 ц/ха. В Орловска област отделни стопанства добиват и 30 ц/ха при зимната рапица. В Западна Европа добивите се държат около 22—24 ц/ха при рекордни значения от 40 ц/ха. Да приемем за разчета, че средния добив в Украйне е 12 ц/ха. Тогава за 17 млн.тона рапица е нужно 14 млн.ха. Това е много: площта обработваеми земи в Украйна е 33 млн. ха, от които зърнените заемат 15 млн. ха.

От друга страна, общия сбор зърноени от тази площ при добив 30 ц/ха съставлява 45 млн. тона. Това означава, че белтъците в отходите от рапицата, остават при изготвяенето на биотополиво, и се съдържат почти два пъти повече, от целия белтък, събран в вид на зърно, затова, ако се замени рапицата със значителна част посеви от това зърно, което е предназначено за фураж на животните, нищо страшно няма да се случи. Освен това, ако добива нарасне, то ще се съкрати и площта — при европейските 22 ц/ха това ще бъде вече 7,7 млн. ха, а при рекордните 30 — наоъно разумните 5,7 млн. ха. И накрая за получаването на рекорди е необходимо да се използват нови достижения, или да се използва трансгенна рапица, устойчива на вредители като бръмбари и устойчив към хербициди. Или да се изпозлват пестициди.

Тъй като рапицата е цветна култура, семената се получават в резултат от опрашване. А за да стане това то трябва да отделя нектар, които с помощта на пчелите се превръща в мед. Един хектар рапица дава 50—90 кг мед. От 14 млн. ха ще бъде събрано 0,7—1,3 млн. тона мед или при съдържание на захар в меда 75% — 0,52—0,97 млн. тона захар, в по-голямата си част глюкоза, защото имено тя е главен компонент на рапсовия мед. Много ли това? През 2006 година ва Украйна от 787 хил. ха са събрали 22 млн. тона захарно цвекло, което при съдържание на захар в нея 13% съответсва на 2,98 млн. тона захар. Или рапсовия мед след преработка може да даде до ¼ от цалата украинска захар. Истина, е че меда трябва да се чисти от пестициди.

За опрашване на един хектар рапица се изисква едно пчелно семейство. Сумарното тегло на пчелите в семейството съставлява 3,5—4 кг. За година семейството се обновлева почти напълно. Понеже за опрашване на 14 млн. ха се използват всичките пчелни семейства, теглото на мъртвите пчели ще е 56 хил. тона годишно, а от тях могат да се извлекат 11 хил. тона хитозан. Вижда се, че за осъществяване на програмите за получване от рапица, само на гориво, но и на мед със съпътстващи ценни продукти е необходим преход към промишлено пчеларство.

От този разчет следва, че прехода на биотопливо действително е свързан със същественни изменения в структурата на селското стопанство. Но те не са фатални: при умело управление, повишаването на добивите рапица и неговата медоносност, а селекцията в това направление никой никога не се е занимавал (тук са нужни много резерви) можем да кажем, че посевите рапица да не се конкурират с продоволствените растения.

При това възникват нови отрасли — извличане на белтъци от фураж и изготвяне от него на диетични хранителни продукти, получаване и преработка на мед, производство на хитозан. Освен това, импулса за развитие получават животновъдството, зьащото рапсовя шрот подобрява фуражната база. Последното обстоятелство позволява да се затвори цикъла на производство на биодизел: отпадъците от животните могат да станат източник на суровина и енергия за производството на метанол.

В това време за година в Украйна потребяват 4,5 млн. тона бензин. Очевидно, ако се постави задача, какво да се прави със растенията, то посевите с пшеница в най- благоприятен случай ще се съкратят на две трети. А без отказ от бензин опитите да се замени дизеловото гориво на биодизел изглежда доволно странно, така или иначе е неизбежно получаването на продуктите при преработката на нефт. Затова да се отглежда много рапица и да се съкрати потреблението на дизелово гориво, може да се получи ситуация, когато дизеловото гориво поевтинее и всички мероприятия по прехода на възобновяемо гориво стане не най-икономически привлекателно. Що се касае за Русия, то отчитайки огромното разнообразие на нейната природа и необятните простори, да се направи разчет е трудно. С това трябва да се заемат специалистите. Това се случи Dnes, за важното през деня ни последвайте и в Google News Showcase.