Использование растительных масел в качестве моторного топлива известно давно. Еще в 1900 году на Всемирной выставке в Париже экспонировался двигатель, работающий на арахисовом масле. Первоначально биодизелем называли смесь минерального дизельного топлива с рапсовым маслом. В настоящее время в западных странах понятием «биодизель» определяется не что иное как метиловый эфир, обладающий свойствами горючего материала и получаемый в результате химической реакции из растительных жиров. Именно эфиры растительных масел можно назвать настоящим биодизелем.
С 90-х годов в странах Европы ведутся работы по созданию мощностей для промышленного производства биодизеля из масла озимого рапса. В странах ЕС производство растительного биотоплива поддерживается государством. В 1991 году Евросоюз утвердил программу «Евродизель», предусматривающую компенсацию 50% капвложений в увеличение соответствующих мощностей и иные льготы. В этих странах производство биодизеля составляет почти 4,5 млн. т. Лидирует в регионе пока Италия, на которую приходится более 30% от общего объема продукта.
По итогам 2004 года потребление биодизтоплива в Германии удвоилось и теперь эквивалентно среднегодовому потреблению горючего 300 тыс. легковых автомобилей. Но, пожалуй, на этом остановимся поподробнее, чтобы окончательно уяснить, чем все-таки биотопливо привлекает сегодня потребителей.
Итак, в Германии большие надежды возлагаются на рапс в качестве замены дизельного топлива. Для использования топлива, получаемого из растительного сырья, рассматриваются два пути: этерификация растительных масел до кондиций дизельного топлива; модифицирование дизельного двигателя таким образом, чтобы при сгорании сырого масла в нем не образовывался вредный нагар.
Первый путь уже реализуется на автомобильном транспорте. Топливо Biodiesel, представляющее собой рапсовый метиловый эфир (RME), уже отпускается в Германии более чем на 800 заправочных колонках. Поскольку RME – чрезвычайно агрессивная жидкость, топливные баки, топливопроводы и иные элементы, соприкасающиеся с ним, должны иметь специальное исполнение, стойкое к RME.
Поставки растительного сырья ограничены посевными площадями, спецификой сельского хозяйства, а также возможностями переработки. Ожидается, что в 2006 году использование в качестве топлива рапсового масла и RME суммарно составит около 2,3% от общего потребления автотранспортом дизельного топлива. До 2020 года эта доля может дойти лишь до 4%.
Однако специалисты полагают, что разработка специальных двигателей малоэффективна. Низкий потенциал растительного сырья по сравнению с абсолютным потреблением дизельного топлива становятся причиной того, что на автотранспорте целесообразнее использовать RME в обычных дизелях, а не сырое масло в специальных двигателях.
На железнодорожном транспорте это граничное условие не приемлемо. Абсолютное потребление дизельного топлива здесь значительно меньше, чем в автомобилях. Так, в 1995 году оно составило 3,3% от потребления на автотранспорте, включая расход в устройствах обогрева. Ответ на вопрос о предпочтительности RME или сырого рапсового масла на железнодорожном транспорте также будет иным, чем на автомобильном.
Поиски новых источников энергии вызваны рядом причин:
ограниченностью запасов обычных источников;
зависимостью от стран – экспортеров нефти;
парниковым эффектом, обусловленным поступлением в атмосферу двуокиси углерода;
загрязнением атмосферы выхлопными газами.
Наряду с этим рост потребности в растительном сырье для получения топлива может повысить доходность сельского хозяйства.
Процесс изготовления рапсового масла делится на два этапа: первичный отжим из семян и вторичный – из жмыха. С помощью последующей экстракции остаточное содержание масла в жмыхе может быть дополнительно снижено. После отжима масло фильтруют и обезвоживают, очищают от кислотных компонентов и осадка, а затем осветляют. Для производства RME требуются дополнительные затраты на этерификацию. Диапазон температур этерификации в зависимости от способа составляет 20-1000 C.
Рапсовое масло получают на децентрализованных (без экстракции) и на централизованных маслозаводах. В Германии сейчас в общей сложности работает 80 децентрализованных и 12 централизованных заводов. Дальнейшая переработка масла в RME возможна лишь специальными этерификационными установками. В настоящее время топливо Biodiesel выпускают восемь немецких фирм, две из которых работают за границей.
По сравнению с минеральным маслом, 1 л которого способен загрязнить 1 млн. л питьевой воды и привести к гибели водной флоры и фауны, растительное масло, как показывают опыты, при попадании в воду не причиняет вреда ни растениям, ни животным. Кроме того, оно подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за 28 дней перерабатывают 99% масла, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озер при попадании в них исходного масла.
В общем, использование растительных видов топлива необходимо для того, чтобы снизить выброс в атмосферу двуокиси углерода. При сгорании рапсового топлива выделяется такое количество СО2, которое было потреблено из атмосферы растением за весь период его жизни. В то же время, не следует упускать из виду и дополнительные выбросы углекислого газа, связанные с использованием транспортных средств, а также сельскохозяйственной техники, работающей, в основном, на дизтопливе. При изготовлении RME особенно велики дополнительные выбросы СО2, так как этот процесс связан с использованием метанола и расходом энергии. Рапсовое топливо снижает выбросы углекислого газа в атмосферу, однако считать его экологически чистым было бы неправильно. В отношении выбросов СО2 рапсовое масло более экологично, чем RME.
