Articles Comments

Professional Factory » Безопасность, Промышленность, Технология » Производство биотоплива и его влияние на глобальную продовольственную безопасность

Производство биотоплива и его влияние на глобальную продовольственную безопасность

bioCельское хозяйство и энергетика всегда были тесно взаимосвязаны, однако характер и прочность их взаимоотношений со временем эволюционировали. Сельское хозяйство всегда являлось источником энергии, а энергия – это один из основных факторов современного сельскохозяйственного производства.

В XX в. связи между рынками сельскохозяйственной и энергетической продукции ослабели из-за массового использования ископаемого топлива вместо биологического. В то же время очевидно влияние ископаемого топлива на факторы сельскохозяйственного производства, поскольку возрастает зависимость сельского хозяйства от химических удобрений, производимых из ископаемого топлива, а также от техники, работающей на дизельном топливе. Хранение, переработка и распределение продовольствия также являются энергоемкими видами деятельности. Поэтому повышение цен на ископаемое топливо оказывает прямое и мощное воздействие на стоимость произведенной сельскохозяйственной продукции и цены на продовольствие.

В XXI в. перед мировым сообществом обострилась проблема использования альтернативных источников энергии: солнечной энергии, энергии ветра и воды, биологического топлива. Различные виды биотоплива использовались тысячелетиями и для многих людей остаются единственным источником тепла и средством приготовления пищи. В настоящее время для производства дров или биомассы выращивают энергетические леса, состоящие из быстрооборачиваемых растений.

Использование сельскохозяйственного сырья для производства жидкого биотоплива является наиболее значительным фактором, обуславливающим новый спрос на сельскохозяйственную продукцию. Растущий спрос на сельскохозяйственное сырье прямо или косвенно будет влиять на рынки других сельскохозяйственных товаров. Рост производства биотоплива оказывает влияние на цены на продовольственные культуры, используемые при его производстве, что ведет к возникновению потенциальной связи между изменениями цен на нефть и на сельскохозяйственное сырье для промышленного производства и косвенным образом на другие сельскохозяйственные товары. Рост цен на нефть обусловил повышение цен на продовольственные культуры, такие как пшеница, кукуруза, семена масличных культур, и привел к росту розничных цен на основные продовольственные товары. Эти последствия оказали влияние на многие страны с учетом международной торговли этими товарами. Рост цен поставил под угрозу продовольственную безопасность чистых покупателей продовольствия в городских, а также сельских районах.

К основным факторам, определяющим значимость перехода к альтернативным источникам энергии, относятся следующие:

  • глобально-экологический, так как традиционные энергодобывающие технологии оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду;
  • экономический, так как переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить ограниченные топливные ресурсы государства для их использования в химической промышленности и других высокотехнологичных отраслях производства;
  • политический, так как государство, которое станет лидером в альтернативной энергетике, фактически сможет диктовать цены на энергоресурсы.

В настоящее время эффективные технологии конверсии позволяют производить биотопливо в твердой, жидкой и газообразной формах из таких материалов как древесина, сельскохозяйственные культуры и отходы.

Твердое биотопливо, например, топливная древесина, древесный уголь и навоз, является крупнейшим сегментом сектора биоэнергетики, составляя 99% всех видов биотоплива.

Появление жидкого биотоплива на основе сельскохозяйственных культур в качестве горючего для транспорта восстановило связь между рынками сельскохозяйственной и энергетической продукции. Жидкое биотопливо способно в значительной мере влиять на сельскохозяйственные рынки, но на его долю приходится и будет, скорее всего, приходиться и впредь относительно небольшая часть общего энергетического рынка. Жидкое биотопливо играет весьма ограниченную роль в общемировых поставках энергии; на его долю приходится 1,9% от общего количества производимой биоэнергии. В последнее время, однако, отмечается быстрый рост объема производимого жидкого биотоплива и его доли в общемировом спросе на транспортные энергоносители.

Для производства биоэнергии в самых разных формах можно использовать широкий спектр источников биомассы. Например, для получения электричества, тепла, теплоэнергии можно использовать продукты питания, волокна и отходы деревообработки, которые обеспечивает промышленный сектор; энергетические культуры, культуры с коротким вегетационным периодом и сельскохозяйственные отходы, которые обеспечивает сектор сельского хозяйства; и отходы лесного сектора. Биотопливо можно назвать возобновляемым источником энергии, поскольку оно представляет собой одну из форм преобразованной солнечной энергии.

Биотопливо, в отличие от традиционных нефти или газа, производится из возобновляемого биологического материала, например растений, навоза или отходов производства. Топливо может подвергаться химическим процессам или переработке, а также быть использовано ранее в других целях.

Использование биотоплива вместо ископаемого топлива предполагает два основных преимущества. Во-первых, биотопливо – возобновляемый ресурс, поэтому оно является долгосрочным, относительно дешевым и надежным источником энергии. Во-вторых, в процессе производства и использования биотоплива выделяется гораздо меньше парниковых газов, чем при производстве топлива из ископаемого сырья.

Биотопливо первого поколения вырабатывается из сырья, которое можно использовать для производства продуктов питания. Многие злаковые и масляные культуры являются базовыми компонентами при производстве продовольствия. Объем зерна, используемый для производства полного бака этанола для большого автомобиля, было бы достаточен для питания одного человека в течение года.

Биотопливо второго поколения – синтетическое топливо, которое вырабатывается из биомассы, но имитирует химические характеристики ископаемого топлива. Это позволяет более глубоко интегрировать его в существующие топливные системы. Оно может производиться из комбинированной биомассы с большей долей «деревянной» составляющей, например из соломы, а не самой кукурузы.

Биотопливо третьего поколения – это топливо, полученное из водорослей с высоким содержанием масла.

Биодизельное топливо получило распространение во многих странах Европы. По желанию автовладельца на заправочных станциях биодизель могут заливать в бак автомобиля как в чистом виде, так и в качестве добавки (обычно 5–35%) к традиционному дизельному топливу. Европейская комиссия поставила задачу, используя к 2020 г. альтернативные источники энергии, заменить как минимум пятую часть нефти, которую потребляет транспортный сектор на альтернативные виды горючего.

Правительство Великобритании анонсировало новые требования к использованию возобновляемого топлива в качестве меры, поддерживающей использование биотоплива и других возобновляемых источников энергии в транспортном секторе. В ноябре 2007 г. было создано Агентство по возобновляемому топливу, которое должно контролировать введение требований к использованию возобновляемого топлива.

Около 80% выпускаемого Европейским союзом биодизеля производится из рапса. На производство этого экологически чистого вида топлива направляется около трети всего урожая рапса.

В период 2000–2007 гг. мировое производство топливного этанола увеличилось в три раза и превысило 60 млн. л, причем основная часть этого роста приходится на долю Бразилии и США. В странах Европейского Союза объем производства биодизеля увеличился с менее одного млрд. литров до почти 11 млрд. л.

Крупнейшим и наиболее эффективным производителем биотоплива в мире является Бразилия, а самым дешевым биотопливом является этанол, производимый в этой стране из сахарного тростника. В числе преимуществ биотоплива, производимого из тропического сырья, можно отметить, что, согласно имеющимся данным, этанол, производимый в Бразилии из сахарного тростника, обладает наибольшим потенциалом в плане сокращения выбросов парниковых газов по сравнению с этанолом, производимым из сахарной свеклы, пшеницы или кукурузы. Кроме того, биотопливо, производимое в тропических регионах из сахарного тростника и семян масличных культур, является менее затратным по сравнению с биотопливом, производимым из сельскохозяйственных культур в регионах с умеренным климатом.

Помимо Бразилии, в нескольких развивающихся странах существуют хорошие перспективы для производства биотоплива. Наибольшим потенциалом для расширения производства биотоплива обладают страны Африки и Южной Америки. Производство биоэнергии может обеспечить для развивающихся стран новые возможности для экспорта в промышленно развитые страны мира, однако, что, возможно, еще более важно, оно может помочь им использовать биомассу для производства собственной электроэнергии. Начался быстрый рост производства биотоплива в Азии. В настоящее время Китай находится на третьем месте по производству этанола, и ожидается, что это производство будет расти в течение следующих десяти лет более чем на 4% в год. В Индии производство этанола из мелассы, согласно прогнозам, будет увеличиваться более чем на 7% в год; при этом расширяется производство биодизеля из новых культур, таких, как ятрофа. Производство биодизеля из пальмового масла растет быстрыми темпами в Индонезии и Малайзии. Кроме того, интерес к биоэнергии в развивающихся странах выходит за пределы производства жидкого биотоплива, по мере того как некоторые страны начинают осознавать, что производство биоэлектроэнергии на базе бытового сырья является более рентабельным.

Однако очень немногие страны могут стать эффективными производителями биотоплива. Производство биотоплива, стимулируемое высокими ценами на энергоносители, открывает новые возможности для создания крупных сельскохозяйственных рынков. Тем не менее, лишь немногие из осуществляемых сегодня программ производства биотоплива являются экономически выгодными, а многие сопряжены с социальными и экологическими рисками.

Производство биотоплива в промышленно развитых странах развивается под защитой высоких протекционистских тарифов и масштабных субсидий. Такая политика наносит ущерб развивающимся странам, которые могли бы стать эффективными производителями на новых прибыльных экспортных рынках продуктов питания. Кроме того, малоимущие потребители платят более высокую цену за основные продукты питания вследствие роста цен на зерно на мировых рынках, непосредственной причиной которого является переработка значительной части зерна на биотопливо, а косвенной – перевод в иные категории земель, ранее использовавшихся для производства продуктов питания.

Сопротивление внедрению биологического топлива в мире растет по нескольким причинам. При всех плюсах использования биотоплива быстрое увеличение его производства чревато серьезными опасностями для сохранения дикой природы. Особенно тревожная ситуация складывается в тропических районах, где ради плантаций соответствующих культур (прежде всего масличной пальмы) начинают уничтожать дождевые леса и распахивать саванны.

Образовавшийся в результате вырубки лесов «углеродный долг» (количество СО2, поступающее в атмосферу при разрушении естественного растительного покрова и сжигании топлива) огромен, а «погасить» его можно только выращивая в этих местах культуры для биотоплива в течение десятилетий или даже столетий.

Следствием направления значительной части зерновых (в США – 30% кукурузы) на производство биологического топливного масла, стал стремительный рост цен на весь спектр продуктов питания.

В настоящее время во всех странах большинство земель, пригодных для выращивания сельскохозяйственной продукции, используются в агропромышленном производстве. Когда их часть выводится для производства культур, ориентированных на биотопливо, возрастает мировая цена на фуражное зерно и продовольствие.

В целом рост масштабов мирового производства биотоплива может по-разному воздействовать на глобальную продовольственную безопасность. С одной стороны, рост цен на сырьевые товары, обусловленный производством биотоплива, может нанести ущерб импортерам продовольствия, однако с другой стороны, более высокие цены могут также стимулировать внутреннее сельскохозяйственное производство мелкими фермерскими хозяйствами в развивающихся странах. Однако для того, чтобы это могло быть реализовано, развивающимся странам, испытывающим дефицит продовольствия, необходимо устранить имеющиеся препятствия и дать возможность производителям воспользоваться растущими стимулами.

Расширение производства биотоплива может потребовать роста сельскохозяйственного производства на малоплодородных землях. При этом совершенствование технологий и повышение урожайности будут играть важнейшую роль в снижении нагрузки на природные ресурсы. В то же время необходимо обеспечить, чтобы быстрый рост производства биотоплива позитивно сказывался на мерах по борьбе с изменением климата. Так, выращивание сырья для производства биологического топлива привела к истреблению лесов в Бразилии и Индонезии, в результате этого выбросы двуокиси углерода в атмосферу выросли на 20%.

Необходимо предусмотреть меры регулирования или системы сертификации, которые могли бы смягчить потенциально серьезные негативные последствия производства биологического топлива для окружающей среды, увеличить объем инвестиций в научные исследования, чтобы разработать более эффективные и устойчивые технологии производства биотоплива на основе сырья, непригодного для использования в качестве продуктов питания.

Учитывая перспективы роста энергетических потребностей в долгосрочном плане, а также необходимость сокращения выбросов парниковых газов, производство биотоплива может являться важным элементом поставок энергии, отвечающей требованиям экологической устойчивости, хотя на долю биотоплива будет приходиться лишь небольшая часть общего потребления энергии. Тем не менее, рост этого сектора, определяемый ценами на энергию, инвестициями в научные исследования и мерами государственной политики может привести к повышению цен на сельскохозяйственные сырьевые товары и, возможно, к еще большей их нестабильности на рынке продовольствия. Необходимо ограничивать негативные последствия роста масштабов производства биологического топлива для глобальной продовольственной безопасности и в то же время использовать имеющийся потенциал для его развития.

Елена Михалко

Written by

Filed under: Безопасность, Промышленность, Технология · Tags: , ,

Добавить комментарий