Що таке біодизельне пальне?

Біоди́зель (дизельне біопаливо, МЕРО, РМЕ, RME, FAME, EMAG, SME, SFME, біонафта й ін.) — екологічно чистий вид біопалива, а також паливна добавка, яку отримують із рослинної олії чи тваринного жиру і використовується для заміни нафтового дизельного палива.

Де використовується біодизель?

Біодизель – єдине Альтернативне паливо, яке підходить для будь-якого традиційного дизельного двигуна. Суміш, що складається з 20% біодизеля та 80% традиційного дизеля (B20), може бути використана для немодифікованого дизельного двигуна.

Як зробити біодизель в домашніх умовах?

Так для 1 тисячі літрів біопалива потрібно 1 т олії, 111 кг спирту, 12 кг каталізатора. З цієї кількості крім пального ви отримаєте додатково 150 л гліцерину в початковому вигляді. Найкращі олії для отримання біопалива - це нейтральні рослинні олії з ріпаку, кукурудзи та соняшника.

Біодизель з ріпаку: як виготовити, плюси, мінуси та ціна питання

В Україні спостерігається тенденція: як тільки ціна нафти перевищує $100 за барель, з боку бізнесу підвищується зацікавленість до виробництва біопалива. Така ситуація була у 2008 р., коли нафта коштувала $147,5 за барель — тоді аграрії активно почали цікавитись, як саме виготовляти альтернативне пальне і сумішеві види. Та вже через два роки, коли ціна на паливо почала знижуватися, інтерес зник.

Зараз ситуація повторюється, бо ми залежні від імпортного палива. Сприяє популяризації і ціна дизеля, яка вже перевищує 65 грн/л (там, де його ще можна знайти у вільному продажі).

Разом з експертами ми підрахували, чи вигідно виробляти біодизель у себе в господарстві та розібралися, що відбувається на українському ринку біопалива і чи він взагалі працює.

Що таке біодизель та з чого його можна виробляти?

Біодизель — екологічно чистий вид палива або паливна добавка. Для його виробництва використовують соняшникову, ріпакову олію чи тваринний жир. Експерти наголошують, що з 1 га ріпаку можна отримати більше 1 т біодизеля. Але, щоб відбулася реакція і біодизель мав такі ж самі характеристики, що і звичайний, потрібно додавати до олії метиловий або етиловий спирт. Перший більш поширений, бо коштує дешевше.

Чим біодизель відрізняється від звичайного палива?

За своїми характеристиками біодизель повністю відповідає традиційному дизельному пальному з нафти. В ЄС такий вид палива користується попитом через екологічність.

По-перше, двигуни внутрішнього згоряння на такому пальному викидають у повітря менше діоксиду вуглецю (приблизно на 80%), і у вихлопі відсутній діоксид сірки. По-друге, при потраплянні у ґрунт чи воду, впродовж місяця розкладається на біокомпоненти.

Біодизель можна використовувати в чистому вигляді (В100). Та більш популярним є сумішевий вид, коли до звичайного дизпалива додають 10% чи 20% біодизеля (В10 і В20). За словами члена громадської організації «Асоціація аграрних інженерів» Павла Гринько , сумішевий вид біодизеля можна використовувати при будь-якій температурі повітря.

«А от чистий біодизель при низьких температурах (нижче +5 ℃) вимагає застосування присадок, бо паливо загусає. Тому, наприклад, під час збору врожаю проблем ніяких не буде. Але восени, коли відбувається оранка та підготовка ґрунту, температура падає, краще працювати на звичайному дизелі або сумішевих видах палива», — розповідає експерт.

Ще один недолік — таке пальне потребує додаткової підготовки паливних систем та заміни фільтруючих елементів. Крім того, біодизель агресивний по відношенню до гумових деталей, тому двигуни доводиться модифікувати.

Як виглядає процес виробництва?

У відфільтровану олію додаються спирти та каталізатор. Пропорції сировини та спиртів — 9:1. В якості каталізатора може слугувати гідроксид натрію або калію. Суміш підігрівається до певної температури. Після відстоювання, рідина розшаровується на дві частини — біодизель та гліцерин. Останній потрібно злити, а готову суміш профільтрувати.

Чи є в Україні заводи по виробництву біопалива?

Є два шляхи виробництва біопалива. Перший — побудувати сертифікований завод. В Україні таких налічується близько 14. Один із них, наприклад, функціонує на Львівщині. Його було побудовано у 2014 р. на базі господарства «Кільган І.С.» . Керівник господарства брав участь в міжнародному проєкті ЮНІДО при ООН і отримав нову італійську лінію вартістю $ 450 тис., яка переробляє олію на біопаливо. В якості сировини на заводі використовують ріпак. Потужності заводу дозволяють виготовляти близько 25 тис. т біодизелю в рік.

Залишки біодизеля, які не пішли на власне споживання, можна або продавати на внутрішній ринок, або, якщо є відповідний сертифікат, експортувати у країни ЄС, де сумішеві види палива є обов’язковими. До речі, досить розвинена ця галузь в Чехії та Польщі, які закупляють український ріпак і вироблене з нього біопаливо поставляють потім у країни ЄС.

Ось приклад того, як працюють заводи по виготовленню сумішевих видів палива в ЄС. Там поруч з нафтопереробними заводами працюють біоетанольні заводи, де на біоетанол переробляють кукурудзу (закуплену в Україні). Паралельно стоять лінії по переробці насіння ріпаку на олію (насіння теж закуплене в Україні). Вироблені біоетанол та біодизель трубопроводом подають на нафтопереробні заводи для змішування і отримання сумішевих видів палива з подальшою їх реалізацією.

Тут ще потрібно пояснити про біоетанол. По суті, це технічний етиловий спирт з дуже малим вмістом вологи. Його виготовляють із цукровмісних, крохмалевмісних та зернових культур і використовують як суміш зі звичайним бензином.

Як аграрію організувати виробництво в господарстві?

Щоб виробляти біодизель безпосередньо в себе в господарстві, потрібно закупити олійний прес та виробити олію. Як пояснює Павло Гринько, знайти в Україні це обладнання різних типів — не проблема. Його вартість буде залежати від потужностей виробництва та використаної сировини.

«Щодо олійних пресів, то сільськогосподарський виробник з 1 т ріпаку можна виробити третину олії. В умовах заводу, звичайно, ці показники набагато вищі, бо там застосовується кращі технологія, в тому числі біогенна очистка та різні технологічні елементи. Та для звичайного аграрія досить буде 1 га посівної площі ріпаку, щоб виготовити 1 т біодизеля для власних потреб», — відмічає експерт.

І додає, що в той же час потребує термінового вирішення питання регулювання придбання для аграріїв акцизних компонентів для виробництва біодизеля.

У свою чергу керівник господарства «Геркулес» Віктор Шеремета нам пояснив, що біодизельну установку можна і не купувати, а звернути ся до компаній, які надають їх в оренду. До речі, він зауважив, що для власного споживання біодизеля не потрібно дотримуватися ГОСТу та інших параметрів. У такому варіанті ця тех нологія проста і не затратна для звичайного фермера.

«Найпростіший спосіб — виробляти олію в господарстві, на своїй сировині, а установку орендувати. Такий варіант поширений у Східній Європі, зокрема в Польщі і Чехії. Там фермер виробляє біопаливо для власних потреб. Якщо більше норми виробляє (наприклад, його норма 70 л на 1 га), то обкладається податком. Менше норми — ніякого податково навантаження не несе. У нас теж сьогодні багато фермерів зацікавлені виробляти в себе в господарстві біопаливо», — говорить аграрій.

Яка ситуація на українському ринку біопалива?

За оцінками «НДІ альтернативних палив», Україна може виготовляти в рік мінімум по 0,5 млн т біодизеля і біоетанолу. Для цього потрібно 1,5 млн т насіння ріпака, вирощеного на площі 0,5 млн га.

Що нам говорять дані Мінагрополітики? У 2022 р. в Україні посів озимого ріпака проведено на площі 1 млн 24 тис. га, що на 143 тис. га більше від показника 2021 р. (мова йде про контрольовані території). Рекордні площі посівів озимого ріпака були у 2019 р. — 1,292 млн га. При цьому під ярий ріпак щороку відводиться площа у межах 40 тис. га.

Тобто, загалом збільшити площі під ріпаком в Україні — не проблема. Проблема — виробляти олію на продаж для виробництва біопалива та експортувати його, бо для цього поки не створено ні економічних, ні законодавчих умов.

Чому так і що потрібно зробити, пояснює Павло Гринько. Наразі біодизель обкладається митом — майже €158 на 1 т. Свого часу закон, який би скасував мито, не набув такої актуальності в порівнянні з нафтовим пальним. Зараз з боку влади почалися кроки по приведенню законодавчої бази у відповідність до європейських вимог щодо використання сумішевих видів палива.

Зокрема, на початку квітня цього року Верховна Рада ухвалила за основу законопроєкт №7233, яким передбачається зниження ПДВ на альтернативні види палива.

• зниження податку на додану вартість (ПДВ) на альтернативне паливо з 20% до 7%;
• обнулення акцизу на біоетанол, що використовується підприємствами для виробництва бензинів моторних сумішевих із вмістом біоетанолу, етил-трет-бутилового етеру (ЕТБЕ), інших добавок на основі біоетанолу.

«Для біодизеля так само — потрібно врегулювати акцизну політику на законодавчому рівні. Це дасть можливість фермерським господарствам на основний період весняної компанії і жнив забезпечити власне виробництво біодизеля та створити умови для гарантованого його забезпечення», — говорить Павло Гринько.

Без державного втручання виробити та реалізувати біопаливо буде складно. Крім того, якщо на законодавчому рівні буде прийнято відповідне рішення, щодо обов’язково використання сумішевих видів палива, то на біодизель буде стабільний попит. Аграрії будуть зацікавлені не тільки виготовляти його для власних потреб, а ще й постачати олію для подальшого промислового виробництва біодизеля.

Як порахувати економіку виробництва біодизеля?

Віктор Шеремета наразі активно вивчає питання виробництва біопалива, бо планує його виробляти на базі господарства для власних потреб. За його словами ціна 1 л біодизеля включає в себе ціну олії + 25% (це додаткові витрати на те, щоб перегнати олію у біодизель на установці).

У свою чергу Павло Гринько розповідає, що крім біодизеля, аграрій отримує ще й похідні:

• гліцерин, який використовується в косметичній та медичній галузі;
• шрот, який використовується у птахівництв та тваринництві або для виготовлення брикетів для твердопаливних котлів і генераторів.

«Найпростіше ціну порахувати так: вартість 3 т ріпаку буде складати вартість 1 т біодизеля. Якщо детально робити розрахунки, то потрібно враховувати всі похідні та всі витрати. Сьогодні, коли традиційне паливо коштує вже більше 65 грн за л, то ціна біодизеля в 45 грн — поза конкуренцією», — відмічає експерт.

Однак є і друга сторона медалі. Прив’язка ціни біодизеля до ціни ріпаку та нафти. Постає питання: якщо ціна ріпаку висока, а ціна нафти — низька, то біодизель моментально втрачає свою вигідність для аграрія?

Як розповів в інтерв’ю Kurkul.com керівник сектору «Енергетика» Офісу ефективного регулювання BRDO Антон Зоркін, собівартість біопалива дуже сильно залежить від сировини та стабільності її надходження, обсягів виробництва, ціни на електроенергію, логістики, оподаткування нафтопродуктів тощо.

«Високі ціни на нафту, підвищення вимог до екологічності пального та зменшення викидів СО2, загалом роблять собівартість виробництва біопалива співставною з собівартістю виробництва традиційного пального, про що свідчить зростання обсягів виробництва у світі. Крім того, саме для України на перший план наразі виходить питання енергетичної безпеки в частині постачання пального на ринок. Але біопаливо, це завжди питання, яке залишається на часі», — резюмує Антон Зоркін.

Опитані експерти сходяться в думці, що, якщо на законодавчому рівні найближчим часом буде врегульовано питання, щодо обов’язкової частки біопалива (біоетанолу, біодизеля) в загальному обсязі рідких моторних палив, виникне стабільний попит на таке пальне. З’явиться економічна доцільність виробництва біопалив. Аграріям буде забезпечено гарантований збут вирощеної продукції на переробні підприємства України, створено додаткову вартість на продукцію.

У кінцевому результаті держава зможе замістити 10% світлих нафтопродуктів в народногосподарському комплексі.

Костянтин Ткаченко, Наталія Родак, Latifundist.com

Переваги і недоліки біодизелю

Іван ШУВАР, доктор с.-г. наук, професор,

Біодизельне паливо не є абсолютно екологічно чистим, але, порівняно з нафтовим, воно все ж чистіше. Про це свідчать виконані дослідження.

Частка відновлювальної енергетики в паливному балансі України сьогодні становить 0,8%. До 2015 року має бути збільшена до 20%. Енергія біомаси становить 60% відновлювальних джерел енергії.

Основною відмінністю та екологічною перевагою біодизельного палива є його біорозкладання, відновлювання, екологічна чистота, біологічна нешкідливість, очищення ґрунтів від радіонуклідів та ін. Відходи виробництва ріпакової олії також використовують на корми для тварин. Однією із властивостей такої культури як ріпак є те, що 1 га ріпаку у фазі росту може поглинати близько 20 т вуглецю за сезон.

Рейтинг країн ЄС, у яких успішно розвивається відновлювальна енергетика, представлено такими країнами, як Фінляндія, Швеція, Австрія, Франція, Німеччина. Водночас, серед виробників рідкого палива (біодизелю та біоетанолу) у ЄС першість отримують Німеччина, Італія, Франція та Чехія. Усього у цих країнах Західної Європи було вироблено 4,23 млн т. біодизельного палива. Європейська економічна комісія ухвалила резолюцію про переведення до 2020 р. 20 % європейського автотранспорту на біопаливо.

Низка українських компаній у Вінницькій, Чернівецькій, Тернопільській, Львівській областях випускають дослідні партії біодизелю. Однак процес не набув ще промислового характеру. Хоча біодизель і має низку переваг перед традиційними енергоносіями, він має і недоліки:

3. Посівні площі ріпаку обмежені і продуктивність його ще не висока. Біопаливо виробляють із рослинної сировини, кількість якої обмежується зростаючими потребами харчової промисловості.

4. Із-за наявності в біодизельному пальному кисню воно має гірші енергоємні характеристики порівняно з його вуглеводневим аналогом. Це позначається на ефективності використання біопалива, особливо в холодну погоду.

5. Використання біодизельного палива не дає гарантії зменшення викидів в атмосферу токсичних і парникових газів. Викиди від згоряння біо-палива, виготовленого з кукурудзи або насіння ріпаку, є більш руйнівними для атмосфери планети, ніж викиди від згоряння аналогічної кількості нафти і газу. Біопаливо створює від 50% до 70% парникових газів, які призводять до нагрівання атмосфери.

6. Гомогенна технологія виробництва біодизелю має недоліки. Отриману суміш продуктів необхідно розділяти, нейтралізувати і ретельно промивати. Технологія передбачає утворення великої кількості солей, мила і стічних вод, які необхідно утилізувати. Гліцерин — побічний продукт виробництва біодизелю пропонують або закопувати в землю (як добриво) або спалювати.

7. Проблеми зі збутом гліцерину. Споживачів гліцерину в Україні майже немає, а західним ринкам такий гліцерин потрібний лише після очищення. Метиловий ефір, що міститься у гліцерині, може потрапити в ґрунтові води або атмосферу. Все це підвищує собівартість біодизелю, що зменшує конкурентоспроможність цієї технології.

8. Олія з ріпаку має показник свіжості — «кислотне число», — міра згірклості. Термін зберігання біодизелю — не більше 3 місяців, що обмежує його використання.

9. Біодизель не можливо транспортувати трубопроводом, і тому сировину можна транспортувати в точку продажу за допомогою залізничних вагонів або вантажних автомобілів. Це підвищує вартість, а також загальний попит на транспортну систему.

11. Біодизель є дорожчим за звичайний бензин. Взимку, за мінусових температур, у чистому вигляді біодизельне паливо перестає текти по трубах і шлангах, може засмітити двигун, насоси і фільтри.

Крім людей, ріпак є корисним і для грунту: він збагачує його органічними речовинами, глибока коренева система стрижневого типу покращує його повітро- і водопроникність, уможливлює використання ресурсоощадного обробітку грунту. Більш того, ріпак добрий попередник для інших культур.

Недаремно деякі фахівці називають ріпак сонячною культурою, аргументують це коренем слова «ра» — так називали бога сонця в Стародавньому Єгипті.

Солому ріпаку успішно використовують для виробництва целюлози, картону, паперу тощо. Так, з соломи на площі 1 га можна отримати близько 2 т паперу. Важливо, що вихід соломи становить приблизно 2-6 т/га. І багато європейських країн надають великого значення цьому виду сировини. Важливо зауважити, що близько 10% целюлози у світі отримують з альтернативних джерел!

Таким чином, на сьогодні ріпак має гарантовані ринки збуту, його експортують у великих обсягах, тому що попит на технічну і продовольчу рослинну олію з нього завжди високий. Природно, це відображається на прибутках компаній, які займаються його вирощуванням, — рентабельність цього бізнесу не менше, ніж 50%, так як у компаній завжди є можливість продавати продукти ріпаку за високою ціною.

Іншим важливим чинником, що викликає підвищений інтерес до біодизельного палива, є його екологічність, тобто менші викиди шкідливих сполук у навколишнє середовище. Біодизельне паливо не є абсолютно екологічно чистим, але, порівняно з нафтовим, воно все ж чистіше. Про це свідчать виконані дослідження. Так, у продуктах згоряння біопалива на 8-10% менше окису вуглецю, майже на 50% менше сажі й значно менше сірки (0,005% проти 0,2% у звичайного дизельного палива). І тільки через високий вміст кисню у біопаливі продукти його згоряння містять приблизно на 10% більше окису азоту порівняно з нафтовим дизельним паливом.

Біодизельне паливо відзначається високим цетоновим числом, що дає можливість використовувати його на дизельних двигунах без додаткових речовин, які б забезпечували краще запалювання, особливо під час запуску двигуна.

У найближчій перспективі звичайні мінеральні олії, що використовували для технічних потреб, будуть замінювати на більш якісні олії рослинного походження, у тому числі виготовлені з ріпакової олії. Охорона навколишнього природного середовища вимагає повної заміни мінеральних олій рослинними. Останні біологічно швидко розкладаються і не завдають шкоди навколишньому середовищу. У грунті вони розкладаються через 7 діб на 95% (мінеральні олії — тільки на 16%).

У разі попадання у грунт або воду біодизельне паливо впродовж 25-30 днів практично повністю розкладається і не завдає екологічної шкоди, тоді як один кілограм мінеральних нафтопродуктів може забруднити майже мільйон літрів питної води, знищуючи в ній всю флору й фауну.

Біопаливо характеризується високими мастильними властивостями. Сприяє цьому особливий хімічний склад та високий вміст кисню. Внаслідок змащення рухомих деталей двигуна, який працює на біопаливі, міжремонтний термін його експлуатації збільшується приблизно на 50%. Але найважливішим є той факт, що переходячи на біодизельне паливо, не потрібно додатково переобладнувати ні сам двигун, ні інші його системи.

Біодизель як моторне паливо має низку цінних властивостей. Його застосування істотно продовжує тривалість «життя» двигуна, бо таке паливо має кращу змащувальну здатність, ніж пальне з нафти. При цьому на 90% зменшується ризик ракових захворювань у населення. Унаслідок того, що біодизель містить 11% кисню, кількість вуглекислого газу зменшується на 80%, чадного газу — 35%, окисів сірки — 100%, аерозолів (димових частинок розміром менше 10 мікрон) — 32%. Очевидно, що ці вражаючі показники мають першочергове значення для поліпшення екологічного стану довкілля.

Біодизель має приємний запах попкорну чи смаженої картоплі. Його можна використовувати у чистому вигляді (марка У 100) або в суміші зі звичайним дизельним паливом. Найпоширеніший склад В 20 відповідає 20% біодизелю та 80% звичайного палива. Біодизель успішно застосовують у Європі вже 20 років і всебічно випробуваний у США, де з його використанням загальний пробіг транспорту досяг 50 млн км. Існують також американський і європейський стандарти на біодизель (ASTM,2003; DIN EN 14214,2003 відповідно). Враховуючи ситуацію, яка склалася нині на енергетичному ринку України, організація виробництва біодизелю в нашій країні видається вельми актуальною.

Як відомо, біодизельне паливо агресивніше щодо гумових та полімерних деталей двигунів, ніж звичайне нафтове; внаслідок потрапляння на лакофарбове покриття кузова біопаливо треба якнайшвидше витерти, бо воно досить швидко роз’їдає його верхній шар.

Крім цього, біопаливо дещо змінює техніко-експлуатаційні параметри роботи дизельних двигунів. Потужність двигуна під час роботи у номінальному режимі з використанням біопалива знижується на 6-8%. Разом з цим витрата палива зростають приблизно на 5-8%. Біодизельне паливо досить широко використовують у багатьох країнах Європи та світу. Його використання у чистому вигляді потребує чималих додаткових капіталовкладень. Тому в більшості країнах практикують змішування нафтового дизельного палива з ріпаковою олією або ж використовують як добавку (від 5 до 30 %) до традиційного дизельного палива.

З 2009 року всі країни Європейського Союзу зобов’язуються виробляти й використовувати біодизельне паливо. А до 2020 року ЄС планує не менше 20% транспорту заправляти біопаливом.

Відповідно до програм розвитку галузі біоенергетики у ЄС для виробництва біопалива використовують третину врожаю ріпаку. Площа під цю культуру досягла 4 млн га при середній урожайності — 24-26 ц/га. Серед інших енергетичних культур для виробництва рідкого біопалива використовують соняшник, пшеницю, картоплю, цукрові буряки та ін. Вихід енергії з одного гектару коливається від 26 ГДж (з цукрових буряків) до 145 ГДж (з соняшнику).

Саме неготовність України до розвитку біоенергетики призводить до нарощування неконтрольованого експорту сировини. Це негативно впливає на економічний розвиток держави, є загрозою стати сировинною базою для забезпечення постійно зростаючих потреб країн ЄС у цьому виді продукції.

Використання біопалива дає можливість частково зменшити споживання обмежених запасів природної нафти і послабити навантаження СО2 на навколишнє середовище.

Нині визначено три основні напрями використання насіння ріпаку як поновлюваної сировини для технічних і енергетичних потреб: виробництво палива, виробництво мастильних засобів і застосування як вихідного матеріалу для синтезу в олієхімічній і фармацевтичної промисловості. В останні роки в Європі, особливо в Німеччині, значно розширено використання ріпакової олії, насамперед як пального.

Для виробництва біодизелю з рослинних олій необхідний спирт. В основному використовують метанол, який виробляють хімзаводи з природного газу, запаси якого в Україні також обмежені, як і запаси нафти. Для виробництва біодизелю належної якості потрібна потужна система фільтрації від механічних домішок і очищення від продуктів обмилення, гліцерину і залишкового метанолу. Таким чином, виробництво біодизелю вимагає істотних інвестицій.