(Первая часть. Вторая часть, Окончание.)
Многие люди пользуются экологически чистым биотопливом, даже не подозревая об этом. Ведь к данной категории относится не только горючее из растительного или животного сырья или из органических отходов, но и более традиционные виды энергоносителей. Если жидкое биотопливо для двигателей внутреннего сгорания (этанол, метанол, биодизель) еще способно вызвать удивление, то его твердые варианты (дрова, щепа, солома, навоз) используются человечеством тысячелетиями. Попробуем разобраться, насколько оправдано применение биотоплива вместо ископаемых энергоносителей, таких как нефть или газ. Ответ на этот вопрос далеко не очевиден.
— Откуда биотопливо? — Из лесу, вестимо…
До сих пор на традиционные формы приходится до 60% всего используемого в мире биотоплива. Дрова, растительные остатки и навоз применяют для отопления домов и приготовления пищи не менее 38% населения Земли! Возможно, кто-то не знает, но на европейском рынке Россия входит в тройку крупнейших стран-поставщиков топливных пеллет (биотопливо из торфа, древесных отходов и отходов сельского хозяйства в виде цилиндрических гранул). Только 20% произведенного в стране биотоплива потребляется нашими согражданами: львиная доля поставляется в Данию, Великобританию и Германию. Кстати, в Финляндии древесное топливо обеспечивает до 25% всего потребления энергии.
Масштабы биоэнергетики в других странах мира также впечатляют. Более половины всего выращенного рапса в Европе, более трети всего зерна в США, не менее половины сахарного тростника в Бразилии идут на производство биотоплива! Биотопливо для автотранспорта существует в виде этанола и биодизеля (75% и 25% соответственно, в абсолютных цифрах в 2010 году в мире было произведено 86 и 19 млрд. л соответственно). Этанол получают из сахарного тростника (61% всего производства данного вида топлива, преимущественно в Бразилии) и из зерна кукурузы (39% — выпускается и потребляется в основном в США). Биодизель делают из сои (США) и рапса (Европа, прежде всего — Германия и Франция).
«Работает на всем, что горит»
Крупнейшими в мире производителями этанола являются США и Бразилия (например, в 2006 году они произвели 18,4 и 16,3 млрд. л соответственно). На эти две страны приходится 90% рынка этанола, используемого в качестве биотоплива. Автозаправки в Бразилии обычно предлагают так называемые Е20 или Е25 (смесь 20% или 25% этанола и 80% или 75% бензина соответственно). Обычные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) могут работать на топливе марки Е10 или Е15 (смесь 10% или 15% этанола и 90% или 85% бензина соответственно). Но так как этанол дешевле бензина, нередко недобросовестные заправщики разбавляют его, и реальная концентрация биотоплива может доходить до 40%. На «настоящем» этаноле Е85 (смесь 85% этанола и 15% бензина) могут работать только машины Flex-Fuel (сделать такую из обычного автомобиля можно, но экономически нецелесообразно). Однако пробег автомобилей с двигателями на Е85 на единицу объема топлива составляет лишь 75% от пробега машин с ДВС.
Сырьем для изготовления биодизеля могут служить растительные масла — рапсовое, соевое, пальмовое, кокосовое, а также отходы пищевой промышленности. Разрабатываются технологии производства этого вида биотоплива даже из водорослей! В США смесь обычного дизельного топлива с биодизелем обозначается буквой B: например, марка В2 содержит 2% биодизеля и 98% обычного дизельного топлива. Аналогичная маркировка была введена в странах ЕС в 2018 году.
Производство биодизеля стало активно развиваться в странах Европы (прежде всего в Германии, Франции, Чехии и Швеции) еще в 1990-х годах. В обычное дизельное топливо начали добавлять биодизель на уровне 5-30% от общего объема. А такие автопроизводители, как французские Renault и Peugeot, сертифицировали двигатели для грузовиков, способные работать на топливе, в котором доля биодизеля составляет до 50% и выше. На данный момент топливо со 100%-м содержанием биодизеля доступно на многих автозаправках европейских стран.
В 2000-х годах мировые объемы производства биодизеля ежегодно росли на 40%, причем основная доля роста приходилась на Европу, а внутри нее около половины — на Германию. Однако в абсолютных цифрах успехи были не столь впечатляющи. Так, в 2008 году мощности производства биодизеля во всей Европе достигали объема 16 млн. т, а потребность в дизельном топливе в США и Европе вместе взятых — 490 млн. т. Индонезия, основной мировой поставщик пальмового масла, которое также может использоваться в качестве биодизеля, на 2018 год достигла годового объема производства всего лишь в 3,5 млн. т.
Дело пахнет биокеросином
Тем не менее, транспортное биотопливо постепенно начинает применяться не только в автомобильной, но и в авиационной индустрии. Так, немецкая авиакомпания Lufthansa с 2011 года на протяжении полугода применяла биокеросин на среднемагистральных пассажирских самолетах Airbus A321. В марте 2013 года Boeing-777-200 авиакомпании KLM выполнил первый коммерческий трансатлантический авиарейс на биотопливе по маршруту Амстердам — Нью-Йорк. В 2018 году американский концерн Boeing продемонстрировал использование на 100% экологичного авиатоплива на большом грузовом лайнере Вoeing-777 авиакомпании FedEx в рамках программы ecoDemonstrator.
С конца 2019 года крупнейший европейский авиапроизводитель, компания Airbus, применяет биотопливо финской энергетической компании Neste на британских двигателях Rolls-Royce широкофюзеляжного самолета A300-600ST (Super Transporter) в своем филиале в Гамбурге. Этот огромный летательный аппарат, также известный как Beluga, транспортирует негабаритные грузы (секции фюзеляжа, крылья и хвостовое оперение «Аэробусов») на линии окончательной сборки.
С весны 2021 года «Белуга» из филиала Airbus в британском Броутоне также перешла на более экологичное горючее — смесь 35% биотоплива и 65% обычного авиационного керосина. В мире такой биокеросин обозначается английским термином Sustainable Aviation Fuel (SAF). Считается, что его использование на одной «Белуге» позволяет сократить выбросы углекислого газа в атмосферу на 400 т только в течение трех месяцев. В ближайшие годы Airbus в рамках своего проекта по декарбонизации (снижению углеродного следа) планирует довести долю «биодобавок» в SAF до 50%.
Французская авиакомпания Air France также готовится к широкому внедрению биологического топлива: в мае 2021 года она выполнила первый трансконтинентальный рейс из Парижа в канадский Монреаль на дальнемагистральном самолете Airbus А350 с двигателями, работающими на SAF. Летательный аппарат заправили смесью из 16% биотоплива и 84% обычного авиационного керосина. Такое горючее изготовил французский нефтяной концерн Total, использовав отработанные растительные масла.
С марта 2021 года во французской Тулузе, где находится штаб-квартира и головной завод концерна Airbus, ведутся эксперименты с самолетом А350, чьи двигатели Rolls-Royce работают на 100-процентном SAF. Здесь впервые в мире научно исследуется вопрос, в какой мере полный переход на биотопливо повышает экологичность полетов. Например, по теоретическим расчетам специалистов NASA, использование 50%-й смеси биотоплива с обычным авиационным керосином может снизить вредные выбросы в атмосферу от авиаперевозок на 50-70%. Однако пока SAF стоит в три раза дороже обычного авиационного керосина, что ограничивает его широкое применение. По состоянию на 2019 год, доля биокеросина в общем объеме авиатоплива в мире составляла всего лишь 0,1% при прогнозе на 2025 год 2-5%, а на 2040-й — 19%.
В то же время уже сейчас все гражданские самолеты Airbus сертифицированы для заправки горючим, содержащим до 50% «биодобавок». Boeing обещает сертифицировать все свои коммерческие программы для эксплуатации с использованием 100%-го топлива из возобновляемых биоисточников к 2030 году.
(продолжение следует)