Экономическое обоснование технологии получения биотоплива из с/х сырья

В целом  ключевыми факторами динамичного  развития индустрии биотоплива в течение многих лет являлись:

1) значительный  рост цен на ископаемые энергоносители;

2) опасения, связанные с возможным быстрым  истощением запасов традиционных  видов ископаемых топливных ресурсов;

3) связанный  с пунктами 1) и 3) возможный дисбаланс  спроса на ископаемое топливо и его предложения;

4) растущие  проблемы экологической безопасности;

5) возможность  снижения зависимости от импорта  энергоресурсов для стран, обладающих  низким уровнем собственных запасов ископаемого сырья;

6) стимулирование  и поддержка развития аграрного сектора;

7) новые возможности  для бизнеса (из этой категории  было бы некорректным исключить  также случаи не совсем прозрачного  номинального входа в проекты  создания новых мощностей для  привлечения финансирования).

 

Однако, несмотря на наличие целого комплекса  факторов, часть из них (например, экологическая  безопасность) являются лишь производными от основных - строго экономических  и/или политических (рост цен на энергоносители и попытки приобрести глобальные стратегические преимущества отдельными странами в жестких условиях мировой  геополитической конъюнктуры).

Биоэтанол — обычный этанол, получаемый в процессе переработки растительного сырья для использования в качестве биотоплива. Мировое производство биоэтанола в 2005 составило 36,3 млрд литров, из которых 45 % пришлось на Бразилию и 44,7 % — на США. Этанол в Бразилии производится преимущественно из сахарного тростника, а в США — из кукурузы. Производство этанола из тростника на сегодняшний день экономически более выгодно, чем из кукурузы. Федеральное правительство США предоставляет производителям этанола налоговый кредит (но не субсидии) до $0,51 за галлон этанола. Бразильский этанол дёшев из-за низких заработных плат у сборщиков сахарного тростника[4]. Биоэтанол,сырьё для производства биоэтанола, жидкое биотопливо, альтернативная энергия США в августе 2005 года приняли «Энергетический Билль» (Energy Policy Act of 2005), и «Стандарт возобновляемых видов топлив» (Renewable Fuels Standard). Они предусматривают к 2012 году ежегодное производство 30 миллиардов литров этанола из зерновых и 3,8 миллиард литров из целлюлозы (стебли кукурузы, рисовая солома, отходы лесной промышленности и т. д.) [5].

1.3. Сырьё для производства биоэтанола

В настоящее время большая часть  биоэтанола производится из кукурузы (США) и сахарного тростника (Бразилия). Сырьём для производства биоэтанола также могут быть различные с/х культуры с большим содержанием крахмала или сахара: маниок, картофель, сахарная свекла, батат, сорго, ячмень и т. д. Большим потенциалом обладает маниок. Маниоку в больших количествах производят Китай, Нигерия, Таиланд. Себестоимость производства биоэтанола из маниоки в Таиланде — около $35 за баррель нефтяного эквивалента. Лучшим климатом для производства сахарного тростника обладает Перу, страны Карибского бассейна. В больших количествах сахарный тростник могут также производить Индонезия и некоторые африканские страны, например, Мозамбик[8]. Этанол можно производить в больших количествах из целлюлозы.

 Сырьём могут быть различные  отходы сельского и лесного  хозяйства: 

• пшеничная солома,

• рисовая солома,

• багасса сахарного тростника,

• древесные опилки и т. д.

Производство этанола из целлюлозы  пока экономически не рентабельно. Современные технологи позволяют использовать практически любое сахаро- и крахмало- содержащее сырье: сахарный тростник, сахарную свеклу, картофель, кукурузу, пшеницу, ячмень, рожь и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица - 1. Объем производства биоэтанола из различных сельскохозяйственных культур.

         

        Специалисты Российской биотопливной ассоциации отмечают, что клубневые культуры, с учетом показателей урожайности и стоимости сырья на литр биоэтанола, могут также использоваться для производства биологического топлива наряду с зерновыми. Однако сам процесс их производства довольно трудоемок и экономически не столь привлекателен. Картофель, по мнению специалистов, целесообразно использовать лишь в качестве дополнительного сырья. Самыми распространенными сырьевыми источниками являются сахарный тростник и зерно, причем в 90% зерна приходится на кукурузу[11].

4. Этанол как топливо

  Этанол является менее «энергоплотным» источником энергии чем бензин (это касается только смесей с высоким содержанием этанола, см.ниже "Энергоэффективность этанола"); пробег машин работающих на Е85 (смесь 85 % этанола и 15 % бензина; буква «Е» от английского Ethanol) на единицу объёма топлива составляет примерно 75 % от пробега стандартных машин. Обычные машины не могут работать на Е85, хотя прекрасно бегают на Е10 (некоторые утверждают что можно использовать даже Е15). На «настоящем» этаноле могут работать только т. н. машины «Flex-Fuel» (автомобиль с многотопливным двигателем).

Эти автомобили также могут работать на обычном  бензине (небольшая добавка этанола  всё же требуется) или на произвольной смеси того и другого. Бразилия является лидером в производстве и использовании  биоэтанола из сахарного тростника в качестве топлива. Автозаправки в Бразилии предлагают на выбор либо Е20 (иногда Е25) под видом обычного бензина, либо «acool» Е100, азеотроп этанола (96 % С2Н5ОН и 4 % (по весу) воды). Пользуясь тем, что этанол дешевле бензина, недобросовестные заправщики разбавляют Е20 азеотропом, так что его концентрация может негласно доходить до 40 %. Переделать обычную машину в «Flex-fuel» можно, но экономически нецелесообразно. Также все современные поршневые танковые двигатели являются многотопливными.

Критики производства биоэтанола заявляют, что для производства биоэтанола под плантации тростника часто вырубаются тропические леса. Но природные условия вокруг Амазонки не позволяют выращивать сахарный тростник. Тропические леса вырубаются нелегально. Нелегальные производители древесины вырубают участок леса. После ухода нелегальных дровосеков участок занимают фермеры для выпаса скота. Через 3 — 4 года выпас скота на этом участке прекращается, а участок занимают фермеры для производства сои и других культур[7].

Топливный баланс этанола. В 2005 г. начали появляться исследования, в которых утверждалось, что этанол, производимый из кукурузы, имеет отрицательный энергетический баланс.

В 2006 г. в  своём отчёте Департамент сельского  хозяйства США (USDA) сообщил, что этанол имеет топливный баланс 1,24. То есть из этанола, произведённого из кукурузы, можно получить на 24 % энергии больше, чем было затрачено при производстве этанола.

Существуют  различные способы оценки топливного баланса этанола. Но топливный баланс бензина всё равно хуже, чем  у этанола. Для производства бензина  требуется большое количество энергии: для разведки нефти, её добычи, транспортировки (нужно строить танкеры и трубопроводы), переработки, доставки бензина и  т. д.

В Бразилии багасса сахарного тростника используется в качестве топлива на электростанциях. Это позволяет увеличить топливный баланс этанола, производимого из сахарного тростника, до 8.

Топливный баланс этанола, производимого из целлюлозы может достигать 2.

 

5. Методы производства

Брожение

Известный с давних времён способ получения  этанола — спиртовое брожение органических продуктов, содержащих углеводы (виноград, плоды и т. п.) под действием  ферментов дрожжей и бактерий. Аналогично выглядит переработка крахмала, картофеля, риса, кукурузы, и проч. Реакция  эта довольно сложна, её схему можно  выразить уравнением:

C6H12O6 →  2C2H5OH + 2CO2

В результате брожения получается раствор, содержащий не более 15 % этанола, так  как в более концентрированных  растворах дрожжи обычно гибнут. Полученный таким образом этанол нуждается  в очистке и концентрировании, обычно путем дистилляции.

Промышленное производство спирта из биологического сырья

Современная промышленная технология получения  спирта этилового из пищевого сырья включает следующие стадии:

подготовка  и измельчение крахмалистого  сырья — зерна (прежде всего —  ржи, пшеницы), картофеля, кукурузы и  т. п.

Ферментация.

На подавляющем  большинстве спиртовых производств  мира ферментативное расщепление крахмала до спирта при помощи дрожжей оставлено. Для этих целей применяются рекомбинантные препараты альфа-амилазы, полученные биоинженерным путем — глюкамилаза, амилосубтилин.

Брагоректификация.

 Осуществляется  на разгонных колоннах (например, «Комсомолец»).Отходами бродильного производства являются барда и сивушные масла. Барда используется для производства кормов. Крупнейшие производители биоэтанола в США компании Archer Daniels Midland и Cargill.

Гидролизное производство

В промышленных масштабах этиловый спирт получают из сырья, содержащего целлюлозу (древесина, солома), которую предварительно гидролизуют. Образовавшуюся при этом смесь пентоз и гексоз подвергают спиртовому брожению. В странах Западной Европы и Америки эта технология не получила распространения, но в СССР (ныне в РФ) существовала развитая промышленность кормовых гидролизных дрожжей и гидролизного этанола[2].

6. Технология производства

 

Биоэтанол получают в результате спиртового брожения (ферментации частей растительного сахара и крахмала) с последующей ректификацией или гидролизным методом. Процесс получения биологического спирта достаточно сложен, так как ему предшествует большое число технологических операций, связанных с выделением отдельных компонентов из зерна: крахмала, глютена, зародыша и клетчатки,–в водной среде. Технологическая цепочка во многом схожа с процессом производства пищевого спирта. При этом в случае биологического топлива все чаще используют технологию мокрого помола зерна. Сначала зерно очищается и замачивается. Затем направляется на мокрое дробление для последующей сепарации зародыша и отделения клетчатки. Оставшийся после сепарации раствор, содержащий растворенный крахмал и глютен, направляется на вторую стадию сепарации. На данном этапе происходит выделение глютена из оставшегося раствора с образованием влажного глютена и крахмала. Полученный влажный крахмал, посредством разных технологических операций, преобразуется в следующие продукты: сухой крахмал, этанол, концентрированную фруктозу. В отличие от пищевого спирта, биоэтанол почти не содержит воды (его концентрация – 99,8%) и производится укороченной дистилляцией (две ректификационные колонны вместо пяти).       Основными составляющими биологического спирта являются метан и сивушные масла, что делает его непригодным для питья.

Особенностью  производственного процесса является получение так называемого "ко-продукта". В случае сухого помола зерна –  сухая дробина с растворимыми веществами (DDGS – Distillers Dried Grains with Solubles) и СО2 ; в случае мокрого помола – глютен (пшеничная клейковина, если сырье – пшеница), СО2 и корма для животных. Как правило, оставшиеся после ферментации продукты (оболочки зерна, дрожжи, протеин (глютен) зерна) находят широкое применение в качестве корма для скота и служат дополнительным источником прибыли для биотопливных производителей. Углекислый газ, образующийся в больших количествах в ходе технологических операций, довольно сложно продать из-за его низкой стоимости, поэтому обычно крупные биоэтанольные компании конструируют в непосредственной близости от основного производства комплексы по переработке СО2.

 

Рисунок 1. Получение биоэтанола из зерна

 

Рисунок.2  Технология производства биотоплива методом брожения

 

 

 

 

 

 

 

2. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ ООО «КОРОТЫШ». 

 

2.1.Природные условия деятельности  предприятия, его специализация  и размер.

Для экономической оценки деятельности предприятия необходимо изучение и сопоставление различных показателей, остановимся на показателях размера ООО «Коротыш».

Предприятие «Коротыш» выполняет следующие виды деятельности: оптовая, оптово-розничная торговля, производство мяса, производство скота и птицы, производство зерновых, производство молока, производство сырья,  производство фруктов, овощей. Основной вид деятельности:  выращивание зерновых, технических и прочих сельскохозяйственных культур, не включенных в другие группировки. Предприятие является обществом с ограниченной ответственностью.

Сегодня на предприятии ООО «Коротыш» содержится около 1500 ц. зерна. Остаточная после переработки зерна масса - солома – составляет более 4500 ц., отправляется на корм скоту, что способствует выращиванию более крупного поголовья. Так, с 2009г по 2011г поголовье КРС увеличилось на 163 головы, из них количество коров молочного направления увеличилось на 20 голов, следовательно производство получает еще больше прибыли от продажи молока.

ООО «Коротыш» немалые денежные средства расходует на приобретение запчастей, горюче-смазочных материалов, средств защиты растений, ремонт и реконструкцию животноводческих помещений; поддерживают социальную сферу села.

В данной курсовой работе я проанализирую наличие, структуру и использование трудовых ресурсов на ООО «Коротыш» за 2009 – 2011 гг.

 

 

2.2 Ресурсный потенциал  предприятия

 

В ходе анализа  деятельности предприятия важно  выявить тенденции изменения  размера производства предприятия.

 

Таблица 1  Показатели размера производства предприятия за последние

 три года

Показатели	Годы			2011 г в % к базис.
	2009г	2010г	2011.г
1	2	3	4	5
1. Стоимость валовой продукции,  тыс.руб.	84522	80652	102785	1
Стоимость товарной продукции по  себестоимости, тыс. руб.	157681	112523	250205	1,6
3. Стоимость производственных фондов, тыс. руб.	104490	114820	140456	1,3
4. Площадь сельскохозяйственных угодий, га,	4755	4755	6255	1,3
в том числе: пашня	4434	4434	5934	1,3
сенокосы	24	24	24	1
пастбища	294	294	294	1
5. Среднегодовая численность работников	155	144	140	90
6. Поголовье животных, усл. голов	-	-	-	-
в том числе: КРС	852	997	988	116
Свиней	-	76	109	143
Лошади	1	-	2	200