Инновационные методы переработки сельскохозяйственной продукции для производства биотоплива

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Содержание
DBFZ – Германский центр исследования биомассы
Обзор цепочек биотоплива
Сельскохозяйственное сырье на Украине
Зерновые культуры
Сахарная свекла
Масличные культуры
Инновационные способы производства
Биоэтанол
Биодизель
Экономические аспекты
Перспектива: Биотопливо из побочных продуктов
Обобщение

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
DBFZ
Цели и задачи
Практико-ориентированные НИОКР по вопросам энергетического использования биомассы
Консультирование частных и государственных учреждений по всем вопросам на тему «Получение энергии из биомассы»
Наблюдение за рынком и предоставление информации
Поддержка федеральных министерств при решении стратегических вопросов на тему «Использование биомассы / Биоэнергия»
Контроль и сертификация твердых и жидких видов биотоплива и оборудования для производства тепла, электроэнергии и горючего
Сотрудничество в рамках национальных и международных объединений и комитетов, в том числе при нормировании и выработке предписаний
Объединение в кооперационную сеть значимых участников рынка

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
DBFZ
Организация и интеграция

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Германский центр исследования биомассы DBFZ
Биогорючее
Биогорючее
Логистика биомассы
Производство биогорючего & технологии для биоперерабатывающих заводов
Характеризация биогорючего
Общие системы биогорючее

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Обзор цепочек биотоплива

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Сырье
Распределение украинского сырья
Darstellung DBFZ, Datenquelle: FAO (http://faostat.fao.org/site/342/default.aspx)
Ethanol
Biodiesel
свекла
Подсолнечник
Этанол
Биодизель

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Сырье
Зерновые культуры на Украине
В последние годы производство пшеницы и кукурузы было значительно расширено
Большой объем экспорта, прежде всего, в ЕС
Соотношение экспорт / производство
Пшеница: 42 – 50 %
Ячмень: ca. 50 %
Кукуруза: 42 – 52 %
По причине погодных условий производство зерновых культур подвержено сильным колебаниям
? Цены очень переменчивы

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Сырье
Сахарная свекла на Украине
Сезон 2009/2010 гг. оказался плохим годом для производства сахарной свеклы на Украине по причине
плохих погодных условий и
недостатка денежных средств у фермеров
Выращиванию сахарной свеклы должна оказываться государственная поддержка (60-86 евро/гa)
В сезоне 2010/2011 гг. площадь возделывания предположительно составит 440 000 га (пред. год: 330 000 га)
Средняя урожайность составляет на Украине менее 30 т/га
в Польше 55-60 т/гa
В Германии / Франции: 65-85 т/га
? Наличие потенциала в повышении урожайности
Darstellung DBFZ, nach: FAO (http://faostat.fao.org/site/342/default.aspx), Zuckerindustrie. *Schätzung

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Сырье
Масличные культуры на Украине
Украина является одним из крупнейших в мире производителей подсолнечника
Значительное расширение производства рапса начиная с 2006 года
Почти весь рапс экспортируется в ЕС
Увеличение площадей возделывания подсолнечника и рапса
Доля в общей площади возделывания масличных культур в 2008 году:
подсолнечник: 16 %
рапс: 5 %
соя: 2 %
Возрастающие тенденции

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Биоэтанол
Обзор процессов производства

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Биоэтанол
Получение сахара и этанола из сахарной свеклы
Отделение от сезонного производства!
Сахарная
свекла
Мойка
Сечка
Отжим
Экстрагирование
Очищение
Выпаривание
Кристаллизация
Свекловичная
стружка (корм)
Сахар
Хранение
сиропа
Сырой сок
Сатурационный сок
(12-14%)
Сироп
(65-70%)
Меласса

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Биоэтанол
Сырье: сироп сахарной свеклы
Source: Anklam Bioethanol GmbH
Сироп
Мезга
Мезга
Мезга
Предвари-тельная обработка
Серная кислота
Ферментация
Дестилляция
Выпаривание
Винасса
Этанол
Пар

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Биоэтанол
Переработка зерна
Зерно
Размол
Осахаривание
Ферментация
Дестилляция
Ректификация
Обезвоживание /
дегидрация
+ вода
+ ферменты
+ дрожжи
Сгущение
Сушка
Гранулиро-
вание
DDGS (Distillers Dried Grains and Solubles)
Опциональное отделение:
клейковина
отруби
масло из зародышей (кукуруза)
Декантатор
Mезга
99,7 %
биоэтанол
Барда
Aльтернатива:
биогаз из барды
Жидкая барда
Концентрированная барда

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Биоэтанол
Стандартный способ производства и его участники
Размер оборудования: производство этанола от 45 000 до 300 000 т/г
Выход готового продукта: 1 000 кг пшеницы дают:
биоэтанол: ок. 340 кг
DDGS: ок. 128 кг
Важные участники процесса производства биоэтанола:
Выпуск оборудования и технологии: Linde-KCA, Bayer-Technologie GmbH, MAN-Ferrostaal, Flottweg, Vogelbusch, GEA-Wiegand, GEA-Westfalia, Südzucker
Производители: CropEnergies, Verbio, Fuel21, Prokon Nord, Anklam Bioethanol GmbH

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Биоэтанол
Подходы к развитию
Вещества из побочных продуктов
Крахмал и клейковина из пшеницы
Масло из зародышей семян кукурузы
Энергосбережение и снижение эмиссии CO2
Биогаз из барды
Последовательное использование отходящего тепла
Тепловые насосы в дестилляции
В перспективе: мембранный метод очистки этанола
Биоэтанол из лигноцеллюлозы (напр. соломы, травы, древесины)
См. Перспективу

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Биодизель
Производство

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Биодизель
Стандартный способ производства
Source: Lurgi
Реактор 1
Реактор 2
Реактор 1
Масло
Метанол
Катализатор
Рекуперация метанола
Замкнутый контур промывочной воды
Глицериновая фаза
Сырой глицерин
Глицериновая
фаза
Выпаривание
Биодизель
Промы-
вочный
резер-вуар
Переэтерификация
Основные стадии технологического процесса компании Lurgi
Поперечный поток глицерина (запатентовано)

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Биодизель
Стандартный способ производства и его участники
Размер оборудования: производство биодизеля от 40 000 до 250 000 т/г
Требования к качеству: стандарт EN14214
Выход готового продукта: 1 000 кг рапсового масла дают:
биодизель: ок. 1 000 кг
сырой глицерин: ок. 128 кг
фармацевтический глицерин: ок. 93 кг
технический глицерин: ок. 5 кг
Важные участники процесса производства биодизеля:
Выпуск оборудования: Lurgi, MAN-Ferrostaal, Bayer Technology GmbH, Uhde, AT-Agrartechnik, Siemens
Производители: ADM, Verbio, Cargill,

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Биодизель
Подходы к развитию
Производство биодизеля является достаточно отработанным процессом
Возможные подходы для дальнейшего развития существуют относительно:
качества горючего
переработки и использования глицерина (напр. газификация и синтез метанола)
применения катализаторов нового типа
производственной мощности оборудования
Альтернатива для переработки растительных масел: гидрированные растительные масла (HVO)
Масла используются в процессе гидрирования на нефтеперерабатывающих заводах
В зависимости от хода процесса получается дизель или керосин
Участник: Neste Oil

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Экономические аспекты
Стоимость производства биогорючего

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Экономические аспекты
Влияние стоимости сырья

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Перспектива
Биогорючее из побочных продуктов
Цель: использование сырья за пределами рынка пищевых и кормовых продуктов
В настоящее время демонстрируются различные технологии производства биогорючего из побочных продуктов
Этанол из лигноцеллюлозы (соломы, стебельчатых растений, древесины)
Поставщики технологий: Iogen, Inbicon, Abengoa, Süd-Chemie, KL Energy, Chemtex
Научно-исследовательские институты:
Газификация биомассы (с получением метана или синтезом горючего)
Научно-исследовательские институты: DBFZ, Исследовательский центр в Карлсруэ (FZK), PSI, ZSW
Поставщики технологий: Chemrec (Gasification), Choren (BtL), Biomassekraftwerk Güssing (SNG), ECN

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Обобщение
На Украине есть большой выбор сырья для производства биогорючего
Стоимость производства в значительной мере зависит от цен на сырье и энергию
При сегодняшних ценах на зерно производство этанола частично является экономически невыгодным
Системой отсчета всегда служат цены на сырую нефть
Возможность сбыта на рынке побочных продуктов имеет решающее значение для экономической эффективности
Корма
Химическая промышленность (глицерин)
Энергетическое использование
Продукты питания (крахмал, сахар, клейковина)
По причине политических целей растет потребность в биогорючем
С экономической и экологической точек зрения интерес представляет производство поблизости – на Украине – от места выращивания сырья

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
DBFZ – Германский центр исследования биомассы
Германский центр исследования биомассы
German Biomass Research Centre
Torgauer Straße 116
D-04347 Leipzig
www.dbfz.de
Teл. [phone] - 112
Дипл. инж. Арне Грёнгрёфт
Teл. [phone] - 446
[email protected]
Дипл. инж. Франциска Мюллер-Лангер
Teл. [phone] - 423
[email protected]

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Backup

Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol
Сырье
Динамика объема производства
Darstellung DBFZ, Datenquelle: SSC of Ukraine (http://www.ukrstat.gov.ua/)