Bioritenis vairs nav jāizgudro

Nobeigums.
Sākums – “LV”, 18.05.2005.

Foto: Boriss Koļesņikovs, A.F.I.

Ceicas uzņēmuma speciālisti atzīst, ka lielām iekārtām bioetanola ražošanā ir ievērojamas priekšrocības specifisko fiksēto izmaksu ziņā, rēķinot uz vienu ražojamās produkcijas vienību. Tajās var pārstrādāt gan graudus, gan cukurbietes. Šīs lielās iekārtas ir konkurētspējīgākas ar ražotājiem Eiropā un ar aizjūras importētajiem. Protams, risks ir tas, ka visi ieguldījumi, tajā skaitā arī infrastruktūrā, prasa vairāk nekā 100 miljonus eiru.
Tuvākajos gados bioetanola ražošana paplašināsies Vācijas austrumdaļā, orientējoties uz rudzu tonnas apmaksu ap 80 eiru/t un kviešu 90 eiru/t. Šim nolūkam varētu likt lietā 1,6 miljonus tonnu labības, tas pozitīvi ietekmētu graudu tirgus cenu.
Bioetanola ražošanas jaudu kapacitāti Vācijā, vērtējot sāktos projektus, gada laikā paredzēts pieckāršot. Viena kubikmetra bioetanola iegūšanai vajadzīgas 2,8 tonnas graudu, bet 1 miljonam kubikmetru – ap 400 000 ha graudaugu sējumu. Atšķirībā no rapša graudaugiem nav augu sekas ierobežojuma.

Mazo spirta dedzinātavu izredzes

Vācu lauksaimnieku nelielo spirta dedzinātavu īpašnieki ar sasprindzinājumu vēro bioetanola tirgus attīstību. Vācijā uzskata, ka perspektīvas ir arī vairāk nekā 900 spirta dedzinātavas ar vidējo ražošanas kapacitāti gadā 80 m³. No šīm 900 kā apjomu un efektivitātes ziņā spēcīgākās tiek uzskatītas apmēram 600. Tās arī paralēli pārtikas alkoholam var ražot biodegvielu. Tajās produkcijas izlaidi var desmitkāršot, ja gadā strādā 300 dienas visas 24 stundas diennaktī. Turklāt tā nav konkurence lielajām bioetanola rūpnīcām, jo noteikta darba dalīšana. Mazās spirta dedzinātavas saražoto jēlalkoholu var piegādāt lielajām rūpnīcām, kur to var atūdeņot un pārdot.
Protams, mazām spirta dedzinātavām nav pietiekamas efektivitātes. Taču šādām nelielām iekārtām ir arī vairākas priekšrocības, salīdzinot ar centralizētām rūpnīcām:
• nelielo spirta dedzinātavu iekārtas jau ir vairākkārt norakstītas, un ir nepieciešamas tikai kapitālā remonta izmaksas. Tāpēc arī mazās bioetanola ražotnēs var iegūt produkciju par 65 centiem litrā;
• lauksaimniekiem ir pašu, uz vietas saražota izejviela bez lieliem transporta izdevumiem, un apgrozība notiek apkārtējā reģionā;
• arī blakusprodukts – šķiedenis – decentralizētās ražotnēs tiek saimnieciski izmantots.
Dienā iegūstot ap 60 m³ bioetanola, kā blakusprodukts būs 540 m³ šķiedenis. Saimniecībā līdztekus jābūt arī lopkopības nozarei. Alternatīva ir šķiedeņa raudzēšana biogāzes iekārtās, ražojot elektrību, kas ilgtermiņā tiek iepirkta kopējā elektrotīklā par atbilstoši garantētiem tarifiem. Vienlaikus biogāzes iekārtas piegādā apsildei siltumu, kas sekmē spirta dedzināšanas procesa norisi. Biogāzes un bioetanola ražošanas procesa kombinācija tieši decentralizētajās iekārtās var būt saimnieciski interesanta. Šajā modelī īsāki ir arī transporta ceļi. Tātad arī lauku spirta dedzinātavas turpmāk var gūt sekmes degvielas tirgū.
Taču ir arī dažas problēmas. Vācijā diskutē par degvīna monopola beigām 2010.gadā, tādēļ tiek rosināts produkcijai meklēt citus, jaunus realizācijas ceļus. Problēma ir tā, ka dedzinātavā jēlalkohols tiek saražots maksimāli ar 87,5 % koncentrāciju, kamēr lielos industriālajos uzņēmumos nodrošina 99% alkohola. Lai lauku spirta dedzinātavas pārietu 87,5% robežu, uzņēmumā vajadzīgi drošības pasākumi un papildinvestīcijas.
Alkoholam, kas tiek ražots degvīna monopola ietvaros, ražošanas izmaksas ir aptuveni 1 eira par litru. Lai sacenstos un konkurētu ar cenu zem 50 centiem par litru 99% alkoholam, pēc vācu speciālistu aprēķiniem, jēlalkohola cenai jābūt ap 40 centiem.
Lai ar cenām konkurētu bioetanola tirgū, pieaugot pieprasījumam, lauku spirta dedzinātavām neizbēgami jāpaaugstina efektivitāte, lai varētu jēlalkohola litru piedāvāt zem 60 centiem. Sākti pētījumi, lai šādu izmaksu samazinājumu nodrošinātu. Nav izslēgta arī iespēja rast jaunas efektīvas tehnoloģijas jēlalkohola ražošanai decentralizētajos apstākļos.
Jāpiebilst, ka arī mūsu zemē pirms Otrā pasaules kara darbojās vairāk nekā 60 nelieli spirta brūži izejvielu ražošanas tuvumā visā Latvijā.

Atsevišķu izejvielu izdevīgums

Vācijā pirms dažiem gadiem veica pētījumu par izdevīgākiem substrātiem bioetanola ieguvei, izmantojot dažādu uzņēmumu datus.
Labība. Saimnieciskāk bioetanolu ir iegūt no rudziem. Taču, ja rudzu iegādes cena būs augstāka (arī ražības ziņā tie atpaliek no kviešiem), tad priekšrocību Latvijas apstākļos, salīdzinot ar citām graudu kultūrām, vairs nav. Arī blakusprodukta kvalitāte ir zemāka. Visneizdevīgāk bioetanolu iegūt no kartupeļiem, ņemot vērā arī šīs izejvielas prāvās transporta un glabāšanas izmaksas.
Enerģijas bilance šajā graudu izlietošanas ķēdē no izejvielu ražošanas līdz degvielas izmantošanai ir salīdzinoši pozitīva. Kviešiem perspektīvā enerģijas bilance tiek rēķināta no 1 līdz 1,3. Tas nozīmē, ka viens megadžouls fosilās enerģijas, kas tiek izlietots visā šajā ražošanas ķēdē, dod iespēju iegūt 1,3 megadžoulu (MJ) enerģijas bioetanola veidā. Enerģijas bilanci var būtiski uzlabot, ja enerģētiski izmantotu arī blakusprodukciju – salmus un brāgu, tas tuvinātos efektivitātes koeficientam, kas tiek sasniegts, ražojot biodīzeļdegvielu no augu eļļas.
Bioetanola ražošana Vācijā ir konkurētspējīga, ja pastāv atbrīvojums no akcīzes nodokļa degvielai un ir atbalsts agrārās politikas ietvaros. Pēc cenu izmaksām priekšroka ir cukurbietēm, dārgāki iznāk kartupeļi. Lai saražotu 1000 litru alkohola, vajag ap 0,4 ha graudaugu platību. Taču pasaules vadošo bioetanola ražotāju (Brazīlija, ASV) izmaksas ir zemākas nekā Vācijā.
Saimnieciski visizdevīgāk bioetanolu ir iegūt no cukurbiešu melases vai biešu biezsulas. Cukurbiešu izmantošana šajā ziņā ir labākā vērtē. Bioetanola ražošanā augos esošie ogļhidrāti caur vairākiem starpproduktiem (samalšana āmuru dzirnavās, fermentu pievienošana sašķidrināšanai un pārcukurošanai, raudzēšana, destilācija) tiek pārveidoti alkoholā (etanolā). Visvienkāršāk ir pārveidot cukurbietes, jo alkoholu var tieši iegūt no cukura. Ciete, kas, piemēram, ir graudos, vispirms ir jāpārcukuro, pirms tam veicot alkoholisku raudzēšanu.
Salīdzināšanai, kā zināms, Brazīlijā bioetanola iegūšanai izmanto cukurniedres. No 1 ha šā auga brazīlieši iegūst ap 5000 litru biodegvielas. Viduseiropas apstākļos 1 ha cukurbiešu dod ap 4600 l bioetanola. Arī viena litra pašizmaksa bioetanolam Brazīlijā ir zemāka nekā Eiropā. Ņemot vērā Brazīlijas un Vācijas apmēru pēc ekvivalenta (15% no benzīna patēriņa sedzot ar bioetanolu), iznāktu, ka visu valsti vajadzētu pārvērst par cukurbiešu plantāciju bioetanola ražošanai.
Kā jau minēts, par optimālākām atzīst iekārtas, kuru ražošanas kapacitāte gadā ir 120 000 kubikmetru. Šādas jaunās rūpnīcas ar 100 000 – 260 000 kubikmetru kapacitāti arī pēdējā laikā tiek celtas. Tās strādā ar graudu un cukura izejvielu. Vadošā vieta izejvielās ir graudiem, jo ar tiem var labāk izmantot iekārtas, un labība visu gadu ir labi uzglabājama. Cukurbietes izmantojamas tikai to novākšanas kampaņas laikā, vai jāuzglabā biešu sula. Taču vienalga cukurbietes šajos apstākļos lielā mērā var izmantot degvielas ražošanai, jo bioetanola ražošanas izmaksas ir zemākas par bioetanola ražošanu no graudiem. Šajā sakarībā arī Latvijā Jēkabpils cukurfabrikas slēgšanas nepieciešamība savā laikā netika vispusīgi ekonomiski izvērtēta. Un ir vērts izpētīt arī Jelgavas un Liepājas cukurfabriku iespējas, ja nākotnē globalizācijas tendenču ietekmē nāktos sašaurināt baltā cukura ražošanas apjomus.

Kopsavilkuma vietā

Bioetanola ražošanas un lietošanas pieredze atsevišķās valstīs var būt visai noderīga un pamācoša, paplašinot šo saimniecisko darbību Latvijā. Kā saka, ritenis no jauna nav jāizgudro. Izmantojot produktīvas tehnoloģijas, bioetanola ražošanas izmaksas galvenajās biodegvielas ieguves Eiropas Savienības valstīs ir ap 45 – 55 c/l un ETBE ražošanas izmaksas ap 40 c/l, bet salīdzinoši biodīzeļdegvielas ražošanas izmaksas – ap 50 –55 c/l.
Vēl jāatzīmē specifiska pieeja bioetanola ražošanā arī tādās attālākās valstīs kā Francijā un Spānijā. Kā zināms, Francijā kā obligātu piemaisījumu fosilam benzīnam neizmanto vienkārši bioetanolu, bet gan ETBE, ko pagatavo no bioetanola un izobutilēna – naftas pārstrādes produkta (reaģējot abiem produktiem). To var ražot tikai naftas pārstrādes rūpnīcās (pie mums pagaidām tuvumā esošajā rūpnīcā Mažeiķos, kamēr Latvijā nav savas pārstrādes rūpnīcas). Vispār Eiropas Padomes Direktīvā 2003/30/EK (2003.gada 8.maijs) lieto “bio–ETBE (etil–terc–butilēteris)”, ko iegūst no bioetanola, un bio–ETBE tilpuma daļa, ko uzskata par bioedegvielu, ir 47%.
Taču bio–ETBE piejaukšanai fosilajam benzīnam ir arī viens trūkums: jo apritē ienāk lieks tehnoloģiskais posms – pārstrādes fāze, salīdzinot ar bioetanola piejaukšanu 5% vai citādā procentuālā daļā pie fosilā benzīna. Tāpēc Francijā par šo lietu sāk diskutēt.
No ekonomiskā viedokļa bio–ETBE ražošana, pirmkārt, sakarā ar papildenerģiju prasošu konversijas soli enerģijas bilanci padara nelabvēlīgāku, salīdzinot ar bioetanola ražošanu un lietošanu, un, otrkārt, izmaksas, lai izvairītos no CO₂, pie bio–ETBE dubultojas salīdzinot ar bioetanolu. Protams, naftas pārstrādes rūpnīcām ir saimnieciski izdevīgi no rafinācijas procesa palikušo produktu – izobutilēnu – izmantot kopā ar bioetanolu bio–ETBE ražošanā.
Francijā bez graudiem kā bioetanola izejvielu izmanto arī cukurbietes, no pēdējām iegūstot ap 75% no visa saražotā bioetanola (tam ierādot ap 3,2% no visām cukurbiešu platībām). Paredzams, ka turpmāk graudu īpatsvars pieaugs.
Savukārt Spānija relatīvi īsā laikā kļuva par lielāko bioetanola ražotāju Eiropā. Tagad bioetanola ražošanas jaudas tuvojas 500 000 m³ gadā. Tur bioetanolu ražo no kviešiem un miežiem. Vienlaikus valstī veic intensīvus pētījumus par bioetanola iespējamu piejaukšanu dīzeļdegvielai, kā arī bioetanola iegūšanu no biomasas, piemēram, no graudaugu salmiem, mīkstās koksnes, mājsaimniecības atkritumiem. Bioetanola ražošanu Spānijā uzskata arī kā vienu no papildienākumu iespējām lauksaimniekiem, it sevišķi nabadzīgākajos valsts reģionos.
Pirms dažiem gadiem pasaulē etanola ražošana mazliet pārsniedza 30 miljonus m³, bet 2006.gadā paredz saražot ap 43 miljonus m³ etanola jeb par 37% vairāk. To veicina daudzās valstīs pieņemtās bioetanola ražošanas programmas. Jau tagad aptuveni divas trešdaļas saražotā etanola realizē degvielas sektoram. Divas trešdaļas no kopapjoma pienākas Dienvidamerikai un Ziemeļamerikai, bet Eiropai – vēl tikai septītā daļa no pasaules kopējā ražotā etanola.

Dr. habil.oec.
Arnis Kalniņš

Bioetanola ražošanas izmaksas atkarībā no iekārtu lieluma Vācijā, c/l