Some calculations of bio-fuel power efficiency
The detailed analysis with determination of power-consuming of bio-fuel (bio-ethanol and bio-diesel fuel) for the conditions of Ukraine taking into account the expenses of energy on growing of raw material, collecting, transporting, saving is conducted, and also on processing in the liquid types of...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/351 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1871103623133396992 |
|---|---|
| author | Bilodid V.D. Tarasenko P.V. |
| author_facet | Bilodid V.D. Tarasenko P.V. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Bilodid V.D.",
"institution": null
},
{
"author": "Tarasenko P.V.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Bilodid V.D. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:37Z |
| description | The detailed analysis with determination of power-consuming of bio-fuel (bio-ethanol and bio-diesel fuel) for the conditions of Ukraine taking into account the expenses of energy on growing of raw material, collecting, transporting, saving is conducted, and also on processing in the liquid types of fuel after existent technologies. |
| first_indexed | 2026-03-24T02:01:30Z |
| format | Article |
| fulltext |
ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИРОБНИЦТВА І ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ
ДЕЯКI РОЗРАХУНКИ ЩОДО ЕНЕРГЕТИЧНОЇ
ЕФЕКТИВНОСТI БIОПАЛИВ
УДК 621.436
В.Д. БIЛОДIД, канд. техн. наук, П.В. ТАРАСЕНКО, канд. хiм. наук (Iнститут загальної
енергетики НАН України, Київ)
Проведено детальний аналiз iз визначенням енергоємностi бiопалив (бiоетанолу та бiодизельного пального) для умов
України з урахуванням витрат енергiї на вирощування сировини, її збирання, транспортування, зберiгання, а також пе-
реробку на рiдкi види палива за iснуючими технологiями.
На сьогоднi точиться чимало дискусiй щодо
замiни бензину та дизпалива на iншi енергоно-
сiї, зокрема етанол i дизпаливо, якi отримуються
з сировини рослинного походження (бiоетанол
та бiодизельне пальне). Цi види пального вже
набули поширення в деяких країнах Заходу, але
останнiм часом почали з’являтися публiкацiї,
що пiддають сумнiву доцiльнiсть їх подальшого
розвитку. На наш погляд, цi сумнiви є правиль-
ними i можуть бути обґрунтованi з огляду на
енергетичну ефективнiсть пального.
Енергетична ефективнiсть технологiї, як вi-
домо, визначається корисним ефектом вiд її реа-
лiзацiї. Корисним ефектом будь-якої енергетич-
ної технологiї є рiзниця мiж виходом енергiї з
одиницi палива та затратами енергiї на отриман-
ня цiєї одиницi палива. Якщо ця рiзниця вiд’єм-
на або близька до нуля, то технологiя є енерге-
тично неспроможною.
Слiд зауважити, що енергетичнi витрати на
отримання традицiйного пального (бензин, диз-
паливо, природний газ) з урахуванням видобу-
вання, транспортування, переробки та зберiган-
ня не перевищують 10–20% їх енергетичного по-
тенцiалу, що робить їх енергетично дуже ефек-
тивними. Щонайменше 85% енергетичного по-
тенцiалу цих видiв пального (в середньому) ви-
користовується споживачами корисно.
Розглянемо докладнiше енергетичну спро-
можнiсть бiопалив i спробуємо дати вiдповiдь на
два фундаментальних запитання: скiльки енергiї
ми отримаємо при використаннi одиницi бiопа-
лива та скiльки енергiї необхiдно витратити на
отримання цiєї одиницi бiопалива.
На перше питання вiдповiсти легко, оскiльки
данi щодо теплотворної здатностi цих видiв
пального добре вiдомi – хоча значення даного
показника дещо коливається, в середньому вiн
дорiвнює ~22,5 МДж/л для етанолу 96%-го
складу та ~35,2 МДж/л для бiодизельного паль-
ного [1–3]. Щодо другого запитання вiдповiдь
не така очевидна. Спробуємо її знайти.
У країнах Європи бiоетанол виготовляється
iз зерна та цукрового буряку, тобто з крохма-
ле- та цукровмiсної сировини:
З тонни цукру теоретично утворюється 538 кг
(681 л) абсолютного (100%-го) етанолу. З ура-
хуванням втрат на всiх стадiях виробництва
промисловий вихiд етанолу приймаємо за 90%
теоретичного, тобто з тонни цукру можна одер-
жати 484 кг (613 л) абсолютного, або 508,9 кг
(638,5 л) 96%-го етанолу.
Технологiя виробництва паливного етанолу
iз зерна злакових культур мiстить такi стадiї:
– вирощування зерна, його збирання, тран-
спортування до сховищ, зберiгання;
– транспортування зерна до переробних пiд-
приємств, його розмелювання та розварювання
розмелу;
– ферментативне оцукровування крохмалю;
– бродiння;
– ректифiкацiя зрiлої браги i транспортуван-
ня готового продукту до споживачiв (сховищ).
Технологiя виробництва етанолу з цукрово-
го буряку дещо вiдрiзняється i мiстить такi
стадiї:
– вирощування цукрового буряку, його зби-
рання, транспортування до заводiв;
– приготування бурякової стружки;
– одержання дифузiйного соку;
– бродiння;
– ректифiкацiя зрiлої браги i транспортуван-
ня готового продукту до споживачiв (сховищ).
Для порiвняння енергетичних затрат при ви-
робництвi лiтра 96%-го технiчного етанолу об-
рано такi зерновi культури: озима пшениця; яч-
мiнь (пивоварний); кукурудза; цукровий буряк.
Озима пшениця. Зерно озимої пшеницi, за
рiзними даними, мiстить вiд 48 до 64% крохмалю.
Згiдно з даними Миронiвського НДI селекцiї та
насiнництва пшеницi [4], за iнтенсивної техноло-
гiї вирощування з розрахунковим врожаєм
50 ц/га, загальнi енергетичнi затрати разом
iз внесенням добрив, хiмiкатiв, насiння тощо ста-
новлять 31,315 тис. МДж/га, з яких: прямi витра-
ти дизпального за весь технологiчний цикл –
ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • 18/2008
www.ienergy.kiev.ua34
152,44 кг/га (6,860 тис. МДж/га). За цiєю техно-
логiєю при розрахунковому врожаї загальнi за-
трати енергiї становлять близько 6,2 МДж/кг.
Згiдно з даними цього ж iнституту при вирощу-
ваннi озимої пшеницi за ресурсозберiгаючою та
екологiчно чистою технологiєю, яка передбачає
внесення 50 т/га органiчних добрив, повнi затра-
ти енергiї становитимуть 31,350 тис. МДж/га,
прямi затрати палива при цьому зменшуються
до 114 кг/га (5,130 тис. МДж/га). Енергоємнiсть
кiлограма зерна, вирощеного за цiєю технологi-
єю, дорiвнюватиме 5,0–5,1 МДж (за середнього
врожаю 62,6 ц/га). Водночас у США, за даними
2006 року, сумарнi затрати на виробництво пше-
ницi були меншими i становили вiд 3,1 до
4,9 МДж/кг (у середньому 3,9 МДж/кг) [5]. При
цьому на дизпаливо припадало 25% усiх енерге-
тичних затрат, а на азотнi добрива – 47%.
З огляду на проблематичнiсть надвисокої вро-
жайностi в Українi в розрахунках беремо значен-
ня урожайностi пшеницi в 50 ц/га iз вмiстом крох-
малю в зернi 62% та за середньої розрахункової
енергоємностi як у США – 3,9 МДж/кг (що вида-
ється дуже оптимiстичним).
Ярий ячмiнь. Зерно ярого ячменю, особливо
так званих дворядних або пивоварних сортiв, за
рiзними даними [6, 7], мiстить вiд 60 до 70%
крохмалю, вiдзначається мучнистiстю та хоро-
шою клейстеризацiєю розмелу. Молодi рослини
стiйкi до заморозкiв. Завдяки порiвняно корот-
кому вегетацiйному перiоду врожай встигає
сформуватися до настання лiтнiх посух. За да-
ними 1984–1989 рр., середнi витрати енергоре-
сурсiв на вирощування ячменю в Українi стано-
вили 19,706 тис. МДж/га, в т.ч. витрати дизпа-
лива ~83,8 кг/га (що є еквiвалентним 3,770 тис.
МДж/га). При врожаї 30 ц/га затрати енергiї
на виробництво кiлограма зерна становлять
6,57 МДж/кг. У США, за даними 1964–1968 рр.,
при врожаю ячменю 28,7 ц/га повнi енергетичнi
затрати становили 8,858 тис. МДж/га, або
3,09 МДж на кiлограм зерна. При цьому прямi
затрати дизельного палива становили 46,5 кг/га
(2,093 тис. МДж/га) [4].
З огляду на зазначене вище, в розрахунках
приймаємо значення врожайностi ярого ячменю
для України в 30 ц/га, iз вмiстом крохмалю в
зернi 62% та за середньої розрахункової енер-
гоємностi (такими як у США) – 3,1 МДж/кг.
Кукурудза. За рiзними даними [8, 9], зерно
кукурудзи мiстить вiд 60 до 70% крохмалю (в
т.ч. цукор i глюкозу). Данi щодо енергетичних
затрат при виробництвi зерна кукурудзи в
Українi є досить суперечливими. Так, за перiод
1984–1989 рр. наводяться середнi величини по-
вних енергетичних витрат у 38,949 тис. МДж/га,
в т.ч. затрати дизпалива – 270 кг/га (12,142 тис.
МДж, 31,2%) [4]. Навiть якщо припустити, що
середня врожайнiсть зерна при цьому становила
50 ц/га (а вона була значно нижчою, наприклад,
в 1990 роцi – 38,7 ц/га [9]), енерговитрати на кi-
лограм зерна становитимуть надто багато – 7,79
МДж/кг. Разом iз тим вiдповiдно до вимог тех-
нологiчної карти вирощування i збирання куку-
рудзи на зерно за iнтенсивною технологiєю [8]
затрати дизельного палива повиннi становити
92 кг/га (4140 МДж/га) при врожаю 35 ц/га або
90,28 кг/га (4063 МДж/га) при врожаю 40 ц/га.
За даними по США, сукупнi затрати енергiї при
вирощуваннi кукурудзи становлять 26,333 тис.
МДж/га, в т.ч. 140 кг/га дизпалива (6,280
МДж/га). При цьому вказується середня вро-
жайнiсть зерна – 71,3 ц/га, тобто енергетичнi
витрати на зерно кукурудзи в США становлять
3,7 МДж/кг [4].
Таким чином, у розрахунках для умов
України приймаємо значення врожайностi ку-
курудзи в 50 ц/га, iз вмiстом крохмалю в зернi
65% та за середньої розрахункової енергоємно-
стi на рiвнi 4 МДж/кг.
Цукровий буряк. Вмiст цукру в коренях за-
лежно вiд умов вирощування коливається в
межах 14–18%. За базову цукристiсть прийма-
ється вмiст цукру 16%. Середня врожайнiсть цу-
крового буряку по Українi за 1991–1995 рр. ста-
новила 205 ц/га при вмiстi цукру 16,22% [10].
Iнститутом цукрових бурякiв УААН розробле-
но iнтенсивну ресурсо- та енергозберiгаючу тех-
нологiю вирощування цукрового буряку, яка за-
безпечуватиме врожайнiсть 350–500 ц/га, а
також iншу технологiю вирощування з комбiно-
ваною шириною мiжрядь. Для iнтенсивної тех-
нологiї енергетичнi затрати становлять
66,363 тис. МДж/га, в т.ч. iз витратою дизпали-
ва 274,2 кг/га (12,339 тис. МДж/га). Для другої
технологiї енерговитрати дорiвнюють 43,1 тис.
МДж/га, в т.ч. з витратою дизпалива 217,9 кг/га
(9,806 тис. МДж/га) [11, 12].
У розрахунках приймаємо максимальне се-
реднє значення врожайностi цукрового буряку в
450 ц/га iз вмiстом цукру в коренях 16% та за се-
редньої розрахункової енергоємностi на рiвнi
0,96 МДж/кг.
До цих енерговитрат, пов’язаних iз вирощу-
ванням зернових культур i цукрового буряку,
необхiдно додати витрати на транспортування
ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИРОБНИЦТВА І ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ
35Деякі розрахунки щодо енергетичної ефективності біопалив
БІЛОДІД В.Д., ТАРАСЕНКО П.В.
зерна до зерносховищ i витрат енергiї на зберi-
гання зерна в них, витрат енергiї на транспорту-
вання цукрового буряку на цукроварнi. Цi вит-
рати є змiнними i залежать вiд багатьох фак-
торiв: дальностi перевезення, клiматичних умов,
термiнiв зберiгання тощо. Для розрахункiв
приймаємо їх значення для зерна у розмiрi 10%
затрат на вирощування (найнижче можливе зна-
чення), а для цукрового буряку – 20% (з ураху-
ванням масштабiв перевезень).
Пiдсумковi данi щодо енерговитрат на виро-
щування сировини для виробництва етанолу з
урахуванням прямих i опосередкованих затрат
енергiї (дизельне пальне, мiнеральнi добрива,
гербiциди, насiння тощо) наведено в таблицi 1.
Далi необхiдно розрахувати енергетичнi вит-
рати на власне виробництво етанолу з отриманої
сировини. На стадiї розварювання зернового
розмелу енерговитрати суттєво залежать вiд
тонкостi розмелювання [13]. Так, при розварю-
ваннi зерна грубого розмелу на лiтр майбутньо-
го 96%-го етанолу витрачається 1,5 кг атмосфер-
ної пари (4,31 МДж/л). За тонкого ж розмелу –
значно менше – на рiвнi 30% попереднiх затрат,
тобто 1,293 МДж/л. Необхiдний тонкий розмел
зерна може здiйснюватись, наприклад, на валь-
цових машинах типу А1-БЗН продуктивнiстю
84 т/добу з повною потужнiстю електро-
приводiв 52 кВт. У цьому випадку затрати енер-
гiї при розмелюваннi становлять 0,159 МДж/кг
зерна [14].
На стадiї приготування бурякової стружки у
вiдцентровiй бурякорiзцi А2-ПРБ-24 (продук-
тивнiсть – 3000 т/добу, потужнiсть електропри-
водiв – 125 кВт) затрати енергiї становлять
0,0107 МДж/кг [15].
Екстракцiя бурякової стружки при одержан-
нi дифузiйного соку здiйснюється гарячою
водою (з температурою на рiвнi 80–100оС). На
100 кг стружки витрачається 33,5 МДж гарячої
води [16]. Додаткова затрата енергiї при роботi
шнекового дифузiйного апарату, наприклад
типу А1-ПД2-С30 (продуктивнiсть – 3000 т/добу,
потужнiсть електроприводiв – 117 кВт), стано-
вить 0,01 МДж/кг [15].
Основним споживачем енергiї на спиртових
заводах є брагоректифiкацiйне вiддiлення.
Затрати енергiї при ректифiкацiї зрiлої браги з
вмiстом спирту 8–10% об. на атмосферних рек-
тифiкацiйних установках при одержаннi 96%-го
спирту категорiї В становить [17]:
Затрати енергiї при ректифiкацiї на вакуум-
них ректифiкацiйних установках зрiлої браги з
одержанням такого самого спирту є дещо мен-
шими i за даними [17] становлять:
Вважається, що затрати енергiї при одержан-
нi технiчного 96%-го спирту категорiї В стано-
влять 80% попереднiх затрат [13]. Отже, на ат-
мосферних ректифiкацiйних установках вони
становитимуть 14,21 МДж/л, а на вакуумних –
9,285 МДж/л.
В таблицi 2 зведено результати пiдрахунку
повних енергозатрат при виробництвi лiтра
бiоетанолу з вiдповiдної сировини.
З даних таблицi 2 з урахуванням теплотворної
здатностi етанолу бачимо, що корисний ефект вiд
використання бiоетанолу навiть за припущень щодо
кращих технологiй та вищої врожайностi (якi i
взято у наших розрахунках) фактично є нульовим
для всiх видiв сировини. Майже всю енергiю, отри-
Сировина
Врожайнiсть,
ц/га
Енерго-
витрати,
МДж/кг
Вмiст крох-
малю
(цукру), %
Пшениця
озима
50 4,29 62
Ячмiнь
ярий
30 3,41 62
Кукурудза 50 4,4 65
Буряк
цукровий
450 1,152 16
Таблиця 1
вода технiчна 0,474 м
3
/л 2,78 МДж
умовне паливо 0,474 кг/л 13,89 МДж
електроенергiя 0,103 кВт·год/л 1,08 МДж
Всього 17,75 МДж
вода технiчна 0,04 м
3
/л 0,234 МДж
пара атмосферна 3,5 кг/л 10,5 МДж
електроенергiя 0,123 кВт·год/л 1,319 МДж
Всього 12,05 МДж
Сировина
Витрати
сирови-
ни, кг/л
Енерго-
ємнiсть
сирови-
ни,
МДж/л
Повнi енерговитра-
ти, МДж/л
Атмосфер-
на ректи-
фiкацiя
Вакуум-
на ректи-
фiкацiя
Пшениця
озима 2,525 10,83 28,58 22,88
Ячмiнь
ярий 2,525 7,83 25,58 19,88
Кукурудза 2,41 9,64 27,39 21,69
Буряк
цукровий 9,79 11,28 29,7 24,3
Таблиця 2
ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИРОБНИЦТВА І ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ
ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • 18/2008
www.ienergy.kiev.ua36
ману вiд лiтра етанолу, буде використано на його
вiдтворення.
При цьому слiд мати на увазi, що в наведених
розрахунках враховано не всi витрати енергiї, а
лише витрати технологiчнi (фiзичнi). Тодi як на всiх
стадiях: вирощування, збирання, транспортування
та зберiгання зерна, виробництво iз зерна етанолу та
його транспортування до споживачiв – витрачалася
праця людей, яким платили заробiтну платню, вит-
рачалися ресурси обладнання, машин, механiзмiв i
споруд, в яких вiдбувалися виробничi процеси
(амортизацiя), оплачувалися витрати за освiтлення,
опалення примiщень (комунальнi платежi), сплачу-
валися податки i збори до бюджетiв та фондiв рiзно-
го спрямування. Крiм того, в усiх припущеннях
щодо врожайностi культур та їх енергоємностi при
вирощуваннi було прийнято максимально сприят-
ливi значення величин, досягти яких у середньому
по країнi вдасться не скоро, а то i нiколи. Всi цi
економiчнi витрати необхiдно також перевести в
енергетичнi та додати до отриманих величин енер-
говитрат. Тодi ми матимемо результат, за умов якого
виробництво бiоетанолу потребує значно бiльше
енергiї, нiж вiддача вiд його використання (на нашу
думку, це перевищення сягає 50–60%). Тобто реаль-
на усереднена енергоємнiсть бiоетанолу в умовах
України на сьогоднi становить не менше 42,4–45,2
МДж/кг (34–36,5 МДж/л).
Слiд зазначити, що i в США, якi є основним
виробником зернового бiоетанолу, коефiцiєнт
енергетичної ефективностi характеризується
значеннями вiд 1,25 [21] до 0,59 [22, 23]. Тобто
повнi енергетичнi затрати на виробництво бiо-
етанолу в США коливаються в межах вiд 18 до
38,2 МДж/л. I це за значно сприятливiших клi-
матичних умов, що позначаються на рiвнi вро-
жайностi культур (зокрема кукурудзи).
Таким чином, цей напрям отримання енерго-
ресурсiв не можна вважати енергетично доцiль-
ним. Вiн може мати лише локальне значення
для випадкiв, коли етанол (або сировина для
його виробництва) є надлишковим вiдхiдним
матерiалом, що пiдлягає утилiзацiї та знищенню
(тобто коли витрати енергiї на транспортування
та пiдготовку сировини для виробництва етано-
лу є незначними i не перевищують 4–5 МДж/л
готового продукту).
Бiодизельне пальне. За умов помiрного клi-
мату масштабне виробництво бiодизельного
пального практично здiйснюється лише на осно-
вi рiпакової олiї шляхом її переетерифiкацiї ме-
тиловим спиртом. Технологiя одержання бiоди-
зельного палива мiстить три стадiї:
– вирощування сировини для отримання
олiї, її збирання, транспортування та зберiгання;
– одержання безпосередньо рослинної олiї;
– переетерифiкацiю олiї метиловим спиртом.
Залежно вiд жирнокислотного складу для пе-
реетерифiкацiї тонни рiпакової олiї необхiдно вiд
93 до 118 кг метанолу. Якщо виходити з того, що
олiя складається виключно з глiцеринтриолеату,
то для переетерифiкацiї тонни теоретично
необхiдно витратити 108,4 кг (136,2 л) метанолу:
Додатково як каталiзатор процесу переете-
рифiкацiї застосовується 12–14 кг гiдрооксиду
натрiю чи калiю та вiдповiдна кiлькiсть соляної
чи сiрчаної кислоти для нейтралiзацiї гiдроокси-
ду пiсля закiнчення реакцiї та роздiлення емуль-
сiї на верхнiй безводний шар бiодизельного па-
лива та нижнiй водноглiцериновий шар.
Практичний вихiд бiодизельного пального з
тонни олiї не перевищує однiєї тонни (без ди-
стиляцiї у вакуумi). Слiд зазначити, що сумарнi
енергетичнi затрати на виробництво кiлограма
паливного метанолу з природного чи попутного
газу за iснуючою технологiєю автотермiчного
риформiнгу [18] становлять 28,47 МДж. Отже,
108,4 кг метанолу є еквiвалентним затратам
енергiї в 3,086 тис. МДж.
Вмiст олiї в зернi рiпаку коливається вiд 38 до
50% (в середньому становить близько 40%) [19].
Отже для одержання тонни бiодизельного палива
з гектара посiвiв слiд орiєнтуватись на врожай
рiпаку на рiвнi 25 ц/га. З кожним центнером
зерна рiпаку з ґрунту виноситься 3,9 кг азоту (в
перерахунку на N), 1,8 кг фосфору (Р2О5), 1,1 кг
калiю (К2О). Це без урахування виносу основних
поживних речовин iз соломою. Таким чином, для
пiдтримання тривалої стабiльностi ґрунту щодо
вмiсту поживних речовин їх винос iз врожаєм
зерна слiд компенсувати внесенням мiнеральних
добрив iз вiдповiдною кiлькiстю дiючих речовин:
97,5 кг N (енергетичний еквiвалент 8643 МДж),
45 кг Р2О5 (567 МДж), 27,5 кг К2О (228 МДж)
[4, 20]. I це за умови повного повернення соломи
рiпаку в ґрунт.
За даними UFOP – Спiлки виробникiв олiй-
них та бiлкових культур – на виробництво тонни
бiодизельного пального прямi енерговитрати в
перерахунку на дизельне паливо становлять
235–365 кг, iз них: у сiльському господарствi 41%
(96,4–149,7 кг, або 4,338–6,736 тис. МДж), на
олiйних заводах 27% (63,5–98,5 кг, або
ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИРОБНИЦТВА І ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ
Деякі розрахунки щодо енергетичної ефективності біопалив
БІЛОДІД В.Д., ТАРАСЕНКО П.В. 37
1. Краткий справочник физико-химических величин. – М.–Л.: Химия, 1965. – 160 с.
2. Семенов В.Г. Дизельное топливо из рапса. – Хранение и переработка зерна, 2000. – № 12. – С. 59–61.
3. Семенов В.Г. Цивилизация без нефти: биодизельное топливо в топливно-энергетическом комплексе Украины. –
Iнтегрованi технологiї та енергозбереження, 2007. – № 1. – С. 11–15.
4. Животков Л.О. та iн. Ресурсозберiгаюча i екологiчно чиста технологiя вирощування озимої пшеницi. – К.: Урожай, 1992. – 224 с.
5. Piringer G. Steinberg L.J. Revaluation of energy use in wheat production in the United States – J. Ind. Ecol., 2006, 10, № 1–2. – Р. 149–167.
6. Складал В., Догнал Л., Горак Л. и др. Пивоваренный ячмень. – М.: Сельхозгиз, 1961. – 415 с.
7. Борисоник З.Б. Ячмень яровой. – М.: Колос, 1974. – 255 с.
2,857–4,432 тис. МДж), на стадiї переетерифiка-
цiї 32% (75,2–116,8 кг, або 3,384–5,256 тис. МДж)
[19]. Мiнiмальна сума прямих енергетичних
витрат становить 10,579 тис. МДж, максимальна
– 16,424 тис. МДж. Згiдно з калькуляцiєю ви-
робничих витрат (за даними Iвано-Франкiвсь-
кого iнституту хрестоцвiтих культур [20]) прямi
затрати дизельного палива за врожаю рiпаку в
20 ц/га становлять 74,3 кг/га, що близько до
мiнiмального значення, вказаного UFOP –
96,4 кг/га, але за врожаю в 25 ц/га.
До непрямих енергетичних витрат у сiль-
ському господарствi слiд вiднести затрати на
деякi допомiжнi матерiали: насiння (4,5 кг,
90 грн. за цiнами 2004 року), борне добриво
(14 грн.), фунгiцид (1,5 г, 184 грн.), iнсектицид
(70 г, 40 грн.) сумарно – 328 грн. [20].
Припустiмо, що енергетичний еквiвалент цих
матерiалiв не перевищує ~400 МДж (що значно
менше, нiж ми отримаємо виходячи з сумарної
вартостi матерiалiв у перерахунку на вартiсть
дизельного пального).
Якщо до прямих енергетичних затрат на всiх
стадiях додати затрати на добрива та допомiжнi
матерiали в сiльському господарствi та енерге-
тичнi затрати на метанол на стадiї переетерифi-
кацiї, то мiнiмальна повна енергоємнiсть вироб-
ництва тонни бiодизельного палива становитиме
23,503 тис. МДж, а максимальна – 29,348 тис. МДж,
тодi як енергетичний еквiвалент одержаного
бiодизельного пального дорiвнює близько
40 тис. МДж.
Отже корисний ефект вiд використання
бiодизельного палива становить вiд 10 до
16,5 МДж/кг, або 25–41% його енергетичної по-
тенцiї. Iз наявних 40 МДж/кг вiд 23,5 до
30 МДж/кг витрачаються на його отримання.
Слiд зауважити, що цi розрахунки дiйснi за
середньої врожайностi рiпаку в 25 ц/га. За
вищої врожайностi корисний ефект збiльшува-
тиметься, за нижчої – зменшуватиметься. При
цьому залежнiсть вiд урожайностi не є лiнiйною.
За врожайностi вже в 15 ц/га корисний ефект
стає нульовим.
Крiм того, знову ж таки тут не враховано фак-
тори, спричиненi фiзичною працею людей, амор-
тизацiєю обладнання та споруд, податками i збо-
рами на зарплату, iншими витратами, якi теж
мають енергетичний еквiвалент. Оцiнку цього ек-
вiвалента буде зроблено в подальших роботах,
тодi як у цiй – ми лише оцiнимо їх приблизне зна-
чення. На нашу думку, повнi енергетичнi витрати
з урахуванням цiєї складової знаходитимуться на
рiвнi наявного енергетичного еквiвалента бiоди-
зельного пального або навiть перевищуватимуть
його на 20–30%. Тобто повна енергоємнiсть бiое-
дизельного пального з рiпаку становить для умов
України 40–50 МДж/кг (35,2–44 МДж/л). Таким
чином, бiодизельне паливо також має лише ло-
кальне значення i може використовуватися лише
для вирiшення окремих проблем (наприклад,
звiльнення сiльгоспвиробникiв вiд залежностi в
поставках дизпалива для забезпечення потреб
розвитку сiльськогосподарського виробництва).
Виходячи з проведеного аналiзу, можна кон-
статувати:
1. Анi бiоетанол, анi бiодизельне пальне не
мають стратегiчного значення для України в за-
безпеченнi потреб у паливi для транспорту та не
звiльняють вiд необхiдностi iмпортування наф-
топродуктiв.
2. Розвиток виробництв цих видiв пального
не зменшує, а збiльшує залежнiсть країни вiд
зовнiшнiх поставок нафтопродуктiв, оскiльки
енергетичнi витрати на отримання цих видiв па-
лива перевищують їхню теплотворну здатнiсть.
Слiд зазначити, що аналiз здiйснювався
з суто енергетичних позицiй без урахування
цiн i вартiсних показникiв (якi можуть
бути будь-якими – правильними чи неправильни-
ми, ринковими чи нi, завищеними або зниженими,
пiльговими, дотацiйними чи полiтично доцiльни-
ми, а тому не вiдображатимуть реальних витрат на
їх отримання). Фiзичнi данi аналiзу можна змiни-
ти лише за наявностi пiдстав для цього (новi данi
щодо реальних витрат енергiї, новi технологiї зi
зменшеними витратами тощо), тож їх сутнiсть є
беззаперечною.
ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИРОБНИЦТВА І ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ
ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • 18/2008
www.ienergy.kiev.ua38
ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИРОБНИЦТВА І ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ
Деякі розрахунки щодо енергетичної ефективності біопалива
БІЛОДІД В.Д., ТАРАСЕНКО П.В. 39
8. Циков В.В., Матюха Л.А. Интенсивная технология возделывания кукурузы. – М.: Агропромиздат, 1989. – 247 с.
9. Гаврилюк В.М. Кукурудза у вашому господарствi. – К.: Свiт, 2001. – 232 с.
10. Чернявская Л.И. и др. Сахарная свекла. Проблемы повышения технологических качеств и эффективности переработ-
ки. – К.: Фитосоциоцентр, 2003. – 308 с.
11. Пастух Ю.А. Обґрунтування економiчної ефективностi технологiй виробництва цукрових бурякiв в умовах централь-
ної частини лiсостепу України. – Автореф. канд. екон. наук, Тернопiль: 2001. – 21 с.
12. Роїк М.В. та iн. Технологiя вирощування i збирання цукрових бурякiв з комбiнованою шириною мiжрядь. – К.:
Полiграфконсалтiнг, 2006. – 63 с.
13. Маринченко В.Р. Технологiя спирту. – К.: НУХТ, 2003. – 496 с.
14. Бутковский В.А., Птушкина Г.Е. Технологическое оборудование мукомольного производства. – М.: ГП журнал
Хлебопродукты, 1999. – 208 с.
15. Хоменко Н.Д., Куценко Б.А. Современные технологические схемы и оборудование свеклоперерабатывающего отделения
сахарного завода. – К.: ИПК Госагропрома УССР, 1988. – 48 с.
16. Бахмат М.I., Iгнатьєв М.О., Вiтвицький I.А. Технологiя вирощування, заготiвлi i переробки цукрових бурякiв. – Кам.-
Под.: Абетка – НОВА, 2003. – 296 с.
17. Циганков П.С., Циганков С.П. Видiлення спирту з бражки та його очистка. – К.: Глобус, 2000. – 120 с.
18. Methanol – autothermal reforming (ATR) – Hydrocarbon Process, 2003. – 82. – № 3. – Р. 106.
19. Гайдаш В.Д. та iн. Рiпак.– Iв.-Фр.: Сiверсiя, 1998. – 224 с.
20. Яковенко Т.М. Олiйнi культури України. – К.: Урожай, 2005. – 408 с.
21. Hill J., Nelson E., Tilman D et all. Environmental economic and energetic costs and benefits of biodiesel and ethanol biofuels. –
Proc. Nat. Acad. Sсi. USA, 2006. – № 30. – Р. 11206–11210.
22. Hecht M.M. Ethanol takes more energy than it gives. – Execut. Intell. Rev., 2006. – 33. – № 19. – Р. 21.
23. End the great 2006 bio-fuels swindle. – Execut. Intell. Rev., 2006. – № 22. – Р. 4–6.
|
| id | systemreorg-article-351 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:11:08Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/e6/98380f9e92519ba60c0ef0d2f94baae6.pdf |
| spelling | systemreorg-article-3512026-07-18T12:57:37Z Some calculations of bio-fuel power efficiency Деякі розрахунки щодо енергетичної ефективності біопалив Bilodid V.D. Tarasenko P.V. bio-fuels energy intensity, (bio-ethanol, diesel bio-fuel), total power inputs, energy intensity of raw materials (wheat, oat, corn, sugar beet, rape). енергоємність біопалив (біоетанол, біодизель), повні енергетичні витрати, енергоємність сировини (пшениця, овес, кукурудза, цукровий буряк, ріпак). The detailed analysis with determination of power-consuming of bio-fuel (bio-ethanol and bio-diesel fuel) for the conditions of Ukraine taking into account the expenses of energy on growing of raw material, collecting, transporting, saving is conducted, and also on processing in the liquid types of fuel after existent technologies. Проведено детальний аналіз із визначенням енергоємності біопалив (біоетанолу та біодизельного пального) для умов України з урахуванням витрат енергії на вирощування сировини, її збирання, транспортування, зберігання, а також переробку на рідкі види палива за існуючими технологіями. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2008-11-20 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/351 System Research in Energy; No. 2 (18) (2008): The Problems of General Energy; 34-39 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (18) (2008): Проблеми загальної енергетики; 34-39 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/351/295 Copyright (c) 2008 Bilodid V.D., Tarasenko P.V. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | bio-fuels energy intensity (bio-ethanol diesel bio-fuel) total power inputs energy intensity of raw materials (wheat oat corn sugar beet rape). Bilodid V.D. Tarasenko P.V. Some calculations of bio-fuel power efficiency |
| title | Some calculations of bio-fuel power efficiency |
| title_alt | Деякі розрахунки щодо енергетичної ефективності біопалив |
| title_full | Some calculations of bio-fuel power efficiency |
| title_fullStr | Some calculations of bio-fuel power efficiency |
| title_full_unstemmed | Some calculations of bio-fuel power efficiency |
| title_short | Some calculations of bio-fuel power efficiency |
| title_sort | some calculations of bio-fuel power efficiency |
| topic | bio-fuels energy intensity (bio-ethanol diesel bio-fuel) total power inputs energy intensity of raw materials (wheat oat corn sugar beet rape). |
| topic_facet | bio-fuels energy intensity (bio-ethanol diesel bio-fuel) total power inputs energy intensity of raw materials (wheat oat corn sugar beet rape). енергоємність біопалив (біоетанол біодизель) повні енергетичні витрати енергоємність сировини (пшениця овес кукурудза цукровий буряк ріпак). |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/351 |
| work_keys_str_mv | AT bilodidvd somecalculationsofbiofuelpowerefficiency AT tarasenkopv somecalculationsofbiofuelpowerefficiency AT bilodidvd deâkírozrahunkiŝodoenergetičnoíefektivnostíbíopaliv AT tarasenkopv deâkírozrahunkiŝodoenergetičnoíefektivnostíbíopaliv |