Deutsches BiomasseForschungsZentrum gemeinnützige GmbH, Torgauer Str. 116, D-04347 Leipzig, www.dbfz.de Германский центр исследования биомассы German Biomass. - презентация

1 Deutsches BiomasseForschungsZentrum gemeinnützige GmbH, Torgauer Str. 116, D Leipzig, Германский центр исследования биомассы German Biomass Research Centre Инновационные методы переработки сельскохозяйственной продукции для производства биотоплива Aрне Грёнгрёфт Севастополь, 30 сентября 2010 года Круглый стол на тему «Инновационные методы переработки сельскохозяйственной продукции»

2 2 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

3 3 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

4 4 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol DBFZ Организация и интеграция

5 5 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

6 6 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Обзор цепочек биотоплива Использо- вание био- горючего Землепользо- вание (производст- во биомас- сы) Производство биогорючего Дистрибью- ция биого- рючего Крахмалосодер- жащая биомасса (напр. кукуруза, зерно) Хранение на складе ДистрибьюцияАЗС Tрансферная станция Двигатель внутреннего сгорания Гибридные двигатели Сахаросодер- жащая биомасса (напр. тростник, свекла) Маслосодер- жащая биомасса (напр. рапс, соя, пальма, ятрофа) Древесная биомасса (напр. древесные отходы, ива, тополь) Стебельчатая биомасса (напр. мискантус, солома, трава) Побочные прод./ биомасса из отходов (напр. экскременты, биоотходы) Термохимическое преобразование ПиролизГазификация Биохимическое преобразование Алкогольная ферментация Анаэробное сбраживание Физико-химическое преобразование Прессование / экстрагиро- вание Этерификация / переэтери- фикация Биодизель (FAME) Раститель- ное масло (VO) Гидр. раст. масло (HVO) Биометан / биогаз Биометан / био-СПГ Биоэтанол BTL (FT,DME) Получение биомассы (логистика) Транспор- тировка ОбработкаПерегрузка Хранение на складе Заготовка / получение Водород © D B F Z,

7 7 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Сырье Распределение украинского сырья Darstellung DBFZ, Datenquelle: FAO ( Ethanol Biodiesel Объем произведенной продукции в 2008 году (в млн. т) Пшеница Картофель Сахарная Ячмень Коровье молоко, цельное, свежее Кукуруза Рапс Коч. капуста и др. виды капусты Toматы Другие свежие овощи Рожь Луковые, сухие Овес Куриные яйца, в скорлупе Соевые бобы Огурцы и корнишоны Морковь и репа Яблоки Куриное мясо местного производства свекла Подсолнечник Этанол Биодизель

8 8 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 Динамика производства зерновых культур в млн. т год ПшеницаЯчменьКукуруза РожьОвес

9 9 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 га (пред. год: га) Средняя урожайность составляет на Украине менее 30 т/га в Польше т/гa В Германии / Франции: т/га Наличие потенциала в повышении урожайности Darstellung DBFZ, nach: FAO ( Zuckerindustrie. *Schätzunghttp://faostat.fao.org/site/342/default.aspx Динамика производства сахарной свеклы в млн. тонн 13,4 16,6 15,5 22,4 17,0 13,4 10,5 18,0* год

10 10 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 Динамика производства масличных культур в млн. тонн год ПодсолнечникРапсСоя

11 11 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Биоэтанол Обзор процессов производства

12 12 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 Ферментация Дестилляция ЭтанолВинасса

13 13 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Биоэтанол Сырье: сироп сахарной свеклы Source: Anklam Bioethanol GmbH Сироп Мезга Предвари- тельная обработка Серная кислота ФерментацияДестилляция Выпаривание Винасса Этанол Пар

14 14 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Биоэтанол Переработка зерна Зерно РазмолОсахариваниеФерментация ДестилляцияРектификация 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

15 15 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Биоэтанол Стандартный способ производства и его участники Размер оборудования: производство этанола от до т/г Выход готового продукта: 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

16 16 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

17 17 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Биодизель Производство

18 18 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)

19 19 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Биодизель Стандартный способ производства и его участники Размер оборудования: производство биодизеля от до т/г Требования к качеству: стандарт EN14214 Выход готового продукта: кг рапсового масла дают: биодизель: ок 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,

20 20 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

21 21 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Экономические аспекты Стоимость производства биогорючего

22 22 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Экономические аспекты Влияние стоимости сырья

23 23 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

24 24 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

25 25 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol DBFZ – Германский центр исследования биомассы Германский центр исследования биомассы German Biomass Research Centre Torgauer Straße 116 D Leipzig Teл. +49 (0) Дипл. инж. Арне Грёнгрёфт Teл. +49 (0) Дипл. инж. Франциска Мюллер-Лангер Teл. +49 (0)

26 26 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Backup

27 27 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Сырье Динамика объема производства Darstellung DBFZ, Datenquelle: SSC of Ukraine (

28 28 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol Биоэтанол Зерновое сырье Source: Lurgi AG, Установка по производству биоэтанола/биогаза Пресная вода Зерно Смолотое зерно Сусло Бражка Лютерная вода Цельная нефиль- трованная барда Дробина Технологический конденсат Возврат Конденсат п. сушки Конденсат п. вып-я Пар Прир. газ Тех. вода Сироп Фильтрат барды Подача на выпар-ние Биоэтанол Отработ. вода Обезвожива- ние Дефлегматор Ректифик. колонна Бражная колонна Брожение Гидролиз/ Ожижение Загрузка зерна Очистка/помол Декантация барды Хранение этанола Разгрузка Обработка технологического конденсата Выпаривание Градирня DDGS cушка Очистка CO2 Этанол 47%