Izrada Studije je finansirana od strane
Pokrajinskog sekretarijata za energetiku i mineralne sirovine AP
Vojvodine
Autori Studije:
Prof. dr Zoltan Zavargo
Prof. dr Stevan Popov
Prof. dr Siniša Dodi
ć
Prof. dr Radojka Razmovski
Prof. dr Rajko Tomanovi
ć
Doc. dr Jelena Dodi
ć
Mr Aleksandar Joki
ć
Mogu
ć
nosti razvoja proizvodnje i primene bioetanola u Autonomnoj Pokrajini Vojvodini
UVOD
Tokom poslednjih 30 godina proizvodnja bioetanola u svetu je porasla za oko šest puta,
a razlog toga je u
č
injenici da se bioetanol sve više koristi kao zamena dela benzina za
pogon motornih vozila.
Proizvodnja etanola u svetu u 2005. godini je oko 60 miliona m
3
godišnje uz dalji
porast i sa verovatno
ć
om da
ć
e vreme udvostru
č
avanja proizvodnje bioetanola biti
samo 5 godina. Na to ukazuju velike investicije u razvijenijim zemljama sveta sa
kapacitetima pojedinih pogona i do 500 m
3
/dan. Od navedene svetske proizvodnje,
najve
ć
i deo, preko 60%
č
ini bioetanol proizveden iz biomase fermentacijom, samo 30–
35% etanola se proizvodi hemijskim putem iz nafte. Pre 20 godina u
č
eš
ć
e etanola
(bioetanol) dobijenog fermentacijom iznosilo je samo oko 5%, o
č
igledno je došlo do
snažne ekspanzije proizvodnje bioetanola.
Porast industrijske proizvodnje i demografska ekspanzija dovele su do
iscrpljivanja prirodnih resursa energije, a doprineli su dramati
č
nom zaga
đ
ivanju okoline.
Sagorevanjem nafte i uglja nastaje niz štetnih produkata kao što su ugljenmonoksid,
sumpordioksid i oksidi azota. Ova jedinjenja uzrokuju kisele kiše i uništavaju biljni svet.
Benzin iz nafte sagorevanjem, pored navedenih štetnih izduvnih gasova, produkuje i
olovna jedinjenja zbog
č
ega je u toku potpuna zabrana primene olova kao
antidetonatora. Istraživanja sa ciljem pronalaska novih antidetonatora dovela su do
proizvodnje ETBE–etiltercijalnibutiletra.
Prednosti dodatka bioetanola u benzin su, pored pove
ć
anja oktanskog broja
benzina, smanjenje zaga
đ
enosti atmosfere. Obzirom da bioetanol u molekulu sadrži
kiseonik, omogu
ć
ava se kompletnije sagorevanje komponenata benzina, redukuju
koli
č
ine ugljenmonoksida, toksi
č
nih supstanci kao što su benzeni, smanjuje nivo
ugljovodonika koji ne sagorevaju. Danas se u SAD i Kanadi dodaje 10% bioetanola u
benzin, a najve
ć
e firme za proizvodnju automobila istražuju mogu
ć
nosti da proizvode
automobile koji
ć
e mo
ć
i koristiti gorivo koje
ć
e sadržati i do 85% bioetanola. Dodatkom
bioetanola dobijenog iz obnovljivih sirovina može se smanjiti uvoz nafte, smanjiti
zaga
đ
enost vazduha. Pove
ć
anjem proizvodnje bioetanola omogu
ć
uje se proizvodnja
ETBE što dalje spre
č
ava zaga
đ
ivanje životne sredine. Smanjenjem uvoza nafte
pove
ć
avaju se prihodi u zemlji, pove
ć
ava se zaposlenost, stimuliše se seoska
ekonomija, proizvodnja deficitarnih proteinskih hraniva i razvoj sto
č
arstva.
U Evropskoj Uniji proizvodnja bioetanola se posebno podsti
č
e donošenjem
direktive o koriš
ć
enju biogoriva – Direktiva 2003/30/EC kojom se obavezuju zemlje
č
lanice da proizvedu ili obezbede na tržištu minimalne koli
č
ine biogoriva kojim bi se
zadovoljili ciljevi da se do kraja 2005. godine obezbedi zamena od 2% fosilnih goriva, a
do kraja 2010. od 5,75%, mereno u odnosu na sadržaj energije. Ova direktiva je u
skladu sa Kjoto sporazumom potpisanim 1997. godine sa ciljem da se smanji emisija
gasova koji doprinose efektu staklene bašte (od 6 gasova koji uti
č
u na efekat staklene
bašte najve
ć
a pažnja se posve
ć
uje CO
2
). Prema Kjoto protokolu potrebno je u periodu
od 2008 – 2012. g. smanjiti emisiju CO
2
za 5,2% u odnosu na stanje iz 1990 godine.
1
Mogu
ć
nosti razvoja proizvodnje i primene bioetanola u Autonomnoj Pokrajini Vojvodini
Proizvodnja bioetanola i njegovo koriš
ć
enje za gorivo, odnosno kao energent, je
podstaknuto i EU direktivom broj 2001/77 kojom se promoviše koriš
ć
enje obnovljivih
izvora energije, sa ciljem da se do 2010. godine ostvari u
č
eš
ć
e obnovljivih izvora
energije u ukupnom energetskom bilansu od 12%.
Da bi proizvodnja bioetanola biotehnološkim putem bila ekonomi
č
na, potrebno je
koristiti sirovinu koja je dovoljno jeftina, koja daje zadovoljavaju
ć
i prinos bioetanola u što
jednostavnijem procesu. Danas se u Vojvodini bioetanol proizvodi iz melase, ali pošto
nje nema dovoljno za sve potecijalne potrebe, potrebno je razmotriti mogu
ć
nosti za
masovnu proizvodnju bioetanola i iz drugih sirovina. Me
đ
u njima najzna
č
ajnije su
sirovine bogate ugljenim hidratima (krompir, topinambur, sirak, žitarice, itd.). Znatni
viškovi žitarica u mnogim zemljama u svetu, posebno SAD i u EU, doveli su do
poreme
ć
aja na svetskom tržišu i do pada cena, pa da ne bi smanjili proizvodnju u ovim
zemljama su žitarice usmerene ka proizvodnji sve traženijeg bioetanola i nusproizvoda
koji pri tome nastaju, kao što je na primer gluten iz žitarica. Masovnom usmeravanju
žitarica u proizvodnju bioetanola u svetu zna
č
ajno je doprineo razvoj tehnologije
bioetanola.
Savremene tehnologije omogu
ć
avaju da se žitarice kompleksno i do kraja
iskoriste tako da se, pored visokih prinosa bioetanola, proizvode i hraniva koja su po
vrednosti identi
č
na vrednosti sirovine ili
č
ak i skuplja (na primer gluten), generiše se
energija koja se koristi u pogonu, a dobija se i biološko
đ
ubrivo visoke vrednosti.
Prakti
č
no, savremeni pogoni za kompleksno koriš
ć
enje žitarica funkcionišu u potpuno
zatvorenom proizvodnom ciklusu bez otpada,
č
ime je postignuta maksimalna
ekonomi
č
nost, a visoka racionalizacija u energetskom inputu omogu
ć
ila je i
konkurentnu cenu bioetanola u odnosu na benzin kao gorivo i naftu kao hemijsku
sirovinu.
Na kraju treba navesti da je lignocelulozna biomasa vrlo perspektivna sirovinska
baza za proizvodnju bioetanola. Ova vrsta sirovine je danas vrlo malo zastupljena u
industrijskim razmerama, jer su na današnjem nivou razvoja tehnologije konverzije
lignoceluloze do fermentabilnih še
ć
era niske i procesi su ekonomski nepovoljni.
Me
đ
utim zbog niske cene i velike dostupnosti ove sirovine se danas intenzivno
prou
č
avaju za razvoj procesa proizvodnje bioetanola pa se može u skoroj budu
ć
nosti
o
č
ekivati uvo
đ
enje ove sirovine u proizvodnju bioetanola. Ovo bi omogu
ć
ilo da se
bioetanol može proizvoditi u velikim koli
č
inama u zemljama koje imaju razvijen agrar sa
velikim koli
č
inama otpadne biomase, me
đ
u koje spada i naša zemlja.
U Vojvodini se trenutno ne proizvodi i ne koristi bioetanol kao gorivo ili dodatak
motornom gorivu. Naime, u Vojvodini se trenutno proizvodi manje bioetanola od njenih
potreba za koriš
ć
enje u prehrambenoj (proizvodnja pi
ć
a), farmaceutskoj i hemijskoj
industriji, pa se tako zna
č
ajne koli
č
ine bioetanola uvoze. Zbog toga je, u ovoj Studiji,
pored ekološkog zna
č
aja koriš
ć
enja bioetanola za gorivo, posebna pažnja posve
ć
ena
analizi potreba Vojvodine za proizvodnjom bioetanola za gorivo, uzimaju
ć
i u obzir
savremene trendove u EU i svetu. S tim u vezi, dat je pregled postoje
ć
ih kapaciteta i
njihove iskoriš
ć
enosti i upore
đ
en je sa kapacitetom potrebnim za proizvodnju bioetanola
za gorivo u Vojvodini. Posebna pažnja je posve
ć
ena analizi sirovinske baze za
proizvodnju bioetanola, kao i razmatranju biotehnoloških aspekata ove proizvodnje, sa
posebnim osvrtom na savremena biotehnološka dostignu
ć
a i savremene pravace
razvoja ove proizvodnje. Zna
č
ajno mesto je dato analizi mogu
ć
nosti valorizacije
sporednih proizvoda u proizvodnji bioetanola za koriš
ć
enje za sto
č
nu hranu, jer se tako
može ostvariti znatno bolja isplativost postupka, a ujedno podsticati i razvoj sto
č
nog
fonda.
2
Mogu
ć
nosti razvoja proizvodnje i primene bioetanola u Autonomnoj Pokrajini Vojvodini
Alkoholna pi
ć
a
Gorivo
Industrija
Slika 1.1. Obim svetske proizvodnje etanola za razli
č
ite namene u milionima litara (1)
1.1 POTREBE ZA TE
Č
NIM GORIVOM U SVETU
Jedno od klju
č
nih pitanja današnjice se odnosi na potrošnju i primenu energije kako sa
ekonomskog tako i sa ekološkog aspekta. Imperativ privrednog rasta, kao jedan od
pokreta
č
kih faktora današnje ekonomije, uslovljava neprekidni rast potrošnje energije u
njenim razli
č
itim oblicima.
Podaci o raspodeli potrošnje energije po tipu energenta, prikazani na slici 1.2 (4),
jasno ukazuju da
ć
e i u periodu do 2030. godine najzna
č
ajniji pojedina
č
ni izvor energije
biti sirova nafta, uz zna
č
ajan porast potrošnje energije iz obnovljivih izvora. Zanimljivo je
uo
č
iti da
ć
e proizvodnja nuklearne energije prakti
č
no stagnirati, ali je potrebno imati u
vidu i
č
injenicu da je zna
č
ajni i donekle neo
č
ekivani porast cena sirove nafte u
poslednje vreme, faktor koji može uticati na nešto druga
č
iju energetsku sliku budu
ć
nosti
sveta.
Predvi
đ
anja svetske potrošnje sirove nafte po sektorima u periodu do 2030.
godine, prikazana na slici 1.3. (4), dok je potrošnja (procenjena u 2007. i planirana za
2008. godinu) sirove nafte po sektorima u Vojvodini prikazana na slici 1.4. (5). Planirana
finalna energetska potrošnja naftnih derivata u Vojvodini za 2008. godinu u ukupnom
iznosu po sektorima je za oko 2,4% ve
ć
a nego u 2007. godini (5). S obzirom na
č
injenicu da najve
ć
i deo potrošnje, kako u svetu tako i u Vojvodini otpada na sektor
transporta, kao i uz predpostavku da
ć
e motori sa unutrašnjim sagorevanjem i nadalje
predstavljati osnovni vid transportnih sredstava, scenario visokih cena sirove nafte
dopušta zna
č
ajnije pove
ć
anje udela energije iz obnovljivih izvora, a naro
č
to biogoriva.
4
