ПРЕЗИДІЯ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ
П О С Т А Н О В А
28.02.2007 N 56
Про цільову комплексну програмунаукових досліджень НАН України
"Біомаса як паливна сировина"
("Біопалива")
У світі дедалі більша увага приділяється пошуку шляхів
використання енергоресурсів поновлюваної енергії, накопиченої
живою речовиною завдяки фотосинтезу - біопаливу. За рахунок
продуктів фотосинтезу найближчим часом орієнтовно може покриватися
до 10% всіх енерговитрат.
Разом з тим сучасна енергетика України значною мірою
базується на імпорті енергетичної сировини - нафти та газу, ціна
на яку постійно зростає.
Вчені Національної академії наук України мають доробки з
покращення і розширення сировинної бази, удосконалення традиційних
та розроблення власних технологій виробництва біопалив з
урахуванням регіональних і технологічних особливостей, створення і
поліпшення рецептур добавок до товарних палив тощо. Тим часом вони
використовуються не досить активно, внаслідок чого сьогоднішнє
виробництво біопалив у країні базується на застарілих та відносно
дорогих технологіях, що не забезпечують ні належної їх
собівартості, ні кількості.
Враховуючи необхідність ефективного використання біопалив у
енергетичному балансі України, як це передбачено Законом України
"Про альтернативні види рідкого та газового палива" від
14 січня 2000 р. N 1391-XIV ( 1391-14 ), та на виконання
п. 4.2 постанови президії НАН України від 12.07.2006 N 213
( v0213550-06 ), науковцями Секції хімічних та біологічних наук
НАН України підготовлена концепція цільової комплексної програми
наукових досліджень "Біомаса як паливна сировина" ("Біопалива"),
яка передбачає активізацію участі науковців НАН України у
розв'язанні проблем вітчизняної біоенергетики.
У зв'язку з викладеним президія НАН України
П О С Т А Н О В Л Я Є:
1. Сформувати за поданням Секції хімічних і біологічних наук
НАН України, починаючи з 2007 року, цільову комплексну програму
наукових досліджень НАН України "Біомаса як паливна сировина"
("Біопалива").
2. Затвердити концепцію цільової комплексної програми
наукових досліджень НАН України "Біопалива" (додаток 1).
3. Затвердити персональний склад науково-технічної ради
цільової комплексної програми наукових досліджень НАН України
"Біопалива" (додаток 2).
4. Визначити базовими установами з виконання: I розділу програми - Інститут клітинної біології і генетичної
інженерії НАН України; II розділу програми - Інститут біоорганічної хімії і
нафтохімії НАН України; III розділу програми - Інститут технічної теплофізики
НАН України.
5. Оголосити конкурс наукових проектів за зазначеною
програмою.
6. Науково-технічній раді цільової комплексної програми
наукових досліджень НАН України "Біопалива" відповідно до
Положення про порядок формування цільових комплексних програм
наукових досліджень НАН України (розпорядження президії
НАН України від 25.11.2003 N 682) протягом місяця провести конкурс
наукових проектів за програмою та розробити і подати на
затвердження до президії НАН України проект цільової комплексної
програми наукових досліджень НАН України "Біопалива" із
визначенням завдань та обсягів їх фінансування на 2007 рік.
7. Науковим установам НАН України протягом двох тижнів подати
до науково-технічної ради зазначеної програми запити на
фінансування відповідних наукових проектів.
8. Контроль за виконанням цієї постанови покласти на
віце-президента НАН України академіка НАН України В.Д. Походенка.
Президент Національної
академії наук України
академік НАН України Б.Є.Патон
Перший віце-президент
- головний учений секретар
Національної академії наук України
академік НАН України А.П.Шпак
Додаток 1до постанови президії
НАН України
цільової комплексної програми наукових досліджень
НАН України "Біомаса як паливна сировина"
("Біопалива")
Загальна характеристика програми
На шляху до енергетичної незалежності України важливим
фактором є трансформація енергії фотосинтезу в доступні для
використання в народному господарстві форми. Нині в світі, в
зв'язку із значним подорожчанням викопних джерел енергії і
загрозою вичерпання їх запасів, дедалі більша увага приділяється
застосуванню енергії, накопиченої рослинами за рахунок
фотосинтезу, для технічних потреб, зокрема на автотранспорті.
Лідером у вирішенні цієї проблеми є Бразилія, де річне виробництво
біоетанолу з цукрової тростини перевищило 150 млн.гкл. Таку ж
кількість біоетанолу планують виробляти США з кукурудзи, а в
2012 році підняти планку до 284 млн.гкл, одночасно розвиваючи
виробництво біодизельного палива - біодизеля з ріпаку та сої.
В Європі нарощується виробництво біодизеля переважно з
ріпакової і соєвої олії, а також біоетанолу з кукурудзи та інших
зернових культур. Цьому сприяли відповідні директиви, в яких, з
одного боку, регламентується обов'язкове використання домішок до
бензину етанолу та біодизеля, а з іншого - створення економічних
умов для сприяння виробництву цих джерел енергії. В найближчій
перспективі вважається, що частка біопалива в загальних витратах
пального становитиме до 10% з подальшим нарощуванням потужностей.
Розглядаються різні шляхи отримання біопалива. На першому місці
стоїть етанол з зернових культур, оскільки середні врожаї
кукурудзи, пшениці і тритикале переважають 80 ц/га, на другому -
етанол з цукрового буряка, на третьому - біодизель з ріпаку.
Наприклад, у Франції планується в основному з цих джерел в
найближчі роки потроїти виробництво біопалива і довести його в
2010 р. до 480 тис. тонн з перспективою до 1 млн. 300 тис. тонн.
Європейські країни відрізняються за пріоритетами у
виробництві біопалива - Франція віддає перевагу кукурудзі,
пшениці, цукровому буряку, Німеччина орієнтується поки що більше
на біодизель з ріпаку. Як джерела для виготовлення біопалива
почали використовувати також відходи сільського господарства,
харчової і лісової промисловості (солома, стебла кукурудзи, стебла
і лузга соняшника, тирса тощо). Хоч їх не розглядають як
першочергові пріоритети, проте вони можуть стати в майбутньому
досить важливим сировинним джерелом. Набуває значення і
використання як сировини для біопалива деревини, наприклад,
отриманої від спеціально створених швидкорослих сортів тополі, а
також нових культур, зокрема, місканту. Особливий акцент на
використанні швидкорослих деревних культур роблять в Китаї.
В Україні, виходячи з ґрунтово-кліматичних умов, джерела для
біопалива можна розташовувати в такій послідовності: кукурудза,
тритикале, пшениця, різні види сорго та проса, цукровий буряк,
соняшник, ріпак, відходи сільського і лісового господарства, а
також міскант, тополя, стебла і лузга соняшника. Безумовно,
рекордсменом з накопичення енергії на гектар площі в наших умовах
є картопля, але зовсім не вирішені проблеми її зберігання протягом
тривалого часу до переробки. В нашій державі відходи
сільськогосподарського виробництва застосовувати як сировину для
палива поки недоцільно, тому що спостерігається зростаючий дефіцит
органіки в ґрунтах, і краще солому, стебла кукурудзи, гичку
кукурудзи, сої залишати на полі (крім бадилля соняшника). Але в
окремих випадах за існування надлишку відходів можна їх
переробляти на хімічні продукти та біопаливо.
Враховуючи зростаючу роль біопалива у енергетичному балансі
України і виходячи із Закону України "Про альтернативні види
рідкого та газового палива" від 14 січня 2000 р. N 1391-XIV
( 1391-14 ), який визначає правові, соціальні, економічні,
екологічні та організаційні засади виробництва і споживання
альтернативних видів рідкого та газового палива на основі
залучення нетрадиційних джерел і видів енергетичної сировини та
спрямований на створення необхідних умов для розширення
виробництва і споживання цих видів палива в Україні, та Закону
України "Про пріоритетні напрями розвитку науки і техніки" від
11 липня 2001 р. N 2623-III ( 2623-14 ), пропонується
започаткувати цільову комплексну програму наукових досліджень
"Біопалива", яка розрахована на підвищення ролі науковців
НАН України у розв'язанні цієї проблеми.
Енергетика України поки що значною мірою базується на імпорті
енергетичної сировини - нафти, газу, бензину - ціна на яку
постійно зростає і ця тенденція буде посилюватися з року в рік,
оскільки видобуток викопних джерел енергії скорочується і в
найближчій перспективі запаси цих енергоносіїв будуть вичерпані.
Застосування нових джерел енергії (водень, пряме перетворення
сонячної енергії на електричну, термоядерний синтез) поки досить
проблематичне і водночас економічно непривабливе, особливо за
широкомасштабного використання. Найближчим часом немає
альтернативи рідкому паливу для автотранспорту.
Тому в світі дедалі більшу увагу приділяють пошуку шляхів
використання як енергоресурсів поновлюваної енергії, накопиченої
живою речовиною завдяки фотосинтезу. Вважається, що в найближчій
перспективі за рахунок використання продуктів фотосинтезу буде
покриватися до 10% всіх енерговитрат.
Ґрунтово-кліматичні умови більшості регіонів України є
сприятливими для вирощування культур з високим рівнем накопичення
енергії біомаси під час вегетації. Але до цього часу не вирішені
проблеми визначення пріоритетних для отримання біопалива культур.
В останні роки все більше уваги приділяють ріпаку як сировині для
отримання біодизеля, але не проведено ґрунтовних досліджень з
економічної ефективності його вирощування в різних регіонах
України у порівнянні з іншими культурами.
Виробництво ріпаку в Україні має певні обмеження. Поки що не
створено достатньо зимостійких сортів озимого ріпаку і він
періодично вимерзає на значних площах. Сорти ярого ріпаку за
врожайністю помітно поступаються озимому. В Західній Європі
вважається, що економічно доцільно вирощувати ріпак на біопаливо
при врожайності не менше 30-40 ц/га, що дає змогу виробити до
1 тони біодизеля. В умовах нашого аграрного виробництва
підтримувати такий рівень складно. Тим часом озима пшениця і
тритикале в багатьох господарствах суттєво перевищують цей рівень,
це ж стосується й кукурудзи, але остання більш затратна у
виробництві.
Ще однією важливою культурою з точки зору біоенергетики є
цукровий буряк. Технологія його вирощування, транспортування і
зберігання добре розроблена, але ряд проблем щодо отримання
біопалива з цієї сировини, зокрема, суттєве зменшення енергетичних
витрат, потребує свого вирішення.
Значні перспективи для біоенергетики в Україні мають деякі
нетрадиційні культури, здатні накопичувати велику біомасу, зокрема
за рахунок того, що у них фотосинтез відбувається впродовж
тривалого періоду - від ранньої весни до пізньої осені, а також
швидкорослі деревні породи і нові сорти тополі, верби та інших
деревних культур.
Важливим критерієм під час промислового виробництва біопалив
є можливість забезпечення переробки сировини протягом цілого року,
тому що транспортні видатки з доставки сировини на територію
заводу і її зберігання до включення в технологічний процес є
суттєвими витратами всього циклу. Не визначені можливість і
доцільність використання для біопалива решток таких культур, як
пшениця, ячмінь, кукурудза, враховуючи необхідність збереження
органічної речовини ґрунту тощо.
Надзвичайно важливим фактором у підвищенні ефективності
виробництва біопалива є селекція рослин з метою збільшення
придатності (за вмістом корисних речовин) для виготовлення
біоетанолу і біодизеля. При вирішенні цієї задачі провідну роль
будуть відігравати сучасні методи біотехнології. Ідеться не тільки
про збільшення продуктивності і стійкості рослин до абіотичних і
біотичних стресів, але й про зміну біохімічних особливостей зерна
або інших продуктів (вміст пентозанів, зміна співвідношення
амілози і амілопектину тощо). Необхідно підкреслити, що участь
фундаментальної науки у розвитку біоенергетики значною мірою буде
визначатися її доробками в напрямі як створення нових генотипів
культурних рослин, більш адаптованих для використання їх продукції
і біомаси для виробництва біопалив, так і в пошуку нових
нетрадиційних культур з підвищеним коефіцієнтом перетворення
енергії фотосинтезу в потрібну біомасу при порівняно незначних
витратах викопної енергії на їх виробництво, транспортування,
зберігання. У вирішенні цих завдань значну, а можливо і вирішальну
роль, буде відігравати геноміка, зокрема генетична інженерія, а
також ботаніка, біохімія, фізіологія рослин.
Наступний блок програми пов'язаний з удосконаленням
технологій виробництва біопалив, з одним з нових продуктів -
біобутанолом або етанол-бутанольними сумішами, що розглядаються як
альтернатива етанолу.
Необхідно знайти принципово нові підходи до розробки
комплексної технології виробництва біопалив і білкових компонентів
з насіння кукурудзи, сої, пшениці, тритикале, ріпаку, проса,
біомаси цукрових буряків, нових культур, в тому числі і деревних,
з максимальним використанням органічних речовин та створенням
маловідходних технологічних циклів.
Окремим блоком базових проблем біоенергетики є виробництво
етанолу і фурфуролу з біомаси відходів сільськогосподарських
рослин (солома, кукурудзяний качан, лузга соняшника тощо) та кори
дерев. Тут необхідно опрацювати ефективні методи ферментативного
гідролізу лігноцелюлози до цукрів та спирту і удосконалити
технологію спиртової ферментації основних цукрів гідролізатів
лігнінцелюлози до етанолу. При вирішенні цих проблем важливе
значення будуть мати також сучасні методи селекції дріжджів і
цвільових грибів, аж до методів генетичної інженерії, і
застосування хіміко-технологічних методів розділення та
перетворення речовин.
Основна мета програми
Основною метою програми є визначення пріоритетів у вирішенні
проблеми значного підвищення ефективності виробництва різного типу
біопалив шляхом розширення сировинної бази, з застосуванням нових
нетрадиційних культур і удосконаленням традиційних шляхом селекції
і використанням досягнень геноміки і біотехнології, створення та
вдосконалення технологій отримання біопалив і білкових
концентратів з різних культур й решток сільськогосподарського
виробництва та продукції лісового господарства. Реалізація
програми дозволить розширити й удосконалити сировинну базу і
технології для перетворення біомаси на продукти, придатні для
застосування в техніці (біодизель, біоетанол, біобутанол тощо),
створити наукову базу для забезпечення в найближчому майбутньому
якісних змін в біоенергетиці України.
Першочергові стратегічні пріоритети Програми
- визначення найбільш перспективних джерел біопалива в
Україні, включаючи нетрадиційні (тополя, верба, міскант та інші
нові культури); - розробка технологій вирощування та основних напрямів
використання нетрадиційних біоенергетичних культур як
високоефективного відновлюваного джерела енергії. Забезпечення
стабільно високого виходу абсолютно сухої маси (10-20 т/га - яка
придатна для використання на тверде біопаливо) та високоякісної
технічної олії (900-1100 кг/га - як джерела для біодизеля); - застосування методів біотехнології і генетичної інженерії
рослин з метою збільшення продукції сировини для біопалива з
одиниці площі при мінімальних енерговитратах з підвищеним вмістом
корисних речовин, а також створення рослин-продуцентів олій; - удосконалення технологій отримання біопалива (біодизель та
біоетанол) і білкових концентратів з рослинної сировини, з пошуком
та генетичним конструюванням відповідних штамів мікроорганізмів; - розробка методів одержання вуглеводнів з біомаси сухих
відходів та пошук методів одержання етилену з біомаси (хімічні та
ферментативні процеси); - технології використання біосировини для отримання біопалива
разом із створенням технологій для отримання супутніх органічних
хімікатів (полілактат, молочна кислота, гідроксимасляна кислота,
глютамінова кислота, фурфурол та продукти на його основі); - пошук шляхів використання побічних продуктів та відходів
виробництва біопалива.
Розділи програми
I. Джерела отримання біопалив та біологічні засоби підвищення
ефективності сировини для біопалив.
II. Хімічні технології отримання біопалив та супутніх
продуктів.
III. Технологічні та екологічні основи виробництва та
використання біопалив.
Науковий доробок, який передбачається створити
Науковий доробок, який передбачається створити
1. Визначення найбільш ефективних, в т.ч. нетрадиційних та
альтернативних, джерел сировини для біопалив.
2. Застосування методів біотехнології для забезпечення
стабільно високого виходу якісної сировини з енергетично цінних
рослин шляхом їх захисту від шкідників, абіотичних та біотичних
стресів.
3. Підвищення якості енергетично цінних речовин (крохмалю,
цукру, олії тощо) та покращення біосировини для технологічної
переробки з метою отримання біопалив.
4. Конструювання ефективних штамів мікроорганізмів та
використання грибів, здатних до ферментації біосировини для
отримання біопалив.
5. Вдосконалення існуючих та розроблення нових хімічних
технологій та матеріалів для переробки біосировини з метою
одержання біопалив.
6. Дослідження хімічних трансформацій жирних кислот в олії
для одержання біопалив.
7. Удосконалення існуючих та створення альтернативних
технологій виробництва біопалив.
8. Пошук шляхів використання побічних продуктів та відходів
виробництва біопалив, в т.ч. їх очищення та знезараження, а також
використання відходів інших виробництв як сировини для отримання
біопалив.
9. Визначення і покращення якості та безпечності біопалив, їх
стандартизація.
10. Порівняльний аналіз різних джерел сировини для
біоенергетики з урахуванням їх потенційної шкідливості,
собівартості та витрат енергії на вирощування, транспортування,
зберігання, екології, а також придатності для технологій
трансформації біомаси в біопалива, можливості отримання при цьому
додаткових корисних продуктів.
11. Вдосконалення законодавчих, інституційних, регуляторних
та економічних аспектів розвитку ринку біопалив.
Умови, необхідні для прискореного розвиткуобраних напрямів досліджень
У системі Національної академії наук України існує достатній
науковий та матеріально-технічний потенціал для вирішення
зазначених завдань. Найбільший обсяг робіт в цих галузях
здійснюється в Інституті клітинної біології і генетичної інженерії
НАН України, Інституті біоорганічної хімії і нафтохімії
НАН України; Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка
НАН України, Інституті харчової хімії і технології НАН України,
Інституті фізіології рослин і генетики НАН України, Інституті
біології клітини НАН України, Інституті мікробіології і
вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Інституті біохімії
ім. О.В. Палладіна НАН України, Інституті сорбції та проблем
ендоекології НАН України, Інституті технічної теплофізики
НАН України, Інституті економіки та прогнозування НАН України.
Для успішного виконання програми необхідно забезпечити
достатній рівень фінансування та оновлення матеріально-технічної
бази установ-виконавців.
Строки виконання програми
II кв. 2007 р.-IV кв. 2009 р.
Орієнтовні обсяги бюджетного фінансування, тис.грн.
2007 р. - 3,5 млн.грн. 2008 р. - 4,1 млн.грн. 2009 р. - 4,7 млн.грн. Всього - 12,3 млн.грн.
Перший віце-президент
- головний учений секретар
Національної академії наук України
академік НАН України А.П.Шпак
Додаток 2до постанови президії
НАН України
науково-технічної ради
цільової комплексної програми наукових досліджень
НАН України "Біомаса як паливна сировина"
("Біопалива")
Бюро ради:
------------------------------------------------------------------ | 1. |Академік НАН України |- перший заступник | | |Я.Б. Блюм |академіка-секретаря Відділення | | | |загальної біології НАН України, | | | |заступник директора Інституту | | | |клітинної біології та генетичної | | | |інженерії НАН України - голова ради| | | |(керівник програми) | |----+-----------------------+-----------------------------------| | 2. |Академік НАН України |- академік-секретар Відділення | | |В.М. Геєць |економіки НАН України, директор | | | |Інституту економіки та | | | |прогнозування НАН України | |----+-----------------------+-----------------------------------| | 3. |Академік НАН України |- директор Інституту біоорганічної | | |В.П. Кухар |хімії та нафтохімії НАН України | |----+-----------------------+-----------------------------------| | 4. |Академік НАН України |- радник президії НАН України | | |О.О. Созінов | | |----+-----------------------+-----------------------------------| | 5. |К.б.н. О.М. Левчук |- ст.н.с. Науково-організаційного | | | |відділу президії НАН України - | | | |секретар ради | |----+-----------------------+-----------------------------------| | |Члени ради: | | |----+-----------------------+-----------------------------------| | 6. |Академік НАН України |- академік-секретар Відділення | | |В.В. Гончарук |хімії НАН України | |----+-----------------------+-----------------------------------| | 7. |Академік НАН України |- академік-секретар Відділення | | |Д.М. Гродзинський |загальної біології НАН України | |----+-----------------------+-----------------------------------| | 8. |Академік НАН України |- директор Інституту технічної | | |А.А. Долінський |теплофізики НАН України | |----+-----------------------+-----------------------------------| | 9. |Академік НАН України |- академік-секретар Відділення | | |С.В. Комісаренко |молекулярної біології, біохімії, | | | |експериментальної та клінічної | | | |фізіології НАН України | |----+-----------------------+-----------------------------------| |10. |Академік НАН України |- директор Інституту мікробіології | | |В.С. Підгорський |і вірусології ім. Д.К. Заболотного | | | |НАН України | |----+-----------------------+-----------------------------------| |11. |Академік НАН України |- академік-секретар Відділення | | |Б.С. Стогній |фізико-технічних проблем енергетики| | | |НАН України | |----+-----------------------+-----------------------------------| |12. |Академік НАН України |- директор Інституту сорбції та | | |В.В. Стрелко |проблем ендоекології НАН України | |----+-----------------------+-----------------------------------| |13. |Член-кореспондент НАН |- директор Інституту біології | | |України А.А. Сибірний |клітини НАН України | |----+-----------------------+-----------------------------------| |14. |Д.т.н. |- директор Інституту харчової хімії| | |В.Р. Боровський |і технології НАН України | ------------------------------------------------------------------
Перший віце-президент
- головний учений секретар
Національної академії наук України
академік НАН України А.П.Шпак
-
скопійовано
-
-
