ПРЕЗИДІЯ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ
П О С Т А Н О В А
23.06.2010 N 199
Про виконання цільовоїкомплексної програми наукових досліджень
НАН України "Біомаса як паливна сировина"
("Біопалива")
Заслухавши й обговоривши доповідь голови науково-технічної
ради цільової комплексної програми наукових досліджень НАН України
"Біомаса як паливна сировина" ("Біопалива") (далі - Програма)
академіка НАН України Я.Б.Блюма, президія НАН України відзначає,
що її виконання дозволило вирішити важливі питання створення
вітчизняних видів біопалив, утилізації відходів виробництва
біопалив, розроблення відповідних законодавчих та нормативних
актів та отримати вагомі наукові результати. Протягом 2007-2009 рр. за трьома основними розділами
Програми, визначеними постановою президії НАН України
від 28.02.2007 N 56 ( v0056550-07 ), виконувався 51 проект
20 установами 5 відділень НАН України та установ при президії НАН
України, що забезпечило комплексний підхід до виконання завдань
Програми і дозволило отримати такі найважливіші результати. За першим напрямом "Джерела отримання біопалив та біологічні
засоби підвищення ефективності сировини для біопалив" сформовано
найбільшу в Україні колекцію енергетичних рослин, яка нараховує
352 таксони (71 - цукроносних, 139 - олійних, 142 - сировинних
культур для виробництва твердого, рідкого біопалива та біогазу),
колекцію штамів мікроорганізмів з підвищеною резистентністю до
етанолу та ацетальдегіду, а також колекцію штамів мікроводоростей
(16 видів, 32 перспективних штами-продуценти ліпідів), проведено
їх молекулярно-генетичний аналіз, визначено умови ефективного
культивування. Отримано власні високопродуктивні сорти 12 нетрадиційних для
України фітоенергетичних культур, таких, як амарант, топінамбур,
топінсоняшник, пайза, просо, елевсіна, чумиза, могар, сорго, сорис
тощо. На них отримані авторські свідоцтва на сорти і більшість уже
занесена до Державного реєстру сортів рослин України на 2009 рік
та впроваджувалася на площі близько 25 тис. га в Україні та за її
межами. Сконструйовано банк генів дріжджів Brettanomyces
bruxellensis, який використано для отримання резистентних до
етанолу трансформантів дріжджів Pichia stipitis. Отримано штам
дріжджів Hansenula polymorpha, здатний до підвищеного рівня
алкогольної ферментації ксилози. Відібрано 4 термотолерантних
штами мікроміцетів для гідролізу рослинних відходів. Ідентифіковано ген цитокініноксидази пальчастого проса,
відповідальний за збільшений приріст біомаси, та отримані мутантні
гібриди кукурудзи по гену waxy зі зміненим у зерні складом
крохмалю для виготовлення біоетанолу. Створено експериментальний
зразок: лінія Bn12/93/14 ярого ріпаку (Brassica napus
L. var. oleifera DC), що характеризується стійкістю до гербіцидів
на основі фосфінотрицину, збільшенням частки олеїнової і
зменшенням частки ліноленової кислот в насінні. У рамках другого розділу "Хімічні технології отримання
біопалив та супутніх продуктів" створено та апробовано модуль
пілотної установки для одержання біодизеля на твердих
каталізаторах у періодичному або безперервному режимах.
Синтезовано й випробувано серію багатокомпонентних кислотних
каталізаторів і основних твердих оксидних каталізаторів,
ефективних для переетерифікації ріпакової олії. Оптимізовано
методи формування нанокластерів каталітичних сполук всередині
нанопор активованого антрациту та рекомендовано його для
газифікації біомаси у високоефективних мембранних реакторах.
Визначено умови одержання фурфуролу в проточному режимі зі скопи з
виходом альдегіду 90-95 %. Досягнуто високий вихід етилових
естерів стеарату переестерифікації олії етанолом в умовах
гомогенного кислотного каталізу при мінімальному перетворенні
гліцерину в акролеїн та підвищення виходу діетилацеталю. Розроблено рецептуру та виготовлено дослідну партію
біобензинів типу E10, E80 та E85 на основі товарного прямогонного
бензину, автомобільного бензину A-76, біоетанолу та технологічних
присадок, що відповідають вимогам ДСТУ та ISO. На основі отриманих
результатів розроблені технічні умови ТУ У 24.6-14289688-001:2009
"Паливо моторне E-80-105" та ТУ У 24.6-14289688-002:2009
"Компонент палива моторного E-80-105", ТУ У 24.6-35523958-001:2009
"Паливо моторне біологічне E85". Синтезовано оригінальне дизпаливо за технологією етанольної
переестерифікаціїї ріпакової олії. Його випробування на
тракторному дизельному двигуні показали значні енергоекологічні
переваги порівняно з нафтовим та стандартним біологічним
дизпаливом. Розроблені композиції пластичних мастил з покращеними
захисними, протизношувальними, антизадирними та антиокиснювальними
властивостями, що підтверджено в лабораторії мастил ДП УкрНДІ НП
"МАСМА". Розроблені технологічні регламенти та створені
експериментальні зразки біопалива (одержаного холодним способом на
різних каталізаторах) та технологічного мастила. Завдяки дослідженням за третім розділом "Технологічні та
екологічні основи виробництва та використання біопалив" розроблено
технологічну схему підприємств з виробництва біодизеля потужністю
від 8 до 128 тис. т пального на рік; 3 технологічні схеми та
обладнання для виробництва паливних композиційних торф'яних
брикетів з добавкою органічних побутових відходів; технологію
виробництва біопалива з використанням принципів
дискретно-імпульсного введення енергії; технологічні регламенти та
експериментальний стенд для сумісного зброджування гною свиней з
рослинними субстратами; конструкторську документацію
експериментальної установки переробки шламу на Бортницькій станції
аерації; експериментальний зразок модуля пальникового пристрою для
спалювання відходів сільськогосподарського виробництва за методом
рухомого киплячого шару; технічну документацію для пальника з
одночасного спалювання біогазу і природного газу та передано її ДП
"Лужанський експериментальний завод". Створений дослідно-промисловий зразок роторно-пульсаційного
апарату, який впроваджено на ДП "Ново-Боровицький спиртзавод".
Створено випробувальний стенд з двигуном МеМЗ-307 та досліджено
експлуатаційні характеристики двигуна на сумішевих паливах,
результати впроваджено фірмою "ЕНЕРГОЕКОН" (м. Донецьк) під час
створення блоку програмного регулювання іскрового запалювання як
елемента адаптивної системи управління карбюраторним двигуном. Виконано техніко-економічне обґрунтування впровадження
водогрійних соломо- та деревоспалюючих котлів, міні-ТЕЦ на
деревині, міні-електростанції на біогазі з твердих побутових
відходів, когенераційної біогазової установки. Розроблено
конденсаційний котел для спалювання й утилізації газоподібних
продуктів - відходів виробництва біопалив, а також газів -
продуктів термічної обробки біологічної сировини. Підготовлено концепції 3-х стандартів, гармонізованих з
відповідними Європейськими стандартами: ДСТУ "Тверде біопаливо -
термінологія, визначення та опис", ДСТУ "Тверде біопаливо -
технічні умови та класифікація", ДСТУ "Тверде біопаливо - метод
для визначення зольності". Розроблено пропозиції до концепції розвитку біоенергетики в
Україні, низки законодавчих та нормативних актів, зокрема законів
України "Про внесення змін до деяких законів України щодо сприяння
виробництву та використанню біологічних видів палива" ( 1391-17 ),
"Про обов'язкове використання біоетанолу та біодизеля при
виробництві моторних видів палива". Загалом за Програмою отримано 54 патенти України, 1 патент
Російської Федерації, 19 авторських свідоцтв на сорти, подано
11 заявок на винаходи, опубліковано 5 монографій, 178 статей,
здано до друку 2 монографії, відбулося понад 70 апробацій на
міжнародних і вітчизняних науково-практичних конференціях та
семінарах. За результатами виконання проектів Програми проведено звітну
сесію за участю виконавців проектів, керівників науково-дослідних
установ та представників профільних відомств, створено відповідний
сайт в Інтернеті для висвітлення найважливіших досягнень Програми. Разом з тим президія НАН України зазначає, що через свою
специфіку не завершені генетичні дослідження рослинних об'єктів
джерел біомаси, що потребує здійснення подальших робіт для
практичного їх застосування. Не всі розроблені методики та
технологічні схеми випробувані, а експериментальні стенди втілені
на виробництві у реальних умовах. На черзі здійснення
стандартизації створених приладів з метою їх подальшого
впровадження в практику. Під час виконання Програми потрібно
тісніше співпрацювати з потенціальними замовниками
(міністерствами, відомствами та підприємствами). Президія НАН України П О С Т А Н О В Л Я Є:
1. Доповідь голови науково-технічної ради цільової
комплексної програми наукових досліджень НАН України "Біомаса як
паливна сировина" ("Біопалива") академіка НАН України Я.Б.Блюма
взяти до відома, відзначивши важливість отриманих результатів для
енергетики України, сільського господарства та охорони
навколишнього середовища.
2. Установам, що виконували Програму, вжити заходів щодо
захисту прав авторів на інтелектуальну власність, подальшого
впровадження результатів та їх висвітлення у засобах масової
інформації та на сайті Програми.
3. Науково-технічній раді цільової комплексної програми
наукових досліджень НАН України "Біомаса як паливна сировина"
("Біопалива") протягом двох тижнів подати до президії НАН України
пропозиції щодо розширення співпраці з НАЕР у галузі виробництва
біопалив в Україні.
4. Беручи до уваги актуальність і перспективність отриманих
результатів у рамках цільової комплексної програми наукових
досліджень НАН України "Біомаса як паливна сировина" ("Біопалива")
та необхідність концентрації подальших зусиль на створенні
вітчизняних штамів мікроводоростей, грибів та високопродуктивних
культур рослин для виробництва пального, поглиблення виробництва
альтернативних видів енергії, випробуванні розроблених приладів у
реальних умовах та проведенні їхньої стандартизації для широкого
впровадження у виробництво, вважати за доцільне продовжити
виконання досліджень за цією Програмою.
5. Затвердити Концепцію нового етапу цільової комплексної
програми наукових досліджень НАН України "Біомаса як паливна
сировина" ("Біопалива") на 2010-2012 рр., що додається.
6. Затвердити оновлений склад науково-технічної ради нового
етапу цільової комплексної програми наукових досліджень НАН
України "Біомаса як паливна сировина" ("Біопалива") (додаток).
7. Визначити обсяг фінансування нового етапу цільової
комплексної програми наукових досліджень НАН України "Біомаса як
паливна сировина" ("Біопалива") у 2010 р. у сумі 3 мільйони грн.
8. Науково-організаційному відділу президії НАН України разом
з Фінансово-економічним відділом президії НАН України за поданням
науково-технічної ради Програми передбачити під час формування
пропозицій до бюджетного запиту НАН України на 2011 та 2012 рр.
кошти для фінансування нового етапу цільової комплексної програми
наукових досліджень НАН України "Біомаса як паливна сировина"
("Біопалива").
9. Оголосити конкурс наукових проектів за зазначеною
програмою.
10. Науковим установам НАН України протягом двох тижнів
подати до науково-технічної ради зазначеної програми запити на
фінансування відповідних наукових проектів.
11. Науково-технічній раді нового етапу цільової комплексної
програми наукових досліджень НАН України "Біомаса як паливна
сировина" ("Біопалива"): - відповідно до Положення про порядок формування цільових
комплексних програм наукових досліджень НАН України у двотижневий
термін провести конкурс проектів, забезпечивши високий науковий
рівень експертизи для якісного відбору проектів, та подати їх до
президії НАН України на затвердження в установленому порядку; - у першому кварталі 2011 р. та 2012 р. проводити звітні
конференції за підсумками виконання завдань етапів Програми.
Заключний звіт про виконання Програми подати до президії НАН
України у січні 2013 р.
12. Контроль за виконанням цієї постанови покласти на Секцію
хімічних і біологічних наук НАН України та Науково-організаційний
відділ президії НАН України.
Президент Національної
академії наук України
академік НАН України Б.Є.Патон
Головний учений секретар
Національної академії
наук України
академік НАН України А.Г.Загородній
ЗАТВЕРДЖЕНОПостанова президії
НАН України
нового етапу цільової комплексної програми
наукових досліджень НАН України
"Біомаса як паливна сировина" ("Біопалива")
на 2010-2012 рр.
Стан та характеристика проблеми
У світі все більше уваги приділяють пошуку шляхів
використання як енергоресурсів поновлюваної енергії (біопалив),
накопиченої рослинами завдяки фотосинтезу. Перш за все це
пов'язано з очікуваним значним подорожчанням викопних джерел
енергії і загрозою вичерпання їх запасів. Вважається, що у
найближчій перспективі частка біопалива в загальних витратах
пального становитиме до 10 % з подальшим зростанням. Разом з тим
сучасна енергетика України значною мірою базується на імпорті
енергетичної сировини - нафти, газу, бензину, ціна на які постійно
зростає. Останніми роками нарощується виробництво біоетанолу з
цукрової тростини у Бразилії. Все більшу кількість біоетанолу
виробляють США, Канада, Франція та Китай. Одночасно стрімко
розвивається виробництво біодизеля з ріпаку та сої, особливо в США
та країнах Європи. Цьому сприяє розвиток відповідного
законодавства, що жорстко регламентує необхідність впровадження
тих чи інших видів біопалива на споживчому ринку. Так, відповідні
європейські директиви регламентують, з одного боку, обов'язкове
використання біологічних домішок до рідких видів палив, а з
іншого - створення економічних умов для сприяння їх виробництву. Розглядаються різні джерела та технологічні шляхи отримання
біопалива. Попри те, що на сьогодні на першому місці стоїть
виробництво біоетанолу з таких зернових культур, як кукурудза,
пшениця і тритикале, а також з цукрової тростини та цукрового
буряка, все більше уваги приділяється технологіям отримання
біоетанолу з цукрового сорго та багаторічних трав. Це пов'язано з
поступовим переходом до отримання етанолу другого покоління (з
біомаси), що спричинить домінування цього шляху виробництва спирту
у світі вже через 7-8 років. Тому як джерело виготовлення
біопалива вже почали використовувати відходи сільського
господарства, харчової і лісової промисловості (солому, стебла
кукурудзи, стебла і лузгу соняшника, тирсу тощо). Важливе значення
надається також розробці технологій виробництва біоетанолу
третього покоління з використанням нових мікробіологічних культур,
у тому числі і генетично модифікованих. Набувають розвитку і
технології виробництва таких видів рідкого палива, як біобутанол. Виробництво біодізеля, орієнтованого на використання ріпаку,
сої та кукурудзи як вихідної сировини, також залежить від
запровадження сучасних технологій покращення жирнокислотного
складу вихідної сировини, застосування новітніх підходів до
етерифікації жирних кислот, використання сучасних каталізаторів та
побічних продуктів його виробництва, у першу чергу таких, як
гліцерин. Одночасно йде пошук і впровадження альтернативних
рослинних джерел отримання біодизеля - таких, як
ріпаково-суріпкові гібриди, рижій та мікроводорості. Відповідно до
потреб розширюються роботи з використання генно-інженерних
технологій для поліпшення вихідної рослинної сировини. Набуває важливого значення і використання як сировини для
отримання твердих видів біопалива деревини, зокрема, отриманої від
спеціально створених швидкоростучих сортів дерев - тополі, осики і
тощо. Звичайно, кожна країна вирізняється своїми
ґрунтово-кліматичними умовами. Зокрема, в Україні для виробництва
різних видів біопалив вже використовуються різноманітні сировинні
джерела: пшениця, кукурудза, цукровий буряк, соняшник, ріпак.
Проте стрімкий науково-технічний розвиток цього сектору економіки
ставить нові завдання, які необхідно вирішити заради того, щоб
забезпечити поступальний розвиток ринку біопалив у нашій країні та
конкурентоспроможність створюваної продукції. Враховуючи необхідність підвищення рівня використання
біопалив у енергетичному балансі України, у НАН України у 2007 р.
розпочата цільова комплексна програма наукових досліджень
"Біопалива" (постанова президії НАН України від 28.02.2007 N 56
( v0056550-07 ) "Про цільову комплексну програму наукових
досліджень НАН України "Біомаса як паливна сировина"
("Біопалива")"), розрахована на підвищення ролі наукового
потенціалу НАН України у розв'язанні проблем вітчизняної
біоенергетики. З огляду на багатопрофільність проблеми виробництва біопалив
(сільське господарство, технічна мікробіологія, хімічні
технології, інженерні питання, транспорт тощо) було подано на
конкурс понад 130 проектів, основна частина з яких відповідала
меті і завданням Програми. Виходячи з фінансових можливостей НАН
України, було профінансовано лише 51 проект з мінімальним розміром
для виконання першого етапу Програми. Водночас попередньо отримані
результати виконання Програми в 2007-2009 рр. дають підставу
розраховувати на вагомі здобутки науковців у цьому напрямі, адже
по Програмі вже отримано 54 патенти України, 1 патент Російської
Федерації, 19 авторських свідоцтв на сорти та подано 11 заявок на
винаходи. Тому важливо для створення належних умов реалізації
основних завдань Програми, ефективного впровадження на практиці
отриманих результатів продовжити виконання нового етапу Програми у
2010-2012 рр.
Мета Програми та терміни її виконання
Основною метою Програми є вирішення проблеми значного
підвищення ефективності виробництва різних видів біопалив завдяки
розширенню сировинної бази із застосуванням нових (альтернативних)
культур і поліпшенню тих культур, що вже використовуються,
методами селекції, геноміки і молекулярної біотехнології;
розроблення та вдосконалення технологій отримання рідких біопалив
з різних культур, решток сільськогосподарського виробництва та
продукції лісового господарства, а також інших видів біопалив. Реалізація Програми дозволить розширити й удосконалити
сировинну базу і технології для перетворення біомаси на біодизель,
біоетанол, біобутанол тощо, створити наукову базу для забезпечення
в найближчому майбутньому якісних змін в біоенергетиці України. Строк виконання Програми: 2010-2012 рр.
Першочергові стратегічні пріоритети Програми:
- розроблення та запровадження нових перспективних джерел
біопалив в Україні, включаючи нетрадиційні та нові культури; - підвищення якості та продуктивності сировини для біопалив,
а також створення нових ліній та сортів рослин-продуцентів із
застосуванням геноміки та молекулярної біотехнології рослин; - удосконалення технологій отримання біопалив (біодизель,
біоетанол та біобутанол) з рослинної сировини з одночасним
пошуком, генетичним конструюванням та практичним застосуванням
ефективних штамів мікроорганізмів; - розробка методів одержання білків та вуглеводнів з біомаси,
що залишається в процесі отримання рідких видів палив (хімічні та
ферментативні технології); - запровадження технологій отримання та використання супутніх
органічних сполук (полілактату, молочної кислоти, гідроксимасляної
кислоти, глютамінової кислоти, фурфуролу та продуктів на його
основі тощо) під час використання біосировини для отримання
біопалив; - екологізація та підвищення ефективності виробництва
біопалив, запровадження новітніх технологій отримання біопалив.
Очікувані результати виконання Програми
1. Запровадження використання найефективніших, у тому числі
нетрадиційних та альтернативних, джерел сировини для отримання
біопалив.
2. Отримання високоякісної сировини з енергетично цінних
рослин, включаючи покращення їх захисту від шкідників, абіотичних
та біотичних чинників, завдяки методам геноміки та біотехнології.
3. Підвищення якості та кількості енергетично цінних речовин
(крохмалю, цукру, олії тощо) для отримання рідких біопалив.
4. Формування нових штамів мікроорганізмів, грибів та
мікроводоростей, а також їх ресурсної генетичної бази для
отримання рідких біопалив.
5. Вдосконалення та розроблення хімічних технологій і
матеріалів для переробки біосировини з метою одержання біопалив.
6. Покращення хімічної трансформації жирних кислот в олії для
одержання біопалив.
7. Вдосконалення існуючих та розробка альтернативних
технологій виробництва біопалив.
8. Вдосконалення шляхів використання побічних продуктів та
відходів виробництва біопалив, 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.
Умови, необхідні для прискореного розвиткуобраних напрямів досліджень
У системі Національної академії наук України є достатній
науковий та матеріально-технічний потенціал для вирішення
зазначених завдань. Найбільший обсяг робіт у цих галузях
здійснюється в Державній установі "Інститут харчової біотехнології
та геноміки НАН України", Національному ботанічному саду
ім. М.М.Гришка НАН України, Інституті біоорганічної хімії та
нафтохімії НАН України, Інституті біології клітини НАН України,
Інституті фізіології рослин і генетики НАН України, Інституті
клітинної біології і генетичної інженерії НАН України, Інституті
мікробіології і вірусології ім. Д.К.Заболотного НАН України,
Інституті технічної теплофізики НАН України, Інституті
відновлюваної енергетики НАН України, Інституті сорбції та проблем
ендоекології НАН України, Державній установі "Інститут економіки
та прогнозування НАН України". Для успішного виконання Програми необхідно забезпечити
достатній рівень фінансування та оновлення матеріально-технічної
бази установ-виконавців.
Додатокдо постанови президії
НАН України
науково-технічної ради цільової комплексної
програми наукових досліджень НАН України
"Біомаса як паливна сировина" ("Біопалива")
Бюро Ради:
1. Я.Б.Блюм - директор ДУ "Інститут харчовоїбіотехнології та геноміки НАН України",
академік НАН України - голова Ради,
керівник Програми;
2. В.М.Геєць - віце-президент НАН України, директор ДУ"Інститут економіки та прогнозування
НАН України", академік НАН України;
3. В.П.Кухар - директор Інституту біоорганічної хіміїта нафтохімії НАН України, академік
НАН України;
4. О.О.Созінов - радник президії НАН України, академікНАН України;
5. О.М.Левчук - ст. н. с. Науково-організаційноговідділу президії НАН України, к. б. н. -
секретар Ради.
Члени Ради:
6. В.В.Гончарук - академік-секретар Відділення хіміїНАН України, академік НАН України;
7. Д.М.Гродзинський - радник президії НАН України, академікНАН України;
8. А.А.Долінський - директор Інституту технічної теплофізикиНАН України, академік НАН України;
9. С.В.Комісаренко - академік-секретар Відділення біохімії,фізіології і молекулярної біології
НАН України, академік НАН України;
10. В.С.Підгорський - директор Інституту мікробіології івірусології ім. Д.К.Заболотного
НАН України, академік НАН України;
11. Б.С.Стогній - академік-секретар Відділенняфізико-технічних проблем енергетики
НАН України, академік НАН України;
12. В.В.Стрелко - директор Інституту сорбції та проблемендоекології НАН України, академік
НАН України;
13. А.А.Сибірний - директор Інституту біології клітиниНАН України, член-кореспондент
НАН України;
14. П.М.Царенко - завідувач відділу Інституту ботанікиім. М.Г.Холодного НАН України, д. б. н.
Головний учений секретар
Національної академії
наук України
академік НАН України А.Г.Загородній
-
скопійовано
-
-
