Інноваційні напрямки розвитку біопаливних технологій.

Еволюція розвитку технології біопалива відображає також еволюцію світової суспільної думки, економічних можливостей, екологічних загроз та наукових прогнозів. В цьому розвитку первинною була думка про можливість використання біопалива поряд з традиційними джерелами палива, які існували на той час у світі. Другим етапом цього розвитку були наукові розробки, які відповіли на два суттєвих питання: про доцільність використання біопалива та розробку технологій його виробництва . Другий етап, без сумніву, розвивався пропорційно перш за все із ринком палива у світі. Першим значним поштовхом для наукових досліджень в галузі розробки біопалива було усвідомлення думки про вичерпність існуючих природних запасів нафти та газу . Свідченням загрози закінчення запасів є той факт, що за останній період часу на планеті не відкрито нових великих світових родовищ нафти та відмічається постійна тенденція зростання цін на цю сировину. Це в свою чергу стало питанням національної безпеки для багатьох країн світу. В цей період, а саме, впродовж ХХ століття відбулось значне зростання використання нафти та газу і це стало ключовим фактором, який призвів до підвищення викидів СО₂ в атмосферу, спровокувало екологічні зміни на планеті та створило загрозу глобального потепління.

Третім етапом еволюції розвитку технології біопалива стало практичне впровадження наукових розробок та комерціалізація світового ринку біопалива . Світовий біопаливний ринок має всі характеристики інноваційних ринків: постійно ведуться дослідження в галузі вдосконалення технологій виробництва, відбувається поліпшення фізико-хімічних властивостей біопалива, анонсуються цілий ряд виробництв і програмних намірів, створюється значний інформаційний тиск.

За технологічними принципами отримання біопалива воно поділяється на три групи: першого, другого та третього покоління .

Виробництво біопалива першого покоління потребує значних орних земель, які в більшості використовуються для виробництва продуктів харчування, а також переведення значної частки харчових продуктів рослинництва в сировину для біопалива.

Така тенденція призвела до зменшення об’ємів продовольчого виробництва та здорожчання продуктів харчування, що відмічають в усьому світі. Це в свою чергу може призвести до серйозної нестачі продовольства, зокрема для країн, що розвиваються, де вже більше 800 мільйонів чоловік страждають від голоду і недоїдання . Тобто посилюється проблема голоду та продовольства – одна із глобальних на планеті.

Головним завдання технологій біопалива другого покоління – є збільшення кількісті виробленого екологічно стійкого біопалива, використовуючи біомасу, що складається з залишкових нехарчових частин рослин, таких як стебла, листя, лушпиння, що залишаються після вилучення харчової частини. Також годяться нехарчові рослини (дикоростуче просо, ятрофа, міскантус, агава) і виробниче сміття: деревна стружка, шкірка і м'якоть від пресування фруктів і т.п.

Технології біопалива другого покоління покликані витягувати корисну сировину з деревної або волокнистої біомаси, яка містить корисні цукри у вигляді целюлози і лігніну.

Як показали дослідження, перетворення деревної біомаси шляхом бродіння в цукри вимагає дорогих технологій, пов'язаних з попереднім обробітком сировини за участі спеціальних ферментів та значних витрат енергії. А це означає, що виробництво біопалива другого покоління у великих масштабах поки що залишається економічно збитковим і неконкурентним з існуючими традиційними видами палива. Окреслені труднощі визначають той факт, що ринок біопалива 2-го покоління на даний час не сформувався. Запущені поодинокі виробництва носять експериментальний характер. Основні ж зусилля зосереджені на дослідних проектах.

Також не у всіх випадках вирішується проблема екології середовища з виробництвом біопалива другого покоління. Так виробництво і використання біодизелю з пальмової олії може зменшити шкідливі викиди на 80%. Однак, якщо сировина для цього виробництва буде вироблятися на землях, за рахунок вирубки тропічних лісів, то парниковий ефект може зрости на 800 % і більше .

Усвідомлення проблем та недоліків, які пов’язані з виробництвом біопалива першого та другого покоління змусили науковців вести пошук альтернативної біоенергії. Біопаливо третього покоління не тільки повинно було бути позбавлене основних недоліків, пов'язаних з виробництвом біопалива першим і другого покоління, але і запобігати подальшому скочуванню планети в екологічну прірву. Такою альтернативою стало біопаливо нового покоління із водоростей. Водорості здатні виробляти в 150-300 разів більше олії для виробництва, наприклад, біодизельного палива, ніж традиційні сільськогосподарські культури з однакової площі. За розрахунками мікроскопічні водорості забезпечать виробництво екологічно чисту заміну бензину, не забираючи плодоносні землі у сільгоспвиробників, та можуть забезпечити стабільну продуктивність (до 100 т/га в рік) не потребуючи для цього прісної води, мінеральних добрив та засобів захисту. Використання водоростей дозволяє отримувати значний врожай безперервно і не бути пов’язаним до кліматичних умов, які є визначальними для багатьох районів планети.

В нашій державі сьогодні активно формується національний біоенергетичного комплекс. Важливо, щоб цей комплекс розвивався в одному ритмі зі світовими тенденціями, тому в нашій країні поряд з виробництвом біопалива першого та другого покоління вже сьогодні необхідно закладати та стимулювати дослідження з широкого впровадження у виробництво біопаливо нового покоління.