Biodyzelino gamyba iš rapsų ir gyvulinės kilmės riebalų

Įvadas Dvidešimt pirmajame amžiuje bioekonomika grindžiama ne tik biologijos ir ekonomikos, bet ir kitais gyvybės mokslais, kuriuose sukauptos žinios transformuojamos į vertingus praktinius pritaikymus. Šie praktiniai pritaikymai ekonominėse veiklose suda­ro bioekonomikos kaip ekonomikos dalies pagrindą. Todėl praktiniu požiūriu bioekonomika apibūdina­ma kaip ekonominių veiklų, susijusių su išradimais, vystymusi, gamyba ir biologinių išteklių bei procesų naudojimu, visuma. Nors bioekonomika dar mažai išplėtota, tačiau tikimasi, kad ateityje ji prisidės prie ekonomikos augimo ir visuomenės gerovės, kadangi joje bus pagerinta sveikatos apsauga, mityba, energe­tinis efektyvumas, aplinkos ir pramoniniai procesai, padidinta žmogaus veiklos darna su aplinka. Lietuvoje, kaip ir daugelyje panašaus išsivysty­mo lygio šalių, žiniomis grįsta bioekonomika žengia pirmuosius žingsnius. Žiniomis grįstos bioekonomikos variklis yra gyvybės mokslai ir biotechnologijos (The Knovvledge..., 2005), todėl šiame darbe paliečiami ir kai kurie socioekonominiai biotechnologijų aspektai. Kol kas sunkiai apibrėžiama tiek bioekonomikos nau­da, tiek ir keliama rizika. Net bioekonomikos srityje pirmaujančių šalių patirtis ir sukaupti duomenys ne­leidžia pateikti vienareikšmiškų atsakymų į esminius klausimus: kokia tikroji bioekonomikos nauda, kaip pasiskirsto minėtoji nauda, kokią riziką kelia bioeko­noinikoje naudojami instrumentai ir kokios yra rizikos grupės. Nepaisant minėtų neapibrėžtumų analizuoti ir vertinti bioekonomika nėra per anksti. Pasak Spehar (2000), naujas technologijas, tokias kaip biotechnolo­gijas, vertinti niekada nėra per anksti, kad ir kokios vystymosi stadijos jos bebūtų. Tai yra gyvybiškai svar­bu priimant ir išlaikant naujas technologijas, nes infor­macijos trūkumas gali trikdyti objektyvaus požiūrio į bioekonomika formavimąsi visuomenėje. Autoriai, analizuojantys bioekonomikos vaid­menį ekonomikose, dažnai vienokių ar kitokiu aspek­tu pabrėžia jos poveikį kaimo vietovėms. Taip yra todėl, kad gausiausiais biologiniais ištekliais dažniau­siai pasižymi kaimo bei kitos mažai apgyvendintos vietovės. Todėl plėtojant ekonomines veiklas, kurių pagrindą sudarytų biologinių išteklių ir bioprocesų naudojimas, požiūris į minėtas vietoves pasikeistų iš esmės. Išaugtų šių vietovių ekonominė svarba visai šalies ekonomikai. Darbo objektas – biodizelino iš rapsų ir gyvulinės kilmės riebalų gamybos aplinkosauginis vertinimas. Darbo tikslas – išanalizuoti biodizelino iš rapsų ir gyvulinės kilmės riebalų gamybos aplinkosauginis vertinimas. Uždaviniai: 1. ištirti biodizelino iš rapsų ir gyvulinės kilmės riebalų gamybos ypatumus; 2. pateikti biodizelino iš rapsų ir gyvulinės kilmės riebalų gamybos aplinkosauginį vertinimą. 3.pasitelkiant apibendri­nimo ir apibendrinamosios abstrakcijos metodus. Bioekonomikos vaidmuo kaimo, jos teikiama nauda ir galimas neigiamas poveikis anali­zuojamas loginės analizės metodu. 1.Biodizelino iš rapsų ir gyvulinės kilmės riebalų gamybos teoriniai aspektai 1.1.Biotechnologijos rizikos vertinimas ir atsinaujinantys energijos šaltiniai Siekiant įvertinti biotechnologijos riziką būtina nustatyti pavojus ir potencia­liai žalingus poveikius, įvertinti poveikio pasekmes ir jų mastą, įvertinti kiekvieno pavojaus ir galimo poveikio pasireiškimo tikimybę, riziką (suminę kiekvieno pavo­jaus ir galimo poveikio masto ir pasireiškimo tikimybė), apsvarstyti biotechnologi­jų įgyvendinimo galimybes ir riziką, o kiekviena priemonę įvertinti pagal jos rizikingumą ir piliečiams teikiamą naudą. Būtina atkreipti dėmesį į tai, kad be taikymo žmonių sveikatos, maisto ir pašarų sektoriuje, biotechnologijos teikia ir daug žadančių ateities alternatyvų chemijos pra­monei. Jau šiuo metu 85 proc. pasaulyje reikalingų fermentų pagaminama Europoje. Taikant fermentines ir biokatalitines technologijas galima sutaupyti daug išteklių ir energijos - taip atsiranda novatoriškas požiūris į tvarią ekonomiką. Europos Komisijos pabrėžia, kad turi būti įmanoma, jog visos žemės ūkio for­mos - genetiškai modifikuotų augalų auginimas, tradicinė ir ekologinė žemdirbys­tė - lygiomis teisėmis egzistuotų viena šalia kitos. Tačiau atkreipia dėmesį į tai, kad dėl topografinių, klimato ar struktūrinių sąlygų gali būti sunkiau tam tikruose regi­onuose auginti genetiškai modifikuotus augalus šalia tradicinių ir ekologiškų auga­lų pasėlių. Turintys informacijos vartotojai turėtų patys nuspręsti, kokia modernių biotechnologijų produktų dalis įsitvirtins rinkoje. Labai svarbu ištirti žemės ūkio praktikos priemones, skirtas užtikrinti tradicinei ir ekologinei žemdirbystei ir tvariam jų sambūviui su genetiškai modifikuotais au­galais, galimam genetiškai modifikuotų organizmų ilgalaikiam poveikiui nustatyti bei ištirti genetiškai modifikuotų kultūrų, auginamų kaip atsinaujinančios žaliavi­nės kultūros pramoniniams procesams naudą ir riziką. Priėmus ambicingą energetikos politiką Europai tikėtinas biotechnologijų in­dėlis į dar vieną - alternatyvios energijos - sektorių. Europos Taryba nustatė pri­valomą minimalų lygį - kad iki 2020 m. biodegalai sudarytų 10 % visų transporto priemonių degalų. Biodegalai turi pranašumų kitų degalų atžvilgiu - jie gaunami iš atsinaujinančių šaltinių, mažiau išmetama šiltnamio efektą sukeliančių dujų, ES energetika yra saugesnė. Gaminant bioetanolį ir biodyzeliną svarbus vaidmuo ten­ka biotechnologijoms (etanolio gamybai iš biomasės, t. y. iš kultūrų, medienos arba biologinių atliekų, naudojami fermentai arba mikroorganizmai, RRME - iš GM rapso). Apskaičiuota, kad dėl biodegalų plėtojimo ES galėtų būti sukurta daug nau­jų darbo vietų ir atsivertų naujos rinkos žemės ūkio produktams. Europos Taryba pripažįsta didelę biotechnologijų svarbą ES tarptautiniam konkurencingumui ir tvariam vystymuisi. Svarbios jų taikymo sritys yra medicinos ir farmacijos sektoriai, pramoninis perdirbimas ir pirminė gamyba (maisto produk­tai ir pašarai, taip pat atsinaujinančios žaliavinės kultūros, alternatyvi energija). Jas taikant galimi nauji iškylančių problemų, susijusių su sveikatos priežiūra, maistu pasaulio gyventojams, senėjančia visuomene, energijos tiekimu ir visuotiniu atšili­mu, sprendimo būdai. Biotechnologijų taikymas neatsiejamas nuo plačių visuome­nės diskusijų apie naudą ir pavojus, įskaitant ir etikos, ūkio bei saugos klausimus. Siekiant didesnio visuomenės pritarimo šioms technologijoms, būtina diskusijų są­lyga yra informacijos apie šių technologijų mokslinį pagrindimą skleidimas. 1.2.Biodizelino perspektyvos bioekonomikoje 1.2.1.Bioekonomikos koncepcija Bioekonomika gali būti traktuojama kaip tam tikros, su biologiniais ištekliais susijusios, ekono­minės veiklos, t. y. ekonomikos dalis (angį. bioeco-nomy) arba kaip progresyvi socialinių mokslų sritis, siekianti sujungti ekonomikos ir biologijos mokslų disciplinas (angį. bioeconomics). Dėl šio bioekonomi­kos „dvilypumo" analizuojant bioekonomikos teorine sritis esti labai plati tema ir Konde (2002) teigimu, biotechnologija įsiveržė į beveik visas sritis, kuriose žmonija turi vienokių ar kitokių siekių. Šį teiginį de­talizuoja Hollovvay (2002), kuris pažymi, jog biotech­nologija paliečia kiekvieną veiklą, kuri kokiu nors būdu naudoja gyvus organizmus naudos gavimui ar kitiems pasiekimams. Tai yra įvairialypis mokslas, todėl suglaudinti visus aspektus į vieną visumą yra klaidingas žingsnis. Interesų sritį galima susiaurinti, išskiriant vieną iš biotechnologijos sričių - pramo­ninę biotechnologiją (angį. industrial biotecimology). Europoje pramoninė biotechnologija žinoma kaip baltoji (kartais pilkoji) biotechnologija (angį. white biotecimology). Pramoninė biotechnologija yra bio­technologijos taikymas pramoniniais tikslais, kurie apima apdirbimą, alternatyvią energiją (bioenergiją) ir biomedžiagas. Siame darbe stengiamasi apsiriboti pramoninės ir žaliosios biotechnologijos ekonomi­niais, socialiniais ir aplinkosauginiais poveikiais kai­mo vietovėms. Minėtoji žalioji biotechnologija (angį. green biotecimology) yra naudojama žemės ir miškų ūkyje, kuriant bei panaudojant genetiškai modifikuo­tus (GM) augalus. Jaworski (2007) pažymi, kad dar 1996 m. OECD identifikavo pramoninę biotechnologiją kaip pagrindinę technologiją, siekiant darnaus vystymosi. Tokia pramoninės biotechnologijos traktuotė padeda atskleisti taikomąjį požiūrį į bioekonomiką. Bioeko­nomiką gali būti traktuojama kaip vienas patikimiau­sių būdų darniam vystymuisi pasiekti. Tai, be abejo, susiję ir su darniu kaimo vietovių vystymusi. OECD požiūriu, tvarus natūralių išteklių naudojimas, nesinau­dojant biotechnologija, neįmanomas. Brenner (2007) teigimu, egzistuoja mitas, jog riboti yra tik iškastiniai ir mineraliniai ištekliai. Jis teigia, jog visi ištekliai yra riboti ir gali mažėti. Be pažangos moksle ir techno­logijose perėjimas į daugumoje bioprocesais pagrįstą ekonomiką sąlygotų greitą atsinaujinančių išteklių išsekinimą ir aplinkos degradaciją (OECD, 2002). Tai prieštarautų vienam didžiausių žmonijos siekių - at­skirti ekonominį augimą nuo aplinkos degradacijos, t.y. pramonėje pelningai kurti didesnius produktų kie­kius bei tuo pat metu pagerinti aplinkos kokybę. 1.2.2.Bioekonomikos vaidmuo kaimo vietovėse Biotechnologijos glaudžiai susijusios su žemės ūkiu, miškininkyste, vandens gyvių veisimu ir kitais biologinių išteklių naudojimo aspektais (Industrial Biotecimology, 2007), todėl bioekonomikos vystymo atveju kaimo vietovės ir bendruomenės tampa daug reikšmingesnės. Bioekonomikos naudą kaimo vietovėms akcentuoja Arundel, Brenner, Duncan, Javvors­ki, McDonnelI (2007). Pasak Arundel (2007), vienas iš bioekonomikos iki 2030 m. scenarijų žemės ūkį išskiria kaip aukštą pridėtinę vertę kuriantį sektorių, kuris teikia pramonės reikmėms pritaikytas žaliavas, farmacines medžiagas bei funkcionalų maistą vartoto­jams. Kai kalbama apie biotechnologinių inovacijų naudą kaimo ekonomikose, nėra aišku, kas ir kokią naudą gaus. Šis neapibrėžtumas egzistuoja dėl to, kad nauda gali būti ekonominė, socialinė, aplinkos, o kar­tais ir nacionalinė ar globali. Savaime suprantama, jog kaimo vietovių atveju aktualiausia yra ekonominė, so­cialinė ir aplinkos nauda. Biotechnologinių inovacijų teikiama nauda labai priklauso nuo vietos valdžios gebėjimų ir turimų žinių bioekonomikos srityje, nes nauda priklauso nuo to: ar gamintojai yra ankstyvieji ar vėlyvieji inovacijos pritaikytojai; ar su šia inovaci­ja jie gali konkuruoti; ar ši inovacija suteikia gamin­tojams stiprių konkurencinių pranašumų (Industrial Biotecimology, 2007). Europoje laikomasi požiūrio, kad mažėjanč­ios naftos atsargos, C02 emisijos, auganti pasaulinė žmonių populiacija ir kaimo vystymasis yra geopoli­tinių ir socioekonominių problemų atvejai, kurie gali būti sprendžiami racionalesniu žemės ir atsinaujina­nčių išteklių naudojimu bioekonomikoje (Tovvards..., 2004). Jau dabar Europoje yra suformuotas aiškus bioekonomikos siekis. 2004 m. Europos Komisijos paskelbtame leidinyje „Ateities augalai. Europos au­galų genomikos ir biotechnologijų vizija 2025" (angį. Plans for Future. 2025 a European vision for plant genomics and biotecimology) apibrėžta biotechnolo­gijų panaudojimo Europoje vizija. Joje teigiama, kad žemės ūkis teiks ne tik maistą išaugusiai populiacijai, tačiau aprūpins ją atsinaujinančias ištekliais: biokuru, biomedžiagomis. Dėl išaugusios žemės ūkio svarbos į šį sektorių bus pritraukiama daugiau investicijų. In­vesticijos į vertingų žaliavų gamybą pagyvins žemės ūkio sektorių. Aukštą pridėtinę vertę kuriančios, per­spektyvios darbo vietos bei investavimo galimybės didins žmonių srautą į kaimo teritorijas. Naujoviškas žemės ūkis padės suklestėti kaimo bendruomenėms. Kuriami maisto produktai žmonių sveikatai neturės neigiamo poveikio, kurį turi kai kurie dabar vartoja­mi maisto produktai. Chemikalai ir degalai, išgauti iš augalų, taps plačiai naudojami. Žemės ūkis besivys­tančiose šalyse taps produktyvesnis, konkurencingesnis ir darnesnis. Tai yra labai svarbu turint omenyje greitą maisto paklausos augimą Rytų Azijoje. Didesni derliai šiose šalyse bei eksportas iš Europos ir Pietų Amerikos padės patenkinti didėjančią maisto paklau­są besivystančiose šalyse. Biomasės gamintojai (žemės ir vandens bei miškų ūkio verslo atstovai) yra vieni svarbiausių bioe­konomikos dalyvių. Jie dalyvauja bioprodukto vertės kūrimo grandinėje ir vieni pirmųjų į šį produktą per­kelia savąją vertės dalį. Minėtoje grandinėje gali da­lyvauti įvairių veiklos sričių atstovai, ne vien tik bio­masės gamintojai. Biotechnologija paremtos vertės kūrimo grandinė. Vertės kūrimo grandinės dalis, kuri yra tiesiogiai susijusi su bioprocesais ir bioproduktais. Kiti elementai, kurie dominuoja daugumos produktų vertės kūrimo grandinėje, šiuo atveju nėra įtraukti. Gaunamą naudą itin svarbu nustatyti biotechnologinių procesų vykdy­mo vietas. Kiekvienas vertės kūrimo grandinės daly­vis stengiasi maksimizuoti turimą pridėtinės vertės dalį joje. Minėtieji dalyviai apima šias grupes (Indust­rial Biotecimology, 2007): • išteklių tiekėjai: kompanijos, kurios parduo­da sėklas, veislinius gyvulius ar sodinukus, naudojamus gamintojų (ūkininkų, vandens gyvių bei augalų veisėjų); • transportavimo kompanijos: perveizimo ir logistikos įmonės turi geras galimybes įsit­raukti į biomasės, tarpinių gaminių bei galutine gamyba. Ypač tuomet, kai ji užima per didelį tūrį arba yra per lengva, kad transportavi­mas būtų ekonomiškai tikslingas; transformavimo kompanijos: šios kompani­jos superka biomasę ii ją perdirba į produk­tus arba naudoja paslaugų teikimui. Jos gali būti pajėgios kurti naujus produktus ir pa­slaugas, panaudodamos neįprastus žaliavų šaltinius (pvz., yra galimybių atlikti dujofikaciją panaudojant įvairias atliekas, pasitel­kiant pažangias biokatalizės technologijas). Biokatalizės įmonių kaimo vietovėse buvimas yra esminis rodiklis, rodantis, ar biotechnologijų teikiama nauda yra išlaikoma bendruomenėje. Biokata­lizės įmonės turi potencialą sukurti aukštą pridėtinę vertę kuriančias darbo vietas, kurios gali pritraukti naujus žmones į kaimo bendruomenes. Šiuo atveju taip pat pritraukiamos verslo veiklos, susijusios su transportavimu ir logistika. Žemės ūkio produkcijos gamintojai bioekonomikoje turi papildomas galimybes padidinti iš žaliavų tiekimo gaunamas pajamas. Pajamų padidėjimas gali svyruoti nuo nulinio iki ženklaus. Nulinis papildomų pajamų augimas yra tuomet, kai žemės ūkio produkci­jos gamintojai paprasčiausiai parduoda žaliavas perdirbėjui, nesukurdami papildomos pridėtinės vertės. Ženklus pajamų augimas gaunamas tuomet, kai vysto­ma aukštą pridėtinę vartę kurianti biomasės gamyba, t. y. parduodamas dalinai perdirbtas produktas (ibid). Greta teigiamų bioekonomikos poveikių gali pasireikšti ir neigiami poveikiai. Išaugusios pajamos kaime gali padidinti kainas visoje šalyje. Nors naudo­jant biotechnologijas produktai bus gaminami pigiau, tačiau šių technologijų naudojimas gali sąlygoti ir kai kurių žaliavų brangimą. Jeigu biokatalizės produktai (pvz., gaminami iš grudų) parduodami sėkmingai ir yra didelė paklausa, tuomet didėja grūdų rinkos kai­na. Ir tai paliečia visus grūdų vartotojus, o ne tik eta­nolio gamintojus (Industrial Biolechnology, 2007). Tai yra viena priežasčių, kodėl biokatalizės šalininkai itin pabrėžia žaliavų pasiūlos užtikrinimo svarbą. Ga­lima pažymėti, jog biokatalizei naudojant ne grūdus, o, pavyzdžiui, celiuliozę, grūdų rinkos kainos nesi­keistų. Lygai tokia pati situacija susiklostytų ir kitose maistinių žaliavų rinkose. Nesant maistinių žaliavų pakaitalų, tinkamų panaudoti biokatalizės procesams, maistinių žaliavų rinkos kaina būtų linkusi didėti. Kol kas negalima vienareikšmiškai pasakyti, kuris veiklos būdas yra geresnis: ar plėtojant bioekonomiką gauti kuo didesnės naudos ir susitaikyti sujos neigiamais poveikiais, ar siekiant išvengti neigiamo bioekonomi­kos poveikio apriboti išjos gaunamą naudą. Kaip minėta, bioekonomikos sukūrimas pa­veiktų kaimo vietovių vystymąsi tiek ekonominiu, tiek aplinkosauginiu, tiek ir socialiniu aspektu. Šiuo metu dar trūksta duomenų nustatyti, ar biotechnolo­gijos vystymasis, ypač bioproduktų gamyba, turės žymų ekonominį poveikį kaimo ekonomikoms. Kai kurios biotechnologijos veiklos gali suteikti trumpa­laikės ekonominės naudos pirmiesiems veiklos plėtotojams. Tai tęstųsi ribotą laikotarpį, kol visi konkuren­tai įdiegtų tokią pat technologiją. Ekonominė nauda, tokia kaip darbo vietų sukūlimas, gali pakelti darbo užmokestį kaimo vietovėse. Dėl to padidėtų darbo kaštai kai kuriuose ūkiuose. Kita vertus, konkuruo­jantys vietos verslininkai, pasinaudodami naujomis biotechnologijomis, gali padidinti pajamas arba su­mažinti kaštus. Vietos verslininkai, kurie nenaudoja tokių pačių technologijų, rizikuoja savo pelningumu. Viena iš Dickins (2006) minimų teorijų teigia, kad biotechnologija veikia šalies konkurencingumą užsie­nio rinkose. Remiantis šiuo teiginiu galima daryti prielaidą, jog bioekonomiką atveria naujas konkura-vimo galimybes. Šalyje, kuri užima tvirtas pozicijas pasaulinėje bioproduktų rinkoje, sukuriamos geresnės sąlygos biomasės gavybos ir jos perdirbimo verslams plėtoti. Kaip jau buvo užsiminta, šie verslai dažniau­siai telkiami kaimo vietovėse, t. y. kuo arčiau išteklių išgavimo vietų, todėl tani tikra naudos dalis turėtų ati­tekti būtent joms. Fishhoff (2007) teigia, kad biotechnologijos ekonominė ir aplinkosauginė nauda jau yra pakanka­mai įrodyta. Maksimizuojant Dickins (2006) ir Fis­hhoff (2007) minėtą ekonominę naudą svarbus vaid­muo teikiamas ir eksportui. Šalys, eksportuojančios daug maisto produktų (pvz., tokios kaip Kanada), pri­imdamos gamybos ir vartojimo sprendimus, turėtų lai­kytis tam tikros sprendimų hierarchijos. Ji apima tris taisykles (Industrial Biotechnology, 2007): 1. Naudoti produktus, pagamintus iš kokių tik įmanoma atliekų (šiątaisyklę galima supras­ti taip: sumažinti išteklių švaistymą ir tech­ninėms reikmėms nevartoti tokių produktų, kuriuos galima eksportuoti kaip maistą); 2. Prioritetus teikti biomasei, iš kurios gamina­mas maistas, pluoštas ir biodegalai (būtent šia tvarka); 3. Teikti pirmenybę tiems gamybos procesams, kurių metu panaudojami visi šalutiniai pro­duktai ir minimizuojama tarša bei atliekos. Be minėtosios ekonominės naudos, bioekono-mikoje turėtų būti gaunama ir nauda aplinkai. Ji turėtų pasireikšti tuo, kad produkcija būtų gaminama naudo­jant mažiau toksiškus gamybos metodus. Kitaip ta­riant, nauda aplinkai būtų gaunama dėl sumažėjusios taršos, sumažėjusio pesticidų naudojimo ir energijos taupymo. Tačiau nerimaujama dėl galimo nenumaty­to naujų organizmų poveikio, ypač genetiškai modifi­kuotų organizmų. Taip pat egzistuoja žinių trūkumas, kaip išaugęs biomasės išgavimas paveiks gamtinių išteklių sistemas bei pačią kaimo vietovės aplinką. Pagrindinis bioekonomikos poveikis socialinei sferai turėtų būti dėl: • aukštesnio mokymo lygio; • didesnių informacijos kaitos tinklų bendruo­menėse. Aukštesnis mokymo lygis reikalingas dėl to, kad sėkmingam bioekonomikos vystymui reikalingas ne tik finansinis, bet ir žmogiškasis kapitalas. Ypač svarbu, kad žmogiškojo kapitalo pakaktų kaimo vie­tovėse, nes priešingu atveju tose vietovėse nebus su- kuriami aukštos pridėtinės vertės produktai. Jeigu kaimo vietovės sėkmingai pritraukia naujų biopro­duktų pramonę, tuomet jos privalo pajėgti konkuruoti su kompetencijos centrais, kurie yra vidutiniuose ir dideliuose miestuose. Kaimo vietovių gebėjimas kon­kuruoti šioje srityje yra galimas dėl kelių priežasčių. Visų pirma kaime veikia įvairūs žinių sklaidos mecha­nizmai: masinio informavimo priemonės, nuotolinio mokymo sistemos. Antroji priežastis, kuri pastebima Kanadoje, yra ta, kad universitetų ir kolegijų progra­mos yra pagrįstai priartintos prie kaimo vietovių. Tre­čioji priežastis - ūkininkų asociacijos ir institucijos domėjimasis galimomis naujomis kaimo ekonominio vystymosi strategijomis (Industrial Biotechnology, 2007). Pramoninis biotechnologijos vystymas kaimo vietovėse reikalauja žmonių, kurie gebėtų susidoroti su naujomis veiklos sritimis, kuriose greta įprastinės chemijos inžinerijos reikalingi nauji vadybos įgūdžiai. Kanadoje buvo siūloma įvesti naujas universitetines programas, kurios ruoštų specialistus, turinčius žinių bioproduktų gamybos ir vadybos srityje. Nepanašu, kad panašios programos greitu laiku pasirodys, tačiau yra įmanoma esamų programų studentus orientuoti šia nauja kryptimi. Informacijos kaitos tinklų plėtra bioekonomikoje yra svarbi dėl to, kad ji padeda plėtoti biotechnologijas. Parviainen (2007) teigia, kad tinklaveika yra bioenergetikos skatinimo priemonė. Bioenergetika yra pramoninės biotechnologijos sritis, todėl apibendri­nant galima teigti, jog tinklaveika padeda vystyti biotechnologijas. Autoriaus teigimu, vietinė tinklaveika turėtų įtraukti verslininkus, investuotojus, sprendimų priėmėjus, erdvės planuotojus ir kitus vietos valdžios atstovus, aplinkosaugininkus, miškininkystės darbuo­tojus, miškų ir žemės savininkus. Regioniniu mastu tinklaveika turėtų padėti bendradarbiauti tyrėjams, in­struktoriams, regioninio planavimo atstovams bei re­gioninėms organizacijoms. Parviainen teigimu, žinių ir technologijų perdavimas turi vykti nuolatos. Atsinaujinęs arba išaugęs ekonominis efektyvu­mas turėtų pagerinti kaimo socialinę infrastruktūrą. Sėkmingai veikiančios kooperacinės verslo įmonės keltų pasitikėjimo ir sanglaudos lygį bendruomenėse. Tačiau pageidautina, kad minėti teigiami rezultatai nu­stelbtų galimas neigiamas pasekmes (Industrial Biotechnology, 2007): 1. padidėjęs slaptumas ir kontrolė dėl intelek­tinės nuosavybės susitarimų gali ardyti dali­jimosi ir tarpusavio pagalbos kultūrą kaimo vietovėse; 2. gali būti prarandama vielos valdžia žemės tvarkymo srityje, kadangi ūkiai tampa dide­li, o jų žemvaldžiai dažnai nedalyvauja vie­tos žmonių gyvenime; 3. gali būti sumenkinami vietos dirbančiųjų kryžminimas, kurio metu gaunami pageidauja­mi augalai ir gyvūnai, taip pat yra priskirtinas biotechnologijoms. Tačiau ši biotechnologija ūkinėje veikloje naudojama jau seniai. Minėti terminai dažniausiai vartojami tuomet, kai sie­kiama pabrėžti organizmų valdymo galimybes, kurias teikia pačios naujausios žiniomis grįstos biotechnologijos. 4. Bioekonomikos vystymas remiasi biotechno­logijomis, kurioms reikalingi biologiniai ište­kliai, jų gausa pasižymi žemės ir vandens ūkis bei miškininkystė. Todėl bioekonomikos vys­tymo atveju kaimo vietovių ir bendruomenių reikšmingumas didėja, nes minėti ištekliai yra arčiausiai jų. 5. Bioekonomika kaimo vietovėms teikia ekono­minės, socialinės ir aplinkosauginės naudos. Ekonominės naudos dydis priklauso nuo to, kiek biožaliavų užaugina vietos ūkininkai ir kiek šių žaliavų perdirbama toje vietovėje. So­cialinė nauda kaimo vietovėje pasireiškia tuo, kad sukuriamos papildomos aukštą pridėtinę vertę kuriančios darbo vietos, atisiranda gali­mybė į kaimą pritraukti žmones. Aplinkosau­ginė nauda pasireiškia per sumažėjusį neigia­mą gamybos poveikį aplinkai. 6. Daugiausia naudos iš bioekonomikos vystymo kaimo vietovės gauna tuomet, kai jose yra stei­giamos biomasės perdirbimo įmonės. Jeigu to­kių įmonių kaimo vietovėje nėra, jų gaunama nauda apsiriboja padidėjusia biomasės paklau­sa bei galimu pervežimo ir logistikos verslų plėtojimu. 7. Kaimo vietovėse tikslinga plėtoti ne tik žaliąją bet ir baltąją biotechnologijas. Šių technologijų derinys padės išlaikyti bioekonomikos teikiamą naudą kaimo vietovėje, kadangi jose būtų vyk­doma ne tik žemės ūkio veikla, bet ir atliekama biotechnologijomis pagrįsta perdirbimo veikla, kurianti aukštesnę pridėtinę vertę. 1.3.Biodegalų gamybos ir panaudojimo tyrimų analizė Biodegalų gamybos ir jų savybių tyrimai aktualūs šiltnamio efekto mažinimui ir mineralinių degalų pakeitimui biologiniais. Tyrimų tikslas - atlikti rapsų etilo ir metilo esterių gavimo ir savybių palyginamuosius tyrimus. Nustatytos optimalios rapsų etilo esterio gamybos sąlygos. Turbidimetriniu metodu nustatyti pradinių ir susidarančių peresterinimo metu medžiagų tarpusavio tirpumai. Gautos trikomponentės diagramos G-REE-E, G-RME-M, leidžiančios paaiškinti peresterinimo laipsnio mechanizmą ir optimizuoti gamybos sąlygas. REE peresterinimo efektyvumui nustatyti sudaryta klampos, lūžio rodiklio ir tankio priklausomybės nuo nesureagavusio aliejaus kiekio mišinyje diagrama. Gautų biodegalų kokybės rodikliai atitiko ES reikalavimus ir jie gali būti naudojami dyzeliniuose varikliuose. 1.4.Rapsų aliejus, peresterinimas, biodegalai, rapsų etilo esteris, etanolis, glicerolis Siekiant integruotis į ES, būtina įsijungti į globalines Sąjungos programas, tame tarpe j biodegalų gamybos ir šiltnamio efekto dujų emisijos sumažinimo. Madrido deklaracija [1] siūlo iki 2005 m. ne mažiau 10 % mineralinių degalų pakeisti biologiniais, o Kioto [2] susitikime pareikalauta iš ES 8 % šiltnamio efekto dujų sumažinimo. Baltoji knyga [3] ypač akcentuoja socialinį biodegalų gamybos aspektą (naujų darbo vietų kūrimą kaime) ir siūlo iš ALTENER II fondų remti Rytų Europos šalių nacionalines Biodegalų gamybos programas. ES šalyse didžiausias dėmesys skiriamas rapsų aliejui, iš kurio peresterinimu gaunami biodyzeliniai degalai - rapsų metilo esteris (RME). Jis biologiškai suyra ne mažiau kaip 98 % per 21 parą [4]. Maži CO, NOx, HC ir dalelių kiekiai išmetimo dujose [5]. Rapsų etilo esterio (REE), gavimas ir savybės bei poveikis aplinkai mažai tyrinėtas, jis negaminamas, nėra norminės dokumentacijos. Rapsų aliejaus perdirbimo į biodegalus (rapsų metilo ir etilo esterius) bei jų savybių tyrimai. Tikslui pasiekti buvo sprendžiami uždaviniai: atlikti rapsų aliejaus peresterinimo proceso metanoliu ir etanoliu palyginamuosius tyrimus, optimizuoti biodegalų gamybos sąlygas, nustatyti gautų degalų fizikines ir chemines savybes ir poveikį aplinkai. Rapsų etilo esterio sintezei naudotas hidratuotas rapsų aliejus, metanolis (M), absoliutus etanolis (E), rūgštiniai ir šarminiai katalizatoriai: Na ir K šarmai, natrio metilatas, p-toluensulforūgštis. Peresterinimo laipsnis, alkoholio, laisvo ir surišto glicerolio kiekiai buvo nustatomi chromatografiškai, kiti rodikiai pagal ISO, EN, DIN metodikas. Reakcijos metu susidarančių produktų bei pradinių žaliavų tarpusavio tirpumo tyrimai turbidimetriniu metodu spektrofotometru Spekol-11. Konjuguotų trikomponenčių sistemų fazių sudėtis buvo tiriama chromatografiškai. Rezultatai Atlikti rapsų aliejaus peresterinimo sintetiniu etanoliu tyrimai parodė, kad peresterinimo procesas žymiai sudėtingesnis negu metilo esterio gamyba. Nustatyta peresterinimo laipsnio priklausomybė nuo katalizatoriaus prigimties ir koncentracijos parodė, kad REE sintezėje efektyviausias KOH, kurio optimali koncentracija reakcijos mišinyje - 1,4 % nuo aliejaus kiekio. NaOH ir p-toluensulfo rūgštis pasižymėjo mažesniu efektyvumu, jų panaudojimas problematiškas dėl nepakankamo NaOH tirpumo etanolyje ir p-toluensulfo rūgšties higroskopiškumo. Palyginamieji RME ir REE gamybos tyrimai parodė, kad optimalus alkoholio/aliejaus santykis rapsų aliejų peresterinant etanoliu yra didesnis, negu RME sintezėje. Etanolio/aliejaus santykis - 5, kai peresterinimo metanoliu atveju jis pakankamas - 4,2. Siekiant ištirti reakcijos mechanizmą, optimalias esterio gamybos sąlygas, buvo tirti pradinių ir susidarančių peresterinimo metu medžiagų tarpusavio tirpumai. Gautos trikomponentės diagramos (1 pav.) parodė, kad etanolis ir glicerolis (G) bei etanolis ir REE 20-25 °C temperatūroje maišosi bet kokiais santykiais. Sistemos G-REE-E binodalė skiria pilno maišymosi zoną nuo zonos, kurioje sistema skyla į 2 konjuguotus tirpalus G(REE,E) ir REE(G,E). Skirtingai negu REE, E, G mišinyje, sistemoje G-RME-M esančių medžiagų tirpumo sritys yra labai siauros. Binodalė nuo ašių G-M ir RME-M atskirta siaura pilno maišymosi zona. Glicerolio tirpumas rapsų metilo esteryje ribotas ir tik dideli alkoholio pertekliai duoda stabilų tirpalą. Tai sąlygoja lengvą glicerolio išsiskyrimą iš mišinio ir nesudėtingą glicerolio likučių pašalinimą plaunant standartų reikalavimai gaminamiems biodegalams (RME) pateiktos 1 lentelėje. 1 lentelė. Rapsų metilo (RME) ir etilo (REE) esterių rodiklų ES šalyse ir Lietuvoje palyginamieji duomenys Rodiklio pavadinimas REE RME RME (ES standartas) Nustatymo metodas Tankis, 20 °C 0,87 0,88 0,8555-0,885 ISO 3675 Nusidistiliavimas, % (tūrio) iki 300 °C iki 360 °C n.d.5 n.m. 95 ISO 3405 Kinematinė klampa, mm2/s (20 °C) 7,8 8,2 6,5-9,0 ISO 31304 Takumo temperatūra, °C -12 -11 n.d. -8 Plyksnio temperatūra, °C 86 83 n.m. 56 ISO 2719 Sieros kiekis, % 0,01 0,01 n.d. 0,02 DIN EN 41 Drėgmė, % 0,15 0,2 n.d. 0,1 ISO 6269 Pelenai, % 0,01 0,01 n.d. 0,02 EN 26245 Rūgščių skaičius, mg KOH/g 0,35 0,4 n.d. 0,5 ISO 660 Rodiklio pavadinimas REE RME RME (ES standartas) Nustatymo metodas Surištas glicerolis, % 0,2 0,19 n.d. 0,24 Dujų chromatografinis metodas Laisvas glicerolis, % 0,03 0,02 n.d. 0,02 Dujų chromatografinis metodas Nustatytos gautų laboratorijoje optimaliomis sąlygomis rapsų metilo ir etilo esterių fizikinės cheminės savybės ir užsienio Iš gautų duomenų aišku, kad laboratoriniu būdu gautas REE savo savybėmis atitinka biodyzeliniams degalams (RME) keliamus reikalavimus. Atsižvelgiant į tai, kad REE peresterinimo proceso efektyvumo (peresterinimo laipsnio) įvertinimas sudėtingas, reikalauja daug laiko ir sudėtingos chromatografinės įrangos, buvo ieškota būdų nustatyti peresterinimo laipsnį greitesniais ir paprastesniais metodais. 2 pav. Lūžio rodiklio, klampos ir tankio priklausomybės nuo aliejaus kiekio REE aliejaus mišinyje Aliejaus kiekis, % Ištyrus REE ir pradinio aliejaus mišinio klampos, tankio ir lūžio rodiklio priklausomybes (2 pav.) nuo aliejaus kiekio mišinyje, duomenys koreliavosi su chromatografinių tyrimų rezultatais ir tokie tyrimai gali būti naudojami ekspres metodais biodegalų gamyboje peresterinimo efektyvumo nustatymui. REE gamybos procesas sudėtingesnis negu RME gavimas. Peresterinimui naudojamas etanolis turi būti absoliutus, katalizatoriaus koncentracija reakcijos mišinyje - 1,4 % nuo aliejaus kiekio, alkoholio/aliejaus santykis - 5, kai RME gamyboje jis pakankamas 4,2. Gauto laboratorijoje REE fizikinės ir cheminės savybės atitiko tarptautiniais standartais keliamus reikalavimus biodyzeliniams degalams ir jis gali būti naudojamas dyzeliniame variklyje. REE gamyboje ekspres metodais peresterinimo laipsnio įvertinimui gali būti naudojamas tankio, klampos ir lūžio rodiklio kompleksinis nustatymas standartiniais nesudėtingais metodais, nes reikšmės koreliuojasi su chromatografinio tyrimo rezultatais. Didėjančiu atsinaujinančių degalų populiarumu siekiama sukurti geresnes perspektyvas savarankiško daugiafunkcinio žemės ūkio vystymui, nemaistinio augalinio aliejaus gamybai laisvos rinkos sąlygomis ir mažinti aplinkos oro taršą, kurią pastaraisiais dešimtmečiais ypač padidino augantis sunkiasvorių vilkikų, galingų traktorių, savaeigių žemės ūkio mašinų ir lengvųjų automobilių skaičius. ES Komisija numato, kad transporto priemonių skleidžiamas anglies dvideginio kiekis iki 2010 metų gali padidėti iki apytikriai 1113 milijonų tonų ir 84% C02 emisijos dalis teks kelių transportui. Taigi, plačiai naudojant atsinaujinančią biodegalų energiją kelių transporte, miestų autobusuose, miško ir žemės ūkio gamybos sektoriuose, yra vienas iš būdų mažinti aplinkos oro taršą kenksmingais COj, CO, NO„, HC, ir kitais komponentais. Naudoti gryną rapsų aliejų (RA) ir jo mišinius su dyzeliniais degalais (DD) yra pigiau palyginti su RME, nes mažėja transporto ir perdirbimo išlaidos. Gryno RA gamyba mažiau priklauso nuo fiskalinės šalies politikos, o nebrangią, mažai energijos naudojančią aliejaus šalto spaudimo (

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!