Глобальное сравнение национальных потенциалов по производству биодизеля
24.04.2008
10312
0
103120
Глобальное сравнение национальных потенциалов по производству биодизеля
M A T T J O H N S T O N * A N D T R A C E Y H O L L O W A Y
Center for Sustainability and the Global Environment University of Wisconsin, Madison, 1710 University Ave., Wisconsin 53726
Перевод предоставлен ABERCADE
В данном исследовании представлена проведенная на национальном уровне оценка потенциальных объемов биодизеля и цен на него. Оценка охватывает 226 стран, территорий и протекторатов. В исследование были включены все коммерчески экспортируемые сырьевые липидные материалы, полученные на существующих сельскохозяйственных угодьях. На основании полученных данных было проведено сравнение верхнего предела потенциала, имеющегося для расширения производства биодизеля (в виде абсолютного объема биодизеля), прибыльного потенциала, связанного с экспортом биодизеля, а также потенциала, связанного с расширением производства растительных масел за счет увеличения урожайности в сельском хозяйстве.
Сравнение данных, полученных в разных странах, проводится по различным экономическим, энергетическим и экологическим показателям. Наши результаты показывают, что верхний предел мирового потенциала составляет 51 млрд. литров для 119 стран. Из них производство 47 миллиардов литров могло бы быть рентабельным при сегодняшних ценах на импорт. Значительный прирост производства также мог бы стать возможным за счет увеличения урожайности в сельскохозяйственном секторе. Это обеспечит 12-кратное увеличение по сравнению с существующим потенциалом. Оно зависит в основном от совершенствования системы рационального использования сортов тропических масличных культур.
1. Введение
Нефть – самый крупный и единственный источник энергии, потребляемой мировым населением в большем объеме, чем уголь и природный газ или энергия из ядерных, гидро- и возобновляемых источников (1). Согласно прогнозам, глобальные потребности в нефти к 2025 году возрастут на 40% (2). Опасения, связанные с обеспеченностью нефтезапасами и энергетической безопасностью, для многих стран послужили поводом для рассмотрения альтернативных вариантов, заменяющих импорт нефти. Продолжаются споры о том, является ли жидкое биотопливо и полученные из биомассы возобновляемые виды топлива лучшими вариантами, которые могут быть использованы в ближайшее время вместо нефтяного топлива. Недавно эти споры возобновились в ответ на рост нефтяных цен. Однако биотопливо ассоциируется с проблемами ресурсов и экологии, и при этом необходимо учитывать, где, каким образом и из каких сырьевых материалов оно вырабатывается.
США, где наблюдается быстрое развитие производства этанола из кукурузного зерна, продемонстрировали, что страны с сокращающимися (или отсутствующими) запасами нефти не всегда действуют в лучших интересах глобальных рынков продовольственных товаров (3). В нашем исследовании была предпринята попытка рассчитать верхний предел производства биодизеля, а также определить страны, которые лучше всего позиционированы для его развития в свете ожидаемых изменений на товарных рынках.
Биодизель – это биотопливо, которое находится в центре-фокусе нашего исследования, поскольку дизельные двигатели применяются в широком диапазоне областей. Также необходимо учитывать присущее дизельному циклу преимущество, связанное со степенью полноты сгорания (по сравнению с двигателями, использующими цикл Отто, т.е. работающими на бензине), а также доминирующее положение дизельного топлива на рынке продуктов-рафинатов: 27,0% мирового потребления рафината, по сравнению с 25,6% моторного бензина (1). Даже в странах, где бензин является основным видом жидкого топлива, дизельные автомобили используются в подавляющем большинстве для коммерческих грузоперевозок, строительства и поддержания инфраструктуры. Это подчеркивает их уникальное значение для разнообразных секторов экономики. Кроме того, поскольку переработка биодизеля может осуществляться в условиях нормальной атмосферной температуры и давления, его экономичное производство может быть налажено в различных районах и масштабах (от городской до сельской местности, от малого до коммерческого масштаба). Простота производства также способствует получению высокого «чистого» энергетического баланса биодизеля, к примеру, биодизель на основе соевых бобов обеспечивает производство 93% энергии (по сравнению с 25% для этанола из кукурузного зерна) (4).
Биодизель, известный под официальным названием «метиловый эфир» или «этиловый эфир», получают из натуральных растительных масел или животных жиров, которые подверглись химической модификации (эстерификации), и используют для дизельных двигателей. По сравнению с нефтяным дизельным топливом, биодизель обладает рядом преимуществ. К ним относятся его возобновляемый характер, свойства продуктов выброса, поддержка национального сельскохозяйственного производства, совместимость с существующими двигателями, а также разветвленная инфраструктура и простота изготовления (5). Хотя в течение 20-го века было зарегистрировано несколько эпизодов «популярности» биодизеля, последний случай возрождения интереса к биодизелю наблюдается в Европе с начала 1990-х гг. Стимулом для этого послужил закон об обязательном использовании альтернативного топлива, а также тот факт, что дизельное топливо занимает доминирующее положение на рынке жидкого топлива (66% потребностей в жидком топливе «на дороге»). По состоянию на 2004 год, производство биодизеля в Европе превысило 2,0 миллиарда литров. По сравнению с этим, объем производства в США составил лишь 100 миллионов литров в год (6). Совокупная доля Европейского Союза и США в глобальном потреблении биодизеля составляет более 95%. Кроме того, в Канаде, Австралии, Южной Африке, Японии, Китае, Индии, Бразилии, Таиланде и Малайзии имеются небольшие программы по коммерческому биодизелю, а во многих других странах проводятся научные исследования по этой проблеме.
Хотя связанные с биодизелем технические вопросы уже прошли этап тщательного изучения, меньше внимания уделялось той области, которая обозначается как «стратегическое применение» (7-9). Нами был проведен обзор, включающий публикации, прошедшие оценку экспертов, а также «серые» литературные источники, которые были подготовлены на уровне штатов, в федеральном и международном масштабе. В результате было определено 13 публикаций, представляющих оценки объема и ценности биодизеля, который может быть произведен из внутренних сырьевых материалов, перечисленных в Таблице дополнительной информации S.1 (10-22). Указанные исследования отличаются друг от друга по своему характеру, географическим рамкам, сырьевым материалам и уровню детализации. Возможно, существуют дополнительные исследования по конкретным регионам, однако они не получили достаточно широкого распространения, и мы не смогли их найти, чтобы включить в наш обзор. Возможно, из-за того, что отдельные виды анализа были сфокусированы на определенных сырьевых материалах, или из-за того, что были использованы различные методы для расчета объемного потенциала, не удалось сравнить эти методы анализа друг с другом.
Наше исследование представляет собой последовательную, выполненную на национальном уровне оценку потенциальных объемов биодизеля и цен на него, реплицированных по всем странам мира. Настоящая работа задумана как сравнение первого порядка, проведенное между странами. Это исследование основывается на национальных, сельскохозяйственных и экономических параметрах, а также показателях использования топлива. Анализируя данные для 226 стран, территорий и протекторатов, а также всех основных сырьевых жиров, мы проводим сравнение потенциалов для расширения биодизельного производства с использованием существующих сельскохозяйственных угодий и животных жиров.
2. Метод анализа
Нами построена база данных, охватывающая все страны и все липидные сырьевые материалы, а также различные экономические, энергетические и экологические показатели. Данные взяты из публично доступных «он-лайн» источников (23). Поэтому выводы могут независимо корректироваться по мере поступления обновленных и более полных подборок данных. Если не указано иное, показатели всех нижеупомянутых источников были переведены в метрические единицы и доллары США.
По-прежнему трудно проводить оценку объема липидов, которые могут быть использованы для биодизеля, поскольку существует свыше 350 видов масличных культур, многие из которых уникальны и встречаются только в определенных районах и климатических условиях.. Аналогично, в качестве сырьевых материалов могут использоваться жиры многих видов животных. Для того, чтобы обеспечить получение надежных и сравнимых данных, изучаемые сырьевые материалы были ограничены масличными культурами, получаемыми в промышленных объемах, и жирами, отслеживаемыми Продовольственной и сельскохозяйственной организацией (FAO) Отдела статистики Организации Объединенных Наций (FAOSTAT). Все данные по объемам и ценам базируются на статистических показателях экспорта переработанных масел и жиров FAOSTAT (24). В настоящем исследовании делается предположение о том, что неэкспортируемые липиды требуются для внутреннего использования, в том числе для удовлетворения потребностей в пищевых продуктах, а экспортируемые липиды свободны от долговых обязательств, по крайней мере, на национальном уровне. Мы также проводили расчет объемов биодизеля, получаемых в результате экспорта измельченных и переработанных основных масличных культур. Однако эти ориентировочные оценки были исключены из заключительной оценки, поскольку они не оказывали существенного влияния на общие объемы.
2.1. Расчет объемов.
Мы рассчитали общий потенциал объема биодизеля для каждого сырьевого материала i и страны j, ,BVij, используя следующее уравнение:
BVij = (EOij +EFij) хLD хRR (E1)
Экспортируемые, продаваемые в коммерческом масштабе, переработанные растительные масла, EOij, и животные жиры, EFij, рассматриваются как исходные сырьевые материалы, и FAOSTAT представляет данные по их массе. Растительные масла имеют весьма сходные показатели плотности, поэтому для пересчета сообщаемой FAOSTAT массы в объем использовалась средняя плотность липида, составляющая 0,92 кг/литр (25). Из-за использования данного подхода привносится ошибка, не превышающая 1% для растительных масел; она соответствует максимальной разнице плотности между подсолнечным маслом (самое легкое масло) и льняным маслом (самое тяжелое). Для животных жиров ошибка составляет 3%. RR отражает коэффициент преобразования обработанного растительного масла в очищенный биодизель. В среднем, при использовании современных комплектов оборудования для переработки в непрерывном производственном процессе, RR составляет 0,98 (26). Для превращения этих липидов в биодизель потребовались бы инвестиции в инфраструктуру, обеспечивающую процесс очищения, поскольку мощности для обработки липидов уже имеются.
2.2. Расчет цены. В базе данных FAOSTAT также отслеживаются показатели экспорта товаров, что позволяет определять соответствующую цену на литр биодизелей, изготовленных из каждого отдельного вида сырьевого материала, а также оценивать конкурентоспособность с нефтяным дизельным топливом. Показатели экспорта FAOSTAT включают существующие доходы от производства, переработки и экспорта. Показатели экспорта биодизеля, BEVij, рассчитывались при помощи следующего уравнения:
BEVij = LEVij + RC - GV (E2)
Показатели экспорта липидов для каждой страны и для каждой сельскохозяйственной культуры, LEVij, сначала увеличивались в среднем на $0,12 за литр (издержки производства промышленного масштаба), RC. Затем эти показатели уменьшались за счет продажи основного побочного продукта переработки, глицерола. При обычном процессе непрерывного производства глицерол, C3H8O3, производится в соотношении примерно 0,08 кг на литр очищенного биодизеля (27). Рассматривая падение цены наряду с увеличением производства биодизеля, мы применяем долгосрочную предварительную оценку цены глицерола технического качества на уровне $0,04 из расчета на литр произведенного биодизеля, GV (28). Показатели экспорта липидов, взятые из базы данных FAOSTAT, рассматриваются на условиях франко-борт (ФОБ), т.е. в этом случае покупатель оплачивает транспортировку и страхование. Также делается допущение о том, что все вытекающие из этого экспортные цены на биодизель соответствуют условиям ФОБ, и, таким образом, мы не включаем затраты на транспортировку.
В то время как в странах могут иметься возможности для превращения указанных исходных запасов липидов в биодизель, мы признаем, что любое крупномасштабное перераспределение ресурсов оказало бы влияние на глобальные экспортные цены и потенциальную рентабельность (3). Цены на сельскохозяйственную продукцию и так могут существенно различаться в разные годы, что обусловлено изменениями уровня спроса, климата, вредителями и другими факторами. Например, данные по ценам на соевые бобы за период 1978-2003 гг. (29) показывают, что американским производителям сои платили от $7,83/бушель (1983 год) до всего $4,38/бушель (2002 год).
Однако, несмотря на тот факт, что колебания цен в различные годы достигали 34% (1983-1984), долгосрочные тенденции цен изменялись в значительно меньшей степени; при этом прямая на графике цены, отражающая основную тенденцию, для ценовых показателей 1978-20003 гг. соответствует 4-процентному снижению. Как свидетельствуют ориентировочные оценки Министерства сельского хозяйства США (USDA), если в 2007-2016 гг. целевые объемы соевого биодизеля будут увеличены на 40%, ожидается, что цены на сою возрастут на 3,9% (30).
Для определения тех стран, которые в настоящее время позиционированы таким образом, чтобы получать максимальный доход от экспорта биодизеля, мы проводим сравнение издержек производства биодизеля BEVij , которые были рассчитаны выше, с базовой ценой импортированного биодизеля, IP. Как уже было отмечено, самый крупный рынок биодизеля существует в Европейском Союзе. Но даже при том, что в ЕС производство биодизеля составляет свыше 90% от его мирового объема производства, в ЕС не удается обеспечить удовлетворения спроса из-за льготных субсидий и «агрессивной» нацеленности на возобновляемые виды топлива. Используемая в настоящем исследовании импортная цена на биодизель, который соответствует стандарту качества ЕС EN14214, составляет ЕВРО73,00 за 100 литров или $0,88 за литр, не включая НДС (по курсу обмена на 21 марта 2006 года). Поскольку экспортные цены FAOSTAT включают доходы от производства липидов, производство BPij определяется как новый доход каждой страны, получаемый в результате переработки биодизеля (31):
BPij = IP – BEVij (E3)
Таким образом, суммарный национальный доход был бы равен существующим доходам за счет липидов «плюс» BPij. Хотя эта цена является удобной точкой отсчета, импортная цена на биодизель может быстро изменяться, в зависимости от таких факторов, как существующие уровни внутреннего производства биодизеля, цены на нефтяной дизель, урожайность сельскохозяйственных культур и законодательство.
Помимо исходной импортной цены, мы проводим оценку чувствительности к обоснованному историческому минимуму, историческому максимуму, а также прогнозируемым максимальным ценам. Поскольку в историческом смысле не существует какого-либо значимого ценообразования на биодизель, проводимый нами анализ чувствительности импортной цены не учитывал колебания цен на нефтяное дизельное топливо, которые хорошо коррелируют с существующими ценами на биодизель. Эти цены на биодизель были стандартизированы до уровня $0,88 за литр биодизеля (цена биодизеля на 13 января 2006 года), что на 45% выше цены нефтяного дизельного топлива на эту же дату. Проведенный нами анализ чувствительности цены использует низкую оценочную импортную цену на биодизель, составляющую $0,26 за литр (1 марта 1999 года), высокую оценочную импортную цену в размере $1,02 за литр (7 августа 2006 года), а также будущую максимальную импортную цену в размере $1,42 за литр. Эти цены базируются на данных 10-летней истории цен на дизельное топливо (32), а также будущих экстраполяциях ценовых трендов на 10-летнюю перспективу.
На основании указанных объемов и ориентировочной рентабельности мы определяем страны, в которых имеется оптимальное сочетание высоких объемов и низких производственных издержек. Мы проводим ранжирование стран, которые имеют суммарный объем годового производства, превышающий один миллион литров потенциала, объемный расход эффективного крупномасштабного уровня, а также реакторы для непрерывного производства биодизеля и уровни затрат которых составляют от самых низких до самых высоких (в $/литр). В то время как затраты на очистку обычно находятся в линейной зависимости от объема для каждого типа технологической установки, для реакторов непрерывного производства отмечаются более низкие суммарные производственные издержки, чем для реакторов периодического действия. Это обусловлено более высокими показателями общей эффективности и пропускной способности устройств первого типа (26). Если ограничить объемы этим пороговым уровнем, необходимым для достижения экономичного непрерывного процесса переработки, сравнительные данные по разным странам станут более согласованными и точными, и при этом в фокусе внимания будут находиться различия в исходных запасах сырья, которые являются самым значимым компонентом, влияющим на стоимость биодизеля.
2.3 Инвестиционная среда. Такие факторы, как восприятие подкупа, безопасности и внешнего долга, могут быть важными критериями доверия и готовности инвестиционного сообщества. Используются шесть индикаторов для определения тех стран, в которых может иметься наиболее благоприятная обстановка (как внутренняя, так и внешняя) для крупномасштабных инвестиций в инфраструктуру, а также для проведения приблизительной оценки инвестиционного климата.
(1) Индекс восприятия коррупции (ИВК) используется для ежегодного ранжирования 150 стран по восприятию ими уровней коррупции в соответствии с тем, как она определяется на основании оценок экспертов и опросов мнений, проводимых Transparency International (33).
(2) Стандартизованные зарубежные прямые инвестиции (ЗПИ) отслеживаются Конференцией ООН по торговле и развитию для 199 стран, территорий и протекторатов (34).
(3) Оценки долгового статуса классифицируются Всемирным банком для всех стран-участниц и других государств с населением свыше 30000 (в общей сложности, 208) (35).
(4) Отсутствие безопасности во время поездок, фактическое или воспринимаемое, может стать ограничивающим фактором в развитии бизнеса. Был использован веб-сайт предостережений для путешествующих лиц, имеющийся в Бюро США по консульским делам (The U.S. Bureau of Consular Affairs’ (CA)) для определения тех стран, где существуют избыточные уровни преступности, а также регионов с нестабильной ситуацией или военными действиями, что могло бы препятствовать развитию инфраструктуры (36).
(5) В Программе развития Организации Объединенных Наций (UNDP) рассчитывается Индекс развития человеческого потенциала (Human Development Index (HDI)) в рамках Отчета о развитии человеческого потенциала, который охватывает 177 стран. HDI – это суммарный обобщенный показатель, используемый для определения среднего уровня достижений государств в трех основных сферах развития человека: продолжительность жизни, знания и уровень жизни (37).
(6) Валовой внутренний продукт (ВВП) на душу населения факторизуется в HDI, а также используется самостоятельно в качестве показателя среднего уровня благополучия и в дальнейших расчетах по экономическому влиянию, оказываемому производством биодизеля (37).
2.4. Влияние процессов с использованием биотоплива. Мы оценивали последствия производства биодизеля на уровень безработицы ВВП на душу населения из расчета на 1 литр с тем, чтобы определить страны, в которых имеется оптимальная ситуация для реализации оцененных потенциалов объемов биодизеля, допуская, что все производство осуществляется внутри страны.
Поскольку для более сложных моделей анализа «входные – выходные данные» (I-O) требуются исчерпывающие данные для каждого конкретного региона, мы вместо этого определяли приоритетность трех расчетов: изменение ВВП на душу населения, созданные рабочие места и изменения национального уровня безработицы (эти расчеты можно было выполнить согласованно для всех стран).
Все экономические последствия, рассчитанные в настоящем исследовании, представлены в виде процентных соотношений. Это обеспечивает возможность сравнения относительных последствий для различных стран с различной численностью населения.
Ориентировочное количество рабочих мест, созданных из расчета на 1 литр произведенного биодизеля, было взято из экономического исследования существующих заводов-производителей этанола. Данное исследование было проведено Университетом штата Айова (38). В исследовании проводилась оценка 220 вновь созданных рабочих мест на заводе, производящем этанол в объеме 50 миллионов галлонов, 75% имущества которого находилось в местной собственности. Если провести экстраполяцию на биодизель, производимый с равным объемом, полученный коэффициент создания рабочих мест составит 1,16 рабочих мест на миллион литров годового производства. Предполагается, что данная цифра отражает консервативный сценарий для стран, использующих более трудоемкие процессы. При ее сочетанном рассмотрении вместе со статистическими показателями по населению Программы развития ООН (UNDP) и национальными уровнями безработицы, представленными ЦРУ США, коэффициент создания рабочих мест используется для расчета воздействия рабочих мест, созданных за счет производства биодизеля (в %), на безработицу.
Для того, чтобы сравнить экологические последствия в различных странах, мы рассчитываем ориентировочные снижения уровней выбросов, обусловленные переходом от нефтяного дизеля (источника улавливаемого углерода) к биодизелю из сельскохозяйственной продукции, возобновляемому источнику углерода/поглотителю. Однако биодизель не является «углеродно-нейтральным» на 100%, поскольку существующие методы производства по-прежнему зависят от нефти (удобрения и автотранспортные средства для доставки), а также от выработки электроэнергии за счет сжигания угля (процессы очищения). Для данного исследования мы используем оценку Hill et al. (2006), в которой рассчитанные выбросы CO2, обусловленные соевым биодизелем, составляют на 41% меньше, чем сравнимые выбросы от использования нефтяного дизельного топлива (4). Фактические снижения выбросов CO2 будут различными в каждой из стран, в зависимости от требованиям к сбору урожая, транспортировке и переработке используемых сельскохозяйственных культур.
2.5. Ограничения исследования и данных. В настоящем исследовании рассматриваются только сырьевые липиды, существующие на уже культивируемых угодьях. Хотя возможные для страны варианты выбора сырьевых липидов теоретически ограничены местными условиями культивирования, практически выбор культур зависит от сочетания многих факторов, включая затраты на использование основных и альтернативных культур, стоимость побочных продуктов, устойчивость культур к болезням или засухе, потребности в удобрениях, а также исторически сложившиеся колебания на рынке. Выбор сельскохозяйственной культуры важен для производства биодизеля, поскольку связанные с холодным процессом свойства, такие как вязкость, температура застывания и температура помутнения, могут варьировать, в зависимости от вида сырьевых масличных культур. Кроме того, они могут стать причиной несовместимости со спецификациями на топливо. Для биодизеля, который изготовлен из масел тропических растений, как правило, требуются разжижающие вещества, если предполагается экспортировать его в страны с умеренным климатом. Стоимость этих присадок не включена в настоящее исследование, однако точные размеры издержек могут различаться, в зависимости от того, какое сырье используется, а также от того, где в итоге будет сжигаться биодизель. Кроме того, в данную оценку не включены единовременные капитальные затраты на переработку растительного масла и инфраструктуру, необходимую для очистки биодизеля. Определение дополнительной стоимости за один литр может зависеть от многих факторов, имеющихся в каждой стране, в том числе от дисконтной ставки, рентабельности получаемого в итоге топлива, а также суммарного срока инвестиций.
Поскольку мы используем информацию из многочисленных источников, не для всех стран имеются полный набор данных. Страны исключались из исследования, если не представлялось возможным полностью рассчитать потенциал объема биодизеля. Однако в исследование включались страны, в которых имелись не все индикаторы или последствия (о чем делались соответствующие примечания).
Использование данных из таких всеобъемлющих глобальных источников было ограничено еще одним обстоятельством. Дело в том, что во многих случаях отслеживание первичных данных не осуществлялось на ежегодной основе. Во всех случаях использовались данные за последние годы, когда они были представлены в исчерпывающем объеме; во всех случаях это были данные за 2000-2006 гг. Хотя в нашем исследовании рассматриваются простые экономические и экологические последствия, оно не учитывает многие более сложные и далеко идущие последствия. Растительное масло, которое в настоящее время используется в производстве биодизеля, составляет только 2% (2,2 миллиарда литров) от глобального объема производства растительных масел; остальная часть предназначается непосредственно для продовольственного снабжения (6, 39). Хотя сегодня данный рынок не оказывает существенного влияния на растительные масла и их побочные продукты, по мере роста промышленного производства биодизеля возможны значительные последствия для глобального продовольственного снабжения и устойчивое развитие практики сельского хозяйства, если сохранятся теперешние тенденции.
3. Результаты
Анализ возможностей для расширения производства биодизеля в национальном масштабе проводится по трем направлениям: как потенциал объема сырья, как доходный потенциал от экспорта биодизеля, а также в сценарии с верхним пределом оценки при повышенной урожайности сельскохозяйственных культур.
3.1. Абсолютный объем биодизеля и потенциал сырьевых материалов
На рис. 1 показан глобальный потенциал биодизеля; цветовой код используется для обозначения абсолютного объема производства из существующих экспортных поставок липидов. Суммарный объемный потенциал составляет 51 миллиард литров в год и распределяется на 119 стран. Пять государств, занимающих лидирующие позиции, Малайзия, Индонезия, Аргентина, Соединенные Штаты и Бразилия, вместе взятые охватывают 80% от общего объема. Эти страны относятся к ведущим производителям пальмовых и соевых растений, т.е. двух самых распространенных в мире масличных культур (40). Более подробная информация о «ведущей десятке» производителей (см. рис. 1) представлена в таблице 1, в которой они ранжированы по суммарному объемному потенциалу. Среди этих стран средний уровень зависимости от сырьевых материалов составляет 28% для соевого масла, 22% для пальмового масла, 20% для животных жиров, 11% для кокосового масла и 5% для каждого из следующих масел – рапсового, подсолнечного и оливкового.
Однако, отчасти из-за использования различных сырьевых материалов, не во всех странах, указанных в Таблице 1, имеются одинаковые возможности для крупномасштабного производства биодизеля, о чем свидетельствуют издержки производства на 1 литр (см. рис. 2). Издержки производства биодизеля существенно различаются и составляют от $0,29 за литр до более $9,00 за литр. Учитывая составной характер результатов, в нашем исследовании были вывялены страны, для которых мы используем термин «страны, останавливающиеся на переработке». Это – те страны, которые импортируют исходные масличные культуры или не переработанные масла только с целью их переработки в своей стране для дальнейшего экспорта. Примером одной из таких стран являются Нидерланды. Эта страна была определена на основании резкого различия между распределением сырьевых материалов в экспортированных переработанных маслах и распределением масличных культур внутри страны. Однако для определения всех таких стран требуются конкретные данные по каждой стране, которые не включены в нашу сравнительную базу данных.
3.2. Инвестирование средств в биодизель, предназначенный для экспорта. Для того, чтобы выполнить более точную оценку и определить, для каких связанных с биодизелем ресурсов существует возможность развития с учетом их рентабельности, мы изучали потенциал биодизеля на основании экспортных данных и рассчитывали прирост национального внешнеторгового баланса за счет экспорта очищенного биодизеля вместо растительного масла. Как было отмечено выше, мы использовали импортную цену ЕС в размере $0,88 за литр. Таким образом, мы включали только те сырьевые материалы, очистка которых может быть осуществлена при таком суммарном объеме производственных издержек, который ниже импортной цены ЕС. Мировая потенциальная прибыльности от экспорта биодизеля складывается из 47,2 миллиардов литров (общего объема из 109 стран), что составляет лишь на 10 стран и примерно на 4 млрд. л меньше, чем было получено при оценке сырьевого потенциала (см. выше).
Проведенный нами анализ чувствительности цены продемонстрировал несколько изменений в случае использования высокого уровня сметной импортной цены в размере $1,02 за литр или будущего максимального уровня сметной импортной цены в размере $1,42 за литр.
При таких ценовых сценариях потенциальный объем экспорта незначительно возрастает до 48,8 миллиардов литров из 112 стран и 50,0 миллиардов литров из 117 стран, соответственно. Это свидетельствует о том, что для основной доли сырьевых липидов при существующих ценах может быть рентабельным образом проведено рафинирование с получением биодизеля. Однако, когда применяется низкий уровень сметной импортной цены в размере $0,26 за литр, потенциальный объем экспорта снижается на 99,7% до 134 миллионов литров; при этом вся продукция изготавливается из сырьевых животных жиров и распределяется только на 10 стран. Резкое падение рентабельности не является неожиданным, поскольку производство основной части биодизеля по-прежнему субсидируется и только с недавнего времени оно становится рентабельным. Хотя ожидается, что цены на нефть в ближайшей перспективе будут оставаться высокими, в любом случае крупномасштабного расширения биодизельной индустрии необходимо знать о потенциальных убытках и неокупаемой инфраструктуре. Эти последствия могут возникнуть либо в результате снижения цены на нефтяное дизельное топливо, увеличения цен на сырьевые липиды, либо сочетание этих двух обстоятельств.
В то время, как 109 стран могут осуществлять рентабельное производство биодизеля при исходной импортной цене $0,88 за литр, некоторые из них лучше позиционированы для достижения своего производственного потенциала. Благодаря наличию лучших практик управления сельским хозяйством, более благоприятных условий для выращивания культур и(или) более высокой урожайности сырьевых материалов, многие из наиболее рентабельных стран относятся к «развитым». Однако, поскольку этим странам уже и так уделяется основное внимание (с точки зрения как научных публикаций, так и промышленного развития), наши остальные результаты «сфокусированы» на странах, для которых существует вероятность того, что они будут заниматься биотопливом для целей экономического развития.
При рассмотрении только «развивающихся» или «менее развитых» стран используется таблица 2, в которой перечислена «ведущая десятка» государств, имеющих оптимальное сочетание высокого потенциального объема и низких производственных затрат, которые ранжированы по сумме общей прибыли. Во всех приведенных в таблице 2 странах производственные издержки составляют не более $0,56 за литр; в результате, во всех них размер прибыли превышает 50%, по сравнению с импортными ценами. Доминируют объемы, получаемые от масел тропических культур и сырьевых животных жиров, составляя 71 и 26%, соответственно; при этом каждая страна использует один из двух видов сырья для основной доли потенциального экспорта биодизеля.
Индонезия, Папуа-Новая Гвинея и Филиппины занимают в группе особое положение из-за высокого уровня восприятия коррупции, низкого рейтинга человеческого потенциала развития и низкого уровня ВВП на душу населения.
Хотя в Таиланде и Колумбии эти показатели находятся не на столь низком уровне, в этих странах также имеются низкие суммы баллов, учитывающие восприятие коррупции, развитие человеческого потенциала и ВВП на душу населения, по сравнению с остальными перечисленными странами. Все нижеуказанные страны - Индонезия, Колумбия и Филиппины – представлены в существующем у ЦРУ списке стран, путешествия в которые связано со специальными предупреждениями. Это может указывать на повышение опасений с точки зрения безопасности и уменьшение привлекательности для зарубежных инвестиций. При дальнейшем «сужении» списка на основании восприятия коррупции, развития человеческого потенциала и предупреждений ЦРУ для путешественников можно определить Малайзию, Таиланд, Колумбию, Уругвай и Гану как «ведущую пятерку» развивающихся стран, в которых существует вероятность привлечения связанных с биодизелем инвестиций.
Рис. 1: Годовой объем производства (в млн. л)
Таблица 1. 10 стран, занимающих ведущее положение по абсолютному биодизельному потенциалу
a Средний уровень производственных издержек на 1 литр рассчитывается, исходя из всех существующих цен на сырьевые липиды, увеличивается на $0,12 (стоимость рафинирования) и уменьшается на $0.04 (продажа побочных продуктов).
Экономическое и экологическое влияние осуществляемых в этих странах проектов развития представлены в таблице 3. Малайзия выделяется сравнительно большим объемом сырьевых материалов, которые могут быть доходно переработаны в биодизель и экспортированы. В настоящее время в Малайзии очень низкий официальный уровень безработицы, составляющий всего 3,6%. За счет наращивания мощностей по очистке биодизеля страна могла бы снизить этот уровень более чем на 2%, т.е. до общего уровня 3,5%. Пропорциональное увеличение уровней ВВП на душу населения, количество созданных рабочих мест и снижение объема CO2 затмевают «выигрыши» остальных стран (в число которых входят даже развитые страны, которые не показаны в таблице). Если бы Малайзия присоединились к режиму ограничения промышленных выбросов с помощью квот при существующем показателе $20,44 за тонну CO2 на Европейской климатической бирже, ее потенциальный объем экспорта биодизеля мог бы превысить $58 миллионов только кредитных средств (41).
Хотя выгоды выглядят сравнительно небольшими, другие страны также могут получить экономический выигрыш, развивая свою инфраструктуру по очистке и экспорту биодизеля. Занимаясь экспортом биодизеля, Таиланд и Колумбия могли бы внести десятки миллионов долларов в свои ВВПП, создавая при этом сотни рабочих мест. Гана находится в уникальном положении, имея небольшой долг, низкий уровень восприятия коррупции и высокий уровень зарубежных инвестиций. Однако эта страна занимает низкое место по развитию человеческого потенциала и имеет низкий уровень ВВП на душу населения. Поэтому инвестиции могли бы оказать значительное влияние на экономическое благополучие. В совокупности, экспортный потенциал биодизеля, определенный в нашем исследовании, представляет 21-кратное увеличение, по сравнению с существующим производством. Не весь этот потенциал мог бы быть реализован, поскольку даже при «вычете» животных жиров, необходимые сырьевые материалы составляют почти одну треть от общего спроса на растительное масло.
Рисунок 2. Издержки производства 1 л биодизеля из существующих экспортных поставок липидов
ТАБЛИЦА 2. «ведущая десятка» развивающихся стран с самой высокой потенциальной прибыльностью от экспортных поставок биодизеля: жирным шрифтом обозначены страны в первой тройке, курсивом – страны в средней тройке, остальные страны находятся в последней тройке.
ТАБЛИЦА 3. Ведущая пятерка развивающихся стран с доходным экспортным потенциалом биодизеля
Данная цифра отражает потенциальное изменение (%) существующего уровня безработицы, а не новый уровень безработицы. Несомненно, превращение всех указанных объемов в биодизель повлияло бы на продовольственные поставки и привело к увеличению цен на сырьевые материалы. Данное исследование представляет собой подход первого порядка к определению верхних пределов потенциала производства биодизеля из существующих экспортных поставок продукции. Для того, чтобы полностью понять, как развитие может повлиять на рыночные цены конкретных сырьевых материалов, каждой индивидуальной стране предлагается выполнить детальный экономический анализ на национальном и глобальном уровне.
3.3. Предварительные результаты повышения урожайности сельскохозяйственных культур
С целью рассмотрения проблемы, связанной с обостряющейся конкуренцией между растущей биодизельной отраслью и продовольственными ресурсами, в рамках нашего исследования также проводился предварительный анализ увеличения производства растительного масла за счет повышения урожайности. Для этой стратегии растениеводства «с надлежащим управлением урожайностью» (ожидаемое производство модернизированной фермы с высококачественным менеджментом) мы рассматривали только те угодья, которые используются в настоящее время для выращивания масличных культур, в соответствии с определением в базе данных FAOSTAT и не учитывали животные жиры. Важно отметить, что определение «надлежащее управление урожайностью» отличается от «случаев с наилучшей урожайностью», которые существенно зависят от региона и о которых сообщения обычно поступают от отдельных ферм или даже конкретных земельных участков. Например, вместо использования разрекламированного случая с наилучшей урожайностью пальмового масла, 6000 л/га, мы выбрали более реалистичный и повсеместно достижимый уровень урожайности 3800 л/га (42). Мы также признаем, что благодаря технологиям и эффективным мерам существует естественная тенденция повышения урожайности со временем, однако она реализуется не с такой скоростью и не в таком масштабе, которые мы допускаем для данного сценария. Для расчета объемов растительных масел, получаемых за счет интенсификации сельского хозяйства, PEOij, использовалось следующее уравнение:
PEOij - [(AC [(ACij Х OYj) ХPR] – CDij (E4)
Общая площадь культивируемых угодий, по данным FAOSTAT, ACij (24,42) умножается на урожай масла, полученный при надлежащем управлении на 1 гектаре для каждой культуры, OYj. В результате этих расчетов получают объемы исходного растительного масла для каждой отдельной культуры и каждой отдельной страны. Объемы масла уменьшаются на коэффициент обработки, составляющий 0,9622, чтобы учесть переработку в растительное масло продовольственного качества. Эта форма подходит для экспорта пищевых продуктов и переработки для получения биодизеля (26). Эти результаты, отражающие повышение урожайности сельскохозяйственных культур, представляют собой общие суммарные показатели для каждой культуры, которые включают внутренний спрос. Поэтому мы вычитаем величину внутреннего спроса на определенную культуру, CDij.
Для ориентировочного расчета CDij умножаем показатель FAOSTAT суммарного внутреннего спроса, ADj, на известный коэффициент производства определенной культуры, разделенный на общий объем производства масличной культуры в стране, APj (24).
CDij = [ADj Х (CPij / APj)] ХLD (E5)
Плотность липида, LD, используется для пересчета CDij в литры. Продолжая рассматривать данные на уровне отдельных сельскохозяйственных культур, можно выделить объемы и цены с тем, чтобы позднее определить, какие из них (если таковые имеются) могут быть доходно переработаны в биодизель. Методика пересчета растительного масла в биодизель остается такой же, как и в нашем предыдущем разделе.
Используя вышеуказанные показатели урожайности, полученные при надлежащем управлении сельским хозяйством, мы подсчитываем приблизительные уровни общих потенциальных объемов биодизеля. Они могут достигать 605 миллиардов литров в года с распределением на 106 стран. Это 12-кратное увеличение охватывает многие сельскохозяйственные культуры, однако, основном, относится к тропическим масличным культурам, в частности, пальмовым и кокосовым, урожайность которых в настоящее время гораздо ниже их урожайности при надлежащем управлении. Даже при консервативной оценке увеличения ежегодного спроса на растительное масло для продовольственных целей к 2015 году до 188 миллиардов литров, из оставшегося объема можно было бы получить 417 миллиардов литров биодизеля. Малайзия и Индонезия отличаются от остальных стран, обеспечивая почти 75% потенциальных объемов от возросших урожаев. Важно отметить, что в этих двух странах в настоящее время также существует риск дальнейшего истребления леса из-за развития существующей практики выращивания пальмовых деревьев после сплошной вырубки. Интенсификация сельского хозяйства, связанная с повышением урожайности, может приводить к возникновению новых проблем, включая нагрузку на систему водоснабжения (из-за потребностей ирригации), отходы азотных удобрений и обеднение почв (43). Однако при надлежащей реализации этого подхода увеличение урожайности может помочь в снижении нагрузки, обусловленной вырубкой леса, обеспечивая рост экономики без уничтожения невозобновляемых природных ресурсов. Хотя представляется маловероятным, что могут произойти быстрые изменения существующей практики сельского хозяйства, этот неиспользованный потенциал, связанный с повышением урожайности масличных культур на 1 гектар, открывает перспективы для сторонников устойчивого производства пальмовых растений: ожидаемое к 2020 году удвоение экспортных объемов может быть достижимым при использовании уже культивируемых земель. (44).
4. Обсуждение
Настоящее исследование, ни коим образом не являющееся исчерпывающим, служит для освещения неиспользованных возможностей, существующих во многих развивающихся странах, помогая в преодолении некоторых самых заметных воспринимаемых барьеров, препятствующих развитию крупномасштабного производства биодизеля. Мы считаем, что результаты по отдельным странам и сравнительное ранжирование могут быть полезны для национальных правительств, а также международных организаций, участвующих в принятии решений и планировании в энергетической отрасли. Аналогично, ориентировочные оценки по уменьшению СО2 важны для глобальных исследований, поскольку страны-участницы торгового рынка во многих случаях могут инвестировать средства в страны, не представленные на этом рынке, и они подсчитывают уменьшение выбросов для своих собственных целей.
Мы обращаем внимание на то, что необходимо обеспечить ответственное и устойчивое развитие биодизельной отрасли. Следует применять передовые производственные технологии, включая оптимизированную селекцию сельскохозяйственных культур, выращивание специализированных культур для энергетики (напр., ятрофа на маржинальных землях) и, в конечном счете, использование масел на основе водорослей, которые не участвуют в «конкуренции» за пресную воду или пахотные земли (45, 46). Однако до того времени, когда эти более эффективные методы пройдут через процесс коммерциализации, характер ad hoc существующего роста биодизельной отрасли будут оказывать влияние на глобальные поставки продовольствия и долгосрочное устойчивое развитие сельскохозяйственного производства. Тем не менее, учитывая потенциал для значительного прироста самой урожайности сельскохозяйственных культур, представляется возможным в ближайшем будущем существенно увеличить производство биодизеля; при этом не потребуется использовать дополнительные земли или «жертвовать» продовольственными поставками.
Для ознакомления с полными таблицами и результатами по всем странам см. веб-сайт Центра устойчивого развития и глобальной окружающей среды: the Center for Sustainability and the Global Environment’s (SAGE))
Перевод предоставлен ABERCADE
Литература:
(1) Energy Information Administration: International Energy Outlook
2005, 2005. http://www.eia.doe.gov
(2) National Energy Technology Laboratory: Peaking of World Oil Production: Impacts, Mitigation & Risk Management, 2005. http://www.netl.doe.gov/
(3) Runge, C. F.; Senauer, B. How Biofuels Could Starve the Poor. Foreign Affairs. 2007
(4) Hill, J.; Nelson, E.; Tilman, D.; Polasky, S.; Tiffany, D. Environmental, economic, and energetic costs and benefits of biodiesel and ethanol biofuels. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2006. 103 (30)
(5) NationalRenewableEnergyLaboratory:AnOverviewofBiodiesel and Petroleum Diesel Life Cycles, 1998. http://www.nrel.gov/
(6) The Worldwatch Institute: Renewables 2005: Global Status Report, 2005. http://www.worldwatch.org
(7) Graboski, M. S.; McCormick, R. L. Combustion of fat and vegetable oil derived fuels in diesel engines. Prog. Energy Combust. Sci. 1998, 24 (2), 125–164
(8) Ma, F.R.;Hanna,M.A.Biodieselproduction: a review.Bioresour. Technol. 1999, 70 (1), 1–15
(9) Srivastava, A.; Prasad, R. Triglycerides-based diesel fuels. Renewable Sustainable Energy Rev. 2000, 4 (2), 111–133
(10) Subramanian, K. A.; Singal, S. K.; Saxena, M.; Singhal, S. Utilization of liquid biofuels in automotive diesel engines: An Indian perspective. Biomass Bioenergy. 2005, 29 (1), 65–72
(11) Powlson, D. S.; Riche, A. B.; Shield, I. Biofuels and other approaches for decreasing fossil fuel emissions fromagriculture. Ann. Appl. Biol. 2005, 146 (2), 193–201
(12) South Pacific Applied Geoscience Commission: Coconut Oil as a Biofuel in Pacific Islands, 2005. http://www.sopac.org/tiki/tiki-download_file.php?fileId=145
(13) Sustainable Energy Ireland: Liquid Biofuels Strategy Study for Ireland, 2004. www.sei.ie/uploadedfiles/InfoCentre/LiquidbiofuelFull.pdf
(14) InternationalEnergyAgency:Biofuels forTransport, 2004.http://www.iea.org/
(15) WISE Energy Co-op/Eco-Literacy Canada: Biodiesel in British Columbia -Feasibility StudyReport, 2004.http://www.saaep.ca/Biodiesel.pdf
(16) Department of Agricultural Economics, Purdue University: Economic Analysis of Alternative Indiana State Legislation on Biodiesel, 2003 www.agecon.purdue.edu/cab/research/articles/biodiesel.pdf
(17) Institut für Wirtschaftsforschung: Macroeconomic evaluation of rape cultivation for biodiesel production in Germany, 2002 www.ufop.de/downloads/ifo_makroeconomic_Evaluation.pdf
(18) Kheshgi,H. S.;Prince,R.C.;Marland,G.Thepotential ofbiomass fuels in the context of global climate change: Focus on transportation fuels. Ann. Rev. Energy Environ. 2000, 25, 199–244
(19) Raneses, A. R.; Glaser, L. K.; Price, J. M.; Duffield, J. A. Potential biodieselmarkets and their economic effects on the agricultural sector of the United States. Ind. Crops Prod. 1999, 9 (2), 151–162
(20) Poitrat, E. The potential of liquid biofuels in France. Renewable Energy. 1999, 16 (1–4), 1084–1089
(21) Federal Institute of Agricultural Engineering: Liquid Biofuels, 1998. http://www.blt.bmlf.gv.at/vero/veroeff/0095_Liquid_Biofuels_e.pdf
(22) Cadenas, A.; Cabezudo, S. Biofuels as sustainable technologies: Perspectives for less developed countries. Technol. Forecasting Social Change. 1998, 58 (1–2), 83–103
(23) Demirbas,A.Diesel fuel fromvegetable oil via transesterification and soap pyrolysis. Energy Sources. 2002, 24 (9), 835–841
(24) The United Nations: Food and Agriculture Organization of The United Nations, 2005. http://faostat.fao.org/, http://www.fao.org/es/ess/top/commodityjsp?lang/EN
(25) Gunstone,F.D.;Harwood, J.L.;Padley,F.B.The LipidHandbook; Chapman & Hall: Norwell, MA, 1994
(26) National Renewable Energy Laboratory: Biodiesel Production Technology, 2004. http://www.nrel.gov/
(27) Energy Sector Management Assistance Program: Potential for Biofuels for Transport in Developing Countries, 2005. http://www.worldbank.org
(28) Energy Information Administration: Biodiesel Performance, Costs and Use, 2004. http://www.eia.doe.gov
(29) Service, E. R.: Season-Average Price Forecasts - Soybeans. U. S. Department of Agriculture, 2006. http://www.ers.usda.gov/Data/PriceForecast/
(30) Service, E. R.: An Analysis of the Effects of an Expansion in Biofuel Demand on U.S. Agriculture. U.S. Department of Agriculture, 2007 http://www.usda.gov/oce/newsroom/chamblissethanol5-8-07.doc
(31) HB International, S. A.: Biodiesel and Related Products Market Prices, 2006. http://www.oleoline.com
(32) EIA: Weekly (Monday) Retail Diesel Prices. Energy Information Administration, 2007. http://www.eia.doe.gov/emeu/international/Diesel.xls
(33) Transparency International:CorruptionPerceptions Index 2005, 2005. http://www.transparency.org/
(34) United Nations Conference on Trade and Development: Foreign Direct Investment Database, 2004. http://www.unctad.org/
(35) World Bank: World Bank List of Economies, 2005. http://www.worldbank.org
(36) U.S. Department of State - Bureau of Consular Affairs: Current Travel Warnings, 2006.http://travel.state.gov/travel/cis_pa_tw/tw/tw_1764.html
(37) The Millennium Development Compact: Human Development Report 2003, 2003. http://hdr.undp.org
(38) Iowa State University: Determining the Regional Economic Values of Ethanol Production in Iowa Considering Different Levels of Local Investment, 2006. http://ideas.repec.org/p/isu/genres/12687.html
(39) Statistics, C. a. A. R. O.: Major Vegetable Oil: World Supply and Distribution. United States Department of Agriculture, 2006. http://www.fas.usda.gov/psd/complete_tables/OIL-table1-4.htm
(40) Service, F. A.: Oilseeds: World Markets and Trade. U.S. Department of Agriculture, 2006. http://www.fas.usda.gov
(41) European Climate Exchange: Historical data - ECX CFI Futures Contract, 2006. http://www.europeanclimateexchange.com
(42) Center for New Crops & Plant Products––Purdue University: New Crops Resource Online Program, 2006. http://www.hort.purdue.edu/newcrop/default.html
(43) Matson, P. A.; Parton, W. J.; Power, A. G.; Swift, M. J. Agricultural intensification and ecosystem properties. Science. 1997, 277 (5325), 504
(44) World Wildlife Fund: The Palm Oil Industry in Malaysia - From Seed to Frying Pan, 2002. http://www.wwf.org
(45) National Renewable Energy Laboratories - Biomass Energy: A Look Back at the U.S. Department of Energy’s Aquatic Species Program: Biodiesel from Algae Close-Out Report, 1998. http://www.nrel.gov/
(46) Kumar, N.; Sharma, P. B. Jatropha curcus - A sustainable source for production of biodiesel. J. Sci. Ind.Res. 2005, 64 (11), 883–889.ES062459K
M A T T J O H N S T O N * A N D T R A C E Y H O L L O W A Y
Center for Sustainability and the Global Environment University of Wisconsin, Madison, 1710 University Ave., Wisconsin 53726
Перевод предоставлен ABERCADE
В данном исследовании представлена проведенная на национальном уровне оценка потенциальных объемов биодизеля и цен на него. Оценка охватывает 226 стран, территорий и протекторатов. В исследование были включены все коммерчески экспортируемые сырьевые липидные материалы, полученные на существующих сельскохозяйственных угодьях. На основании полученных данных было проведено сравнение верхнего предела потенциала, имеющегося для расширения производства биодизеля (в виде абсолютного объема биодизеля), прибыльного потенциала, связанного с экспортом биодизеля, а также потенциала, связанного с расширением производства растительных масел за счет увеличения урожайности в сельском хозяйстве.
Сравнение данных, полученных в разных странах, проводится по различным экономическим, энергетическим и экологическим показателям. Наши результаты показывают, что верхний предел мирового потенциала составляет 51 млрд. литров для 119 стран. Из них производство 47 миллиардов литров могло бы быть рентабельным при сегодняшних ценах на импорт. Значительный прирост производства также мог бы стать возможным за счет увеличения урожайности в сельскохозяйственном секторе. Это обеспечит 12-кратное увеличение по сравнению с существующим потенциалом. Оно зависит в основном от совершенствования системы рационального использования сортов тропических масличных культур.
1. Введение
Нефть – самый крупный и единственный источник энергии, потребляемой мировым населением в большем объеме, чем уголь и природный газ или энергия из ядерных, гидро- и возобновляемых источников (1). Согласно прогнозам, глобальные потребности в нефти к 2025 году возрастут на 40% (2). Опасения, связанные с обеспеченностью нефтезапасами и энергетической безопасностью, для многих стран послужили поводом для рассмотрения альтернативных вариантов, заменяющих импорт нефти. Продолжаются споры о том, является ли жидкое биотопливо и полученные из биомассы возобновляемые виды топлива лучшими вариантами, которые могут быть использованы в ближайшее время вместо нефтяного топлива. Недавно эти споры возобновились в ответ на рост нефтяных цен. Однако биотопливо ассоциируется с проблемами ресурсов и экологии, и при этом необходимо учитывать, где, каким образом и из каких сырьевых материалов оно вырабатывается.
США, где наблюдается быстрое развитие производства этанола из кукурузного зерна, продемонстрировали, что страны с сокращающимися (или отсутствующими) запасами нефти не всегда действуют в лучших интересах глобальных рынков продовольственных товаров (3). В нашем исследовании была предпринята попытка рассчитать верхний предел производства биодизеля, а также определить страны, которые лучше всего позиционированы для его развития в свете ожидаемых изменений на товарных рынках.
Биодизель – это биотопливо, которое находится в центре-фокусе нашего исследования, поскольку дизельные двигатели применяются в широком диапазоне областей. Также необходимо учитывать присущее дизельному циклу преимущество, связанное со степенью полноты сгорания (по сравнению с двигателями, использующими цикл Отто, т.е. работающими на бензине), а также доминирующее положение дизельного топлива на рынке продуктов-рафинатов: 27,0% мирового потребления рафината, по сравнению с 25,6% моторного бензина (1). Даже в странах, где бензин является основным видом жидкого топлива, дизельные автомобили используются в подавляющем большинстве для коммерческих грузоперевозок, строительства и поддержания инфраструктуры. Это подчеркивает их уникальное значение для разнообразных секторов экономики. Кроме того, поскольку переработка биодизеля может осуществляться в условиях нормальной атмосферной температуры и давления, его экономичное производство может быть налажено в различных районах и масштабах (от городской до сельской местности, от малого до коммерческого масштаба). Простота производства также способствует получению высокого «чистого» энергетического баланса биодизеля, к примеру, биодизель на основе соевых бобов обеспечивает производство 93% энергии (по сравнению с 25% для этанола из кукурузного зерна) (4).
Биодизель, известный под официальным названием «метиловый эфир» или «этиловый эфир», получают из натуральных растительных масел или животных жиров, которые подверглись химической модификации (эстерификации), и используют для дизельных двигателей. По сравнению с нефтяным дизельным топливом, биодизель обладает рядом преимуществ. К ним относятся его возобновляемый характер, свойства продуктов выброса, поддержка национального сельскохозяйственного производства, совместимость с существующими двигателями, а также разветвленная инфраструктура и простота изготовления (5). Хотя в течение 20-го века было зарегистрировано несколько эпизодов «популярности» биодизеля, последний случай возрождения интереса к биодизелю наблюдается в Европе с начала 1990-х гг. Стимулом для этого послужил закон об обязательном использовании альтернативного топлива, а также тот факт, что дизельное топливо занимает доминирующее положение на рынке жидкого топлива (66% потребностей в жидком топливе «на дороге»). По состоянию на 2004 год, производство биодизеля в Европе превысило 2,0 миллиарда литров. По сравнению с этим, объем производства в США составил лишь 100 миллионов литров в год (6). Совокупная доля Европейского Союза и США в глобальном потреблении биодизеля составляет более 95%. Кроме того, в Канаде, Австралии, Южной Африке, Японии, Китае, Индии, Бразилии, Таиланде и Малайзии имеются небольшие программы по коммерческому биодизелю, а во многих других странах проводятся научные исследования по этой проблеме.
Хотя связанные с биодизелем технические вопросы уже прошли этап тщательного изучения, меньше внимания уделялось той области, которая обозначается как «стратегическое применение» (7-9). Нами был проведен обзор, включающий публикации, прошедшие оценку экспертов, а также «серые» литературные источники, которые были подготовлены на уровне штатов, в федеральном и международном масштабе. В результате было определено 13 публикаций, представляющих оценки объема и ценности биодизеля, который может быть произведен из внутренних сырьевых материалов, перечисленных в Таблице дополнительной информации S.1 (10-22). Указанные исследования отличаются друг от друга по своему характеру, географическим рамкам, сырьевым материалам и уровню детализации. Возможно, существуют дополнительные исследования по конкретным регионам, однако они не получили достаточно широкого распространения, и мы не смогли их найти, чтобы включить в наш обзор. Возможно, из-за того, что отдельные виды анализа были сфокусированы на определенных сырьевых материалах, или из-за того, что были использованы различные методы для расчета объемного потенциала, не удалось сравнить эти методы анализа друг с другом.
Наше исследование представляет собой последовательную, выполненную на национальном уровне оценку потенциальных объемов биодизеля и цен на него, реплицированных по всем странам мира. Настоящая работа задумана как сравнение первого порядка, проведенное между странами. Это исследование основывается на национальных, сельскохозяйственных и экономических параметрах, а также показателях использования топлива. Анализируя данные для 226 стран, территорий и протекторатов, а также всех основных сырьевых жиров, мы проводим сравнение потенциалов для расширения биодизельного производства с использованием существующих сельскохозяйственных угодий и животных жиров.
2. Метод анализа
Нами построена база данных, охватывающая все страны и все липидные сырьевые материалы, а также различные экономические, энергетические и экологические показатели. Данные взяты из публично доступных «он-лайн» источников (23). Поэтому выводы могут независимо корректироваться по мере поступления обновленных и более полных подборок данных. Если не указано иное, показатели всех нижеупомянутых источников были переведены в метрические единицы и доллары США.
По-прежнему трудно проводить оценку объема липидов, которые могут быть использованы для биодизеля, поскольку существует свыше 350 видов масличных культур, многие из которых уникальны и встречаются только в определенных районах и климатических условиях.. Аналогично, в качестве сырьевых материалов могут использоваться жиры многих видов животных. Для того, чтобы обеспечить получение надежных и сравнимых данных, изучаемые сырьевые материалы были ограничены масличными культурами, получаемыми в промышленных объемах, и жирами, отслеживаемыми Продовольственной и сельскохозяйственной организацией (FAO) Отдела статистики Организации Объединенных Наций (FAOSTAT). Все данные по объемам и ценам базируются на статистических показателях экспорта переработанных масел и жиров FAOSTAT (24). В настоящем исследовании делается предположение о том, что неэкспортируемые липиды требуются для внутреннего использования, в том числе для удовлетворения потребностей в пищевых продуктах, а экспортируемые липиды свободны от долговых обязательств, по крайней мере, на национальном уровне. Мы также проводили расчет объемов биодизеля, получаемых в результате экспорта измельченных и переработанных основных масличных культур. Однако эти ориентировочные оценки были исключены из заключительной оценки, поскольку они не оказывали существенного влияния на общие объемы.
2.1. Расчет объемов.
Мы рассчитали общий потенциал объема биодизеля для каждого сырьевого материала i и страны j, ,BVij, используя следующее уравнение:
BVij = (EOij +EFij) хLD хRR (E1)
Экспортируемые, продаваемые в коммерческом масштабе, переработанные растительные масла, EOij, и животные жиры, EFij, рассматриваются как исходные сырьевые материалы, и FAOSTAT представляет данные по их массе. Растительные масла имеют весьма сходные показатели плотности, поэтому для пересчета сообщаемой FAOSTAT массы в объем использовалась средняя плотность липида, составляющая 0,92 кг/литр (25). Из-за использования данного подхода привносится ошибка, не превышающая 1% для растительных масел; она соответствует максимальной разнице плотности между подсолнечным маслом (самое легкое масло) и льняным маслом (самое тяжелое). Для животных жиров ошибка составляет 3%. RR отражает коэффициент преобразования обработанного растительного масла в очищенный биодизель. В среднем, при использовании современных комплектов оборудования для переработки в непрерывном производственном процессе, RR составляет 0,98 (26). Для превращения этих липидов в биодизель потребовались бы инвестиции в инфраструктуру, обеспечивающую процесс очищения, поскольку мощности для обработки липидов уже имеются.
2.2. Расчет цены. В базе данных FAOSTAT также отслеживаются показатели экспорта товаров, что позволяет определять соответствующую цену на литр биодизелей, изготовленных из каждого отдельного вида сырьевого материала, а также оценивать конкурентоспособность с нефтяным дизельным топливом. Показатели экспорта FAOSTAT включают существующие доходы от производства, переработки и экспорта. Показатели экспорта биодизеля, BEVij, рассчитывались при помощи следующего уравнения:
BEVij = LEVij + RC - GV (E2)
Показатели экспорта липидов для каждой страны и для каждой сельскохозяйственной культуры, LEVij, сначала увеличивались в среднем на $0,12 за литр (издержки производства промышленного масштаба), RC. Затем эти показатели уменьшались за счет продажи основного побочного продукта переработки, глицерола. При обычном процессе непрерывного производства глицерол, C3H8O3, производится в соотношении примерно 0,08 кг на литр очищенного биодизеля (27). Рассматривая падение цены наряду с увеличением производства биодизеля, мы применяем долгосрочную предварительную оценку цены глицерола технического качества на уровне $0,04 из расчета на литр произведенного биодизеля, GV (28). Показатели экспорта липидов, взятые из базы данных FAOSTAT, рассматриваются на условиях франко-борт (ФОБ), т.е. в этом случае покупатель оплачивает транспортировку и страхование. Также делается допущение о том, что все вытекающие из этого экспортные цены на биодизель соответствуют условиям ФОБ, и, таким образом, мы не включаем затраты на транспортировку.
В то время как в странах могут иметься возможности для превращения указанных исходных запасов липидов в биодизель, мы признаем, что любое крупномасштабное перераспределение ресурсов оказало бы влияние на глобальные экспортные цены и потенциальную рентабельность (3). Цены на сельскохозяйственную продукцию и так могут существенно различаться в разные годы, что обусловлено изменениями уровня спроса, климата, вредителями и другими факторами. Например, данные по ценам на соевые бобы за период 1978-2003 гг. (29) показывают, что американским производителям сои платили от $7,83/бушель (1983 год) до всего $4,38/бушель (2002 год).
Однако, несмотря на тот факт, что колебания цен в различные годы достигали 34% (1983-1984), долгосрочные тенденции цен изменялись в значительно меньшей степени; при этом прямая на графике цены, отражающая основную тенденцию, для ценовых показателей 1978-20003 гг. соответствует 4-процентному снижению. Как свидетельствуют ориентировочные оценки Министерства сельского хозяйства США (USDA), если в 2007-2016 гг. целевые объемы соевого биодизеля будут увеличены на 40%, ожидается, что цены на сою возрастут на 3,9% (30).
Для определения тех стран, которые в настоящее время позиционированы таким образом, чтобы получать максимальный доход от экспорта биодизеля, мы проводим сравнение издержек производства биодизеля BEVij , которые были рассчитаны выше, с базовой ценой импортированного биодизеля, IP. Как уже было отмечено, самый крупный рынок биодизеля существует в Европейском Союзе. Но даже при том, что в ЕС производство биодизеля составляет свыше 90% от его мирового объема производства, в ЕС не удается обеспечить удовлетворения спроса из-за льготных субсидий и «агрессивной» нацеленности на возобновляемые виды топлива. Используемая в настоящем исследовании импортная цена на биодизель, который соответствует стандарту качества ЕС EN14214, составляет ЕВРО73,00 за 100 литров или $0,88 за литр, не включая НДС (по курсу обмена на 21 марта 2006 года). Поскольку экспортные цены FAOSTAT включают доходы от производства липидов, производство BPij определяется как новый доход каждой страны, получаемый в результате переработки биодизеля (31):
BPij = IP – BEVij (E3)
Таким образом, суммарный национальный доход был бы равен существующим доходам за счет липидов «плюс» BPij. Хотя эта цена является удобной точкой отсчета, импортная цена на биодизель может быстро изменяться, в зависимости от таких факторов, как существующие уровни внутреннего производства биодизеля, цены на нефтяной дизель, урожайность сельскохозяйственных культур и законодательство.
Помимо исходной импортной цены, мы проводим оценку чувствительности к обоснованному историческому минимуму, историческому максимуму, а также прогнозируемым максимальным ценам. Поскольку в историческом смысле не существует какого-либо значимого ценообразования на биодизель, проводимый нами анализ чувствительности импортной цены не учитывал колебания цен на нефтяное дизельное топливо, которые хорошо коррелируют с существующими ценами на биодизель. Эти цены на биодизель были стандартизированы до уровня $0,88 за литр биодизеля (цена биодизеля на 13 января 2006 года), что на 45% выше цены нефтяного дизельного топлива на эту же дату. Проведенный нами анализ чувствительности цены использует низкую оценочную импортную цену на биодизель, составляющую $0,26 за литр (1 марта 1999 года), высокую оценочную импортную цену в размере $1,02 за литр (7 августа 2006 года), а также будущую максимальную импортную цену в размере $1,42 за литр. Эти цены базируются на данных 10-летней истории цен на дизельное топливо (32), а также будущих экстраполяциях ценовых трендов на 10-летнюю перспективу.
На основании указанных объемов и ориентировочной рентабельности мы определяем страны, в которых имеется оптимальное сочетание высоких объемов и низких производственных издержек. Мы проводим ранжирование стран, которые имеют суммарный объем годового производства, превышающий один миллион литров потенциала, объемный расход эффективного крупномасштабного уровня, а также реакторы для непрерывного производства биодизеля и уровни затрат которых составляют от самых низких до самых высоких (в $/литр). В то время как затраты на очистку обычно находятся в линейной зависимости от объема для каждого типа технологической установки, для реакторов непрерывного производства отмечаются более низкие суммарные производственные издержки, чем для реакторов периодического действия. Это обусловлено более высокими показателями общей эффективности и пропускной способности устройств первого типа (26). Если ограничить объемы этим пороговым уровнем, необходимым для достижения экономичного непрерывного процесса переработки, сравнительные данные по разным странам станут более согласованными и точными, и при этом в фокусе внимания будут находиться различия в исходных запасах сырья, которые являются самым значимым компонентом, влияющим на стоимость биодизеля.
2.3 Инвестиционная среда. Такие факторы, как восприятие подкупа, безопасности и внешнего долга, могут быть важными критериями доверия и готовности инвестиционного сообщества. Используются шесть индикаторов для определения тех стран, в которых может иметься наиболее благоприятная обстановка (как внутренняя, так и внешняя) для крупномасштабных инвестиций в инфраструктуру, а также для проведения приблизительной оценки инвестиционного климата.
(1) Индекс восприятия коррупции (ИВК) используется для ежегодного ранжирования 150 стран по восприятию ими уровней коррупции в соответствии с тем, как она определяется на основании оценок экспертов и опросов мнений, проводимых Transparency International (33).
(2) Стандартизованные зарубежные прямые инвестиции (ЗПИ) отслеживаются Конференцией ООН по торговле и развитию для 199 стран, территорий и протекторатов (34).
(3) Оценки долгового статуса классифицируются Всемирным банком для всех стран-участниц и других государств с населением свыше 30000 (в общей сложности, 208) (35).
(4) Отсутствие безопасности во время поездок, фактическое или воспринимаемое, может стать ограничивающим фактором в развитии бизнеса. Был использован веб-сайт предостережений для путешествующих лиц, имеющийся в Бюро США по консульским делам (The U.S. Bureau of Consular Affairs’ (CA)) для определения тех стран, где существуют избыточные уровни преступности, а также регионов с нестабильной ситуацией или военными действиями, что могло бы препятствовать развитию инфраструктуры (36).
(5) В Программе развития Организации Объединенных Наций (UNDP) рассчитывается Индекс развития человеческого потенциала (Human Development Index (HDI)) в рамках Отчета о развитии человеческого потенциала, который охватывает 177 стран. HDI – это суммарный обобщенный показатель, используемый для определения среднего уровня достижений государств в трех основных сферах развития человека: продолжительность жизни, знания и уровень жизни (37).
(6) Валовой внутренний продукт (ВВП) на душу населения факторизуется в HDI, а также используется самостоятельно в качестве показателя среднего уровня благополучия и в дальнейших расчетах по экономическому влиянию, оказываемому производством биодизеля (37).
2.4. Влияние процессов с использованием биотоплива. Мы оценивали последствия производства биодизеля на уровень безработицы ВВП на душу населения из расчета на 1 литр с тем, чтобы определить страны, в которых имеется оптимальная ситуация для реализации оцененных потенциалов объемов биодизеля, допуская, что все производство осуществляется внутри страны.
Поскольку для более сложных моделей анализа «входные – выходные данные» (I-O) требуются исчерпывающие данные для каждого конкретного региона, мы вместо этого определяли приоритетность трех расчетов: изменение ВВП на душу населения, созданные рабочие места и изменения национального уровня безработицы (эти расчеты можно было выполнить согласованно для всех стран).
Все экономические последствия, рассчитанные в настоящем исследовании, представлены в виде процентных соотношений. Это обеспечивает возможность сравнения относительных последствий для различных стран с различной численностью населения.
Ориентировочное количество рабочих мест, созданных из расчета на 1 литр произведенного биодизеля, было взято из экономического исследования существующих заводов-производителей этанола. Данное исследование было проведено Университетом штата Айова (38). В исследовании проводилась оценка 220 вновь созданных рабочих мест на заводе, производящем этанол в объеме 50 миллионов галлонов, 75% имущества которого находилось в местной собственности. Если провести экстраполяцию на биодизель, производимый с равным объемом, полученный коэффициент создания рабочих мест составит 1,16 рабочих мест на миллион литров годового производства. Предполагается, что данная цифра отражает консервативный сценарий для стран, использующих более трудоемкие процессы. При ее сочетанном рассмотрении вместе со статистическими показателями по населению Программы развития ООН (UNDP) и национальными уровнями безработицы, представленными ЦРУ США, коэффициент создания рабочих мест используется для расчета воздействия рабочих мест, созданных за счет производства биодизеля (в %), на безработицу.
Для того, чтобы сравнить экологические последствия в различных странах, мы рассчитываем ориентировочные снижения уровней выбросов, обусловленные переходом от нефтяного дизеля (источника улавливаемого углерода) к биодизелю из сельскохозяйственной продукции, возобновляемому источнику углерода/поглотителю. Однако биодизель не является «углеродно-нейтральным» на 100%, поскольку существующие методы производства по-прежнему зависят от нефти (удобрения и автотранспортные средства для доставки), а также от выработки электроэнергии за счет сжигания угля (процессы очищения). Для данного исследования мы используем оценку Hill et al. (2006), в которой рассчитанные выбросы CO2, обусловленные соевым биодизелем, составляют на 41% меньше, чем сравнимые выбросы от использования нефтяного дизельного топлива (4). Фактические снижения выбросов CO2 будут различными в каждой из стран, в зависимости от требованиям к сбору урожая, транспортировке и переработке используемых сельскохозяйственных культур.
2.5. Ограничения исследования и данных. В настоящем исследовании рассматриваются только сырьевые липиды, существующие на уже культивируемых угодьях. Хотя возможные для страны варианты выбора сырьевых липидов теоретически ограничены местными условиями культивирования, практически выбор культур зависит от сочетания многих факторов, включая затраты на использование основных и альтернативных культур, стоимость побочных продуктов, устойчивость культур к болезням или засухе, потребности в удобрениях, а также исторически сложившиеся колебания на рынке. Выбор сельскохозяйственной культуры важен для производства биодизеля, поскольку связанные с холодным процессом свойства, такие как вязкость, температура застывания и температура помутнения, могут варьировать, в зависимости от вида сырьевых масличных культур. Кроме того, они могут стать причиной несовместимости со спецификациями на топливо. Для биодизеля, который изготовлен из масел тропических растений, как правило, требуются разжижающие вещества, если предполагается экспортировать его в страны с умеренным климатом. Стоимость этих присадок не включена в настоящее исследование, однако точные размеры издержек могут различаться, в зависимости от того, какое сырье используется, а также от того, где в итоге будет сжигаться биодизель. Кроме того, в данную оценку не включены единовременные капитальные затраты на переработку растительного масла и инфраструктуру, необходимую для очистки биодизеля. Определение дополнительной стоимости за один литр может зависеть от многих факторов, имеющихся в каждой стране, в том числе от дисконтной ставки, рентабельности получаемого в итоге топлива, а также суммарного срока инвестиций.
Поскольку мы используем информацию из многочисленных источников, не для всех стран имеются полный набор данных. Страны исключались из исследования, если не представлялось возможным полностью рассчитать потенциал объема биодизеля. Однако в исследование включались страны, в которых имелись не все индикаторы или последствия (о чем делались соответствующие примечания).
Использование данных из таких всеобъемлющих глобальных источников было ограничено еще одним обстоятельством. Дело в том, что во многих случаях отслеживание первичных данных не осуществлялось на ежегодной основе. Во всех случаях использовались данные за последние годы, когда они были представлены в исчерпывающем объеме; во всех случаях это были данные за 2000-2006 гг. Хотя в нашем исследовании рассматриваются простые экономические и экологические последствия, оно не учитывает многие более сложные и далеко идущие последствия. Растительное масло, которое в настоящее время используется в производстве биодизеля, составляет только 2% (2,2 миллиарда литров) от глобального объема производства растительных масел; остальная часть предназначается непосредственно для продовольственного снабжения (6, 39). Хотя сегодня данный рынок не оказывает существенного влияния на растительные масла и их побочные продукты, по мере роста промышленного производства биодизеля возможны значительные последствия для глобального продовольственного снабжения и устойчивое развитие практики сельского хозяйства, если сохранятся теперешние тенденции.
3. Результаты
Анализ возможностей для расширения производства биодизеля в национальном масштабе проводится по трем направлениям: как потенциал объема сырья, как доходный потенциал от экспорта биодизеля, а также в сценарии с верхним пределом оценки при повышенной урожайности сельскохозяйственных культур.
3.1. Абсолютный объем биодизеля и потенциал сырьевых материалов
На рис. 1 показан глобальный потенциал биодизеля; цветовой код используется для обозначения абсолютного объема производства из существующих экспортных поставок липидов. Суммарный объемный потенциал составляет 51 миллиард литров в год и распределяется на 119 стран. Пять государств, занимающих лидирующие позиции, Малайзия, Индонезия, Аргентина, Соединенные Штаты и Бразилия, вместе взятые охватывают 80% от общего объема. Эти страны относятся к ведущим производителям пальмовых и соевых растений, т.е. двух самых распространенных в мире масличных культур (40). Более подробная информация о «ведущей десятке» производителей (см. рис. 1) представлена в таблице 1, в которой они ранжированы по суммарному объемному потенциалу. Среди этих стран средний уровень зависимости от сырьевых материалов составляет 28% для соевого масла, 22% для пальмового масла, 20% для животных жиров, 11% для кокосового масла и 5% для каждого из следующих масел – рапсового, подсолнечного и оливкового.
Однако, отчасти из-за использования различных сырьевых материалов, не во всех странах, указанных в Таблице 1, имеются одинаковые возможности для крупномасштабного производства биодизеля, о чем свидетельствуют издержки производства на 1 литр (см. рис. 2). Издержки производства биодизеля существенно различаются и составляют от $0,29 за литр до более $9,00 за литр. Учитывая составной характер результатов, в нашем исследовании были вывялены страны, для которых мы используем термин «страны, останавливающиеся на переработке». Это – те страны, которые импортируют исходные масличные культуры или не переработанные масла только с целью их переработки в своей стране для дальнейшего экспорта. Примером одной из таких стран являются Нидерланды. Эта страна была определена на основании резкого различия между распределением сырьевых материалов в экспортированных переработанных маслах и распределением масличных культур внутри страны. Однако для определения всех таких стран требуются конкретные данные по каждой стране, которые не включены в нашу сравнительную базу данных.
3.2. Инвестирование средств в биодизель, предназначенный для экспорта. Для того, чтобы выполнить более точную оценку и определить, для каких связанных с биодизелем ресурсов существует возможность развития с учетом их рентабельности, мы изучали потенциал биодизеля на основании экспортных данных и рассчитывали прирост национального внешнеторгового баланса за счет экспорта очищенного биодизеля вместо растительного масла. Как было отмечено выше, мы использовали импортную цену ЕС в размере $0,88 за литр. Таким образом, мы включали только те сырьевые материалы, очистка которых может быть осуществлена при таком суммарном объеме производственных издержек, который ниже импортной цены ЕС. Мировая потенциальная прибыльности от экспорта биодизеля складывается из 47,2 миллиардов литров (общего объема из 109 стран), что составляет лишь на 10 стран и примерно на 4 млрд. л меньше, чем было получено при оценке сырьевого потенциала (см. выше).
Проведенный нами анализ чувствительности цены продемонстрировал несколько изменений в случае использования высокого уровня сметной импортной цены в размере $1,02 за литр или будущего максимального уровня сметной импортной цены в размере $1,42 за литр.
При таких ценовых сценариях потенциальный объем экспорта незначительно возрастает до 48,8 миллиардов литров из 112 стран и 50,0 миллиардов литров из 117 стран, соответственно. Это свидетельствует о том, что для основной доли сырьевых липидов при существующих ценах может быть рентабельным образом проведено рафинирование с получением биодизеля. Однако, когда применяется низкий уровень сметной импортной цены в размере $0,26 за литр, потенциальный объем экспорта снижается на 99,7% до 134 миллионов литров; при этом вся продукция изготавливается из сырьевых животных жиров и распределяется только на 10 стран. Резкое падение рентабельности не является неожиданным, поскольку производство основной части биодизеля по-прежнему субсидируется и только с недавнего времени оно становится рентабельным. Хотя ожидается, что цены на нефть в ближайшей перспективе будут оставаться высокими, в любом случае крупномасштабного расширения биодизельной индустрии необходимо знать о потенциальных убытках и неокупаемой инфраструктуре. Эти последствия могут возникнуть либо в результате снижения цены на нефтяное дизельное топливо, увеличения цен на сырьевые липиды, либо сочетание этих двух обстоятельств.
В то время, как 109 стран могут осуществлять рентабельное производство биодизеля при исходной импортной цене $0,88 за литр, некоторые из них лучше позиционированы для достижения своего производственного потенциала. Благодаря наличию лучших практик управления сельским хозяйством, более благоприятных условий для выращивания культур и(или) более высокой урожайности сырьевых материалов, многие из наиболее рентабельных стран относятся к «развитым». Однако, поскольку этим странам уже и так уделяется основное внимание (с точки зрения как научных публикаций, так и промышленного развития), наши остальные результаты «сфокусированы» на странах, для которых существует вероятность того, что они будут заниматься биотопливом для целей экономического развития.
При рассмотрении только «развивающихся» или «менее развитых» стран используется таблица 2, в которой перечислена «ведущая десятка» государств, имеющих оптимальное сочетание высокого потенциального объема и низких производственных затрат, которые ранжированы по сумме общей прибыли. Во всех приведенных в таблице 2 странах производственные издержки составляют не более $0,56 за литр; в результате, во всех них размер прибыли превышает 50%, по сравнению с импортными ценами. Доминируют объемы, получаемые от масел тропических культур и сырьевых животных жиров, составляя 71 и 26%, соответственно; при этом каждая страна использует один из двух видов сырья для основной доли потенциального экспорта биодизеля.
Индонезия, Папуа-Новая Гвинея и Филиппины занимают в группе особое положение из-за высокого уровня восприятия коррупции, низкого рейтинга человеческого потенциала развития и низкого уровня ВВП на душу населения.
Хотя в Таиланде и Колумбии эти показатели находятся не на столь низком уровне, в этих странах также имеются низкие суммы баллов, учитывающие восприятие коррупции, развитие человеческого потенциала и ВВП на душу населения, по сравнению с остальными перечисленными странами. Все нижеуказанные страны - Индонезия, Колумбия и Филиппины – представлены в существующем у ЦРУ списке стран, путешествия в которые связано со специальными предупреждениями. Это может указывать на повышение опасений с точки зрения безопасности и уменьшение привлекательности для зарубежных инвестиций. При дальнейшем «сужении» списка на основании восприятия коррупции, развития человеческого потенциала и предупреждений ЦРУ для путешественников можно определить Малайзию, Таиланд, Колумбию, Уругвай и Гану как «ведущую пятерку» развивающихся стран, в которых существует вероятность привлечения связанных с биодизелем инвестиций.
Рис. 1: Годовой объем производства (в млн. л)
Таблица 1. 10 стран, занимающих ведущее положение по абсолютному биодизельному потенциалу
a Средний уровень производственных издержек на 1 литр рассчитывается, исходя из всех существующих цен на сырьевые липиды, увеличивается на $0,12 (стоимость рафинирования) и уменьшается на $0.04 (продажа побочных продуктов).
Экономическое и экологическое влияние осуществляемых в этих странах проектов развития представлены в таблице 3. Малайзия выделяется сравнительно большим объемом сырьевых материалов, которые могут быть доходно переработаны в биодизель и экспортированы. В настоящее время в Малайзии очень низкий официальный уровень безработицы, составляющий всего 3,6%. За счет наращивания мощностей по очистке биодизеля страна могла бы снизить этот уровень более чем на 2%, т.е. до общего уровня 3,5%. Пропорциональное увеличение уровней ВВП на душу населения, количество созданных рабочих мест и снижение объема CO2 затмевают «выигрыши» остальных стран (в число которых входят даже развитые страны, которые не показаны в таблице). Если бы Малайзия присоединились к режиму ограничения промышленных выбросов с помощью квот при существующем показателе $20,44 за тонну CO2 на Европейской климатической бирже, ее потенциальный объем экспорта биодизеля мог бы превысить $58 миллионов только кредитных средств (41).
Хотя выгоды выглядят сравнительно небольшими, другие страны также могут получить экономический выигрыш, развивая свою инфраструктуру по очистке и экспорту биодизеля. Занимаясь экспортом биодизеля, Таиланд и Колумбия могли бы внести десятки миллионов долларов в свои ВВПП, создавая при этом сотни рабочих мест. Гана находится в уникальном положении, имея небольшой долг, низкий уровень восприятия коррупции и высокий уровень зарубежных инвестиций. Однако эта страна занимает низкое место по развитию человеческого потенциала и имеет низкий уровень ВВП на душу населения. Поэтому инвестиции могли бы оказать значительное влияние на экономическое благополучие. В совокупности, экспортный потенциал биодизеля, определенный в нашем исследовании, представляет 21-кратное увеличение, по сравнению с существующим производством. Не весь этот потенциал мог бы быть реализован, поскольку даже при «вычете» животных жиров, необходимые сырьевые материалы составляют почти одну треть от общего спроса на растительное масло.
Рисунок 2. Издержки производства 1 л биодизеля из существующих экспортных поставок липидов
ТАБЛИЦА 2. «ведущая десятка» развивающихся стран с самой высокой потенциальной прибыльностью от экспортных поставок биодизеля: жирным шрифтом обозначены страны в первой тройке, курсивом – страны в средней тройке, остальные страны находятся в последней тройке.
ТАБЛИЦА 3. Ведущая пятерка развивающихся стран с доходным экспортным потенциалом биодизеля
Данная цифра отражает потенциальное изменение (%) существующего уровня безработицы, а не новый уровень безработицы. Несомненно, превращение всех указанных объемов в биодизель повлияло бы на продовольственные поставки и привело к увеличению цен на сырьевые материалы. Данное исследование представляет собой подход первого порядка к определению верхних пределов потенциала производства биодизеля из существующих экспортных поставок продукции. Для того, чтобы полностью понять, как развитие может повлиять на рыночные цены конкретных сырьевых материалов, каждой индивидуальной стране предлагается выполнить детальный экономический анализ на национальном и глобальном уровне.
3.3. Предварительные результаты повышения урожайности сельскохозяйственных культур
С целью рассмотрения проблемы, связанной с обостряющейся конкуренцией между растущей биодизельной отраслью и продовольственными ресурсами, в рамках нашего исследования также проводился предварительный анализ увеличения производства растительного масла за счет повышения урожайности. Для этой стратегии растениеводства «с надлежащим управлением урожайностью» (ожидаемое производство модернизированной фермы с высококачественным менеджментом) мы рассматривали только те угодья, которые используются в настоящее время для выращивания масличных культур, в соответствии с определением в базе данных FAOSTAT и не учитывали животные жиры. Важно отметить, что определение «надлежащее управление урожайностью» отличается от «случаев с наилучшей урожайностью», которые существенно зависят от региона и о которых сообщения обычно поступают от отдельных ферм или даже конкретных земельных участков. Например, вместо использования разрекламированного случая с наилучшей урожайностью пальмового масла, 6000 л/га, мы выбрали более реалистичный и повсеместно достижимый уровень урожайности 3800 л/га (42). Мы также признаем, что благодаря технологиям и эффективным мерам существует естественная тенденция повышения урожайности со временем, однако она реализуется не с такой скоростью и не в таком масштабе, которые мы допускаем для данного сценария. Для расчета объемов растительных масел, получаемых за счет интенсификации сельского хозяйства, PEOij, использовалось следующее уравнение:
PEOij - [(AC [(ACij Х OYj) ХPR] – CDij (E4)
Общая площадь культивируемых угодий, по данным FAOSTAT, ACij (24,42) умножается на урожай масла, полученный при надлежащем управлении на 1 гектаре для каждой культуры, OYj. В результате этих расчетов получают объемы исходного растительного масла для каждой отдельной культуры и каждой отдельной страны. Объемы масла уменьшаются на коэффициент обработки, составляющий 0,9622, чтобы учесть переработку в растительное масло продовольственного качества. Эта форма подходит для экспорта пищевых продуктов и переработки для получения биодизеля (26). Эти результаты, отражающие повышение урожайности сельскохозяйственных культур, представляют собой общие суммарные показатели для каждой культуры, которые включают внутренний спрос. Поэтому мы вычитаем величину внутреннего спроса на определенную культуру, CDij.
Для ориентировочного расчета CDij умножаем показатель FAOSTAT суммарного внутреннего спроса, ADj, на известный коэффициент производства определенной культуры, разделенный на общий объем производства масличной культуры в стране, APj (24).
CDij = [ADj Х (CPij / APj)] ХLD (E5)
Плотность липида, LD, используется для пересчета CDij в литры. Продолжая рассматривать данные на уровне отдельных сельскохозяйственных культур, можно выделить объемы и цены с тем, чтобы позднее определить, какие из них (если таковые имеются) могут быть доходно переработаны в биодизель. Методика пересчета растительного масла в биодизель остается такой же, как и в нашем предыдущем разделе.
Используя вышеуказанные показатели урожайности, полученные при надлежащем управлении сельским хозяйством, мы подсчитываем приблизительные уровни общих потенциальных объемов биодизеля. Они могут достигать 605 миллиардов литров в года с распределением на 106 стран. Это 12-кратное увеличение охватывает многие сельскохозяйственные культуры, однако, основном, относится к тропическим масличным культурам, в частности, пальмовым и кокосовым, урожайность которых в настоящее время гораздо ниже их урожайности при надлежащем управлении. Даже при консервативной оценке увеличения ежегодного спроса на растительное масло для продовольственных целей к 2015 году до 188 миллиардов литров, из оставшегося объема можно было бы получить 417 миллиардов литров биодизеля. Малайзия и Индонезия отличаются от остальных стран, обеспечивая почти 75% потенциальных объемов от возросших урожаев. Важно отметить, что в этих двух странах в настоящее время также существует риск дальнейшего истребления леса из-за развития существующей практики выращивания пальмовых деревьев после сплошной вырубки. Интенсификация сельского хозяйства, связанная с повышением урожайности, может приводить к возникновению новых проблем, включая нагрузку на систему водоснабжения (из-за потребностей ирригации), отходы азотных удобрений и обеднение почв (43). Однако при надлежащей реализации этого подхода увеличение урожайности может помочь в снижении нагрузки, обусловленной вырубкой леса, обеспечивая рост экономики без уничтожения невозобновляемых природных ресурсов. Хотя представляется маловероятным, что могут произойти быстрые изменения существующей практики сельского хозяйства, этот неиспользованный потенциал, связанный с повышением урожайности масличных культур на 1 гектар, открывает перспективы для сторонников устойчивого производства пальмовых растений: ожидаемое к 2020 году удвоение экспортных объемов может быть достижимым при использовании уже культивируемых земель. (44).
4. Обсуждение
Настоящее исследование, ни коим образом не являющееся исчерпывающим, служит для освещения неиспользованных возможностей, существующих во многих развивающихся странах, помогая в преодолении некоторых самых заметных воспринимаемых барьеров, препятствующих развитию крупномасштабного производства биодизеля. Мы считаем, что результаты по отдельным странам и сравнительное ранжирование могут быть полезны для национальных правительств, а также международных организаций, участвующих в принятии решений и планировании в энергетической отрасли. Аналогично, ориентировочные оценки по уменьшению СО2 важны для глобальных исследований, поскольку страны-участницы торгового рынка во многих случаях могут инвестировать средства в страны, не представленные на этом рынке, и они подсчитывают уменьшение выбросов для своих собственных целей.
Мы обращаем внимание на то, что необходимо обеспечить ответственное и устойчивое развитие биодизельной отрасли. Следует применять передовые производственные технологии, включая оптимизированную селекцию сельскохозяйственных культур, выращивание специализированных культур для энергетики (напр., ятрофа на маржинальных землях) и, в конечном счете, использование масел на основе водорослей, которые не участвуют в «конкуренции» за пресную воду или пахотные земли (45, 46). Однако до того времени, когда эти более эффективные методы пройдут через процесс коммерциализации, характер ad hoc существующего роста биодизельной отрасли будут оказывать влияние на глобальные поставки продовольствия и долгосрочное устойчивое развитие сельскохозяйственного производства. Тем не менее, учитывая потенциал для значительного прироста самой урожайности сельскохозяйственных культур, представляется возможным в ближайшем будущем существенно увеличить производство биодизеля; при этом не потребуется использовать дополнительные земли или «жертвовать» продовольственными поставками.
Для ознакомления с полными таблицами и результатами по всем странам см. веб-сайт Центра устойчивого развития и глобальной окружающей среды: the Center for Sustainability and the Global Environment’s (SAGE))
Перевод предоставлен ABERCADE
Литература:
(1) Energy Information Administration: International Energy Outlook
2005, 2005. http://www.eia.doe.gov
(2) National Energy Technology Laboratory: Peaking of World Oil Production: Impacts, Mitigation & Risk Management, 2005. http://www.netl.doe.gov/
(3) Runge, C. F.; Senauer, B. How Biofuels Could Starve the Poor. Foreign Affairs. 2007
(4) Hill, J.; Nelson, E.; Tilman, D.; Polasky, S.; Tiffany, D. Environmental, economic, and energetic costs and benefits of biodiesel and ethanol biofuels. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2006. 103 (30)
(5) NationalRenewableEnergyLaboratory:AnOverviewofBiodiesel and Petroleum Diesel Life Cycles, 1998. http://www.nrel.gov/
(6) The Worldwatch Institute: Renewables 2005: Global Status Report, 2005. http://www.worldwatch.org
(7) Graboski, M. S.; McCormick, R. L. Combustion of fat and vegetable oil derived fuels in diesel engines. Prog. Energy Combust. Sci. 1998, 24 (2), 125–164
(8) Ma, F.R.;Hanna,M.A.Biodieselproduction: a review.Bioresour. Technol. 1999, 70 (1), 1–15
(9) Srivastava, A.; Prasad, R. Triglycerides-based diesel fuels. Renewable Sustainable Energy Rev. 2000, 4 (2), 111–133
(10) Subramanian, K. A.; Singal, S. K.; Saxena, M.; Singhal, S. Utilization of liquid biofuels in automotive diesel engines: An Indian perspective. Biomass Bioenergy. 2005, 29 (1), 65–72
(11) Powlson, D. S.; Riche, A. B.; Shield, I. Biofuels and other approaches for decreasing fossil fuel emissions fromagriculture. Ann. Appl. Biol. 2005, 146 (2), 193–201
(12) South Pacific Applied Geoscience Commission: Coconut Oil as a Biofuel in Pacific Islands, 2005. http://www.sopac.org/tiki/tiki-download_file.php?fileId=145
(13) Sustainable Energy Ireland: Liquid Biofuels Strategy Study for Ireland, 2004. www.sei.ie/uploadedfiles/InfoCentre/LiquidbiofuelFull.pdf
(14) InternationalEnergyAgency:Biofuels forTransport, 2004.http://www.iea.org/
(15) WISE Energy Co-op/Eco-Literacy Canada: Biodiesel in British Columbia -Feasibility StudyReport, 2004.http://www.saaep.ca/Biodiesel.pdf
(16) Department of Agricultural Economics, Purdue University: Economic Analysis of Alternative Indiana State Legislation on Biodiesel, 2003 www.agecon.purdue.edu/cab/research/articles/biodiesel.pdf
(17) Institut für Wirtschaftsforschung: Macroeconomic evaluation of rape cultivation for biodiesel production in Germany, 2002 www.ufop.de/downloads/ifo_makroeconomic_Evaluation.pdf
(18) Kheshgi,H. S.;Prince,R.C.;Marland,G.Thepotential ofbiomass fuels in the context of global climate change: Focus on transportation fuels. Ann. Rev. Energy Environ. 2000, 25, 199–244
(19) Raneses, A. R.; Glaser, L. K.; Price, J. M.; Duffield, J. A. Potential biodieselmarkets and their economic effects on the agricultural sector of the United States. Ind. Crops Prod. 1999, 9 (2), 151–162
(20) Poitrat, E. The potential of liquid biofuels in France. Renewable Energy. 1999, 16 (1–4), 1084–1089
(21) Federal Institute of Agricultural Engineering: Liquid Biofuels, 1998. http://www.blt.bmlf.gv.at/vero/veroeff/0095_Liquid_Biofuels_e.pdf
(22) Cadenas, A.; Cabezudo, S. Biofuels as sustainable technologies: Perspectives for less developed countries. Technol. Forecasting Social Change. 1998, 58 (1–2), 83–103
(23) Demirbas,A.Diesel fuel fromvegetable oil via transesterification and soap pyrolysis. Energy Sources. 2002, 24 (9), 835–841
(24) The United Nations: Food and Agriculture Organization of The United Nations, 2005. http://faostat.fao.org/, http://www.fao.org/es/ess/top/commodityjsp?lang/EN
(25) Gunstone,F.D.;Harwood, J.L.;Padley,F.B.The LipidHandbook; Chapman & Hall: Norwell, MA, 1994
(26) National Renewable Energy Laboratory: Biodiesel Production Technology, 2004. http://www.nrel.gov/
(27) Energy Sector Management Assistance Program: Potential for Biofuels for Transport in Developing Countries, 2005. http://www.worldbank.org
(28) Energy Information Administration: Biodiesel Performance, Costs and Use, 2004. http://www.eia.doe.gov
(29) Service, E. R.: Season-Average Price Forecasts - Soybeans. U. S. Department of Agriculture, 2006. http://www.ers.usda.gov/Data/PriceForecast/
(30) Service, E. R.: An Analysis of the Effects of an Expansion in Biofuel Demand on U.S. Agriculture. U.S. Department of Agriculture, 2007 http://www.usda.gov/oce/newsroom/chamblissethanol5-8-07.doc
(31) HB International, S. A.: Biodiesel and Related Products Market Prices, 2006. http://www.oleoline.com
(32) EIA: Weekly (Monday) Retail Diesel Prices. Energy Information Administration, 2007. http://www.eia.doe.gov/emeu/international/Diesel.xls
(33) Transparency International:CorruptionPerceptions Index 2005, 2005. http://www.transparency.org/
(34) United Nations Conference on Trade and Development: Foreign Direct Investment Database, 2004. http://www.unctad.org/
(35) World Bank: World Bank List of Economies, 2005. http://www.worldbank.org
(36) U.S. Department of State - Bureau of Consular Affairs: Current Travel Warnings, 2006.http://travel.state.gov/travel/cis_pa_tw/tw/tw_1764.html
(37) The Millennium Development Compact: Human Development Report 2003, 2003. http://hdr.undp.org
(38) Iowa State University: Determining the Regional Economic Values of Ethanol Production in Iowa Considering Different Levels of Local Investment, 2006. http://ideas.repec.org/p/isu/genres/12687.html
(39) Statistics, C. a. A. R. O.: Major Vegetable Oil: World Supply and Distribution. United States Department of Agriculture, 2006. http://www.fas.usda.gov/psd/complete_tables/OIL-table1-4.htm
(40) Service, F. A.: Oilseeds: World Markets and Trade. U.S. Department of Agriculture, 2006. http://www.fas.usda.gov
(41) European Climate Exchange: Historical data - ECX CFI Futures Contract, 2006. http://www.europeanclimateexchange.com
(42) Center for New Crops & Plant Products––Purdue University: New Crops Resource Online Program, 2006. http://www.hort.purdue.edu/newcrop/default.html
(43) Matson, P. A.; Parton, W. J.; Power, A. G.; Swift, M. J. Agricultural intensification and ecosystem properties. Science. 1997, 277 (5325), 504
(44) World Wildlife Fund: The Palm Oil Industry in Malaysia - From Seed to Frying Pan, 2002. http://www.wwf.org
(45) National Renewable Energy Laboratories - Biomass Energy: A Look Back at the U.S. Department of Energy’s Aquatic Species Program: Biodiesel from Algae Close-Out Report, 1998. http://www.nrel.gov/
(46) Kumar, N.; Sharma, P. B. Jatropha curcus - A sustainable source for production of biodiesel. J. Sci. Ind.Res. 2005, 64 (11), 883–889.ES062459K
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
