11.2: Виробництво та економіка етанолу

Last updated
Save as PDF

Page ID: 31742

$ \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } $ $ \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} $$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

11.2 Виробництво та економіка етанолу

Основною сировиною для етанолу були грубі зерна (тобто кукурудза). Етанол другого покоління (з целюлозної біомаси) становить близько ~ 7% від загального виробництва етанолу. На малюнку 11.1 показано світове виробництво етанолу за сировиною за період 2007-2019 рр.

Графік світового виробництва етанолу за сировиною за 2007-2019 рр., як описано в тексті — Малюнок 11.1: Світове виробництво етанолу за сировиною з 2007-2019 рр.

**Клацніть тут для тексту, альтернативного малюнку 11.1**

**Світове виробництво етанолу в мільярдах літрів сировиною з 2007-2019 рр. Всі значення є візуальними наближеннями**

**Рік** **Грубі зерна** **Пшениця** **Цукрова тростина** **Меляса** **Цукровий буряк** **На основі біомаси (2-е покоління)** **Коріння і бульба** **Інші кормові запаси** **Всього**

**2007-2009** 37 1 27 3 2 - - 5 75

**2010** 50 2 30 2 3 - - 6 93

**2011** 54 3 32 4 2 - - 5 **100**

**2012** 56 4 35 4 2 - - 6 **107**

**2013** 59 5 38 3 2 1 1 6 **115**

**2014** 61 6 43 3 2 2 1 6 **124**

**2015** 64 5 45 4 2 3 1 7 **131**

**2016** 65 6 47 5 2 4 1 7 **143**

**2017** 65 6 52 4 3 5 1 7 **153**

**2018** 66 6 53 4 3 8 1 8 **149**

**2019** 61 6 59 3 2 13 1 8 **159**

**Кредит:** **Сайт врожаю**

Рік	Грубі зерна	Пшениця	Цукрова тростина	Меляса	Цукровий буряк	На основі біомаси (2-е покоління)	Коріння і бульба	Інші кормові запаси	Всього
2007-2009	37	1	27	3	2	-	-	5	75
2010	50	2	30	2	3	-	-	6	93
2011	54	3	32	4	2	-	-	5	100
2012	56	4	35	4	2	-	-	6	107
2013	59	5	38	3	2	1	1	6	115
2014	61	6	43	3	2	2	1	6	124
2015	64	5	45	4	2	3	1	7	131
2016	65	6	47	5	2	4	1	7	143
2017	65	6	52	4	3	5	1	7	153
2018	66	6	53	4	3	8	1	8	149
2019	61	6	59	3	2	13	1	8	159

У 2013 році світове виробництво етанолу надходило переважно з США (кукурудза), Бразилії (цукровий очерет) та Європи (цукровий буряк, пшениця). На малюнку 11.2 показані внески виробництва етанолу в мільйоні галонів з усього світу. Окрім Бразилії, виробництво етанолу з цукрової тростини здійснюється також в Австралії, Колумбії, Індії, Перу, Кубі, Ефіопії, В'єтнамі та Зімбабве. У США на етанол з кукурудзи припадає ~ 97% від загального виробництва етанолу в США.

Мільйони галонів: США- 13300, Бразилія-6267, Європа-1371, Китай-696, Індія-545, Канада-523, Решта 727 — Малюнок 11.2: Світове виробництво етанолу, мільйони галонів, з різних країн за 2013 рік.

Клацніть тут для тексту, альтернативного малюнку 11.2

**Світове виробництво етанолу**

**Країна** **Мільйони галонів етанолу**

**США** **13300**

**Бразилія** **6267**

**Європа** **1371**

**Китай** **696**

**Індія** **545**

**Канада** **асдф**

**523** **асдф**

**Решта світу** **727**

*Кредит: RFA*

Країна	Мільйони галонів етанолу
США	13300
Бразилія	6267
Європа	1371
Китай	696
Індія	545
Канада	асдф
523	асдф
Решта світу	727

У таблиці 11.2 наведено порівняння витрат на етанольну сировину першого покоління разом з витратами на їх виробництво. Дані в цій таблиці наведені за 2006 рік, але це дає вам уявлення про те, чому етанол виробляють з кукурудзи в США: тому що він дешевше і вигідніше. Однак, як видно з інших діаграм, зростає використання матеріалів на основі цукру, таких як цукрова тростина та цукровий буряк, а також використання целюлозних матеріалів.

Таблиця 11.2: Підсумок 2006 р. Орієнтовні витрати на виробництво етанолу в США ($/гал) ^а
Пункт витрат	Витрати на сировину ^b	Витрати на обробку	Загальні витрати
США Кукурудза мокрого помелу	0,40	0,63	1.03
США Кукурудза сухого помелу	0,53	0,52	1.05
Цукрова тростина США	1.48	0,92	2.40
США Цукровий буряк	1.58	0,77	2.35
США патока ^c	0.91	0,36	1.27
США Цукор-сирець ^c	3.12	0,36	3.48
США рафінований цукор ^c	3.61	0,36	3.97
Бразилія Цукрова тростина ^d	0,30	0,51	0,81
Цукровий буряк ЄС ^d	0,97	1,92	2.89

a Виключає капітальні витрати

b Витрати на сировину для мокрого та сухого помелу кукурудзи в США є чистими витратами на сировину; сировина для цукрової тростини США та цукрових буряків є валовими витратами на сировину

c Виключає транспортні витрати

d Середнє значення опублікованих оцінок

Кредит: rd.usda.gov

На малюнку 11.3 показаний загальний процес виготовлення етанолу з кукурудзи. Тут же показані додаткові продукти, виготовлені з кукурудзи. Якщо згадати з Уроку 7, ДДГС - це зерно, яке можна використовувати для годування великої рогатої худоби. Кукурудзяна олія також виробляється для використання. Показані типові врожаї кожного продукту на бушель кукурудзи (2,8 гал етанолу, 17 фунтів CO ₂ та 17 фунтів DDGS).

Розподіл продукції кукурудзи, див. Текстовий опис за посиланням нижче — Малюнок 11.3: Розподіл продукції кукурудзи.

Клацніть для текстового опису рисунка 11.3

**Крохмаль **кукурудзяний** — 73% дб**

**Етанол — 0,57 г/г (го)**

**(0,511 г/г глюкози)**

**2,8 гал/бу**

**3,0 гал/бу (го)**

**СО2 — 0,54 г/г (го)**

**~ 17 фунтів/бу**

**18,9 фунт/фунт (го)**

**Дріжджі**

**Білок, клітковина, олія — 27% дБ**

**DDGS**

**~ 17 фунтів/бу**

*Кредит: BEEMS модуль B5*

Отже, які потоки доходів етанолу? На малюнку 11.4 показано, що потоками доходів є етанол, DDGS та CO ₂. Потоки доходів керуються ринком; етанол є найціннішим продуктом заводу і, як правило, приносить 80% від загального доходу. DDGS становить 15-20% доходу, а CO ₂ являє собою невелику суму доходу. Однак маржа доходів обмежена, і продаж DDGS та CO ₂, ймовірно, має важливе значення для того, щоб завод був прибутковим.

див. довгий опис — Малюнок 11.4: Потоки доходів етанолу. Цифри у верхній частині кожного бару - це дохід $ за бушель кукурудзи. Значення з «@» - це значення того, як продається кожен товар.

Клацніть для текстового опису рисунка 11.4

**Потоки доходів етанолу**

**Продукт** **Виручка $ за бушель кукурудзи** **Значення ($) того, як продається кожен товар**

**Етанол** **4.05** **1,50/гал**

**Етанол** **5.40** **2,00/гал**

**Етанол** **6.75** **/галь**

**DDGS** **0,51** **60/тонна**

**DDGS** **1.02** **120/тонна**

**DDGS** **1.53** **180/тонна**

**CO2** **0,07** **8/тонна**

*Кредит: BEEMS модуль B5*

Продукт	Виручка $ за бушель кукурудзи	Значення ($) того, як продається кожен товар
Етанол	4.05	1,50/гал
Етанол	5.40	2,00/гал
Етанол	6.75	/галь
DDGS	0,51	60/тонна
DDGS	1.02	120/тонна
DDGS	1.53	180/тонна
CO2	0,07	8/тонна

Малюнок 11.5 показує волатильність цін на кукурудзу, ціни на етанол та ціни на бензин. Зверніть увагу, що ціна бензину та ціни на етанол сильно корелюють, принаймні з 2009 року. Наприклад, в 2010 році ціна бензину і ціна етанолу становили ~2,00 $ за галон. Однак в останні місяці, коли ціна на нафту значно знижується, очікують, що рентабельність етанолу буде меншою.

Графік цін на кукурудзу, етанол та бензин за 2005-2011 рр., як описано в тексті — Малюнок 11.5: Графік цін на кукурудзу, етанол та бензин за 2005-2011 рр.

*Кредит: USDA ERS*

Основними витратами при виробництві етанолу з кукурудзи є собівартість самої сировини. На малюнку 11.6 показано, що собівартість сировини становить 55% від витрат на виробництво етанолу з кукурудзи, при цьому енергія - 21%, матеріали - 11%, а обслуговування та персонал - 13%. Якщо бушель кукурудзи продається за $4/бу і більше, то відсоток за ціною сировини йде до 65-75% витрат.

Витрати на сухий помел етанолу ($/гал) за 2005 рік, як описано в тексті вище — Малюнок 11.6: Витрати на випадок сухого помелу етанолу ($/гал) за 2005 рік.

*Кредит: Шапурі, Х., & Салассі, М. (2006). Економічна доцільність виробництва етанолу з цукру в США.*

Ще одне питання з виробництвом етанолу полягає в тому, що вода використовується, і вода стає все менш доступною. Вода використовується і для виробництва бензину, але використання води трохи вище для виробництва етанолу (для бензину використовується 2,5 галонів води на галон бензину, тоді як для етанолу - 3 галони води на галон етанолу). Додаткове використання води обумовлено вирощуванням рослин для збору врожаю.