«Біоенергетика – шанс для агросектору і стратегічний ресурс для країни. В Україні вже діють 85 біогазових установок та 4 заводи з виробництва біометану. Відбуваються експортні поставки біометану до ЄС. Потенціал України до 2050 року – 21,8 млрд м³ біометану на рік. Це більше, ніж річне споживання природного газу всією промисловістю України», – зазначав міністр аграрної політики та продовольства України Віталій Коваль влітку минулого року на нараді щодо розвитку альтернативних видів палива
Фото: kurkul.com
Черкаська область – один із ключових аграрних регіонів України
На Черкащині розташовані сотні тисяч гектарів орних земель, великі тваринницькі ферми та агропідприємства. Але разом із врожаєм і продукцією ферм, цей край генерує величезну кількість агровідходів, включно з гноєм, силосом, жомом, соломою та іншими органічними рештками. Наразі багато з цих відходів не переробляється, що спричиняє викиди метану в атмосферу та забруднення довкілля. Це проблема, яка могла б стати набутком, джерелом відновлюваної енергії у вигляді біогазу.
Фото: ЧДТУ
Як наголосила в коментарі для „Прочерку” кандидат хімічних наук, доцент, завідувачка кафедри екології та природних технологій Черкаського державного технологічного університету (ЧДТУ) Олена Хоменко, в Україні на даний час фундаментальною ланкою забезпечення електроенергією є теплові електростанції (виробляють близько 60 – 70 % електричної енергії). Проте діяльність ТЕС негативно впливає на всі компоненти довкілля, особливо на стан атмосферного повітря. Адже вони функціонують за рахунок спалювання викопного органічного палива. Це призводить до значних викидів забруднюючих речовин до атмосферного повітря, зокрема діоксидів сульфуру, оксидів нітрогену, твердих часток і важких металів.
– І в Черкаській області найбiльш потужними забруднювачами атмосферного повiтря серед електроенергетичних об’єктiв є тепловi електростанцiї на органiчному паливi, – наголошує пані Олена. – Лише за 2024 рік валовий викид забруднюючих речовин в атмосферне повітря від Черкаської ТЕЦ ПрАТ «Черкаське хімволокно» становив понад 29 тис. тон, що становить 48,7 % від загального обсягу викидів підприємств області. Причому викиди парникових газів, що включають вуглекислий газ, метан та оксид нітрогену, сприяють глобальним змінам клімату. Тому важливим аспектом зменшення антропогенного навантаження на навколишнє природне середовище є розширення обсягів використання нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії, до яких відноситься зокрема й біоенергетика, що базується на використанні біопалива, яке виробляється з біомаси.
Згідно даних Біоенергетичної асоціації України лише в 2020 році в нашій країні було введено в експлуатацію 28 біогазових станцій, що виробляють біогаз із агросировини та 27 станцій, що працюють на біогазі полігонів твердих побутових відходів (ТПВ). У нашій області, зокрема на території Черкаського міського полігону ТПВ, який розташований в межах Руськополянської сільської ради Черкаського району, функціонує когенераційна установка, що виробляє електроенергію з біогазу тіла полігону за рахунок відведення метану, який утворюється при анаеробному розкладанні органічної складової ТПВ. Біогаз, що вилучається з полігону, не лише дозволяє знизити ризик виникнення пожеж на ньому, а й забезпечує електричні мережі електроенергією. Зокрема, за рік роботи такої установки в мережу передається близько 1,1 млн кВт електроенергії.
Іншим напрямком є можливість використання агропромислового потенціалу Черкаської області для виробництва біометану. У сучасній біоенергетиці найбільш перспективним способом переробки первинних рослинних відходів є виробництво біогазу. До важливих показників якості біопалива належить його теплотворна здатність і собівартість. Серед різновидів рослинної енергетичної сировини найкращими показниками володіє солома. Площа сільськогосподарських угідь Черкаської області становить майже 1,5 млн гектарів. Основу формування аграрних господарств становить зернове господарство й вирощування технічних олійних культур.
Фото: kurkul.com
На кафедрі екології та природоохоронних технологій ЧДТУ доценткою Людмилою Ящук проводились дослідження щодо визначення енергетичного потенціалу первинних відходів сільського господарства в Черкаській області. Первинні відходи зернових і зернобобових культур у нас за сприятливих погодних умов для вирощування зернових культур можуть дати приблизно 1,15 млн. тон у. п. (1 млн м3 газу, або 1,8 млн т вугілля). Отже, за рахунок первинних відходів рослинної сировини може бути задоволено приблизно до 10% загальної потреби в первинних енергоносіях області. Тож, цей напрямок має великий потенціал і є досить перспективним для Черкащини, – зауважує Олена Хоменко
– Черкаська область належить до енергодефіцитних регіонів України, у ній дефіцит електроенергії у 2021 році становив приблизно 2 млрд кВт год., – розповідає Людмила Ящук. – Для поліпшення енергобалансу в області до 2020 року діяла Регіональна програма з розвитку малої гідроенергетики, спрямована на відновлення/або будівництво малих ГЕС. Сьогодні в Черкаській області діє 9 малих ГЕС. За технічними можливостями вони є греблевими, що призводить до порушення гідрологічного режиму середніх і малих річок. Кліматичні зміни й екологічні проблеми, що виникають унаслідок експлуатації малих ГЕС, стимулюють пошук нових альтернативних шляхів для задоволення енергетичних проблем територіальних громад Черкащини.
Сучасні технології використання біомаси як енергетичної сировини дають можливість отримати збалансовану генерацію електроенергії з гарантованою потужністю. Серед різновидів рослинної енергетичної сировини найкращими показниками володіє солома. Світовим лідером у використанні соломи як біопалива є Данія, в якій фермерські домогосподарства виробляють до 1 МВт електроенергії. На жаль, у нашій країні використовується лише 1% біомаси як енергоресурс. Черкаська область входить к першу п’ятірку областей України з виробництва зернових культур. У регіоні найбільші обсяги соломи дають такі сільськогосподарські культури, як кукурудза (1 місце), соняшник та озима пшениця. Прикро, та солома використовується переважно в приватних домоволодіннях і не має масового застосування.
Вступ України до ЄС вимагатиме ширшого застосування зеленої енергетики в народному господарстві. Опрацювання технологічного досвіду європейських країн у рециклінгу первинних рослинних відходів, з огляду на їх загальноекономічну й екологічну доцільність, є необхідною умовою для розвитку біоенергетичного складника вітчизняного аграрного виробництва.
Отже, біогаз – це суміш метану (CH₄) та вуглекислого газу (CO₂), що утворюється під час анаеробного розкладання органічної маси без доступу кисню. Його отримують через ферментацію гною, органічних відходів, силосу та іншої біомаси. Біогаз може використовуватися для: виробництва електрики, теплопостачання, підготовки до якості природного газу (біометан) для мережі чи транспорту.
Це не лише робить енергію відновлювальною, а й зменшує емісію парникових газів, у першу чергу метану, що є потужним кліматичним агентом, у багато разів сильнішим за CO₂
Потенційно Україна має можливість щороку виготовляти близько 10 млрд кубометрів біогазу, але для досягнення такого результату потрібні багатомільярдні інвестиції. Про це заявляв у 2024 році виконувач обов’язків міністра аграрної політики та продовольства України, а нині перший заступник мінагрополітики Тарас Висоцький, який свого часу був в. о. голови Черкаської ОДА.
Він відніс виготовлення біогазу та біоетанолу до важливих напрямів у переробці агропродукції. За словами посадовця, в цій сфері співпраця України та Євросоюзу може стати особливо ефективною. На цьому ринку попит значно перевищує пропозицію. Очільник Мінагро підкреслив, що розвиваючи цей напрям, Україна не виштовхуватиме з ринку колег з ЄС, а задовольнятиме світову потребу.
Потенціал та виклики для України та Черкащини
Як бачимо, Україна має значний потенціал для виробництва біогазу, особливо з органічних відходів (тваринницьких фермерських господарств, переробних підприємств, агро-біомаси тощо).
Центральні області, включно з Черкаською, мають значні запаси кормових культур та гною, що робить їх потенційно ефективними локаціями для біогазових установок.
Однак існує ключова проблема: більшість агровідходів у регіоні не переробляється, а зберігається або відкрито компостується на полях і фермах — при цьому утворюється метан, який потрапляє в атмосферу і негативно впливає на зміну клімату. Натомість такі відходи могли би стати стабільним джерелом чистої енергії для місцевих громад.
І все ж, позитивні зрушення є: на Черкащині група компаній «Панда» реалізувала біогазовий комплекс із загальною потужністю 7,5 МВт/год, що працює на жомі, мелясі та кукурудзяному силосі з власних сировинних джерел. Використовується сучасне обладнання, яке зменшує навантаження на довкілля і дозволяє оптимізувати виробництво «зеленої» енергії для потреб підприємства та потенційно більш широкого споживчого ринку.
Цей приклад доводить, що біогазові установки в агросекторі Черкащини — це не лише теоретичний потенціал, а вже реальні реалізовані проєкти.
Малюнок: agrobiogas.com.ua
Біогазові установки на цукрових заводах можуть забезпечувати підприємства електроенергією протягом усього року, переробляючи звичайні агровідходи. Один із таких об’єктів працює на Черкащині з 2019 року і демонструє стабільну ефективність навіть за мінімального використання допоміжних реагентів.
Проєктна електрична потужність біогазової електростанції, збудованої на базі одного з цукрових заводів у Корсунь-Шевченківському районі, становить 7 МВт, а максимальна – 7,5 МВт. Фактично станція стабільно виробляє саме проєктні 7 МВт електроенергії. Про це розповів Ігор Редких, представник німецької компанії ZORG BiogasGmbH, яка виконала тут повний цикл робіт – від проєктування до підключення об’єкта до мереж.
«На станції встановлено п’ять генераторів Jenbacher потужністю по 1,5 МВт кожен – це австрійське обладнання. Біогаз виробляється у трьох реакторах об’ємом по 8 200 кубометрів та одному дображувачі на 5 тисяч кубів. Усе основне обладнання – німецького та австрійського виробництва», – пояснює експерт.
Сировиною для виробництва біогазу слугує цукровий жом – до 400 тонн на добу. Його зберігають так само, як і жом для кормових потреб, що дозволяє забезпечувати цілорічну роботу станції, а не лише в сезон цукроваріння.
Для стабільного процесу бродіння використовують мінімальну кількість спеціальних добавок – близько 7 літрів на добу, без яких технологія не працювала б коректно.
За словами Ігоря Редких, цукрові заводи – не єдина галузь із високим потенціалом для розвитку біогазу.
«Найбільші можливості — у харчовій промисловості: спиртові, пивоварні, цукрові, крохмальні заводи. Також перспективні птахофабрики, свинокомплекси, молочні ферми», – зазначає він.
Для порівняння експерт наводить приклад Німеччини: на меншій території там працює близько 8 тисяч біогазових станцій, тоді як в Україні – лише близько 30. За його оцінками, тільки в Черкаській області потенційно можна збудувати 700–800 таких об’єктів.
Вартість будівництва біогазової електростанції становить у середньому близько 3 млн євро за 1 МВт потужності, а термін окупності – 3–4 роки. При цьому процедури підключення до електромереж в останні роки суттєво спростилися.
«Якщо раніше на технічні умови та підключення йшли місяці, то зараз для невеликих об’єктів це питання вирішується за кілька днів», – додає представник ZORG Biogas.
Фото: agropravda.com
Компанія ZORG BiogasGmbH реалізувала 14 біогазових проєктів в Україні, зокрема на кількох цукрових заводах у різних регіонах. Черкаський об’єкт — один із прикладів того, як агропромислові відходи можуть працювати на енергетичну незалежність і сталий розвиток регіонів.
Компанія МХП, потужності якої є і на Черкащині, вперше з-поміж інших таких підприємств на ринку виробництва біометану отримала сертифікат з екологічного менеджменту за стандартом ISO 14001:2015 «Системи екологічного управління». Цей стандарт підтверджує впровадження і дотримання найвищих міжнародних вимог у сфері управління екологічними аспектами. Аудит проводив український сертифікаційний офіс відомої міжнародної компанії BureauVeritas.
Потенціал ринку виробництва біометану лише в Європі оцінюють на рівні $4,8 млрд до 2031 року. Адже, за звітом Європейської комісії, потреба країн ЄС у біометані до 2030-го становить 35 млрд м3 проти вироблених сьогоднішні 6,4 млрд м3. Відтак європейські країни готові експортувати біометан, якість і відповідність якого підтверджена всіма необхідними сертифікаціями.
Ринок біоенергетики в Україні зростає у виробництві біометану й біоетанолу, проте стагнує у виробництві електроенергії та тепла
Фото з ФБ
«Біометан і біоетанол орієнтовані на експорт і, по суті, користуються системами підтримки в країнах ЄС, куди відбувається експорт. Виробництво електроенергії та тепла з біомаси орієнтовані на внутрішній ринок України, на якому відсутні стимули і преференції для їхнього виробництва», – каже голова правління UABIO Георгій Гелетуха.
За його словами, окупація і руйнування негативно вплинули на сектор в межах 5%. Але значно менше, ніж на інші сектори ВДЕ і традиційної енергетики.
«Зумовлено це значно більшим розосередженням проєктів біоенергетики територією України. Біоенергетика загалом може відігравати значну роль у зміцненні енергетичної безпеки країни під час та після війни, але для цього потрібно зняти низку бар’єрів».
Ключові технології для біоенергетики у найближчі 3–5 років: для експорту – передові біопалива, включно з передовим біометаном; для внутрішнього ринку – когенерація на біомасі й біогазі, котельні на біомасі в системах централізованого теплопостачання.
«Уже зараз українські котли на біомасі домінують на внутрішньому ринку і значна їхня частина експортується. У біогазових і біометанових установках частка місцевого обладнання і послуг сягає 50%».
Експерт теж зазначає, що без зеленого курсу української енергетики і відповідної кліматичної політики в нас немає шансів стати членами ЄС.
Матеріал створено в рамках проекту Клімат Контент Пул від n-ost
реклама
