УДК 330.341.1

Скрипниченко В.А., к.е.н., доцент кафедри інноваційної діяльності в АПК.

Навчально-науковий інститут післядипломної освіти НУБіП України.

ІННОВАЦІЙНІ ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ БІОПАЛИВ В АГРАРНІЙ СФЕРІ

Анотація. В роботі обґрунтовано методологічні і практичні підходи формування ринку біопалив в Україні на основі економічного механізму функціонування й організації управління та розробки рекомендацій щодо ефективного виробництва біосировини і біопалив.

Ключові слова: альтернативні види палива; біопаливо; світові ринки енергоносіїв; біогаз; біодізель.

Вступ

На сьогодні в Україні важливе значення мають перспективи розвитку біоенергетичного сектору, а саме створення дієвого і прозорого механізму стимулювання виробництва та споживання біопалив та забезпечення широкомасштабного його використання.

Сільське господарство одна з основних галузей матеріального виробництва, що виробляє біомасу. При розробці стратегії розвитку ресурсозберігаючих технологій важливо якісно і кількісно оцінити можливі потоки біосировини. Альтернативна енергетика за ресурсами до 85% пов’язана з біомасою. Проте, для одержання газових, рідких і твердих видів біопалива необхідно мати відповідне обладнання – для виробництва і ефективного використання. А дане матеріально-технічне забезпечення в Україні поки що лише на початку свого розвитку.

Метою статті є розгляд та обгрунтування передумов формування ринку біопалив в Україні та розробки рекомендацій щодо ефективного виробництва біосировини і біопалив.

Результати досліджень.

Агропромисловий сектор економіки України за останні роки істотно знизив споживання моторних палив, проте витрати на енергетичне забезпечення виробництва продукції рослинництва і тваринництва продовжують зростати й складають до третини її собівартості. Проблему можна частково вирішити за рахунок вирощування енергетичних олійних культур, бо близько 5% посівних площ на ці потреби дозволять повністю забезпечити АПК власним дизельним біопаливом.

Комплексні результати дозволяють отримувати технології виробництва біогазу, які вирішують проблеми забезпечення електричною й тепловою енергією на виробництві та в побуті; стимулюють охорону довкілля при реалізації проектів у відповідності з Кіотським протоколом; дозволяють отримувати високоякісні екологічно безпечні органічні добрива та підвищувати на їх основі врожайність сільськогосподарських культур на 15-25 %, зберігаючи родючість наших ґрунтів.

Науковці і практики Європи активно працюють над створенням новітніх технологій і обладнання для виробництва й використання в сільській місцевості усіх видів біопалив: твердих (брикети, гранули, брикетувальники й котли для їх використання); газових (біогаз); рідких (біодизель).

Застосування біомаси та біопалив може допомогти також у вирішенні ряду важливих екологічних проблем. По-перше, це стан повітря, забрудненого шкідливими речовинами вихлопних та димових газів. По-друге, це великі обсяги викидів в атмосферу парникових газів – диоксиду вуглецю, метану та інших. Біомаса є відновлюваним, екологічно чистим паливом за умови екологічно раціонального виробництва та використання. Оскільки біомаса є СО₂-нейтральним паливом, то її використання не призводить до підсилення глобального парникового ефекту. Впровадження біоенергетичних проектів в рамках механізмів Кіотського протоколу є ефективним шляхом зниження викидів парникових газів. З огляду на існуючу енергетичну та екологічну ситуацію, Україна має негайно приступити до широко впровадження біоенергетичних технологій і застосування всіх видів біопалив – твердого, рідкого, газового.

Агропромислове виробництво України володіє значним потенціалом біомаси, доступної для виробництва енергії. Згідно експертних оцінок щорічний теоретичний потенціал біомаси складає близько 45 млн. т у.п., технічно досяжний - 32 млн. т у.п., а економічно доцільний - 24 млн. т у.п.

Основними складовими потенціалу є сільськогосподарські відходи та енергетичні культури. Серед сільськогосподарських відходів найбільший економічний потенціал мають відходи виробництва соняшника (стебла, кошики, лушпиння), потім йдуть відходи виробництва кукурудзи на зерно (стебла, листя, стрижні початків). Солома зернових культур та солома ріпаку посідають третє та четверте місця, відповідно.

Для багатьох регіонів України використання власного твердого біопалива доцільніше, ніж вугілля або нафтопродуктів, бо вироблене з місцевої сировини біопаливо обходиться у 2-4 рази дешевше й не потребує значних транспортних витрат на його доставку. Використання твердого біопалива ведуть у вигляді солом'яних брикетів, гранул, зрубок та відходів сільськогосподарського виробництва. На даний час, новітні котли для спалювання соломи та інших видів твердого біопалива встановлені у 17 селах Вінницької, Київської, Сумської, Рівненської, Волинської та Черкаської областей, де забезпечують теплом частину виробничих приміщень (тваринницькі ферми, птахоферми) та соціальних об'єктів - школи, лікарні, дитячі садки. На 14 підприємствах олійної галузі парові котли переведені на спалювання лушпиння, за рахунок чого у 2008 році зекономлено 152 млн. м³ газу. В минулому році олієжирова галузь використала для спалювання в промислових котлах лушпиння соняшнику в кількості до 500 тис.тонн. Крім того, близько 120 тис. тонн лушпиння щорічно гранулюється і продається на експорт та населенню.[1]

Важливим чинником якості твердого біопалива є технологія приготування біомаси до спалювання. Вона обумовлює конструктивно-технологічне виконання теплотехнічного обладнання, істотно впливає на економічні показники його роботи. Особливу увагу слід звертати на вибір технологій й обладнання для енергетичного використання твердої біомаси, які визначають величину капітальних витрат. Для виготовлення різних видів твердого біопалива з відходів деревини розроблені промислові технології. Наприклад, для утилізації тирси, стружки, пилу та інших залишків деревообробної галузі сировину спершу підсушують до стандартного рівня вологості, а потім гранулюють. Гранульоване біопаливо з біомаси – одне з найбільш придатних до автоматизованого процесу спалювання. Його зберігають у спеціальних бункерах, з яких транспортують безпосередньо до енергетичної установки. Весь процес переміщення гранул можна здійснювати без застосування ручної праці.

Спалювання біомаси є найбільш простим способом отримання енергії. У багатьох випадках цей спосіб вважають найекономічнішим. У хімічному розумінні спалювання полягає у конверсії всіх органічних матеріалів на двоокис вуглецю та воду при наявності кисню (звичайно атмосферного). Дуже велика неоднорідність біомаси, з точки зору хімічного складу та фізичних властивостей, викликає певні труднощі, як в процесі спалювання, так і емісії компонентів, які є побічними продуктами процесу.

Результати розробки проблем енергетичного використання біопалив з рослинної маси втілилися в створенні нового покоління опалювальних пристроїв, що мають при оптимальному режимі роботи коефіцієнт корисної дії у межах від 80 до 90%.

У НУБіП України спільно з чеськими колегами розроблено й розпочато виробництво на Могилів-Подільському машинобудівному заводі котлів-автоматів й піролізних котлів, потужністю 25, 50 та 100 кВт, які працюють на біопаливі. У типових конструктивно-технологічних рішеннях котлів-автоматів функцію дозаторів виконують шнекові транспортери, що керуються за заданною програмою. Ефективне використання котлів на твердому біопаливі обумовлене розробкою сучасних технологій підготовки сировини, систем автоматичного управління процесом спалювання та спеціальних (керамічних) матеріалів камер згорання. [1]

Розповсюдження набувають теплогенератори, що працюють на соломі в тюках з габаритними розмірами до 2,4х1,2х1,3м або рулонах до 2 м у діаметрі.

Завод «Бриг», що розташований у Первомайську Миколаївської області, виробляє теплогенератори для сушки зерна і насіння сільськогосподарських культур за рахунок нагрітого до 60-90 ⁰С повітря при спалюванні біомаси (соломи у рулонах і тюках, дрів, трісок, брикетів, стрижнів кукурудзи і т.п.).

Щодо виробництва і використання рідких біопалив, то постійне зростання цін на традиційні викопні паливні ресурси вимагають пошуку альтернативних джерел енергії для транспортних засобів.

Нині у світі реалізовано у промислових масштабах виробництво двох видів рідкого біопалива: дизельного біопалива, з теплотворною здатністю 37,5 МДж/кг та біоетанолу – 26,9-27,2 МДж/кг. Дизельне біопаливо (біодизель) – метилові та/або етилові ефіри вищих органічних кислот, отримані з відновлювальної ліпідної сировини, які використовують як біопаливо. Біоетанол – спирт етиловий зневоднений, вироблений із біомаси та/або частини відходів, що піддаються біологічному розпаду. Біоетанол, призначений для використання як біологічне паливо або як домішки до традиційного палива.

За підтримки Міністерства аграрної політики України, інших відомств та організацій здійснюється будівництво та реконструкція цілого ряду об'єктів з виробництва біодизелю, біоетанолу, біогазу. Зокрема, у відповідності з Програмою розвитку виробництва дизельного біопалива, в Україні вже діють близько 50 підприємств АПК, які можуть виробляти до 25 тис.тонн дизельного біопалива, переважно для власних потреб. [2]

Заплановане й будівництво заводів великої потужності. Зокрема у Донецькій області розроблено проект спорудження біодизельного заводу потужністю 300 тис. тонн на рік з орієнтацією збуту як на внутрішній ринок, так і на експорт. Компанія «Біопаливо Поділля» у співпраці з чеськими банками запроваджує інвестиційний проект з реконструкції Кам'янець-Подільського цукрового заводу на виробництво 75 тис. тонн біодизелю у рік. Перші етапи цього проекту, які передбачають створення сировинної зони та придбання обладнання для переробки насіння в олію й біопаливо, вже реалізовані.

Науковцями НУБіП України розроблено технологію виробництва біодизелю з кількох олійних культур. На основі досліджень розроблені проекти ліній виробництва дизельного біопалива від 300 до 10000 т/рік. При модульній комплектації таких ліній технологію з «холодним» способом віджиму олії можна ефективно застосовувати при виробництві до 30000 т/рік дизельного біопалива. На більш потужних (промислових) установках олію продукують за технологічними регламентами оліє-екстракційних заводів. Спільно з вітчизняними машинобудівними заводами, зокрема ТОВ "ТАН" з Чернігіова, запропоноване відповідне обладнання технологічних ліній (з очисткою біодизелю на рівні європейських норм).

Закінчено будівництво пілотного заводу з виробництва біодизелю навчально-наукового призначення. у навчально-дослідному господарстві НУБіП України «Агрономічна дослідна станція»

Разом с тим мають місце труднощі в сільгоспвиробників щодо впровадження біогазових установок. Це зокрема: великі початкові інвестиційні витрати; низька кредитна активність в аграрному секторі економіки; необхідність отримання ліцензії на виробництво біогазу; відсутність типової нормативної документації на проектування; будівництво та експлуатацію біогазових установок тощо. Законодавчою проблемою є відсутність будівельних норм для біогазових реакторів.

Висновки.

Зважаючи на вищевикладене, відзначемо, що до стимулювання широкого впровадження біогазових установок в Україні слід віднести: відновлення кредитування проектів, зокрема українськими банками; забезпечення дії закону про «зелений» тариф на практиці; реалізація обов'язкової закупівлі електроенергії регіональними енергетичними компаніями; спрощення або відмову від ліцензування виробництва біогазу; реалізацію дієвої державної програми розвитку поновлюваної енергетики, зокрема, біогазових технологій; посилення екологічної політики, зокрема, щодо сільськогосподарських підприємств; створення ринку органічних відходів; звільнення від сплати державних зборів (ввізного мита, ПДВ) тощо.

Використані джерела

1. Біоенергія в Україні ( створення новітніх об´єктів, виробництво і використання біопалив)/ В.О. Дубровін, М.Д. Мельничук, Ю.Ф. Мельник та інші – К.: НУБіП України, 209- 108 с.

2.Біопалива (Технології, машини, обладнання)/ В.О.Дубровін, М.О.Корчемний, І.П.Масло та інші – К.: ЦТІ „Енергетика і електрифікація”, 2004.- 256 с.

3. Енергетична стратегія України до 2030, Інтернет-сайт Міністерства палива та енергетики України.

4.Ю.Сухенко, В.Сухенко, В.Кравчук, В.Ясенецький, В.Марченко. Хіміко-технологічне забезпечення виробництва дизельного біопалива / Техніка АПК. 2008. - №6. - Стор. 8-10.