Виробництво біоенергії в Україні: конкурентоспроможність сільськогосподарських культур та іншої сільськогосподарської і лісогосподарської сировини (ре

Реферат на тему:

Виробництво біоенергії в Україні: конкурентоспроможність
сільськогосподарських культур та іншої сільськогосподарської і
лісогосподарської сировини

Використання біоенергії — важливе питання енергетичної безпеки за
зростаючих світових цін на енергоресурси. Автор роботи констатує: на
сьогодні виробництво ріпаку в Україні може конкурувати з іншими
країнами, проте виробництво біодизелю та біоетанолу поки що не
прибуткове. І закликає звернути увагу на іншу, значно дешевшу, сировину
для виробництва відновлюваної енергії.

Використання біоенергії — важливе питання енергетичної безпеки за
зростаючих світових цін на енергоресурси. Автор роботи констатує: на
сьогодні виробництво ріпаку в Україні може конкурувати з іншими
країнами, проте виробництво біодизелю та біоетанолу поки що не
прибуткове. І закликає звернути увагу на іншу, значно дешевшу, сировину
для виробництва відновлюваної енергії.

Використання біоенергії — важливе питання енергетичної безпеки за
зростаючих світових цін на енергоресурси. Відновлювана енергетика
пропонує цікаві можливості для українського сільського та лісового
господарства. До того ж, енергетична безпека й використання біоенергії є
актуальними питаннями. Ціни на викопне пальне зростають, що провокує
дискусії щодо зменшення залежності від імпортованої енергії. Але кожна
країна має свої можливості й умови використання відновлюваних джерел
енергії. Виробництво біопалива — це тільки один із способів використання
біомаси для виробництва енергії.

Відновлювані джерела енергії (ВДЕ) пропонують більше можливостей. Проте
в кожному випадку потрібно порівнювати ринкові ціни або альтернативну
вартість сільськогосподарської продукції й сировини, які використовують
для виробництва відновлюваної енергії. Зрештою, саме вартість ВДЕ певною
мірою визначає ціну біоенергії.

Сільськогосподарський сектор має значний потенціал постачання сировини,
потрібної для виробництва біоенергії. У найкращому разі це може привести
до зменшення викидів парникових газів (ПГ) і піде на користь якості
грунту й води, а також сприятиме біорозмаїттю.

Очевидно, що біопаливо не завжди є ефективнішим способом використання
сільськогосподарської продукції, як ВДЕ. Застосування ВДЕ (власного
виробництва або імпортованого), мабуть, може поліпшити енергетичну
безпеку України, але постає питання: “Якою буде його економічна
вартість?”

Олійні

В Європі ріпак культивують із початку ХІХ сторіччя. Європейські фермери
вирощують переважно озимий ріпак. В Україні теж домінує озимий ріпак,
який зазвичай дає вищі врожаї, тож його частка зростає (з 63 до 82% за
останні три роки).

В Україні, з 2003 року, посівні площі ріпаку значно розширено. З 2004 по
2006 р. обсяг виробництва олійного насіння цієї культури більше ніж
подвоєно (з 158,3 т. до 647,1 тис. т).

Насіння ріпаку з України активно експортують. Зростання виробництва й
експорту пов’язано зі зростанням світового попиту на продукцію
ріпакового комплексу, а ЄС стає особливо важливим ринком збуту
ріпакового насіння та олії в зв’язку зі зростанням обсягів виробництва
біодезельного палива. Українським фермерам вигідна ця світова тенденція.

Ціна на експортному ринку з України “йде слідом” за світовою. При цьому
має місце зменшення розриву між цінами зовнішніх і внутрішнього ринків.

У своєму детальному аналізі Lakemeyer (2007) робить висновок про те, що
Україна може конкурувати з іншими країнами у сфері виробництва ріпаку.
За поточної вартості виробництва, українські фермери отримують добрі
прибутки від виробництва цієї культури. Передбачається, що рано чи пізно
національна переробна промисловість інвестуватиме в обладнання для
переробки насіння ріпаку для збільшення частки України в ланцюгу
вартості. Проте поки що залишається без відповіді питання — ріпакову
олію на біодизель перероблятимуть в Україні чи експортуватимуть до інших
країн. За нинішнього співвідношення цін на енергоносії і біопаливну
сировину виробництво біопалива в Україні неприбуткове. Отже, кращою
стратегію є експорт, що дасть змогу зберегти присутність української
продукції на міжнародних ринках доти, доки цінове співвідношення суттєво
не зміниться.

Щоправда, політичні рішення ЄС щодо використання біопалива зумовили
зростання світових цін на ріпак. Це поглиблює сумніви щодо
конкурентоспроможності ріпаку як сировини для біопалива в Україні.
Водночас українські фермери та виробники рослинної олії можуть отримати
свою вигоду від співпраці з субсидованим сектором виробництва біодизелю
в ЄС, збільшуючи експорт.

Зернові

Протягом останнього року світові ціни на пшеницю й кукурудзу значно
зросли внаслідок зниження врожаїв у деяких регіонах світу та зростання
попиту на корми (в основному, в Азії) і для виробництва біоетанолу
(головним чином, у США). В Україні врожай зернових торік був значно
нижчий, ніж у попередні роки, через несприятливі погодні умови.

За нинішнього рівня цін на енергоресурси й сировину виробництво
біоетанолу із зернових (кукурудзи чи пшениці) не є вигідним.

Цукор

Припускаючи, що Україна розглядає можливість виробництва етанолу із
власного цукру, обчислимо вартість цього виробництва.

Висока вартість виробництва засвідчує, що виробництво етанолу з власної
цукросировини не вигідне. За нинішнього рівня цін бурякова цукросировина
занадто дорога, щоб витрачати її на виробництво біопалива, яке за
нинішніх ринкових цін неконкурентоспроможне порівняно з викопним
паливом.

Зауважимо, що ми припустили досить оптимістичні витрати на рівні 90 млн
дол. США за умови річної потужності виробництва 200 тис. куб. м етанолу.
До операційних витрат включено витрати на енергію, транспортування тощо
(наприклад ензими, які використовують для ферментації). Транспортні
витрати на цукрові буряки для виробництва біоетанолу вищі, ніж для
пшениці. Вартість сировини відтворює ціну на цукор (118 дол./т),
обчислену на основі даних Лондонської міжнародної фінансової фьючерсної
і опціонної біржі та внутрішніх цін на цукор в Україні. Вартість
перетворення грунтується на зменшених ставках через розміри заводу й
технічні можливості використовувати цукрові буряки замість пшениці.

Вигода від побічної продукції оцінена дещо песимістичніше. Вінаса
(ферментована меляса) має в своєму складі такі поживні речовини, як
азот, фосфат, поташ і цукрозу. В концентрованому вигляді її можна
застосовувати як добрива або в очищеному вигляді — як кормову добавку в
тваринництві. Ринкова ціна вінаси — близько 140 $ /т. Вінаса — це єдиний
побічний продукт, вигода від якого припущена в цьому обчисленні. Є й
інші побічні продукти, наприклад жом. Проте жом цукрових буряків
виробляє цукрова промисловість, тому це, скоріше, побічний продукт
цукрового виробництва, а не виробництва етанолу. Тому ми його не
враховували.

За цих припущень вартість виробництва біоетанолу з цукрових буряків в
Україні становитиме 428 дол./м3, що не вигідно, якщо порівняти з
викопним пальним. А якщо взяти порівняння міжнародного масштабу,
обчислена вартість виробництва в Україні ефективніша за відповідний
показник в Європейському Союзі, але неконкурентоспроможна проти вартості
виробництва в Бразилії, де як сировину використовують цукрову тростину.

Рослинна сировина другого покоління

Збільшити продуктивність виробництва біопалива можна за використання
всієї рослини замість переробки тільки окремих її частин. Це друге
покоління біопалива. До нього зараховують переробку деревно-целюлозної
біомаси. Такий процес газифікації сировини забезпечує вироблення
синтетичного газу (так званого сингазу) — суміші окису вуглецю, водню та
інших сполук. Сингаз потім можна перетворити на дизпаливо (за допомогою
синтезу Фішера-Тропша), метанол, або діметил ефір — газоподібне пальне,
майже таке саме, як пропан. В альтернативі водень можна відокремити й
використовувати як пальне. Нині основна зацікавленість існує у
виробництві біодизелю на основі синтезу Фішера-Тропша (дизпаливо ФТ).
Проте через більші витрати, ніж за звичайними технологіями, комерційне
виробництво біопалива на основі газифікації поки що не організовано. Але
ведуться значні науково-дослідні роботи зі створення комерційно вигідних
процесів.

Солома

ca

оточних обсягів виробництва в рослинництві. З урахуванням середніх
показників урожайності зернових із зібраної з гектара біомаси можна
одержати близько 23 ГДж (1 Гдж = 109 Дж) (у Німеччині за вищої
врожайності — 70 ГДж/га). Якщо всю солому (а це 7,2 млн т) в Україні
використовувати для виробництва енергії, щорічно можна отримувати 300
ПДж (1 Пдж = 1015 Дж). Цей обрахунок є першим кроком до розуміння
енергетичного потенціалу, який і досі не використовують. Zhovmir і
Zhelyezna (2005) доповнили цей обрахунок інформацією про поточні обсяги
використання соломи в тваринництві. Вони дійшли висновку: навіть якщо в
тваринництві й використовувати певну кількість соломи, для енергетичних
потреб залишатиметься 2,5–4 млн т. Це “обережний” висновок, бо, зважаючи
на стан справ у сільськогосподарському секторі, виробництво зернових
стає все інтенсивнішим, отже, обсяги залишкової соломи зростатимуть зі
зростанням урожаїв.

Виробництво тепла із соломи є економічно вигідним через її відносно
невелику вартість. Для пшениці, за умови врожайності 3 т/га, вихід
соломи можемо припустити на рівні 1,9 т/га, з яких неважко обрахувати
вміст азоту, фосфату, калію, магнію та інших речовин. Отже, можна
розраховувати приблизно на 20 дол./га вартості балансу гумусу й добрива
в полі. Наприклад, господарство продає солому як пальне на теплову
станцію. Мінімальна ціна такої соломи становитиме 11 дол./т, бо це
вартість, яка відповідає вмісту гумусу й азоту.

Ціни на солому як на сировину для опалення, можна обрахувати, порівнюючи
з мазутом або газом, якщо взяти до уваги, що калорійність соломи (4,7
kWh/кг) майже вдвічі нижча за калорійність мазуту (10 kWh/kg).

Conseur (2006) проаналізував вартість опалення в Німеччині на основі
різних паливних матеріалів, таких як газ, мазут, дерев’яні гранули,
солома. Ця база даних не збігається в деталях з українською базою даних,
але її можна використовувати як приклад цінових тенденцій.

Гній та відходи для виробництва біогазу

Виробництво енергії на біогазових заводах є одним із найгнучкіших
способів вироблення енергії на невеликих підприємствах для окремих
домогосподарств та сіл або на сучасних великих підприємствах, які
постачають енергію тисячам людей. Уже є сучасні технології виробництва
біогазу, і вартість інвестицій скорочується. Виробництво біогазу — це
природний і, по суті, біологічний процес, у якому беруть участь різні
типи бактерій.

В Європі побудовано велику кількість підприємств різного масштабу, але
більшість із них використовують сільськогосподарську сировину, таку як
кукурудза або житній силос. Це відносно дорогий спосіб вироблення
відновлюваної енергії, бо цикл виробництва сировини та її альтернативна
вартість дають можливість продавати її за вищу ціну на ринках харчової
продукції.

В інших країнах, наприклад, у Китаї, відходи сільськогосподарського
виробництва (гній, солома, жом цукрових буряків, каналізаційний відстій,
органічні відходи) використовують для виробництва біогазу.

Зауважимо, що до прогнозів і оцінок потенціалу потрібно ставитись
обережно, бо вони можуть суттєво різнитися залежно від різних припущень.
Щодо гною часто користуються даними про кількість голів худоби.
Кількість гною від тварин домогосподарств можна обчислити на основі
досвіду багатьох інших країн, які мають узагальнені дані. За нашими
власними підрахунками, які базуються на даних про поголів’я великої
рогатої худоби і свиней, що становить приблизно 9 і 8 млн тварин,
відповідно, можна зробити висновок про те, що Україна може виробляти з
гною 8,4 млрд м3 біогазу за рік, що потенційно означає 137,3 PJ енергії.

Ці дані засвідчують, що найбільший потенціал недорогого виробництва
біогазу з гною пов’язаний із сільськогосподарською діяльністю.

Щодо іншої потенційної сировини, це, зокрема, органічні відходи
домогосподарств, органічні промислові відходи, (в т. ч. з боєнь),
відстій після механічного та біологічного очищення стічних вод (останній
часто має низький потенціал виробництва біогазу).

Отже, сільське господарство може забезпечити тваринним гноєм, а відстій,
що з’являється в кінці процесу виробництва, можна використовувати як
добрива. Рідкий гній худоби має для фермерів високу цінність, бо вміщує
азот. Один кубометр рідкого гною перетворюється в середньому на 4 кг N,
що відповідає 2,4 дол. на основі вмісту азоту. Але в процесі газифікації
фермери не втрачають азоту, отже, вироблятиметься енергія, а рідкий гній
залишатиметься цінним добривом.

Відновлювані джерела енергії можуть значною мірою замініти викопне
пальне. Викиди CO2 і метану зменшуються і роблять ці ВДЕ привабливими
для інвестування в спільне впровадження. Досвід багатьох років вказує на
те, що проблеми із запахом і гігієною, пов’язані з відстоєм і гноєм, уже
зменшено. З економічного погляду вигода полягає в тому, що виробляються
відновлювана енергія і побічні продукти у формі рідкого добрива та
кондиціонера грунту.

Деревина

На лісопильнях, паперових фабриках і в деревообробній промисловості теж
залишаються відходи, які можна використовувати для вироблення енергії.
На лісопильнях переважно — це кора й тирса. Целюлозо-паперові
підприємства залишають відходи у вигляді чорних і сульфатних розчинів та
відходи кори й деревини. Лісопильні продукують краї, тріски, тирсу, кору
та інші відходи, які є дешевим ДВЕ. Деякі з цих відходів можна
використовувати для вироблення целюлози, деревно-тирсових плит чи
прес-картону. Відходи у формі великих шматків можуть перетворюватись на
деревинну тріску, яку потім спалюють у бойлерах, а тирсу можна спалювати
в спеціальних печах або пресувати в гранули чи брикети для спалювання у
невеликих побутових печах, як це вже роблять у багатьох будинках. Часто
деревопереробна промисловість використовує власні відходи для отримання
енергії на опалення, вироблення пари й електроенергії.

Одночасно з виростанням відходів деревини для одержання енергії лісове
господарство має й інші можливості. Можна вирощувати на плантаціях
дерева, що швидко ростуть. Швеція вже активно практикує це з тополею та
вербою. За умови середньої врожайності з 10 т/га сухої деревини щорічно
можна отримати 500 тис. т біомаси. Як добрива для цих плантацій можна
застосовувати відстій із водоочисних споруд. Вивченням цих питань
останнім часом зайнялися й інші країни, в т. ч. Литва. Шведський досвід
демонструє, що ці рослини не виснажують грунт, бо зберігають у ньому
азот. Як довели експерименти Block (2004), для збирання врожаю придатні
звичайна сільськогосподарська техніка й обладнання. Деревина, а особливо
відходи від лісопилень, які ще недостатньо широко використовують, мають
великий потенціал використання як відновлюване недороге джерело енергії
в українських домогосподарствах або на підприємствах. Як бачимо з
таблиці 4, вартість використання деревини для виробництва енергії є
низькою порівняно з викопною сировиною, такою як мазут чи газ. Завдяки
високій енергетичній ефективності, деревина має реальний потенціал у
сільських регіонах України.

Висновки

Доцільність використання орних земель для виробництва харчової продукції
чи енергії демонструють показники валового виробництва енергії на
гектар.

Виробництво біопалива та біоенерегії має очевидні переваги в сільському
секторі. Проте слід також вказати й на деякі недоліки.

Виробництво біодизелю з ріпаку в Україні викликає сумніви через високі
ринкові ціни на продукцію ріпакового комплексу на світових ринках. До
того ж, виробництво біодизелю, порівнювано з високою товарною вартістю
сировини, ніколи в минулому не було вигідне без субсидування. Отже,
найкращим варіантом буде продаж виробленого насіння ріпаку та ріпакової
олії на світових ринках.

Біоетанол з цукрових буряків дає вищу продуктивність, ніж біоетанол із
ріпаку. Але найвищу валову продуктивність на гектар дає виробництво
біогазу з кукурудзи.

Виробництво біогазу з органічних відходів тваринництва може надати нові
можливості для деяких сільськогосподарських підприємств і сільських
територій. Місцеве виробництво біогазу допоможе поліпшити забезпечення
енергією віддалених районів, у яких імпортована енергія коштує особливо
дорого.

Використання соломи для опалення дешевше за використання
сільськогосподарської сировини, яку можна продавати за високою ціною на
ринках харчових продуктів. Солома є в більшості регіонів України, тому
добре придатна для індивідуальних систем вироблення енергії. Завдяки
високій тепловіддачі, значною підмогою для селян є використання
деревини. Швидкорослі насадження, які можна вирощувати на спеціальних
ділянках, а також відходи деревини, які все ще використовують
недостатньо широко, мають великий потенціал використання задля отримання
дешевої відновлюваної енергії у домогосподарствах або на підприємствах.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *