Економіко-екологічна оцінка енергетичного потенціалу сільськогосподарських культур

Сидорук Б.О., к.е.н., с.н.с., завідувач лабораторії аграрної економіки

Сава А.П., к.е.н., с.н.с., завідувач відділу аграрної економіки, інформаційно-аналітичної роботи, маркетингу і трансферу інновацій

Тернопільська державна сільськогосподарська дослідна станція ІКСГП НААН

На сучасному етапі склалася ситуація, яка потребує мінімізації обсягів використання викопного палива з двох причин: по-перше, запаси палива лімітовано, а по-друге, виробниче споживання палива обумовлює забруднення навколишнього середовища.

Для збереження природних ресурсів і покращення екології наукою пропонується замкнутий цикл обміну, споживання та відтворення енергії. Для виробництва палива розглядаються всі види енергії, але з екологічних причин особливо цікаві енергоресурси поновлюваної енергії, накопиченої живою речовиною завдяки фотосинтезу. Даній вимозі найбільше відповідає використання енергоресурсів відновлюваної енергії, зокрема біоетанолу, біодизелю та біогазу. Одним із основних джерел сировини для їх створення може стати біомаса.

Україна належить до країн світового співтовариства з надзвичайно сприятливими природно-економічними умовами та потенціалом, насамперед земельним, щодо розвитку виробництва основних сільськогосподарських культур, у тому числі й високоенергетичних, як біосировини для виготовлення біопалив.

Понад половину енергетичного потенціалу біомаси виробляють у сільському господарстві: солома зернових культур (23%), стебла, качани кукурудзи на зерно (10%), стебла та лушпиння соняшнику (10%), біогаз із гною (7%), біодизель, біоетанол (9%).

За оцінками вітчизняних експертів, біомаса (без частки, яку використовують інші сектори економіки) може забезпечити близько 8–10% загальної потреби в первинній енергії. Використання такої кількості біомаси еквівалентне збільшенню вітчизняного видобутку палива на 20%. Так, за відповідних зусиль до 2030 р. 9–12% загального споживання первинних енергоносіїв в Україні можливо покрити завдяки енергії з біомаси. При цьому, держава зацікавлена в тому, щоб цей ресурс більшою мірою використовувався у сфері виробництва теплової енергії, а це в свою чергу сприятиме скороченню обсягів імпортованого природного газу.

Біомаса з продукції, яку виробили вітчизняні сільськогосподарські виробники, може відкрити для України принципово нові високоефективні можливості для забезпечення сталого сільського розвитку на основі одержання дешевої, екологічно безпечної, теплової енергії від спалювання соломи, відходів переробки сільськогосподарської продукції, багаторічних енергетичних культур і дерев. Теплову енергію можна ефективно використовувати в сільській місцевості для опалювання житлових і виробничих приміщень, у промисловому виробництві та побутовому обслуговуванні протягом усього року на різних об’єктах: узимку – на опалюванні, навесні – в теплицях, влітку та восени – на зернотоці.

Отже, селяни буквально «тримають у руках» власне енергетичне забезпечення країни, володіючи альтернативними відновлювальними джерелами енергії, якими є зерно, насіння олійних, цукрові буряки, солома, гній тощо. Завдяки цим відновлювальним енергетичним джерелам, вони можуть не тільки задовольняти власні потреби, а й сприяти диверсифікації напрямів формування енергетичної безпеки країни.

В Україні, як і в цілому в європейській кліматичній зоні, для виробництва етанолу можуть бути використані цукро- та крохмалоносні енергетичні культури (зернові, картопля, цукрові буряки, кукурудза на зерно) та олійні культури (ріпак, соняшник, соя, олійний льон), з яких виробляють рослинну олію, що є сировиною для виробництва біодизельного палива.

Крім цукро- та крохмалоносних і олійних сільськогосподарських культур як біосировина для виробництва біопалива у світовій практиці широко використовуються багаторічні трави й вторинна сировина, яка включає в себе біомасу рослинного і тваринного походження.

Пріоритетним напрямом використання потенціалу біомаси є, насамперед, переробка відходів сільського господарства, до яких входять:

1. Первинні відходи сільського господарства – матеріали, які залишаються на полях як побічні продукти після збору врожаю сільськогосподарських культур. Вони включають солому злакових культур та ріпаку, стебла соняшнику і кукурудзи.
2. Вторинні відходи сільського господарства – специфічний вид відходів, що включають різноманітні види біомаси. Кількість вторинних відходів зростає в процесі підготовки продукції сільського господарства до виробництва продуктів харчування чи кормів. Це жом цукрових буряків, лушпиння соняшнику, рису, горіхова шкаралупа, відходи кавових і квасолевих бобів та інші види біомаси подібного типу.

Таким чином, в умовах сьогодення сільськогосподарська галузь, продукуючи значну частину біомаси – головне внутрішнє джерело відновлювальної енергії як для людини, так і для економіки, – впливає на вирішення двох найважливіших загальнонаціональних завдань: гарантує як продовольчу, так і енергетичну безпеку країни. Тому в контексті сучасних глобалізаційних змін аграрний сектор економіки слід розглядати не лише як галузь, яка задовольняє потреби населення в продовольстві, а й як потенційного постачальника енергоносіїв, що вимагає відповідної методики оцінки їх потенціалу.

При цьому, реалізація потенціалу рослинних сільськогосподарських відходів у якості джерела відновлювальної енергії може здійснюватися за рахунок:

 – спалювання для отримання теплової енергії;

 – перетворення рослинного крохмалю та целюлози на біоетанол;

 – утворення біодизельного палива з рослинних олій.

Нами розраховано та проаналізовано технічно-доступний енергетичний потенціал сільськогосподарських культур, які вирощуються в Тернопільській області. При здійсненні розрахунків використано «Методику узагальненої оцінки технічно-досяжного енергетичного потенціалу біомаси», яка розроблена науковцями Національного університету біоресурсів і природокористування України, Інституту технічної теплофізики НАН України та Інституту відновлюваної енергетики НАН України.

Результати проведених розрахунків технічно-досяжного енергетичного потенціалу, який можна отримати із сільськогосподарських культур, вирощених у 2013 р. в Тернопільській області, представимо у вигляді таблиці.

Таблиця. Оцінка технічно-досяжного енергетичного потенціалу, який можна отримати із сільськогосподарської сировини в Тернопільській області у 2013 р.

Як видно із отриманих результатів, Тернопільська область навіть за сучасних рівнів валових зборів і урожайності сільськогосподарських культур (для технічних культур урожайність є досить низькою) володіє значним технічно-досяжним енергетичним потенціалом сільськогосподарської продукції, який у 2013 р. досяг рівня 108934,5 т. у.п.

Таким чином, на сьогоднішній день біоенергетика стає перспективним напрямком сільськогосподарського виробництва, внаслідок поєднання економічної, екологічної і соціальної ефективності вирощування енергетичних сільськогосподарських культур. Розвиток біоенергетичних технологій зменшить проблему забезпечення країни енергоресурсами, покращить екологічний стан в регіонах, сприятиме зайнятості місцевого населення. Це дасть можливість перетворити аграрний сектор із споживача енергії в безпосереднього її виробника.

Для реалізації потенціалу сільського господарства щодо виробництва та використання альтернативних видів енергії необхідне:

– формування ринку біопалива, в першу чергу рідкого, шляхом вдосконалення чинної нормативно-правової бази, запровадження ефективних стимулів для його виробництва та використання;

– розширення потужностей щодо виробництва біопалива із сільськогосподарської сировини, в тому числі шляхом створення їх безпосередньо в сільськогосподарських підприємствах, у першу чергу на базі тваринницьких комплексів та ферм;

– запровадження виробничих стандартів щодо використання сівозмін з енергомісткими культурами;

– запровадження жорстких нормативів щодо вмісту біокомпонентів у традиційних видах палива, а також щодо викидів в атмосферу залишків продуктів згорання;

– розробка та впровадження новітніх технологій виробництва біопалива;

– формування сприятливих умов для розвитку експорту біопалива;

– надання у законодавчому порядку можливості сільськогосподарським товаровиробникам виробляти біодизель і біоетанол безпосередньо в господарствах, чи на кооперативних засадах.