Регіональні агротехнічні можливості виробництва біометану

Регіональні агротехнічні можливості виробництва біометану

/ Ідеї & тренди / Середа, 15 березня 2023 10:38

Вітчизняний агробізнес може зацікавити модель прогнозованого виробництва біогазу на основі аналізу й оцінки агроресурсного потенціалу поновлювальних джерел енергії Кіровоградської області. Також інтерес представляє обґрунтування оптимальних параметрів максимального заміщення використання природного газу в регіоні на біогаз на основі розширення посівних площі під кукурудзою на зелену масу та підвищення її продуктивності

Інноваційне агропромислове виробництво є не лише ресурсною базою для отримання продовольства, а й має значний потенціал розвитку поновлювальної енергетики. Біоенергетична переробка відходів у агропромисловому комплексі є одним із найперспективніших економічно та соціально вигідних напрямів пришвидшеного впровадження екологічно безпечних технологій розвитку регіональних продовольчих систем.

Світовий досвід доводить перспективність розвитку біо­газової енергетики на основі біосировини в агропромисловому виробництві. Біометанова енергетика з поновлювальних джерел енергії є одним зі стратегічних напрямів диверсифікації та зеленого переходу.

За даними Міністерства аграрної політики, щоб запустити галузь виробництва біометану, вітчизняний агробізнес вже має всю законодавчу базу. Зокрема, ухвалено Закон України «Про внесення змін до деяких законів України щодо розвитку виробництва біометану» №1820-ІХ. Також Національна комісія, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг (НКРЕКП), нещодавно внесла зміни в кодекси газотранспортної (ГТС) і газорозподільної (ГРС) систем, у яких уточнила вимоги до біометану для подачі в газові мережі.

Сучасне високоінтенсивне аграрне виробництво в процесі господарської діяльності утворює значну кількість відходів, які за умов раціонального підходу можуть перетворитися з екологічної проблеми на важливий економічний резерв підвищення його дохідності й конкурентоспроможності. Одним із перспективних шляхів їх розв’язання є впровадження інноваційних біоенергетичних технологій переробки.

По суті, сьогодні біометан є досить суттєвим біоенергетичним ресурсом для АПК, що може бути ефективно трансформований у високовартісний економічний актив, оптимальне використання якого забезпечить вирішення не лише екологічних питань аграрного розвитку, а й соціальних та енергетичних проблем. Питання полягає в об’єктивному оцінюванні, аналізі та прогнозуванні наявного потенціалу впровадження біоенергетичних технологій та їх ефективності.

Як відомо, одним із найбільш розповсюджених у світі є саме мікробіологічний метод безвідходного виробництва енергії з біомаси — отримання біогазу анаеробним зброджуванням. Розвиток технології отримання біогазу рухається шляхом удосконалення закваски, спеціальних активаторів процесу, оптимізації температурного режиму, створення оригінальних конструкцій біореактора (ферментера), газового накопичувача (газгольдера), підвищення стабільності та надійності функціонування біогазової установки загалом.

На сьогодні інноваційні біо­газові технології дозволяють екологічно безпечно додатково переробляти, наприклад, органічну біомасу й одержувати біогаз, а також очищені екологічно безпечні біодобрива. Біогаз можна утилізувати в когенераційному модулі, отримавши електроенергію і тепло. Також після додаткового очищення біо­газ можна використовувати як альтернативу природному газу, зокрема і в локальних газових розподільчих мережах.

Експертний аналіз, за даними проведених досліджень, показує, що Кіровоградська область минулого року використала близько 367 млн кубометрів природного газу. З тим об’єми його використання залежать від пори року й мають чітко виражений сезонний характер (рис. 1).

 

Рис. 1. Загальні об’єми використання природного газу
в Кіровоградській області за 2021 рік

03 04 490 491 61 1

 

З огляду на проаналізовані результати раніше проведених досліджень науковці ІСГС НААН розробили модель оцінювання ефективності впровадження біоенергетичних технологій і розвитку екологічно безпечної продовольчої системи сільського господарства, яка базується на наукових підходах, що враховують комплексне оцінювання ефективності використання певних видів біоенергетичних ресурсів на основі аналізу і зіставлення біокліматичного потенціалу регіону за різних варіантів розвитку агропромислового виробництва та його продуктивності.

З цієї позиції ефективне та раціональне використання ресурсного біоенергетичного потенціалу внаслідок економічної, екологічної та соціальної компоненти забезпечує отримання синергетичного ефекту. Він відбивається в збільшенні виробництва продукції з різним ступенем доданої вартості та розвитку галузі біоенергетики.

Проведені експертні розрахунки свідчать, що в регіоні майже весь обсяг використаного природного газу можна замістити біогазом, значний потенціал якого зосереджено в агропромисловому секторі. Для реалізації біоенергетичного потенціалу регіону важливо не лише впроваджувати проєкти зі збільшення виробництва біогазу, отримуваного з відходів біо­маси, а й також використовувати можливості з інтенсивного вирощування зеленої маси кукурудзи за сучасними індустріальними технологіями.

Загалом по області за 2019–2021 роки посівні площі кукурудзи на зерно та корми зросли до 360 тис. гектарів. Однак безпосередньо на зелену масу в регіоні кукурудзу розміщували тільки на невеликій площі 5–10 тис. гектарів.

Пропонована модель оцінювання прогнозу реалізації біометанового енергетичного потенціалу в умовах Кіровоградської області можна також застосовувати для експертного визначення в інших регіонах, районах і на рівні місцевих територіальних громад. Ця модель може бути представлена як складна техніко-агрономічна система взаємозв’язку регіональної структури посівних площ, рівня продуктивності вирощування кукурудзи та потенційного виходу біометану (1):

 

ПВБ=ЗПП×ЧКЗ×ЧКЗМ×УКЗМ×РПВБ (1)

 

де ПВБ — умовний потенціал виробництва біометану в умовах Кіровоградської області;

ЗПП — загальна посівна площа всіх сільськогосподарських культур у середньому за останні 3 роки, тис га;

ЧКЗ — частка кукурудзи на зерно в структурі всіх посівних площ у середньому за останні 3 роки;

ЧКЗМ — прогнозована частка кукурудзи на зелену масу в структурі всіх посівних площ під кукурудзою, що може бути виділена на біоенергетичні потреби;

УКЗМ — урожайність кукурудзи на зелену масу в середньому за останні 3 роки, т/га;

РПВБ — розрахунковий питомий вихід біометану на 1 т зеленої маси кукурудзи, м³ СН4 (взято коефіцієнт розрахункового виходу біометану 100 м³ з 1 т зеленої маси кукурудзи).

 

У Німеччині, Франції та багатьох інших країнах енергетична кукурудза є основним джерелом сировини для заводів із виробництва біометану. Це зумовлено передусім високою придатністю цієї сільськогосподарської культури для використання як сировину для мікробіологічного безвідходного виробництва енергії з біомаси, а також високою врожайністю та відсутністю технологічних проблем у її вирощуванні.

На внутрішньому ринку посівного матеріалу представлено досить багато спеціалізованих біоенергетичних гібридів кукурудзи, вирощування яких за інтенсивної технології дозволяє суттєво збільшити виробництво біометану. Також технологія вирощування кукурудзи на зелену масу є відпрацьованою, бо раніше її використовували здебільшого для годівлі тварин.

Середній рівень урожайності вирощування зеленої маси кукурудзи в Кіровоградській області залежить від сукупності кількох основних чинників: гідротермічних агрокліматичних умов вегетаційних періодів досліджуваних років, а також ступеня інтенсифікації виробництва. Зокрема, у сприятливішому за кліматичними умовами 2021 році вона становила загалом 31,04 т/га, що на 32,5% вище проти середніх даних статистичних спостережень за 2019–2021 роки. В розробленій моделі застосовано такі параметри: середній розмах відхилення урожайності зеленої маси кукурудзи враховано від мінімального показника 23,43 т/га до максимального можливого в умовах регіону — 50 т/га; частка посівної площі під кукурудзою на зелену масу в загальній структурі всієї площі під кукурудзою містить варіанти від 0,01 до 0,2 (рис. 2).

 

Рис. 2. Експертне аналітичне оцінювання розрахункового потенціалу виробництва біометану на прикладі Кіровоградської області

03 04 490 491 61 2

 

Експертні розрахунки свідчать, що за забезпечення середньої продуктивності вирощування кукурудзи на зелену масу для виробництва біогазу на рівні 23,43 т/га та її частці від 0,01 до 0,2 (від 1 до 20%) у загальній структурі усієї посівної площі під кукурудзою в регіоні потенціал отримання біометану становить від 8,84 млн до 176,83 млн кубометрів.

Водночас оптимальними параметрами максимального заміщення використання природного газу в регіоні на біометан на основі розширення посівних площі під кукурудзою на зелену масу та підвищення її продуктивності є збільшення середньої врожайності її вирощування вдвічі до 50 т/га та посівних площ до 20%, або майже до 72 тис. гектарів. Шляхом оптимального поєднання цих чинників можна отримати потенційний вихід біометану на рівні близько 377 млн кубометрів, зокрема завдяки підвищенню врожайності вирощування зеленої маси кукурудзи майже вдвічі. Інноваційне впровадження біогазових технологій є одним із перспективних шляхів розв’язання проблем і суперечок між економічним, соціальним і екологічним напрямами агропромислового регіонального розвитку. Крім того, біометан є одним із перспективних експортних товарів для вітчизняного АПК.

 

Юрій КЕРНАСЮК, канд. екон. наук, завідувач сектору
економічних досліджень та аналізу науково-інноваційного
потенціалу ІСГС НААН, експерт-дорадник з аудиту,
економіки та управління підприємствами
Олег ГАЙДЕНКО, канд. тех. наук, учений секретар,
завідувач відділу маркетингу та наукового забезпечення
трансферу інновацій ІСГС НААН, ст. наук. співроб., дорадник
з питань механізації сільського господарства та економіки
сільськогосподарського виробництва 

 

 20 липня 2024
Серед продукції аквакультури торік в Україні найбільша середня ціна була в річних раків: 500 тис. грн/тонна.
Серед продукції аквакультури торік в Україні найбільша середня ціна була в річних раків: 500 тис. грн/тонна.
20 липня 2024
 19 липня 2024
ПрАТ «Рівнеазот», що входить до групи підприємств азотного бізнесу Group DF, запустив другий агрегат виробництва в цеху аміаку та наростив потужності з виробництва мінеральних добрив.
ПрАТ «Рівнеазот», що входить до групи підприємств азотного бізнесу Group DF, запустив другий агрегат виробництва в цеху аміаку та наростив потужності з виробництва мінеральних добрив.
19 липня 2024
 19 липня 2024
Недостатня пропозиція огірка спровокувала зростання цін в Україні.
Недостатня пропозиція огірка спровокувала зростання цін в Україні.
19 липня 2024
 19 липня 2024
З початку літа в портах України збільшуються ціни попиту на горох, що обумовлено активним попитом зі сторони експортерів.
З початку літа в портах України збільшуються ціни попиту на горох, що обумовлено активним попитом зі сторони експортерів.
19 липня 2024
 19 липня 2024
Агентство США з міжнародного розвитку (USAID) через Програму USAID АГРО допоможе реалізувати 18 проєктів з відновлення меліоративної інфраструктури організацій водокористувачів України, що дасть можливість аграріям збільшити площі під зрошенням на 6 тис га.
Агентство США з міжнародного розвитку (USAID) через Програму USAID АГРО допоможе реалізувати 18 проєктів з відновлення меліоративної інфраструктури організацій водокористувачів України, що дасть можливість аграріям збільшити площі під зрошенням на 6 тис га.
19 липня 2024
 19 липня 2024
25 липня 2024 року під час масштабної події аграрних інновацій – УКАБ Агротехнології, що відбудеться на Вінниччині, команда ДП «Амазоне-України» презентуватиме нову причіпну посівну комбінацію Cirrus 9004-2C Grand. Ця модель розширює лінійку високопродуктивних сівалок AMAZONE. Машина пропонується з робочою шириною 9 м та міжряддям 16,6 см.
25 липня 2024 року під час масштабної події аграрних інновацій – УКАБ Агротехнології, що відбудеться на Вінниччині, команда ДП «Амазоне-України» презентуватиме нову причіпну посівну комбінацію Cirrus 9004-2C Grand. Ця модель розширює лінійку високопродуктивних сівалок AMAZONE. Машина пропонується з робочою шириною 9 м та міжряддям 16,6 см.
19 липня 2024

Please publish modules in offcanvas position.