Виробництво та споживання біопалив — перспектива енергетичної безпеки України

Основними причинами, що спонукають уряди провідних країн запроваджувати політику сприяння розвитку біопалива як альтернативи традиційним видам палива, є:

— екологічні аспекти, а саме зменшення, згідно з вимогами Кіотського протоколу, викидів вуглекислого газу в атмосферу та парникового ефекту;

— прагнення підвищити енергобезпеку;

— розвиток інфраструктури сільських територій та створення нових робочих місць;

— вичерпність промислових ресурсів нафти та природного газу упродовж наступних 50—60 років.

Необхідно сказати, що разом із зазначеними причинами пошук відновлювальних джерел енергії стимулює зростання вартості викопних енергоресурсів, їх використання у вирішенні політичних питань.

Ціна на нафту в період з 2000-го до 2010 року зросла з 15 до 70 дол. США за барель, а в окремі періоди становила понад 140 дол. США за барель. Тенденція зростання, згідно з висновками вчених, зберігатиметься і в майбутньому. Людство не хоче і вже, напевно, не зможе поступитись якістю життя.

Світова спільнота констатує — відновлювальним енергоресурсам альтернативи немає, а враховуючи необхідність збереження планетарного природного балансу, захисту навколишнього середовища — першочерговим використанням як енергоресурс повинна стати біомаса.

Найактивніше поширюються ВДЕ на основі енергії вітру, сонця, біоенергії. Зокрема, у Німеччині на кінець 2010 року було встановлено 21,2 тис. вітроагрегатів загальною потужністю 25,8 МВт, що дорівнює потужності двох ядерних енергоблоків.

Проте найбільшими темпами розвивається біоенергетика, у тому числі виробництво біологічних видів палива та джерел енергії, що використовують біомасу.

При цьому слід зазначити, що обмежені власні можливості низки країн ЄС щодо розширення посівних площ спонукають їх до пошуку імпортної сировини для біопалива.

За 2001—2010 роки виробництво біоетанолу в світі перевищило 38 млн. тонн. До того ж основне виробництво біоетанолу зосереджено у Бразилії та США. Потужності з виробництва дизельного біопалива за цей період зросли у світі в 6 разів і досягли 8 млн. тонн.

В Європі найбільшими виробниками біодизелю є Німеччина, Франція та Італія, біоетанолу — Іспанія, Франція, Польща та Швеція. Зокрема, в Німеччині виробництво біодизелю з 2000-го по 2010 рік зросло з 340 тис. тонн до 4,8 млн. тонн.

Світовий прогноз передбачає досягнення в 2030 році виробництво 150 млн. тонн біопалива за щорічного його приросту 7—9 % .

Біопалива з біомаси за обсягом споживання в світі вийшли на четверте місце (14%) серед інших джерел енергії.

Сировиною для виробництва біоетанолу в США є кукурудза, зернові колосові, у Бразилії — цукрова тростина, в Європі — цукровий буряк, кукурудза і цукрове сорго.

Як сировину для виробництва біодизелю в США використовують переважно сою, в Європі — ріпак.

За останні роки щорічне валове виробництво олії в Європі становить 11,5 млн. тонн, з яких понад 4,2 млн. тонн використовується для виробництва біодизелю.

Гарантоване забезпечення продовольчої безпеки держави можливе лише за умови забезпечення підприємств агропромислового комплексу паливно-енергетичними ресурсами.

Україна забезпечена лише на 10—12% власними енергоресурсами.

Із зазначеного обсягу енергоресурсів агропромисловий комплекс щорічно споживає:

природного газу — 4,1 млрд. куб. м (6% від загальнодержавного споживання газу), в тому числі сільськогосподарськими підприємствами — 0,7 млрд. куб. м, підприємствами харчової промисловості — 3,5 млрд. куб. м газу;

електроенергії — 4,97 млрд. кВт. годин (4% від загальнодержавного споживання електроенергії), в тому числі сільськогосподарськими підприємствами — 2,85 млрд. кВт. годин, підприємствами харчової промисловості — 2,12 млрд. кВт. годин;

нафтопродуктів — 1,4 млн. тонн дизпалива та 400 тис. тонн бензину.

Підвищення вартості традиційних енергоресурсів спонукає підприємства агропромислового комплексу до пошуку альтернативних джерел забезпечення енергією та паливом, зокрема за рахунок використання біомаси.

Величезний потенціал України як ринку біомаси викликає надзвичайний інтерес у світі до нас як до експортера біоенергетичної сировини.

У 2010 році (незважаючи на посушливі умови літнього періоду) валовий збір становив: зернових і зернобобових в Україні — близько 40 млн. тонн, в тому числі валовий збір зерна кукурудзи — 11,6 млн. тонн, цукрових буряків — 14,2 млн. тонн; ріпаку — 1,5 млн. тонн; соняшнику — 6,8 млн. тонн; сої — 1,6 млн. тонн.

За 10 років (з 2000 по 2010 рік) посівні площі під олійними культурами зросли більш як удвічі, в тому числі ріпаку — майже у 8 разів, сої — в 10 разів.

Згідно з висновками ННЦ «Інституту аграрної економіки» сільське господарство може бути галуззю, яка забезпечує не тільки продовольчу, а й значною мірою енергетичну безпеку країни загалом і сільського господарства зокрема, та може створити конкурентне середовище на ринку нафти (біодизель, біоетанол) і газу (солома й інші рештки), що створить економічні умови для постачальників цієї сировини при визначенні ціни на неї рахуватися з інтересами України на ринку цих енергоресурсів.

Відповідно до розрахунків економія при використанні альтернативних видів енергії може становити у найближчій перспективі в межах 93,06 млрд. грн., а в подальшій перспективі — 127,91 млрд. грн.

Останніми роками Україна стабільно лідирує в Європі з виробництва рослинної олії. На сьогодні виробничі потужності понад 20 підприємств жироолійного комплексу з переробки становлять 8,6 млн. тонн сировини на рік.

Вітчизняними вченими доведено, що ріпак є набагато кращим попередником, ніж соняшник і зернові культури. Встановлено, що раціональними є 12—15% ріпаку в структурі посівів. Тому в Україні посіви ріпаку на площі 3,5 млн. га можуть бути раціональними (11% від площі ріллі). Ця позиція підтверджується світовим досвідом. Якщо в Україні посіви ріпаку займають 3,12% від площі ріллі, то в Європі — 13,7, Німеччині — 12,3, Чехії — 11,7, Польщі — 6,4, а загалом по ЄС — 6%.

Згідно з розрахунками з 1 т ріпаку можна одержати 420 кг біодизелю, 550 кг макухи, 68 кг гліцерину. Їх вартість становить 3840 грн., затрати 1360 грн., а економія 2480 грн. при рівні економії 182,4%. При врожайності ріпаку 30 ц/га з 1 га, на площі 3,5 млн. га можна одержати 10,5—11 млн. т насіння. При 80% валового збору (8 млн. т) можливо виробити 3,3 млн. т біодизелю, що дасть можливість зекономити в країні порівняно з вартістю дизельного пального 19,5—20,7 млрд. гривень.

Крім того, порівняно з пальним із нафти для автомобільного транспорту, біодизельне паливо на основі ріпакової олії вирізняється істотними перевагами:

— воно майже не містить сірки, тому його використання зменшує викиди в атмосферу сірчаного ангідриду (на 1 тис. т у разі заміни 250 тис. т дизпалива з нафти такою ж кількістю біодизелю з ріпаку);

— при спалюванні біодизелю не підсилюється парниковий ефект, оскільки ріпак, як і вся біомаса, є CO2-нейтральним;

— високий ступінь біологічного розкладу за відносно короткий період. Згідно з міжнародним тестом СЕС L-ЗЗА-93, за 21 день біологічний розклад сягає 90%;

— зменшується концентрація шкідливих речовин у вихлопних газах. Зокрема, димність газів зменшується вдвічі, а концентрація СО, НС і твердих частинок, особливо сажі, знижується на 25—50%;

— як продукт переробки рослинної сировини, біодизель не містить канцерогенних речовин, таких як поліциклічні ароматичні вуглеводні та особливо бензапірен;

— ріпакова олія вирізняється більшим, порівняно з дизельним пальним, вмістом кисню (11 % та 0,4 % відповідно). Тому для повного згорання 1 кг ріпакової олії потрібно менше, ніж для дизельного пального, повітря (12,9 та 14,45 кг відповідно).

На сьогодні балансова потужність 76 підприємств спиртової галузі становить 61 млн. декалітрів на рік.

При повному насиченні внутрішнього ринку спирту в Україні, яке становило у 2009 році 21,6 млн. дал., та 5,3 млн. дал. спирту на експорт, невикористані потужності всіх спиртових заводів становлять близько 50%.

Вказані незавантажені потужності можливо перевести на виробництво біоетанолу та іншої продукції.

Згідно з постановою Кабінету Міністрів України від 5 грудня 2007 р. № 1375 передбачено виробництво біоетанолу на 12 державних спиртових заводах. За наявності стабільного попиту потужності з його виробництва на зазначених заводах можуть становити понад 300 тис. тонн на рік.

Біоетанол — пальне, яке можна використовувати як 25—30-відсоткову добавку до бензину з нафти. Розвивати цей напрям виробництва вкрай необхідно. Це пояснюється перспективою — збільшенням виробництва зерна в Україні. Передбачається у 2020 році довести його валовий збір до 80 млн., а в подальшому — і до 100 млн. т. Проте при цьому постане проблема з використанням зерна, надлишок якого зростатиме.

Досвід переконує, що при високому врожаї ціни на зерно на світовому та внутрішньому ринках різко знижуються й вони навіть не відшкодовують витрати. Цьому слід протистояти, тобто знайти альтернативні шляхи ефективнішого використання зерна, а отже, й відрегулювати кон’юнктуру ринку. Таким способом регулювання ринку може бути використання зерна для виробництва біоетанолу на господарському рівні.

Набагато ефективнішою для селян є переробка кукурудзи і цукрових буряків на біоетанол. За собівартості 1 т зерна 800 грн. і реалізаційній ціні 1200 грн. (це найвигідніші умови порівняно з існуючими) буде одержано 400 грн. прибутку, то при переробці його на біоетанол — 2675 грн.

При використанні 8—10 млн. тонн кукурудзи на біоетанол можна одержати 3,6—4,5 млн. т палива і забезпечити 21,4—26,7 млрд. грн. економії).

3 1 т цукрових буряків може бути одержано 100 л біоетанолу вартістю 750 грн. Затрати на вирощування і переробку 1 т сировини становлять 300 грн. Отже, економія становить 450 грн. при рівні економії 150%. Для виробництва біоетанолу може бути використано 15—17 млн. т буряків і одержано економії 6,75—7,65 млрд. грн.

Сільське господарство та харчова промисловість мають надзвичайно великий потенціал виробництва біогазу. Зокрема, потенціал виробництва біогазу з відходів тваринництва становить близько 2,45 млн. тонн умовного палива на рік.

За розрахунками науково-дослідних установ, в Україні можна побудувати близько 3000 біогазових установок — кожна з середнім об’ємом реактора 1000 куб. метрів.

На даний час побудовано та у стадії завершення сім об’єктів з виробництва біогазу з відходів тваринництва в Київській, Дніпропетровській, Одеській областях та в Автономній Республіці Крим.

Біогаз може бути супутнім продуктом при виробництві біоетанолу з меляси. За сучасними технологіями є можливість отримувати на спиртових заводах на кожну тисячу декалітрів біоетанолу 4000 куб. метрів біогазу, що еквівалентно 2800 куб. метрів природного газу.

За розрахунками, з 1 тонни гною і пташиного посліду можна одержати 60 м3 біогазу і 20,5 NPK умовних добрив. У сільському господарстві із одержаного у 2011 і 2020 роках гною третю частину (50 і 93 млн. т) можна використати для виробництва біогазу й одержати його 3100—5766 млн. м3 при середньому виході 62 м3 біогазу з тонни гною. Крім того, на птахофабриках сільськогосподарських підприємств може бути вироблено у 2011 році 7,9 млн. т гною та одержано 790 млн. м3 біогазу (при виході 100 м3 з 1 т), а в 2020 році — 1200 млн. м3. Загалом у тваринництві й птахівництві можна одержати біогазу 3890 і в 2020 році — 6966 млн. куб. метрів. Загальна економія становить 11,9—20,9 млрд. грн.

В Україні є можливості для використання біомаси у вигляді твердого палива, що може задовольнити до 9 % енергетичного споживання в Україні.

Використання паливних гранул (пелет), брикетів, рулонів, зрубок та інших відходів деревини, соломи та інших спеціальних рослин для їх виробництва дає змогу замінити у багатьох випадках традиційні види палива.

Зокрема, 3 тонни соломи є еквівалентом 1 тонни пічного палива, а в Україні на такі цілі можна використати від 7 до 10 млн. тонн соломи.

Привабливою перспективою є також вирощування енергетичних плантацій тополі та верби, які можуть давати до 200 — 400 т/га високоякісного біопалива, що може використовуватися в опалювальних котельнях або на теплових електростанціях.

За експертними даними, в Україні налічується близько 20 підприємств з виготовлення та використання брикетів та пелет.

На 14 підприємствах олійної галузі парові котли переведені на спалювання лушпиння, за рахунок чого використання природного газу зменшено на 50 %.

У середньому олієжирова галузь використовує для спалювання в промислових котлах лушпиння соняшнику в кількості до 500 тис. тонн за рік. Крім того, близько 120 тис. тонн лушпиння гранулюється і продається на експорт населенню.

В Україні сформовані загальні рамкові умови розвитку біопалива, які закріплені у низці нормативно-правових та законодавчих актів.

Протягом останніх 10 років в Україні було розроблено і прийнято ряд програм та стратегій, що стосуються ВДЕ і деяких видів біопалив. Наприклад, «Програма державної підтримки розвитку нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії та малої гідро- та теплоенергетики, як складової частини національної енергетичної програми України» (Програма НВДЕ 1997 р.), Програма «Етанол» (2000 р.), Програма розвитку виробництва дизельного біопалива (2006 р.), Енергетична стратегія України на період до 2030 р., яка включає розділ з нетрадиційних та ВДЕ (2006 р.). На жаль, ці програми не були виконані в повному обсязі через недостатньо чітко визначені джерела фінансування та недоліки відповідної законодавчої бази.

За останні роки в Україні активізувався процес законодавчого забезпечення розвитку біоенергетики.

Серед чинних Законів України можна відзначити такі: «Про альтернативні види палива», «Про альтернативні джерела енергії», які вперше визначили проблему та необхідність розвитку біоенергетики. Разом з тим, вказані закони мають декларативний характер, не передбачають фінансову підтримку та конкретні механізми для розвитку ВДЕ, встановлюють необгрунтовані бюрократичні перешкоди (зокрема, передбачають обов’язкове отримання виробниками біопалива спеціального свідоцтва про належність палива до альтернативних видів палива).

1) Починаючи з 1 січня 2010 року набув чинності Закон України «Про внесення змін до деяких законодавчих актів щодо сприяння виробництву біологічних видів палива».

Закон стимулює виробництво біопалива в Україні, зокрема шляхом скасування державної монополії спиртових заводів на виробництво біоетанолу, а також передбачає звільнення на дев’ять років:

— від ввізного мита і податку на додану вартість техніки та обладнання для виробництва біопалива та транспортних засобів, які його споживають;

— від оподаткування прибутку підприємств-виробників біопалива.

2) 3 2009 року відповідно до Закону України «Про внесення змін до деяких законів України щодо встановлення «зеленого» тарифу запроваджено пільговий «зелений тариф» на електричну енергію, вироблену на об’єктах електроенергетики, які використовують альтернативні джерела енергії. Закон:

— зобов’язує оптовий ринок електричної енергії України купувати електричну енергію, вироблену із альтернативних джерел, за «зеленим тарифом»;

— закріплює «зелений тариф» для електроенергії з біомаси на рівні роздрібного тарифу для споживачів, помноженого на коефіцієнт 2,3;

— встановлює фіксований мінімальний рівень тарифу, який прив’язаний до курсу євро, що гарантує стабільність потенційним інвесторам;

— крім того, обласні постачальники електричної енергії зобов’язуються підключати об’єкти із виробництва «зеленої енергії» до електричних мереж.

3) Також Верховною Радою України прийнято у першому читанні та готується до другого читання базовий проект закону (реєстраційний №7524) «Про розвиток виробництва та споживання біологічних палив», головним завданням якого є законодавче регулювання ринку виробництва та споживання біологічних палив, створення необхідних умов для стимулювання виробництва та споживання цього палива в Україні.

Однак механізми економічного стимулювання запровадження біопалива в Україні потребують подальшого вдосконалення та розвитку з урахуванням світових практик.

Розвиток та вдосконалення законодавчої бази щодо розвитку біоенергетики з урахуванням вимог законодавства Європейського Союзу, в тому числі шляхом:

1) визначення стратегій і заходів, спрямованих на заохочення до використання енергії, виробленої з ВДЕ;

2) запровадження державної підтримки через механізми:

— компенсації частини витрат на впровадження інвестиційних проектів з виробництва біопалив;

— запровадження довгострокових програм поставки обладнання та техніки для виробництва та споживання біопалив на умовах лізингу;

— компенсації кредитних ставок банківських кредитів, залучених для розвитку сировинної бази та будівництва об’єктів з використання джерел енергії на основі біомаси або виробництва біопалива;

3) спрощення дозвільної системи, в тому числі:

— скасування ліцензування виробництва біогазу та рідких видів біопалива,

— скасування необхідності отримання свідоцтва про належність палива до альтернативного,

— відміна обов’язкової реєстрації до спеціального реєстру виробників біопалив;

4) встановлення річних обов’язкових квот додавання біокомпонентів (біодизелю, біоетанолу або біоЕТБЕ) до традиційних палив, або обов’язкової частки біопалив у загальному обсязі виробництва традиційних палив;

5) встановлення конкретних цілей щодо обсягів виробництва електричної та теплової енергії з біомаси;

6) визначення органу влади, відповідального за розвиток біоенергетики;

7) сприяння запровадженню спільних проектів з виробництва сировини в Україні, виробництва та експорту біопалив та енергії з біомаси;

8) створення кластерів з виробництва біопалив, з урахуванням зональних особливостей агропромислового комплексу;

9) прийняття базового закону, що сприятиме спрощенню процедур, заохочення виробництва та споживання біопалив;

10) створення науково-технічного центру для проведення досліджень, підготовки і перепідготовки фахівців, адаптації наявної техніки та інших споживачів енергії в аграрній сфері, проведення сертифікації спеціалістів, обладнання і біопалив з біомаси на базі одного з аграрних навчальних закладів.