АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ВИКОРИСТАННЯ БІОМАСИ
4.1 Стан енергетичного використання біомаси в Україні та за кордоном
Як сировина для виробництва енергії, біомаса посідає перше місце серед всіх видів поновлюваних джерел енергії, використовуваних у цей час [3, 85-93] . Виробництво енергії з поновлюваних джерел динамічно розвивається в більшості Європейських країн. В 2005 р. у країнах ЄС на частку поновлюваних джерел енергії (ПДЕ) доводиться 74,3 млн. т нафтового еквіваленту, що становило близько 6 % загального споживання первинних енергоносіїв. З них на частку біомаси доводилося більше 60 %, що перевищувало 3 % споживання їхніх первинних енергоносіїв. В окремих країнах використання біомаси значно перевищує середньоєвропейські показники: у СІЛА її частка становить 3,2 %, у Данії — 8 %, в Австрії — 12 %, у Швеції — 18 %, у Фінляндії — 23 %. Відповідно до програми розвитку ПДЕ, у країнах ЄС біомаса буде покривати близько 74 % загального внеску ПДЕ в 2010 р., що буде становити близько 9 % споживання первинних енергоносіїв.
У цей час у багатьох країнах існують плантації для вирощування швидкозростаючих дерев і високоврожайних культур для енергетичних потреб (вирощування рапсу для одержання моторного палива в Німеччині, плантації швидкозростаючих порід деревини у Швеції, вирощування цукрового очерету для одержання етанолу в Бразилії йт. п.) [94-101].
Основним недоліком використання біомаси в енергетичних цілях є те, що енергія, отримана за допомогою розглянутих технологій, має високу вартість і в більшості випадків не може конкурувати з викопними видами палив на вільному ринку. За рубежем ці питання вирішуються шляхом виділення субсидій на будівництво енергетичних об’єктів, що використовують біомасу, а також введення "зелених" податків, тобто, розвиток цього сектора енергетики заснований у західних країнах на державній підтримці (таблиця
4.1 [91]).
Країни |
Податок на викиди СОг для викопних палив, цент/(кВттод) |
Податок на Викиди SOx для викопних палив, цент/ (кВттод) |
Енергетичний податок на викопні палива, цент/(кВт — год) |
Субсидування вироблення електроенергії, цент/ (кВт — год) |
Субсидування інвестиційних витрат, % |
Данія |
газовий конденсат — 0,37; мазут — 0,41; природний газ — 0,29; вугілля — 0,5. |
мазут — 0,12; вугілля — 0,37. |
газовий конденсат — 2,49; мазут — 2,44; природний газ — 1,95; вугілля — 2,4. |
солома, деревна тріска — 2,5 (до 2000 г.) |
Біогазові установки -20; котли — до 20. |
Фінляндія |
мазут — 0,4; природний газ — 0,3; вугілля — 0,51. |
ні |
важкий мазут — 0,43; легкий мазут — 0,57; природний газ — 0,16; вугілля — 0,53; електроенергія — 0,42. |
деревина — 0,36 |
до 30 |
Швеція |
газойль — 1,46; важкий мазут — 1,46; природний газ — 1,1; вугілля — 1.4. |
важкий мазут —0,1; вугілля — 0,16. |
газойль — 0,66; важкий мазут — 0,66; природний газ — 0.21: вугілля — 0,31; електроенергія — 1,21… 1,76. |
ні |
є |
Нідерланди |
ні |
ні |
природний газ — 0.04… 0,48: електроенергія — 0,52.. .5,13. |
1,4 |
25…30 |
Австрія |
ні |
ні |
газойль — 2,5: газовий конденсат — 0,34; мазут — 0,28; природний газ — 0,37. |
ні |
станції ЦТ — 30 |
Німеччина |
ні |
ні |
нафтопродукти — 2,6; електроенергія — 0,16…0,37. |
до 500 кВт — 9; до 5 МВт — 8; 5-20 МВт — 7,6. |
станції ЦТ — 35; біогазові установки — 15. |
СІЛА |
ні |
ні |
є |
1,5 |
є |
В Україні з метою державної підтримки заходів і технологій, заснованих на енергетичному використанні біомаси, був прийнятий ряд законів і програм (Закон України N555-1 від 20.03.03 р. "Про альтернативні джерела енергії", Указ N1094/2003 Президента України "Про заходи щодо розвитку виробництва палива з біологічної сировини", Національна енергетична програма України до 2010 року, Програма державної підтримки розвитку нетрадиційних і поновлюваних джерел енергії й малої гідро — і теплоенергетики й ін.). Однак, наявність правової бази загальної проблеми не вирішує у зв’язку з відсутністю джерел фінансування, тобто актуальним є пошук процесів і технологій, що відрізняються низькими капітальними й експлуатаційними витратами, а також низькою собівартістю одержуваної енергетичної продукції.
Основні труднощі при використанні відходів біомаси як палива в існуючих енергоагрегатах виникають через розходження гранулометричного й хімічного складу біомаси й викопних палив. Низька насипна щільність робить невигідної транспортування відходів біомаси від місця виробництва до споживача, а високий вихід летучих утрудняє спалювання біомаси в топках існуючих енергоагрега — тів у зв’язку з вибухонебезпечністю.
Таким чином, в Україні енергетичне використання біомаси найбільше перспективно на промислових підприємствах, що мають у результаті випуску основної продукції відходи біомаси (масло екстракційних заводах, меблевих фабриках і ін.). При цьому економічний ефект від енергетичного використання визначається в основному капітальними витратами на встаткування.
У цьому випадку реконструкція існуючого енергетичного й енерготехнологічного встаткування, що дозволяє використати біомасу як паливо, є, безсумнівно, більше ефективним напрямком у порівнянні з встановленням нового агрегату, особливо, якщо при цьому залишається можливість використання викопного палива у вигляді резервного [102, 103].
Додаткову економічну вигоду від енергетичного використання біомаси можна одержати при розробці комплексних технологій, що дають можливість поряд з виробництвом енергетичної продукції
одержувати продукт, ліквідний на ринку, наприклад, вуглецевий матеріал, органічні добрива й т. п.
Енергетичний потенціал тваринницької сільськогосподарської біомаси в Україні представлений в таблиці 4.2 та рисунку 4.1. [2, 91].
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
Сумарний річний потенціал тваринницької сільськогосподарської
Рисунок 4.1 — Сумарний річний потенціал тваринницької сільськогосподарської біомаси по областям України [91]
На сьогодні в Україні запропоновано концепцію будівництва великих біогазових установок (з об’ємом метантенка від 800 м та вище), яка входить до концепції розвитку біоенергетики в Україні. У таблиці 4.3 представлено потенціал розміщення в Україні біогазових установок.
Таблиця 4.3 — Потенціал розміщення в Україні біогазових установок [91]
*) За роботи установки 8000 год/рік. |
У цей час за рахунок біомаси (в основному, палива з деревини) Україна покриває близько 0,5 % потреби в первинних енергоносіях (~1 млн. т. у.п.) [2, 104].
Наявність паливного потенціалу біомаси в Україні вимагає проведення аналізу існуючих технологій її енергетичного викорис — тання, у першу чергу, з екологічної точки зору. Вибір технології визначається властивостями різних видів біомаси як енергетичного палива. Нижче наведена систематизація використання біомаси як палива та її особливості як палива, і відповідні їм способи її енергетичного використання.