Опубликовано в рубрике 
Теги: Біомаса як паливо впевнено посідає четверте місце у світі за обсягами виробництва та споживання енергії. Її частка у загальному постачанні первинної енергії сягає 10%.
В секторі виробництва теплової енергії біомаса також знаходиться на четвертому місці після вугілля, природного газу та нафти.
Суттєвих успіхів в розвитку біоенергетики досягнуто в Європейському альянсі.
Частка біомаси в загальному споживанні енергії в ЄС зросла з 3% у 1995 році до майже 7%. При цьому в низці країн цей показник набагато вищий за середньоєвропейський.
Так, в Латвії частка біомаси у валовому внутрішньому енергоспоживанні становить близько 28% — лідер серед країн ЄС, у Швеції — 22%, у Фінляндії — 21%, в Данії — 17%, в Австрії — 16%, у Німеччині — 8%.
Для порівняння: у США внесок біомаси до загального енергоспоживання становить 3,9%, в Україні — 1,24%.
Найбільш важливу роль біомаса відіграє в секторі виробництва теплової енергії. Наразі з неї виробляється близько 15% загального обсягу теплової енергії в ЄС.
Майже вся теплова енергія з відновлюваних джерел енергії — ВДЕ — отримується за рахунок біомаси та органічних відходів.
Структура виробництва теплової енергії в ЄС, 2010 рік
У низці країн показник виробництва теплової енергії з біомаси значно вищий за середньоєвропейський: Швеція — 61%, Австрія — 37%, Данія — 35%, Фінляндія — 32%.
У структурі самої біомаси, що використовується для виробництва теплової енергії, в більшості країн ЄС основна частка припадає на тверду біомасу. У Фінляндії — 94%, в Польщі — 93%, в Австрії — 89%, у Швеції — 78%.
Структура виробництва теплової енергії з біомаси за видом палива, 2009 рік
Країна ЄС
Види біомаси/біопалива
Загалом, ТДж на рік
Тверда біомаса, %
ТПВ*, %
Біогаз,%
Рідкі біопалива, %
Швеція
78
17
1
5
113 405
Фінляндія
94
4
2
—
51 595
Данія
62
36
3
—
41 252
Німеччина
37
58
3
1
37 758
Австрія
89
8
2
1
24 471
Польща
93
—
7
—
11 270
Франція
—
100
—
—
10 613
Нідерланди
24
73
3
—
6 869
Італія
37
34
12
17
6 861
Чехія
56
39
5
—
3 703
Угорщина
68
31
1
—
1 696
* ТПВ — тверді побутові відходи
Розподіл за технологіями виробництва теплової енергії наведено у наступній таблиці. Ці дані показують, що в представлених країнах ситуація доволі різна.
Наприклад, у Фінляндії, Австрії та Швеції більша частка теплової енергії виробляється на ТЕЦ, що працюють на біомасі, тоді як ТЕЦ, що утилізують ТПВ, виробляють значно менше тепла.
Тимчасом у Данії та Нідерландах ТЕЦ на біомасі і ТПВ виробляють майже однаковий обсяг теплової енергії. В Італії вся теплова енергія виробляється на ТЕЦ.
Структура виробництва теплової енергії з біомаси за видом технології, 2009 рік
Країна ЄС
Види технології/обладнання
Загалом, ТДж на рік
ТЕЦ на біомасі, %
ТЕЦ на ТПВ, %
Котельні і побутові котли на біомасі, %
Швеція
52
13
36
113 405
Фінляндія
77
3
20
51 595
Данія
30
32
38
41 252
Німеччина
24
39
37
37 758
Австрія
52
6
42
24 471
Польща
85
—
15
11 270
Франція
—
77
23
10 613
Нідерланди
27
23
50
6 869
Італія
66
34
—
6 861
Чехія
38
11
51
3 703
Угорщина
61
31
8
1 696
За прогнозом Єврокомісії, у 2020 році ЄС з відновлюваних джерел буде виробляти близько 18% теплової енергії від загального обсягу виробництва. З их близько 75% — з біомаси, а решта, приблизно порівну, — з геотермальної енергії із застосуванням теплових насосів та сонячної енергії із застосуванням теплових колекторів.
Виробництво теплової енергії з біомаси успішно розвивається в ЄС завдяки планомірному застосуванню дієвих інструментів його стимулювання. Ці механізми можна розділити на такі групи: інвестиційні гранти та субсидії, податкові пільги, фінансування через спеціальні програми та фонди, законодавча підтримка.
В Україні сектор біоенергетики розвивається вкрай повільно. Згідно з енергетичним балансом 2011 року частка енергії, виробленої з біомаси, становить 1,24%.
Структура загального постачання первинної енергії в Україні, 2011 рік
Основним енергоносієм в країні залишається газ — 36,9%. На другому місці — вугілля — 32,7%. Хоча тенденцією останніх кількох років є зниження споживання газу і збільшення використання вугілля. Згідно з енергетичним балансом України 2010 року, частка газу в ЗППЕ становила 42%, вугілля — 28,2%.
Наразі обсяг споживання тепла в Україні — 230 млн Гкал, з яких найбільша частка — 67% — припадає на населення і ЖКГ, 20% — на промисловість, 13% — на інші галузі.
За проектом Енергетичної стратегії України на період до 2030 року, попит на теплову енергію у 2030 році може збільшитися до 271 млн Гкал. При цьому найбільше зростання відбудеться у комерційному та экономному секторах, їх частка у структурі споживання зросте до 20%.
Україна має добрі передумови для суттєвого розширення використання біомаси в енергетичних цілях, в першу чергу — для виробництва теплової енергії. Однією з таких передумов є значний потенціал біомаси, доступної для виробництва енергії.
Найбільшими складовими потенціалу є відходи сільського господарства та біомаса енергетичних культур. Залежно від врожайності економічно доцільний потенціал коливається в межах 25-35 млн тонн умовного палива на рік, що становить 13-18% споживання первинних видів палива в Україні.
Наразі з наявного потенціалу біомаси для виробництва енергії в Україні найбільш интенсивно використовується деревина та лушпиння соняшника. З наведених у таблиці даних видно, що використання потенціалу деревної біомаси сягає 80%, а лушпиння — 59%. При цьому потенціал загальнодоступної соломи використовується лише на 1%.
Використання біомаси для виробництва енергії в Україні, 2011-2012 роки*
Вид біомаси
Річний обсяг споживання**
Частка від загального обсягу річного споживання біомаси, %
Частка від економічно доцільного потенціалу, %
Натуральні одиниці
Тис тонн умовного палива
Трава зернових та ріпаку
77 тис тонн
37
1,6
1
Дрова, населення
2 млн м куб
478
21,4
80
Дрова, крім населення
4 млн тонн
1 330
59,5
Лушпиння соняшника
665 тис тонн
318
14,2
59
Біоетанол
52 тис тонн
48
2,1
4
Біодизель
318 тонн
~0
~0
~0
Біогаз з аграрних відходів
10 млн м куб
7
0,3
2
Біогаз з полігонів ТПВ
26 млн м куб
18
0,8
7
Усього
2 236***
100
* — експертна оцінка
** — для виробництва енергії в Україні. Експорт гранул не враховується
*** — узгоджується з даними Держстату — 2,24 млн тонн умовного палива у 2011 році
Наразі біомаса в Україні застосовується в основному для виробництва тепла. Населення у селах використовує дрова в традиційних пічках — близько 74% загального обсягу використаних дров. Решта утилізується підприємствами.
Близько 2 тис сучасних котлів працюють на деревній біомасі, а у місті Сміла Черкаської області — ТЕЦ на деревині.
За даними Державного агентства лісових ресурсів, на підприємствах галузі працюють 1 387 котлів на біопаливі загальною потужністю 246 МВт. Серед вітчизняних виробників таких котлів можна відзначити завод «Крігер» — Житомир, ТОВ «Волинь-кальвіс» — Ковель, «Ройек-Львів».
Більше тисячі котлів, переведених з вугілля та мазуту на деревну біомасу, експлуатуються на підприємствах лісового господарства.
Близько 40 котлів та 40 теплогенераторів працюють на тюкованій соломі. Майже всі котли — виробництва компанії «Південтеплоенергомонтаж», Київ, що випускає котли за ліцензією датської компанії Passat Energy A/S. Котли експлуатуються у сільських школах, на аграрних підприємствах та інших об’єктах.
Теплові генератори виробництва ВАТ «Бріг», Первомайськ Миколаївськох області, працюють у складі зерносушильних комплексів у 20 областях України.
Більше 70 котлів, розташованих на олієекстракційних заводах та масложирових комбінатах, використовують як паливо лушпиння соняшника.
Частина котлів спроектована СПКТБ «Енергомашпроект», Київ, інші — іноземні, зокрема компаній Vyncke, Бельгія, Rafako, Польща, Babcock. Дві установки працюють в режимі ТЕЦ — на ВАТ «Кіровоградолія» та ТОВ «Комбінат Каргілл», Донецьк.
Ще одним важливим напрямком використання потенціалу біомаси є виробництво гранул та брикетів. За даними Асоціації учасників ринку альтернативних видів палива та енергії, у 2012 році в Україні було вироблено 810 тис тонн твердого біопалива.
Пелети. Фото europellets.it
Левова його частина експортується, в основному — у країни Європи. Проте останніми роками спостерігається тенденція збільшення частки, що залишається в Україні. Якщо чотири-п’ять років тому 90-95% виробленого твердого біопалива вивозилося, то у 2012 році частка експорту скоротилася до 70%.
В Україні існує мала бар’єрів на шляху розвитку біоенергетики взагалі і сектора виробництва теплової енергії зокрема. Серед их треба зазначити наступні.
1. Субсидування внутрішніх цін на газ для населення та ЖКГ робить біомасу неконкурентоспроможною у цих секторах.
2. Відсутність субсидій для покупців біоенергетичного обладнання.
3. Відсутність діючої державної програми з розвитку біоенергетики.
4. Можливості сектора біоенергетики майже проігноровані при розробці проекту оновленої Енергетичної стратегії України на період до 2030 року.
5. Нерозвиненість ринку біомаси як палива.
6. Завищені екологічні вимоги до котлів, що працюють на біомасі.
7. Механізм утворення тарифів не стимулює виробників тепла застосовувати місцеві біопалива, а навпаки — спонукає їх до використання імпортного газу.
Для подолання цих бар’єрів на державному рівні потрібно вжити цілу низку заходів. Серед іншого рекомендується встановлення в офіційних документах обґрунтованих цілей з внеску біомаси до енергоспоживання. Пропозиції создателя та порівняння з існуючими цілями в Україні та ЄС наведено у наступній таблиці.
Цілі з внеску біомаси в енергоспоживання в Україні та ЄС, %
Показник
2011
2015
2020
2025
2030
Частка біомаси в загальному енергоспоживанні України, Енергетична стратегія України 2006 року
1,30
—
2,60
—
3,00
Частка біомаси в загальному енергоспоживанні України, проект Енергетичної стратегії України 2013 року*
1,24
1,24
1,24
1,24
1,24
Частка біомаси в загальному енергоспоживанні України, пропозиція создателя
1,24**
1,50
3,00
5,00
7,00
Частка біомаси у валовому кінцевому енергоспоживанні України, пропозиція создателя
1,78
2,20
4,30
7,20
10,00
Частка біомаси в загальному енергоспоживанні у Євросоюзі
6,70
10,00
14,00
16,00
19,00
* — перерахунок создателя
** — за даними енергетичного балансу України за 2011 рік
Також слід внести зміни до законодавства, які б передбачили механізм компенсації тарифів на виробництво і постачання тепла з альтернативних джерел пільговим категоріям споживачів, закріпили частку біопалива у виробництві тепла комунальними підприємствами та рівноправне використання різних видів палива.
Аналіз итогів техніко-економічного обґрунтування технологій виробництва теплової енергії з біомаси дає можливість запропонувати наступну концепцію впровадження біоенергетичного обладнання в України.
За існуючих цін на викопні види палива впровадження котлів на біомасі економічно доцільне і може рекомендуватися для об’єктів теплоенергетики у промисловому і экономному секторах. Реалізація таких проектів у житлово-комунальному господарстві перебуває на межі рентабельності.
Термін окупності проектів з впровадження котлів на деревині і соломі становить два-три роки для промисловості та экономного сектора і більше 10 років — для ЖКГ. Відносно низькі ціни на газ для населення і ЖКГ є основною перешкодою для широкого застосування біомаси як палива у цих секторах.
Враховуючи загальну тенденцію зростання цін на газ в Україні, можна очікувати, що невдовзі його вартість для ЖКГ наблизиться до ринкового рівня. Перше ж підвищення ціни дасть сектору вагомий стимул для впровадження котлів на біомасі.
Фото creativegroup.ua
Ціна на газ для населення штучно утримується державою на ще більш дальнему від ринку рівні. Тому очікувати широкого впровадження котлів на біомасі у цьому секторі можна лише у більш віддаленій перспективі.
В Україні передусім повинне впроваджуватися обладнання для виробництва теплової енергії, а також для сумісного виробництва теплової та електричної енергії з біомаси. Це побутові та промислові котли, опалювальні котельні і ТЕЦ.
При масовому переході з використання газу на біомасу треба буде суттєво розширити системи централізованого теплопостачання, тобто частина індивідуальних споживачів теплової енергії виновата підключитися до систем централізованого теплопостачання. Так буде досягнута більша ефективність.
Іншим важливим положенням, покладеним в базу концепції Біоенергетичної асоціації України — БАУ — з впровадження обладнання для виробництва теплової енергії з біомаси, є розподіл виробництва за видами технологій.
Виходячи з аналізу досвіду країн ЄС, пропонується такий розподіл у структурі виробництва теплової енергії: ТЕЦ на біомасі — 25%, ТЕЦ на ТПВ — 10%, котельні та побутові котли на біомасі — 65%. Цей розподіл пропонується для концепції 2030 року.
Для концепції 2020 року розподіл є іншим з огляду на поточну ситуацію в Україні: мала кількість ТЕЦ на твердій біомасі, відсутність ТЕЦ на ТПВ та відносно невеликий проміжок часу, що залишився до 2020 року.
Прогноз динаміки росту потужності обладнання для виробництва теплової енергії з біомаси в Україні
Показники
2011
2020
2030
Споживання первинних енергоресурсів, млн тонн умовного палива
180,7
212,8
238,1
Частка біомаси у споживанні енергії, %
1,24
3
7
Частка біомаси у валовому кінцевому енергоспоживанні, %
1,78
4,3
10
Потужність біоенергетичного виробництва теплової енергії, МВт
3 586
7 665
17 150
Розподіл потужності
ТЕЦ на біомасі, %
1
13
25
ТЕЦ на ТПВ, %
—
2
10
котельні, побутові котли та пічки на біомасі, %
99
85
65
Обсяг біомаси для виробництва тепла, млн тонн умовного палива
2,16
4,29
8,84
Частка від потенціалу біомаси, %
6,4
13
26
Загальне виробництво теплової енергії, млн Гкал
232
250
271
Частка біомаси у загальному виробництві тепла, %
6
14
32
Частка біомаси у загальному виробництві тепла, млн Гкал
13,9
35
86,7
Заміщення газу для виробництва тепла, миллиардов м куб на рік
1,67
3,5
7,5
Частка від загального обсягу споживання газу, %
2,9
7
15
Запропонована БАУ концепція впровадження біоенергетичного обладнання для виробництва теплової енергії до 2020 року представлена у наступній таблиці.
Реалізація цієї концепції позволить щорічно заощаджувати близько 3,5 миллиардов м куб газу та зменшувати викиди парникових газів майже на 7 млн тонн СО2 на рік. При цьому кількість створених робочих місць оцінюється 10 тис.
Концепція впровадження біоенергетичного обладнання для виробництва тепла в Україні до 2020 року
Тип обладнання
Ємність ринку, од
Потужність,
МВт
Заміщення
газу, миллиардов м куб на рік
Інвестиційні
витрати, млн грн
Населення
Традиційні пічки на дровах
50 000
500
0,20
150
Побутові котли на дровах і гранулках
80 000
24 00
0,97
1 920
Котли на соломі та стеблах
85
170
0,07
170
Всього
130 085
3 070
1,24
2 240
ЖКГ та бюджетна сфера
Котли на деревині
2 500
1 250
0,51
1 250
Котли на соломі та стеблах
500
1 000
0,40
3 500
ТЕЦ на деревині
8
240
0,10
1 440
ТЕЦ на соломі та стеблах
5
150
0,06
900
ТЕЦ на ТПВ
5
150
0,06
900
ТЕЦ на біомасі енергетичних культур
5
150
0,06
900
Всього
3 023
2 940
1,19
8 890
Промислові та комерційні споживачі
Котли на деревині
400
400
0,31
400
Котли на соломі та стеблах
350
175
0,13
175
Котли на лушпинні соняшника
60
480
0,37
480
ТЕЦ на деревині
5
150
0,06
900
ТЕЦ на лушпинні соняшника
15
450
0,17
2 700
Всього
830
1 655
1,04
4 655
Загалом
133 938
7 665
3,47
15 785
За ціни на газ 425 дол за тис м куб — середня вартість на кордоні з Росією у 2012 році — та середньої ціни на біомасу 300 грн за тонну заощадження коштів на скороченні споживання газу становить 8,65 миллиардов грн на рік.
Таким чином, загальні інвестиції, необхідні на реалізацію концепції з впровадження біоенергетичного обладнання — 15,8 миллиардов грн, — окуповуються приблизно за два роки. Важливо, що ця економія буде повторюватися з року в рік.
Аналогічна концепція з впровадження біоенергетичного обладнання для виробництва теплової енергії до 2030 року представлена у наступній таблиці. Капіталовкладення для її реалізації окуповуються приблизно за три роки.
Концепція впровадження біоенергетичного обладнання для виробництва тепла в Україні до 2030 року
Тип обладнання
Ємність ринку, од
Потужність,
МВт
Заміщення
газу, миллиардов м куб на рік
Інвестиційні
витрати,
млн грн
Населення
Традиційні пічки на дровах
50 000
500
0,20
150
Побутові котли на дровах і гранулках
80 000
2 400
0,97
1 920
Котли на соломі та стеблах
1 100
2 200
0,89
2 200
Всього
131 100
5 100
2,06
4 270
ЖКГ та бюджетна сфера
Котли на деревині
2 500
1 250
0,51
1 250
Котли на соломі та стеблах
1 400
2 800
1,13
9 800
ТЕЦ на деревині
10
300
0,12
1 800
ТЕЦ на соломі та стеблах
50
1 770
0,72
9 000
ТЕЦ на ТПВ
50
1 770
0,72
9 000
ТЕЦ на біомасі енергетичних культур
50
1 770
0,72
9 000
Всього
4 060
9 660
3,91
39 850
Промислові та комерційні споживачі
Котли на деревині
400
400
0,31
400
Котли на соломі та стеблах
1 300
650
0,50
650
Котли на лушпинні соняшника
55
440
0,34
440
ТЕЦ на деревині
10
300
0,11
1 800
ТЕЦ на лушпинні соняшника
20
600
0,23
3 600
Всього
1 785
2 390
1,48
6 890
Загалом
136 945
17 150
7,45
51 010
На даному етапі розробки концепції для 2020 року та 2030 року в неї не включено теплову енергію від біогазових установок. В подальшому обсяги корисного споживання теплової енергії, виробленої біогазовими установками, будуть збільшуватися, і це буде враховано в наступних версіях концепції.
Впровадження біоенергетичних технологій має позитивний соціально-економічний вплив на регіони, де воно реалізується.
По перше, при використанні біомаси як палива гроші за імпортовані енергоносії не потрапляють до країн-експортерів, а залишаються на місці і працюють на розвиток місцевої економіки.
По-друге, впровадження технологій виробництва енергії з біомаси сприяє створенню нових робочих місць, необхідних для виробництва та обробки біомаси, виробництва і транспортування біопалив та обслуговування біоенергетичного обладнання. Це особливо важливо для сіл з точки зору підвищення рівня зайнятості населення.
Досвід країн ЄС показує, що з усіх секторів біоенергетики найбільш динамічно розвивається виробництво теплової енергії. В Україні ситуація аналогічна: з усього обсягу біомаси, що використовується для виробництва енергії, левова частка припадає саме на виробництво теплової енергії.
Однак частка теплової енергії з біомаси в енергобалансі країни є низькою — близько 6%, і її росту заважає мала бар’єрів. Існуюча політика стимулювання біоенергетики вимагає конструктивного і невідкладного втручання з боку держави.
Фото hvac.aimarketing.info
За існуючих цін на викопні палива, теплову енергію і біомасу впровадження котлів на біомасі для виробництва тепла є економічно доцільним і може рекомендуватися для об’єктів теплоенергетики в промисловому і экономному секторах.
Реалізація таких проектів у ЖКГ перебуває на межі рентабельності. Термін окупності проектів з впровадження котлів на деревині та соломі становить два-три роки для промислового та экономного секторів і більше семи-десяти років — для ЖКГ.
Згідно з концепцією, розробленою БАУ, внесок біомаси у виробництво теплової енергії в Україні може досягти 14% у 2020 році та 32% у 2030 році.
За оцінкою БАУ у 2020 році в Україні може працювати біоенергетичне обладнання загальною встановленою потужністю 7 665 МВт. Використання біомаси у цьому обладнанні призведе до скорочення споживання газу на 3,5 миллиардов м куб на рік та зменшення викидів СО2 майже на 7 млн тонн на рік.
За поточної ціни на газ загальні інвестиції, необхідні на реалізацію запропонованої концепції — 16 миллиардов грн — окуповуються за рахунок економії коштів на заміщенні газу біомасою за два роки. Важливо, що економія коштів буде повторюватися з року в рік.
До 2030 року потужність біоенергетичного обладнання може зрости до 17 150 МВт. Економія газу становитиме 7,5 миллиардов м куб на рік, зменшення викидів СО2 — 15 млн тонн на рік, а кількість нових робочих місць — 24 тис.
Інвестиції на впровадження цього обладнання — 51 миллиардов грн — окупляться за рахунок економії коштів на споживанні газу — 19 миллиардов грн — менш ніж за три роки.
