Біомаса зігріє Україну

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 союзі.

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

* 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

За прогнозом Єврокомісії, у 2020 році ЄС з відновлюваних джерел буде виробляти близько 18% теплової енергії від загального обсягу виробництва. З них 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 бюджетному 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 активно 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*

* - 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 низка бар'єрів на шляху розвитку біоенергетики взагалі і сектора виробництва теплової енергії зокрема. Серед них 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 автора та порівняння з існуючими цілями в Україні та ЄС наведено у наступній таблиці.

Цілі з внеску біомаси в енергоспоживання в Україні та ЄС, %

* - перерахунок автора

** - 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 результатів 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 бюджетному 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 бюджетного сектора і більше десяти 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 далекому 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 повинна підключитися до систем централізованого теплопостачання. Так буде досягнута більша ефективність.

Іншим важливим положенням, покладеним в основу 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

Запропонована БАУ концепція впровадження біоенергетичного обладнання для виробництва теплової енергії до 2020 року представлена у наступній таблиці.

Реалізація цієї концепції дозволить щорічно заощаджувати близько 3,5 млрд 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

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 млрд грн на рік.

Таким чином, загальні інвестиції, необхідні на реалізацію концепції з впровадження біоенергетичного обладнання - 15,8 млрд 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

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 низка бар'єрів. Існуюча політика стимулювання біоенергетики вимагає радикального 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 бюджетному 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 бюджетного 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 млрд 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 млрд 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 млрд 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 млрд грн - окупляться за рахунок економії коштів на споживанні газу - 19 млрд грн - менш ніж за три роки.