Розділ 5 ЕНЕРГЕТИЧНА КРИЗА В УКРАЇНІ ТА ЇЇ ЕКОЛОГІЧНІ НАСЛІДКИ

Ресурси відновлюваної паливної біомаси становлять в Україні майже 115—120 млн т щороку. Ці ресурси, за умови їх повного використання, дали б змогу замістити на третину обсяги традиційного палива. Наприклад, такі види палива, як солома або очерет, ігноруються і вважаються вторинними. Кожного року після збирання зернових на величезних площах спалюють солому, що формально заборонено з екологічних міркувань, проте аграрії не зважають на це. Тим часом сільгоспвиробники можуть заробляти на соломі гроші, але попиту на неї немає. Так само не використовується як паливо й очерет, якого є тисячі тонн у лиманах і затоках Дніпра, Десни, Південного Бугу, Дунаю, на озерах, болотах і ставках. Справді, в системах індивідуального опалення солома й очерет як паливо не дуже практичні: вони потребують чимало місця для складування, тюки громіздкі при транспортуванні. Однак ці недоліки є малозначущими у процесі енергетичного спалювання дешевої соломи в комунальних енергетичних системах малих і середніх міст та містечок, де кожного опалювального сезону здебільшого населення замерзає у зв'язку з браком коштів на закупівлю достатньої кількості енергетичного вугілля, мазуту або газу.

Кілька вітчизняних підприємств (у Рівному та Житомирі) освоїли серійне виробництво високоефективних промислових опалювальних котлів, паливом для яких є солома та інші органічні горючі матеріали (наприклад, відходи деревообробної й паперової промисловостей). Проте в Україні на ці котли немає попиту, натомість їх із задоволенням купують німецькі, австрійські, іспанські й французькі енергетичні та комунальні фірми, адже це вигідно — заробляти гроші на відходах. В Україні щороку втрачається або спалюється 5 млн т надлишкової соломи. З т соломи під час згорання за теплотворними характеристиками замінює 1 тис. м3 природного газу. При цьому 1 т соломи коштує 30—40 грн, а 1 тис. м3газу — 250—300 грн, передбачається, що газ коштуватиме значно більше. Економічний ефект від використання відновлювальної паливної біомаси очевидний. Особливо вигідно встановлювати такі котли у райцентрах і містах обласного значення, що безпосередньо розташовані поблизу джерел відновлювальної горючої біомаси. Лише шляхом спалювання в теплових котлах надлишкової соломи в Україні можна зменшити щорічне споживання природного газу в комунальному господарстві на 1,4—1,6 млн м3. Резерви для енергозбереження та використання альтернативних джерел енергії в Україні величезні, але їх потрібно якнайшвидше освоїти.

За оцінками співробітників Інституту технічної теплофізики НАН України, загальний потенціал біомаси, доступний для енергетичного використання в Україні, становить 17,6 млн т у. п. (оптимістичний прогноз), за ймовірним прогнозом — 10,6 млн т у. п. В обох випадках основну частину потенціалу становлять відходи сільського господарства (солома, стебла тощо). Одна з головних відмінностей між прогнозами полягає в оцінюванні потенціалу соломи. Згідно з ймовірним підходом, тільки 20 % усієї кількості соломи може використовуватися для енергетичних цілей. Крім того, тут не враховувався потенціал палива з твердих побутових відходів і біогаз, отриманий зі стічних вод. Частка біоенергетики від загального споживання первинних енергоносіїв в окремих країнах така: у США — 3,2 %, в Данії — 8, Австрії — 11, Швеції — 19, Фінляндії — 21%.

У Проекті Енергетичної стратегії України на період до 2030 р. визначено перспективи розвитку застосування відходів біомаси в енергетичних цілях з урахуванням таких чинників:

— відходи біомаси є значним нетрадиційним джерелом, за допомогою якого поповнюється паливна база України. Загальні річні обсяги таких відходів в Україні на сьогодні оцінюються у 120 млн т, що еквівалентно 22 млн т у. п. Технічно доступні для використання в енергетиці ресурси біомаси оцінюються в 14 млн т у. п. на рік. Відродження і подальший розвиток вітчизняної економіки зумовить подальше збільшення обсягів відходів біомаси;

— промислове освоєння відходів біомаси — це складна проблема, пов'язана з незначним питомим вмістом енергії, просторовою розосередженістю, сезонністю, нестабільністю фізико-хімічних властивостей та обсягів можливого їх використання тощо;

— наявність великої кількості технологій використання відходів біомаси — безпосереднє спалювання, перетворення на горючі гази (біогаз і генераторний газ), технології отримання спирту, харчових добавок та добрив, що ускладнює прогнозування обсягів і напрямів їх використання;

— передбачення економічної ситуації в країні на найближчі 10—15 років робить малоймовірною можливість значної державної підтримки реалізації проектів із використання відходів біомаси в енергетичних цілях, а власні ресурси підприємств і місцевих бюджетів спрямовуватимуться на відновлення та збільшення виробництва основної продукції, поліпшення її якості та конкурентоспроможності, упровадження заходів з енергозбереження, розв'язання більш нагальних соціальних проблем;

— упровадження технологій застосування відходів біомаси з енергетичною метою є одним із напрямів оптимізації процесів утилізації цих відходів і не може розглядатися безпосередньо як створення енергетичних потужностей у країні. Таке упровадження дає змогу в багатьох випадках лише зменшити витрати на утилізацію відходів та/або одержати додатковий екологічний ефект.

Зважаючи на перелічені чинники, з'ясуємо рівні розвитку та використання окремих видів відходів біомаси в Україні на період до 2030 р.

Утилізація побутових твердих відходів (ПТВ) з отриманням енергетичного ефекту передбачає їх спалювання з виробництвом електричної та теплової енергії на сміттєспалювальних заводах і одержання з полігонів їх складування горючого газу (ГГ), що може використовуватись як моторне паливо або для виробництва переважно електричної енергії. Теплова енергія, яку отримують у процесах виробництва електроенергії на основі ГГ, з огляду на відсутність, як правило, інших споживачів тепла в районі таких полігонів, застосовуватиметься з метою інтенсифікації процесів одержання ГГ та на власні потреби полігонів, а саме для опалення службових приміщень, гарячого водопостачання тощо. Як джерело інвестицій передбачаються платежі за утилізацію ПТВ і кошти місцевих бюджетів.

У Проекті енергетичної стратегії України на період до 2030 р. зазначено, що з огляду на прогнози розвитку економіки країни розраховувати на появу умов для будівництва сміттєспалювальних заводів та облаштування полігонів із системами збору ГГ в Україні можна не раніше, ніж у 2010—2015 pp. Це пояснюється потребою значних капіталовкладень, суттєвого збільшення рівнів платежів за утилізацію ПТВ, налагодження виробництва й освоєння відповідних технологій тощо. Тому широке освоєння цих технологій можливе після 2010—2015 pp. Насамперед передбачається створення потужних сміттєспалювальних заводів (60—70 т ПТВ на годину) у великих містах України та облаштування найбільших полігонів складування ПТВ системами збору ГГ.

Прогнози заміщення органічного палива шляхом використання енергетичного потенціалу ПТВ в Україні наведено в табл. 5.6. Загальний обсяг інвестицій з метою забезпечення залучення до паливно-енергетичного балансу країни цього виду НВДБ без урахування витрат на облаштування звалищ для отримання ГГ становить для оптимістичного сценарію майже 2,3 млрд дол. США, базового — 1,75 млрд дол. США, а для песимістичного — 1,1 млрд дол. США.

Утилізація відходів деревини та виробництва сільськогосподарських культур (надлишок соломи злаків, стебла і качани кукурудзи, стебла і кошики соняшника, костриця луб'яних культур) із отриманням енергетичного ефекту можлива за технологіями їх безпосереднього спалювання в енергетичних установках та шляхом конверсії на горючі гази (біогаз та генераторний газ) з подальшим використанням як моторного, так і котельно-пічного палива.

Таблиця 5.6. Заміщення органічного палива шляхом енергетичного

Використання ПТВ, тис. т у. п.

Оскільки технології безпосереднього спалювання цих відходів з отриманням теплоти в Україні відпрацьовано, для них випускається вітчизняне обладнання і вони є економічно доцільними з огляду на широке впровадження, тоді як технології їх конверсії в біогаз та генераторний газ потребують вирішення низки питань з метою забезпечення — уточнення техніко-економічних показників відповідних технологій, економічної ефективності використання цих газів для виробництва електроенергії та/або теплоти і як моторного палива. Тому в найближчі 10—15 років передбачається широке впровадження технологій безпосереднього спалювання цих відходів. У цей період необхідно відпрацювати технології конверсії цих відходів у газ та реалізувати пілотні проекти за фінансової підтримки органів центральної та місцевої влади. За отримання позитивного результату передбачається упровадження таких технологій у 2015—2030 pp.

Промислове впровадження технологій утилізації цих відходів з отриманням енергетичного ефекту планується за рахунок коштів відповідних підприємств — прибуток, амортизаційні відрахування, кредити.

Прогнозування заміщення органічного палива шляхом використання енергетичного потенціалу цих відходів в Україні наведено в табл. 5.7. Загальний обсяг інвестицій для забезпечення залучення до паливно-енергетичного балансу країни цього виду НВДЕ, без урахування витрат на отримання біогазу та генераторного газу, становить для оптимістичного сценарію майже 0,75 млрд дол. США, базового — 0,66 млрд і для песимістичного — 0,42 млрд дол. США.

Таблиця 5.7. Заміщення органічного палива шляхом енергетичного