4.4. Можливості застосування біомаси й твердих побутових відходів для виробництва електричної й теплової енергії.

Біомаса – це вуглецевомісткі органічні речовини рослинного та тваринного походження (деревина, солома, рослинні залишки сільськогосподарського виробництва, гній і т. ін.). Також до поняття біомаси відносять органічну частину твердих побутових відходів та іноді торф.

Вироблення енергії з відновлюваних джерел, в тому числі біомаси, динамічно розвивається у більшості Європейських країн. У 1995 р. в країнах ЄС на долю відновлюваних джерел енергії приходилося 74.3 млн т нафтового еквіваленту, що складало близько 6% загального споживання первинних енергоносіїв. З них на долю біомаси приходилося більше 60%, що становило близько 3% загального споживання первинних енергоносіїв. В окремих країнах доля біомаси в загальному споживанні первинних енергоносіїв значно перевищує середньоєвропейську: в США її доля складає 3.2%, в Данії - 8%, в Австрії - 12%, в Швеції - 18%, в Фінляндії - 23%. У відповідності до програми розвитку відновлюваних джерел енергії, в країнах ЄС біомаса буде покривати близько 74% загального вкладу відновлюваних джерел енергії у 2010 р, що буде складати близько 9% загального споживання первинних енергоносіїв. Як видно, біомаса становить найбільш потужний сектор відновлюваних джерел енергії в ЄС.

Україна має значний потенціал біомаси, доступний для отримання енергії – близько 24 млн т у.п./рік та торфу – близько 0.6 млн т у.п./рік та торфу (таблиця 1). Основними складовими потенціалу є солома та інші відходи сільського господарства, деревні відходи, рідкі палива та енергетичні культури. Біомаса (без долі, яка використовується іншими секторами економіки) може забезпечити близько 10% загальної потреби України у первинній енергії або замістити до 5.0 млрд. м3/рік природного газу вже до 2015 р (таблиця 2). Технології утилізації біомаси знаходяться на початку свого розвитку в Україні та мають добрі перспективи при комерціалізації в найближчому майбутньому, особливо у світі підвищення вартості природного газу.

Енергетичне використання біомаси дає можливість окрім електричної енергії виробляти теплову енергію, а також рідкі (біодизельне паливо та біоетанол) та газоподібні (біогаз) палива з біомаси. При виробництві теплової енергії з біомаси в переважній більшості випадків відбувається пряме заміщення споживання природного газу (на 100%). Для порівняння, при виробництві електроенергії з відновлюваних джерел заміщається лише 17% споживання природного газу, оскільки в Україні близько 17% електроенергії виробляється за рахунок спалювання природного газу.

В розрахунку інвестиційних витрат прийняті питомі інвестиційні витрати 200 тис грн./ МВт для котлів на деревині і торфу і 300 тис грн./ МВт для котлів на соломі.

Вартість 5,00 млрд. м3/рік природного газу, що може бути заміщений, складає 2750 млн. грн (при ціні 550 грн/1000 нм3) – вище за загальні інвестиційні витрати на створення парку цих котлів (2412 млн. грн.).

У випадку заміщення за рахунок біомаси споживання природного газу та рідких нафтопродуктів кошти, що раніше сплачувалися за їх споживання і вкінці кінців уходили до Росії та Туркменістану, залишаються у регіонах в якості плати фермерам та лісгоспам за спожите паливо. При цьому ці гроші починають працювати на розвиток регіону, а не на розвиток економіки сусідніх держав.

Результати техніко-економічного аналізу показують, що виробництві теплоти з біомаси є конкурентоспроможним навіть при використанні зарубіжного обладнання. При застосуванні котлів українського виробництва терміни окупності складають близько 1 року при спалювання деревини та 2-4 роки при спалювання соломи.

На даний момент в Україні є приклади успішного застосування крупних котлів на біомасі для виробництва теплової енергії. Парові деревноспалювальні котли потужністю 5 МВт і 1.5 МВт працюють на фанерній фабриці «Одек Україна» (м. Оржів) і в Малинському Держлісгоспі (м. Малин). Уведені до експлуатації в 2000 р., вони використовують власні деревні відходи підприємств і забезпечують їх технологічною парою і тепловою енергією. Котел потужністю 1 МВт для спалювання великих тюків соломи, запущений у грудні 2000 р. на агрофірмі «ДіМ» (с. Дрозди), використовується для централізованого теплопостачання адміністративних і соціально-побутових об'єктів господарства. Зазначене обладнання поставлено в Україну з закордону в рамках міжнародних проектів технічної допомоги. Наукове супроводження проектів виконувалося спеціалістами Інституту технічної теплофізики НАН України та НТЦ „Біомаса”.

Впровадження іноземних котлів в Україні і демонстрація їх успішної роботи сприяла розвитку виробництва аналогічних котлів українськими підприємствами. У 2003 р. ВАТ «Південтеплоенергомонтаж» за винятковою ліцензією фірми Passat Energi (Данія) розпочало випуск теплогенераторов (котлів) для спалювання тюкованої соломи. Виробляються котли потужністю 150, 250, 300 і 600 кВт, які приблизно на 30% дешевше західних аналогів. Проте для українських сільськогосподарських підприємств вартість цих котлів все ще залишається дуже високою, і вони продаються , в основному, за рубіж (Польща, Данія).

Іншим позитивним прикладом є ЗАТ «Житомирремхарчомаш», що випускає водогрійні котли з нижньою подачею палива на деревних відходах потужністю 40-820 кВт. Середня вартість такого обладнання 20-30 дол./кВт, що приблизно в 6 разів дешевше аналогічних котлів закордонного виробництва. Котли виробництва «Житомирремхарчомаш» активно продаються на ринку України й уже починають поступово виходити на ринок сусідніх країн СНД. Крім того, СПКТБ «Енергомашпроект» успішно займається розробкою котлів для спалювання лушпиння соняшника.

Уведення державної субсидії на придбання котлів на твердій біомасі і суттєво сприятиме подальшому впровадженню цих котлів в Україні, що, в свою чергу, призведе до значного скорочення споживання природного газу.

Інститут технічної теплофізики НАН України та НТЦ „Біомаса” мають значний досвід у проектування котлів на деревині, соломі, торфі і можуть проводити наукове супроводження серійного випуску таких котлів в Україні.