МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ
ПОЛТАВСЬКА ДЕРЖАВНА АГРАРНА АКАДЕМІЯ
Інженерно-технологічний
факультет
Реферат
на тему:
«Стан і перспективи біоенергетики України»
Виконав: студент 2 курсу (магістр) Півторак Олександр Сергійович
Прийняв: д.т.н., проф., ак. Смердов А.А.
Полтава 2012
Зміст
Вступ
1. Біоенергетика, біомаса, біопаливо
2. Світовий досвід та українські перспективи біоенергетики
Висновки
Список використаних джерел
ВСТУП
Енергетична безпека України суттєво залежить від ступеня диверсифікованості енергоносіїв та обсягів використання імпортованих палив. Тому скорочення споживання природного газу та широке впровадження відновлюваних джерел енергії є актуальними задачами, що стоять сьогодні перед країною.
На сьогодні основним паливом в Україні залишається природний газ - його частка в структурі споживання первинних енергоносіїв складає близько 40%. При цьому, за рахунок власник запасів Україна забезпечує себе газом лише на 35%, тоді як 65% необхідного обсягу приходиться імпортувати, в першу чергу, з Росії. До того ж вартість природного газу з 2005 року постійно зростає (рис.).
На вугілля припадає 28)% загального споживання первинних енергоносіїв, на нафту та нафтопродукти - 12%, на атомну енергію - 18%. Внесок відновлюваних джерел енергії до енергобалансу становить 2,5%, у тому числі великої гідроенергетики - 2%. З біомаси виробляється лише близько 0,5% загального обсягу енергії.
Україна має добрі передумови та достатній потенціал для динамічного розвитку сектора біоенергетики. Основними рушійними силами цього процесу є постійний ріст цін на традиційні енергоносії та наявність великого потенціалу біомаси, доступної для енергетичного використання. Діючий закон про біопалива та закон щодо «зеленого» тарифу сприяють впровадженню біоенергетичних технологій для виробництва теплової та електричної енергії. Ефективність процесу розвитку біоенергетики в Україні суттєво залежить від координованості робіт у цьому секторі та правильного вибору пріоритетів.
Біоенергетика, біомаса, біопаливо
Розвиток енергозберігаючих технологій, вирішення екологічних питань та енергетичної безпеки країни – це актуальні завдання, які стоять перед державою. Енергетична безпека України суттєво залежить від ступеня диверсифікованості енергоносіїв, що використовуються для задоволення її енергетичних потреб [1]. Тому пошук, впровадження і використання відновлювальних та альтернативних джерел енергії з біомаси є актуальними аспектами розвитку біоенергії та енергозберігаючих технологій.
Біоенергетичні види палива та біоенергію виробляють з біомаси. Біомаса – це вуглецевомісткі органічні речовини рослинного та тваринного походження (деревина, солома, рослинні залишки сільськогосподарського виробництва, гній, органічна частина твердих побутових відходів та іноді торфу), що утворюється в процесі фотосинтезу [1, с. 4; 2, с. 12-13]. З біомаси можна виробляти рідке, тверде та газоподібне паливо (біодизель, біоетанол та біогаз).
Нині біомаса за значенням посідає четверте місце серед палив і забезпечує біля 2 млрд. т у.п. на рік, або 14% загального споживання первинних енергоносіїв у світі (у країнах, що розвиваються – понад 30%, іноді до 50-80%) [1, с. 4]. Наприклад, у країнах-членах Європейського Союзу відновлювальні джерела енергії покривають 7% енергоспоживання, де 4% припадає на біомасу. Прогнозується, що до 2010 року частка біомаси в структурі споживання відновлювальних джерел енергії становитиме приблизно 186-189 млн. т, а в 2020 році – 215-239 млн. т [3, с. 5, 20].
Однією з суттєвих переваг біомаси є її відносна дешевизна порівняно з традиційними паливами, у першу чергу, з природним газом. Вартість більшості видів твердих біопалив у перерахунку на одиницю енергії (ГДж) суттєво менша вартості природного газу для промислових споживачів. Деревні гранули найдорожці серед твердих біопалив, навіть дорожчі за природний газ для житлово-комунальних господарств і населення. Це можна пояснити тим фактом, що ціна природного газу для цих категорій споживачів штучно занижена порівняно з ринковим рівнем.
України має сприятливі кліматичні умови і родючі ґрунти, що дає змогу вирощувати енергетичні рослини і мати значний рівень сировинного потенціалу для виробництва біоенергетичних видів палива. Потенціал біомаси в Україні оцінюється у розмірі 27,27 млн. т у.п./рік (табл. 2).
Найбільший потенціал біомаси є з енергетичних культур і відходів виробництва сільського господарства. Основними сільськогосподарськими культурами, що можуть використовуватися як біосировина (біомаса) для виробництва біопалив є: ріпак, соняшник, соя, гірчиця, льон, кукурудза, цукрові буряки, цукрове сорго, пшениця, картопля, тритикале та ін.
Нині Україна займає провідне місце у виробництві й вирощуванні олійних культур у світі. За даними Державного комітету статистики питома вага олійних культур у структурі посівних площ значно зросла за 2007-2009 роки, зокрема: соняшнику на 17%; ріпаку на 19%. Збільшення посівних площ соняшнику зумовлено значною рентабельність цієї культури – 18,4% (2008 рік), попит на яку за кордоном зростає з року в рік. Внутрішня переробка насіння соняшника на олію в Україні розвивається інтенсивними темпами, проте поступове зниження митного тарифу при експорті, обумовлене вимогами СОТ, зумовлює вивезення сировини за кордон. Динаміка виробництва соняшнику та ріпаку відповідно зросло на 46% та на 68% за період, що аналізується (табл. 2). Виробництво насіння ріпаку відбувається екстенсивно за рахунок розширення посівних площ, що сприяє зростанню валового збору, а не за рахунок збільшення урожайності.
Експортний потенціал олійних культур, переважно ріпаку, зростає з року в рік за рахунок підвищеного інтересу до даної культури як до високорентабельної, що користується значним попитом у країнах Європи для виробництва біодизелю. У 2009 році обсяг експорту насіння соняшнику та ріпаку відповідно становив: 727,8 тис. т та 1856,1 тис. т. Приріст експорту насіння ріпаку за три роки зріс у два рази, а у 2008 році мав найбільший обсяг – 2387,1 тис. т. (рис. 1).
Ріст експорту насіння олійних культур зумовлено відсутністю державного моніторингу та контролю за дотриманням науково обґрунтованих сівозмін сільськогосподарськими товаровиробниками, що створює значні ризики щодо збереження родючості ґрунтів. Значна частина ріпакового насіння (95%) від виробництва даної культури в Україні експортується, оскільки його переробка вимагає значних інвестицій та державної підтримки.
Джерелом для виробництва біоетанолу є крохмаленосна та цукроносна біосировина: кукурудза, пшениця, жито, ячмінь, сорго, цукрові буряки, картопля, тритикале тощо.
Нині в Україні площа під зерновими культурами становить 58,7% до загальної площі та зросла у порівняні з 1990 роком на 13,7%. Найбільшу частку в структурі посівних площ займає пшениця – 6852,4 тис. га, ячмінь – 5121,8 тис. га та кукурудза – 2148,6 тис. га. Динаміка виробництва енергетичних культур за аналізом трьохрічного періоду зросла, зокрема: пшениці на 44%; ячменю на 67%; кукурудзи на 33% (табл. 2).
Аналіз експорту зернових культур свідчить, що у 2009 році обсяг експорту пшениці становив 12881,1 тис. т за ціною 138 дол. США/т, в тому числі ячменю 7178,6 тис. т за ціною 141 дол. США/т та кукурудзи 5489,2 тис. т за ціною 133 дол. США/т (рис. 2).
Сировиною для виробництва біоетаналу також можна розглядати цукровий буряк, а особливо мелясу, яка утримується в процесі рафінування цукру. З меляси отримують спирт, лимонну кислоту, гліцерин для хімічної, парфумерної і харчової промисловості, дріжджі для хлібопекарської промисловості, а також біоетанол [4, с.14].
Нині виробництво цукрових буряків є нерентабельним через високий рівень собівартості та витрат. Тому Україна в більшій мірі імпортує цукор-сирець з Бразилії і Австралії, який в подальшому переробляють на цукор на вітчизняних цукрових заводах. Посівна площа цукрових буряків у 2009 році становить 322,4 тис. га і за період дослідження знизилася на 46% у порівнянні з 2007 роком. Тенденція спаду спостерігається і у виробництві цукрових буряків на 43% (табл. 2). Причиною цього є економічна нестабільність країни, застаріла матеріально-технічна база та скорочення цукрових заводів. Тому нині бурякоцукровий комплекс України включає понад 7 тис. великих сільськогосподарських підприємств, 143 цукрових заводів потужністю 392,4 тис. т переробки буряків на добу, 11 насіннєвих підприємств, мережу бурякоприймальних пунктів та інші допоміжні підприємства [5, с. 109]. Реструктуризація бурякоцукрового комплексу України може бути початком розвитку біоетанолового виробництва, що сприятиме зменшенню залежності від імпортованих носіїв, надходження коштів до державного бюджету країни за рахунок продажу біоетанолу, зменшенню рівня безробіття та економічного зростання сільського господарства.
Основним джерелом біомаси для виробництва біопалив можуть бути відходи сільськогосподарського виробництва. Здебільшого це відходи галузі рослинництва (гичка, солома, стебла) та тваринництва (гній). Солому використовують як підстилку для тварин, для виробництва органічних добрив і безпосереднім внесенням подрібненої соломи в ґрунт або шляхом спалювання соломи в теплових установках для отримання енергії [6]. Отже, потенціал біомаси за даними Інституту теплофізики НАН України дає змогу отримати біля 27 млн. т у.п., що могло б замінити майже 20% традиційних енергоносіїв у країні і довести виробництво всіх видів біологічних палив до встановлених норм ЄС (5,75% у загальному обсязі споживання світлих нафтопродуктів) [7, с. 7].