Які технології здатні принести аграріям найвищий прибуток.
Останнім часом тільки лінивий не говорить про актуальність виробництва «зеленої» енергії з відновлюваних джерел, особливо з відходів сільського господарства. Утім, їх частка в біоенергетичному балансі й досі незначна. Чому?
Передусім бракує системного землекористування з індивідуальним підходом до кожного поля та визначенням частки біомаси на виробництво енергії. Облаштувати агрохімічну лабораторію під силу тільки потужним виробникам. Однак навіть не кожен із них використовує всі можливості точного землеробства. Не менш важливою є проблема оптимальної логістики мільйонів тонн біомаси. Великого досвіду в цьому питанні українські виробники ще не набули. Втім, скажімо, агрохолдинг «Астарта» вже мав нагоду трохи більше ніж за місяць зібрати кілька десятків тисяч тонн решток від вирощування кукурудзи на зерно для потреб свого біоенергетичного комплексу (його, до речі, будували у співпраці з компанією «Адверіо» з Нідерландів), який є другим у світі за потужністю з переробки такої сировини. Щоправда, сучасна техніка, яку застосовують у світі для таких потреб, представлена і в Україні. Тож чимало господарств ефективно застосовують машини для подрібнення пожнивних решток і формування валків із наступним використанням пресів-підбирачів. Ефективні однопрохідні системи John Deer, AGCO Challenger, CASE й інші за умови наявності відповідного типу трансмісії на комбайні потребують лише відносно недорогого дооснащення. Переміщення та складування тюків для прогресивного господаря теж не дивина. Проте наявність такої високопродуктивної техніки, як, наприклад, Stinger Stacker 6500 й іншої, радикально змінює уявлення про сучасну логістику в агрогосподарстві, а відтак передбачає її переосмислення.
Як заробити на біомасі
Найсуттєвіше питання у відновлювальній енергетиці — як віднайти шляхи найефективнішого перетворення біомаси на енергію, а надалі — у гроші. Основні технологічні комплекси, які застосовують для цього, працюють на спалюванні сировини для отримання теплової та/або електричної енергії, на піролізних схемах із використанням отриманих газоподібного та рідкого палив для виробництва електроенергії та тепла, на анаеробному зброджуванні з отриманням біогазу та виробництвом електроенергії й тепла. Чинників, що впливають на рішення у виборі певної технології, чимало. Це передусім кількість й асортимент своєї сировини (враховуючи сівозміну та перспективи розвитку господарства), можливість її купівлі, економічно обґрунтована відстань транспортування, можливості утилізації тепла, інвестиційний потенціал, правильний вибір інжинірингової компанії тощо.
Порівняємо перелічені технології за основними параметрами. Уявімо, що нам потрібно найефективніше переробити тонну деревної тріски з однаковою для всіх порівнюваних технологій якістю: з вологістю 40% і теплотворною здатністю у 10,5 МДж/кг, виробити з неї електроенергію та продати її в електричну мережу по «зеленому тарифу».
Вибираємо варіант
Варіант 1: спалювання тріски. Маємо шанс вкласти найменші інвестиції — за умови виробництва тільки тепла. Проте окупність проекту не надто приваблива (через сезонність і залежність від кліматичних умов). За умови виробництва ще й електричної енергії таких мінусів немає. Однак це технології, що прийнятні лише в лісових зонах країни.
Варіант 2: спалювання пожнивних решток кукурудзи та соломи зернових. Вартість проекту суттєво вища, бо дорожче коштуватиме насамперед котельне обладнання. Крім того, за спалювання будь-якої сировини суттєва частина енергії витрачається також на непродуктивне випаровування вологи, що міститься в біомасі (у нашому варіанті — 40%). Очищення димових газів уже нині недешеве задоволення, навіть ураховуючи поблажливе часом ставлення відповідних контрольних органів в Україні. В разі зменшення дозволених нормативів на викиди (як того вимагає цивілізований світ, у який ми прагнемо інтегруватися) важко спрогнозувати обсяг необхідних витрат на ці потреби в майбутньому. До речі, країни з розвиненими економіками нині переходять до сучасніших і ефективніших технологій, що менше забруднюють довкілля. Та й потужні міжнародні кредитори неохоче виділяють кошти на проекти, що загрожують екології, а проекти зі спалювання з участю викопних ресурсів — не кредитують зовсім.
Варіант 3: піроліз біомаси. Екологічність такої технології на високому рівні. А так званий «швидкий» піроліз (запропонований, зокрема, компанією Honeywell із США) приносить щонайменше на третину більше коштів, ніж звичайне спалювання тріски. Втім, його застосування потребує значно потужніших інвестицій, а це, відповідно, знижує привабливість цієї технології.
Варіант 4: анаеробне зброджування біомаси. Ця технологія найпоширеніша в розвинених країнах світу. З біомаси (після її метанізації) отримують біогаз, а вже з нього — електроенергію й тепло. Очікувана сума заробітку приблизно така сама, як унаслідок спалювання біомаси. Вартість проекту, як і за спалювання, дуже залежить від сировини, потужності, вибраного обладнання, але також орієнтовно тотожна будівництву ТЕЦ на біомасі.
Вагомий плюс згаданої технології — можливість переробляти широкий перелік сільськогосподарських відходів із отриманням енергії та біодобрив, які, до речі, є експортним товаром (у Нідерландах за тонну можна отримати до 150 євро). Потужність біогазової станції може коливатися від кількох сотень КВт/год для невеликих тваринницьких комплексів до п’ятнадцяти й більше МВт/год для комплексів індустріального масштабу. Щоправда, є й певні мінуси. На біомасових ТЕЦ можна спалювати і деревну тріску, і кукурудзяні пожнивні рештки, і (хоч і з використанням значно дорожчого спеціалізованого котельного обладнання) солому зернових культур.
Натомість ефективність роботи традиційних технологій зброджування залежить від умісту целюлози та її споріднених сполук в сировині — що їх більше, то ефективність менша. А деревну тріску взагалі не переробляють шляхом зброджування, бо вартість підготовки сировини досить велика.
Загалом це і є найбільший стримувальний чинник в розповсюдженні цієї технології для переробки сільськогосподарської целюлозовмісної біомаси на комплексах індустріального розміру.
Подальші перспективи
Технологія анаеробного зброджування сировини зі значним умістом целюлози зазнала, без перебільшення, революційних змін. З’явилися ефективні способи підготовки сировини з використанням механохімії, сам процес відбувається з допомогою недорогих неорганічних каталізаторів, із використанням так званого «процесу Хогана» й інших технологічних новацій, що дозволило практично подвоїти вихід біогазу з тієї самої кількості сировини без суттєвого збільшення операційних витрат й інвестиційної складової. Таким чином, ця технологія може принести неабиякі статки (щонайменше в півтора раза більші, ніж унаслідок спалювання тріски). Крім того, виробництво біодобрив заданої якості — це окремий прибутковий експортно орієнтований бізнес. Згадана технологія вже апробована й працює у США та Європі.
Окреме питання в розгляді всіх згаданих вище технологій — отримання вторинної теплової енергії та можливість її утилізації на супутніх виробництвах, що в окремих випадках може докорінно змінити загальний ККД і прибутковість системи. Спалювання біомаси не дає практичної можливості використання супутнього вторинного тепла через його низький потенціал. А в анаеробного зброджування та піролізу кількість тепла в першому наближенні майже дорівнює електричній потужності в мегаватах, що за потенціалу в 95° від системи охолодження та близько 400° від системи вихлопу дає можливість комерційно привабливої утилізації. Відтак, саме технологія анаеробного зброджування завдяки насамперед високій дохідності, доступності та широкому переліку сировини, зрозумілій логістиці переміщення та зберігання біомаси, можливості використання вторинного тепла в супутніх виробництвах, має, на наш погляд, в найближчій перспективі отримати широке розповсюдження у країні та суттєво поліпшити її біоенергетичний баланс.
Ігор Рилік, експерт
газета “АгроМаркет”, липень 2016 року
Усі авторські права на інформацію розміщену у газеті “АгроМаркет” та інтернет-сторінці газети за адресою https://agrotimes.ua/journals належать виключно видавничому дому «АГП Медіа» та авторам публікацій, згідно Закону України “Про авторське право та суміжні права”.
Використання інформації дозволяється тільки після отримання письмової згоди від видавничого дому «АГП Медіа».
AgroTimes
