![](https://img.ukr.bio/data/articles/img/5999/georgii_geletyha.jpg)
Биомасса как топливо уверенно занимает четвертое место в мире по объемам производства и потребления энергии. Ее доля в общей поставке первичной энергии достигает 10%.
В секторе производства тепловой энергии биомасса также находится на четвертом месте после угля, природного газа и нефти.
Существенных успехов в развитии биоэнергетики было достигнуто в Европейском союзе.
Доля биомассы в общем потреблении энергии в ЕС выросла с 3% в 1995 году до 7%. При этом в ряде стран этот показатель намного выше среднеевропейского.
Так, в Латвии доля биомассы в валовом внутреннем энергопотреблении составляет около 28% – лидер среди стран ЕС, в Швеции – 22%, в Финляндии – 21%, в Дании – 17%, в Австрии – 16%, в Германии – 8%.
Для сравнения: в США вклад биомассы в общее энергопотребление составляет 3,9%, в Украине – 1,24%.
Наиболее важную роль биомасса играет в секторе производства тепловой энергии. Сейчас из неё производится около 15% общего объема тепловой энергии в ЕС.
Почти вся тепловая энергия из возобновляемых источников энергии – ВИЭ – получается за счет биомассы и органических отходов.
Структура производства тепловой энергии в ЕС, 2010 год
![](https://img.ukr.bio/data/articles/img/5999/stryktyra_proizvodstva_teplovoi_energii_v_es_2010_god.jpg)
В ряде стран показатель производства тепловой энергии из биомассы значительно выше среднеевропейского Швеция – 61%, Австрия – 37%, Дания – 35%, Финляндия – 32%.
В структуре самой биомассы, используемой для производства тепловой энергии, в большинстве стран ЕС основная доля приходится на твердую биомассу. В Финляндии – 94%, в Польше – 93%, в Австрии – 89%, в Швеции – 78%.
Структура производства тепловой энергии из биомассы по виду топлива, 2009 год
Страны ЕС | Виды биомассы/биотоплива | В целом,
ТДж в год |
|||
Твердая биомасса, % | ТБО*, % |
Биогаз, % |
Жидкие биотоплива, % | ||
Швеция |
78 |
17 |
1 |
5 |
113 405 |
Финляндия |
94 |
4 |
2 |
– |
51 595 |
Дания |
62 |
36 |
3 |
– |
41 252 |
Германия |
37 |
58 |
3 |
1 |
37 758 |
Австрия |
89 |
8 |
2 |
1 |
24 471 |
Польша |
93 |
– |
7 |
– |
11 270 |
Франция |
– |
100 |
– |
– |
10 613 |
Нидерланды |
24 |
73 |
3 |
– |
6 869 |
Италия |
37 |
34 |
12 |
17 |
6 861 |
Чехия |
56 |
39 |
5 |
– |
3 703 |
Венгрия |
68 |
31 |
1 |
– |
1 696 |
* ТБО - твердые бытовые отходы
Например, в Финляндии, Австрии и Швеции большая часть тепловой энергии вырабатывается на ТЭЦ, работающих на биомассе, тогда как ТЭЦ, которые утилизируют ТБО, производят гораздо меньше тепла.
Между тем в Дании и Нидерландах ТЭЦ на биомассе и ТБО производят почти одинаковый объем тепловой энергии. В Италии вся тепловая энергия вырабатывается на ТЭЦ.
Структура производства тепловой энергии из биомассы по виду технологии, 2009 год
Страна ЕС | Виды технологии/оборудования | В целом, ТДж в год |
||
ТЭЦ на биомассе, % | ТЭЦ на ТБО, % |
Котельные и бытовые котлы на биомассе, % |
||
Швеция |
52 |
13 |
36 |
113 405 |
Финляндия |
77 |
3 |
20 |
51 595 |
Дания |
30 |
32 |
38 |
41 252 |
Германия |
24 |
39 |
37 |
37 758 |
Австрия |
52 |
6 |
42 |
24 471 |
Польша |
85 |
– |
15 |
11 270 |
Франция |
– |
77 |
23 |
10 613 |
Нидерланды |
27 |
23 |
50 |
6 869 |
Италия |
66 |
34 |
– |
6 861 |
Чехия |
38 |
11 |
51 |
3 703 |
Венгрия |
61 |
31 |
8 |
1 696 |
По прогнозу Еврокомиссии, в 2020 году ЕС из возобновляемых источников будет производить около 18% тепловой энергии от общего объема производства. Из них около 75% – из биомассы, а остальные, примерно поровну, – из геотермальной энергии с применением тепловых насосов и солнечной энергии с применением тепловых коллекторов.
Производство тепловой энергии из биомассы успешно развивается в ЕС благодаря планомерному применению действенных инструментов его стимулирования. Эти механизмы можно разделить на следующие группы: инвестиционные гранты и субсидии, налоговые льготы, финансирование через специальные программы и фонды, законодательная поддержка.
В Украине сектор биоэнергетики развивается крайне медленно. Согласно энергетическому балансу 2011 года доля энергии, произведенной из биомассы, составляет 1,24%.
Структура общего снабжения первичной энергии в Украине, 2011 год
![](https://img.ukr.bio/data/articles/img/5999/stryktyra_obshego_snabjeniya_pervichnoi_energii_v_ykraine_2011_god.jpg)
Основным энергоносителем в стране остается газ – 36,9%. На втором месте – уголь – 32,7%. Хотя тенденцией последних нескольких лет является снижение потребления газа и увеличение использования угля. Согласно энергетическому балансу Украины 2010 года, доля газа в ЗППЕ составляла 42%, угля – 28,2%.
Сейчас объем потребления тепла в Украине – 230 млн Гкал, из которых наибольшая доля – 67% – приходится на население и ЖКХ, 20% – на промышленность, 13% – на другие отрасли.
По проекту Энергетической стратегии Украины на период до 2030 года, спрос на тепловую энергию в 2030 году может увеличиться до 271 млн Гкал. При этом наибольший рост произойдет в коммерческом и бюджетном секторах, их доля в структуре потребления вырастет до 20 %.
Украина имеет хорошие предпосылки для существенного расширения использования биомассы в энергетических целях, в первую очередь – для производства тепловой энергии. Одной из таких предпосылок является значительный потенциал биомассы, доступной для производства энергии.
Крупнейшими составляющими потенциала являются отходы сельского хозяйства и биомасса энергетических культур. В зависимости от урожайности экономически целесообразный потенциал колеблется в пределах 25-35 млн тонн условного топлива в год, что составляет 13-18% потребления первичных видов топлива в Украине.
Сейчас из имеющегося потенциала биомассы для производства энергии в Украине наиболее активно используется древесина и лузга подсолнечника. Из приведенных в таблице данных видно, что использование потенциала древесной биомассы достигает 80%, а шелухи – 59%. При этом потенциал общедоступной соломы используется лишь на 1%.
Использование биомассы для производства энергии в Украине, 2011-2012 годы*
Вид биомассы | Годовой объем потребления** | Доля от общего объема годового потребления биомассы, % | Доля от экономически целесообразного потенциала, % | |
Натуральные единицы |
Тыс тонн условного топлива |
|||
Солома зерновых и рапса |
77 тыс тонн |
37 |
1,6 |
1 |
Дрова, население |
2 млн м куб |
478 |
21,4 |
80 |
Дрова, кроме населения |
4 млн тонн |
1 330 |
59,5 |
|
Шелуха подсолнечника |
665 тыс тонн |
318 |
14,2 |
59 |
Биоэтанол |
52 тыс тонн |
48 |
2,1 |
4 |
Биодизель |
318 тонн |
~ 0 |
~ 0 |
~ 0 |
Биогаз из аграрных отходов |
10 млн м куб |
7 |
0,3 |
2 |
Биогаз с полигонов ТБО |
26 млн м куб |
18 |
0,8 |
7 |
Всего |
2 236*** |
100 |
* – экспертная оценка
** – для производства энергии в Украине. Экспорт гранул не учитывается
*** – согласуется с данными Госстата – 2,24 млн тонн условного топлива в 2011 году
Сейчас биомасса в Украине применяется в основном для производства тепла. Населения в селах использует дрова в традиционных печах – около 74% общего объема использованных дров. Остальное утилизируется предприятиями.
Около 2 тыс современных котлов работают на древесной биомассе, а в городе Смела Черкасской области – ТЭЦ на древесине.
По данным Государственного агентства лесных ресурсов, на предприятиях отрасли работают 1 387 котлов на биотопливе общей мощностью 246 МВт. Среди отечественных производителей таких котлов можно отметить завод "Кригер" – Житомир, ООО "Волынь- кальвис" – Ковель, "Ройек-Львов".
Более тысячи котлов, переведенных с угля и мазута на древесную биомассу, эксплуатируются на предприятиях лесного хозяйства.
Около 40 котлов и 40 теплогенераторов работают на тюкованной соломе. Почти все котлы – производства компании " Южтеплоэнергомонтаж", Киев, выпускающая котлы по лицензии датской компании Passat Energy A/S. Котлы эксплуатируются в сельских школах, на аграрных предприятиях и других объектах.
Тепловые генераторы производства ОАО "Бриг", Первомайск Николаевской области, работают в составе зерносушильных комплексов в 20 областях Украины.
Более 70 котлов, расположенных на маслоэкстракционных заводах и масложировых комбинатах, используют в качестве топлива шелуху подсолнечника.
Часть котлов спроектирована СПКТБ "Энергомашпроект", Киев, другие – иностранные, в частности компании Vyncke, Бельгия, Rafako, Польша, Babcock. Две установки работают в режиме ТЭЦ – на ОАО "Кировоградолия" и ООО "Комбинат Каргилл", Донецк.
Еще одним важным направлением использования потенциала биомассы является производство гранул и брикетов. По данным Ассоциации участников рынка альтернативных видов топлива и энергии, в 2012 году в Украине было произведено 810 тыс. тонн твердого биотоплива.
![](https://img.ukr.bio/data/articles/img/5999/pelleti.jpg)
Львиная его часть экспортируется, в основном – в страны Европы. Однако в последние годы наблюдается тенденция увеличения доли, остающейся в Украине. Если четыре-пять лет назад 90-95% производимого твердого биотоплива вывозилось, то в 2012 году доля экспорта сократилась до 70%.
В Украине существует ряд барьеров на пути развития биоэнергетики вообще и сектора производства тепловой энергии в частности. Среди них нужно отметить следующие.
- Субсидирование внутренних цен на газ для населения и ЖКХ делает биомассу неконкурентоспособной в этих секторах.
- Отсутствие субсидий для покупателей биоэнергетического оборудования.
- Отсутствие действующей государственной программы по развитию биоэнергетики.
- Возможности сектора биоэнергетики почти проигнорированы при разработке проекта обновленной Энергетической стратегии Украины на период до 2030 года.
- Неразвитость рынка биомассы в качестве топлива.
- Завышенные экологические требования к котлам, работающим на биомассе.
- Механизм образования тарифов не стимулирует производителей тепла применять местный биотоплива, а наоборот – побуждает их к использованию импортного газа.
Для преодоления этих барьеров на государственном уровне нужно принять ряд мер. Среди прочего рекомендуется установление в официальных документах обоснованных целей по вкладу биомассы к энергопотреблению. Предложения автора и сравнения с существующими целями в Украине и ЕС приведены в следующей таблице.
Цели по вкладу биомассы в энергопотребление в Украине и ЕС, %
Показатель |
2011 |
2015 |
2020 |
2025 |
2030 |
Доля биомассы в общем энергопотреблении Украины, Энергетическая стратегия Украины 2006 года |
1,30 |
– |
2,60 |
– |
3,00 |
Доля биомассы в общем энергопотреблении Украины, проект Энергетической стратегии Украины 2013 года* |
1,24 |
1,24 |
1,24 |
1,24 |
1,24 |
Доля биомассы в общем энергопотреблении Украины, предложение автора |
1,24** |
1,50 |
3,00 |
5,00 |
7,00 |
Доля биомассы в валовом конечном энергопотреблении Украины, предложение автора |
1,78 |
2,20 |
4,30 |
7,20 |
10,00 |
Доля биомассы в общем энергопотреблении в Евросоюзе |
6,70 |
10,00 |
14,00 |
16,00 |
19,00 |
* – пересчет автора
** – по данным энергетического баланса Украины за 2011 год
Также необходимо внести изменения в законодательство, которые бы предусмотрели механизм компенсации тарифов на производство и поставку тепла из альтернативных источников льготным категориям потребителей, закрепили долю биотоплива в производстве тепла коммунальными предприятиями и равноправное использование различных видов топлива.
Анализ результатов технико-экономического обоснования технологий производства тепловой энергии из биомассы дает возможность предложить следующую концепцию внедрения биоэнергетического оборудования в Украине.
При существующих ценах на ископаемые виды топлива внедрение котлов на биомассе экономически целесообразно и может рекомендоваться для объектов теплоэнергетики в промышленном и бюджетном секторах. Реализация таких проектов в жилищно-коммунальном хозяйстве находится на грани рентабельности.
Срок окупаемости проектов по внедрению котлов на древесине и соломе составляет два- три года для промышленности и бюджетного сектора и более десяти лет – для ЖКХ. Относительно низкие цены на газ для населения и ЖКХ является основным препятствием для широкого применения биомассы в качестве топлива в этих секторах.
Учитывая общую тенденцию роста цен на газ в Украине, можно ожидать, что вскоре его стоимость для ЖКХ приблизится к рыночному уровню. Первое же повышение цены даст сектору весомый стимул для внедрения котлов на биомассе.
![](https://img.ukr.bio/data/articles/img/5999/biomassa_sogreet_ykrainy_1.jpg)
Цена на газ для населения искусственно удерживается государством на еще более далеком от рынка уровне. Поэтому ожидать широкого внедрения котлов на биомассе в этом секторе можно лишь в более отдаленной перспективе.
В Украине прежде всего должно внедряться оборудование для производства тепловой энергии, а также для совместного производства тепловой и электрической энергии из биомассы. Это бытовые и промышленные котлы, отопительные котельные и ТЭЦ.
При массовом переходе с использования газа на биомассу предстоит существенно расширить системы централизованного теплоснабжения, то есть часть индивидуальных потребителей тепловой энергии должна подключиться к системам централизованного теплоснабжения. Так будет достигнута большая эффективность.
Другим важным положением, положенным в основу концепции биоэнергетической ассоциации Украины – БАУ – по внедрению оборудования для производства тепловой энергии из биомассы, является распределение производства по видам технологий.
Исходя из анализа опыта стран ЕС, предлагается такое распределение в структуре производства тепловой энергии: ТЭЦ на биомассе – 25%, ТЭЦ на ТБО – 10%, котельные и бытовые котлы на биомассе – 65 %. Это распределение предлагается для концепции 2030 года.
Для концепции 2020 года распределение является другим учитывая текущую ситуацию в Украине: малое количество ТЭЦ на твердой биомассе, отсутствие ТЭЦ на ТБО и относительно небольшой промежуток времени, оставшийся до 2020 года.
Прогноз динамики роста мощности оборудования для производства тепловой энергии из биомассы в Украине
Показатели |
2011 |
2020 |
2030 |
Потребление первичных энергоресурсов, млн тонн условного топлива |
180,7 |
212,8 |
238,1 |
Доля биомассы в потреблении энергии, % |
1,24 |
3 |
7 |
Доля биомассы в валовом конечном энергопотреблении, % |
1,78 |
4,3 |
10 |
Мощность биоэнергетического производства тепловой энергии, МВт |
3 586 |
7 665 |
17 150 |
Распределение мощности |
|||
ТЭЦ на биомассе, % |
1 |
13 |
25 |
ТЭЦ на ТБО, % |
- |
2 |
10 |
котельные, бытовые котлы и печки на биомассе, % |
99 |
85 |
65 |
Объем биомассы для производства тепла, млн тонн условного топлива |
2,16 |
4,29 |
8,84 |
Доля от потенциала биомассы, % |
6,4 |
13 |
26 |
Общее производство тепловой энергии, млн Гкал |
232 |
250 |
271 |
Доля биомассы в общем производстве тепла, % |
6 |
14 |
32 |
Доля биомассы в общем производстве тепла, млн Гкал |
13,9 |
35 |
86,7 |
Замещение газа для производства тепла, млрд м куб в год |
1,67 |
3,5 |
7,5 |
Доля от общего объема потребления газа, % |
2,9 |
7 |
15 |
Предложенная БАУ концепция внедрения биоэнергетического оборудования для производства тепловой энергии до 2020 года представлена в следующей таблице.
Реализация этой концепции позволит ежегодно экономить около 3,5 млрд м куб газа и уменьшать выбросы парниковых газов почти на 7 млн тонн СО2 в год. При этом количество созданных рабочих мест оценивается 10 тыс.
Концепция внедрения биоэнергетического оборудования для производства тепла в Украине до 2020 года
Тип оборудования | Емкость рынка, ед |
Мощность, МВт | Замещение газа, млрд м куб в год |
Инвестиционные расходы, млн грн |
Население | ||||
Традиционные печки на дровах | 50 000 |
500 |
0,20 |
150 |
Бытовые котлы на дровах и гранулах |
80 000 |
24 00 |
0,97 |
1 920 |
Котлы на соломе и стеблях |
85 |
170 |
0,07 |
170 |
Всего |
130 085 |
3 070 |
1,24 |
2 240 |
ЖКХ и бюджетная сфера |
||||
Котлы на древесине |
2 500 |
1 250 |
0,51 |
1 250 |
Котлы на соломе и стеблях |
500 |
1 000 |
0,40 |
3 500 |
ТЭЦ на древесине |
8 |
240 |
0,10 |
1 440 |
ТЭЦ на соломе и стеблях |
5 |
150 |
0,06 |
900 |
ТЭЦ на ТБО |
5 |
150 |
0,06 |
900 |
ТЭЦ на биомассе энергетических культур |
5 |
150 |
0,06 |
900 |
Всего |
3 023 |
2 940 |
1,19 |
8 890 |
Промышленные и коммерческие потребители |
||||
Котлы на древесине |
400 |
400 |
0,31 |
400 |
Котлы на соломе и стеблях |
350 |
175 |
0,13 |
175 |
Котлы на шелухе подсолнечника |
60 |
480 |
0,37 |
480 |
ТЭЦ на древесине |
5 |
150 |
0,06 |
900 |
ТЭЦ на шелухе подсолнечника |
15 |
450 |
0,17 |
2 700 |
Всего |
830 |
1 655 |
1,04 |
4 655 |
В целом |
133 938 |
7 665 |
3,47 |
15 785 |
При цене на газ в 425 долл. за тыс м куб – средняя стоимость на границе с Россией в 2012 году – и средней цене на биомассу в 300 грн за тонну экономия средств на сокращении потребления газа составляет 8 650 000 000 грн в год.
Таким образом, общие инвестиции, необходимые на реализацию концепции по внедрению биоэнергетического оборудования – 15,8 млрд грн, – окупаются примерно за два года. Важно, что эта экономия будет повторяться из года в год.
Аналогичная концепция по внедрению биоэнергетического оборудования для производства тепловой энергии до 2030 года представлена в следующей таблице. Капиталовложения для ее реализации окупаются примерно за три года.
Концепция внедрения биоэнергетического оборудования для производства тепла в Украине до 2030 года
Тип оборудования | Емкость рынка, ед | Мощность, МВт | Замещение газа, млрд м куб в год |
Инвестиционные расходы, млн грн |
Население | ||||
Традиционные печки на дровах |
50 000 |
500 |
0,20 |
150 |
Бытовые котлы на дровах и гранулах |
80 000 |
2 400 |
0,97 |
1 920 |
Котлы на соломе и стеблях |
1 100 |
2 200 |
0,89 |
2 200 |
Всего |
131 100 |
5 100 |
2,06 |
4 270 |
ЖКХ и бюджетная сфера |
||||
Котлы на древесине |
2 500 |
1 250 |
0,51 |
1 250 |
Котлы на соломе и стеблях |
1 400 |
2 800 |
1,13 |
9 800 |
ТЭЦ на древесине |
10 |
300 |
0,12 |
1 800 |
ТЭЦ на соломе и стеблях |
50 |
1 770 |
0,72 |
9 000 |
ТЭЦ на ТБО |
50 |
1 770 |
0,72 |
9 000 |
ТЭЦ на биомассе энергетических культур |
50 |
1 770 |
0,72 |
9 000 |
Всего |
4 060 |
9 660 |
3,91 |
39 850 |
Промышленные и коммерческие потребители |
||||
Котлы на древесине |
400 |
400 |
0,31 |
400 |
Котлы на соломе и стеблях |
1 300 |
650 |
0,50 |
650 |
Котлы на шелухе подсолнечника |
55 |
440 |
0,34 |
440 |
ТЭЦ на древесине |
10 |
300 |
0,11 |
1 800 |
ТЭЦ на шелухе подсолнечника |
20 |
600 |
0,23 |
3 600 |
Всего |
1 785 |
2 390 |
1,48 |
6 890 |
В целом |
136 945 |
17 150 |
7,45 |
51 010 |
На данном этапе разработки концепции для 2020 года и 2030 года в неё не включена тепловая энергия от биогазовых установок. В дальнейшем объемы полезного потребления тепловой энергии, произведенной биогазовыми установками, будут увеличиваться, и это будет учтено в следующих версиях концепции.
Внедрение биоэнергетических технологий имеет положительное социально- экономическое влияние на регионы, где оно реализуется.
Во-первых, при использовании биомассы в качестве топлива деньги за импортируемые энергоносители не попадают к странам-экспортерам, а остаются на месте и работают на развитие местной экономики.
Во-вторых, внедрение технологий производства энергии из биомассы способствует созданию новых рабочих мест, необходимых для производства и обработки биомассы, производства и транспортировки биотоплива и обслуживание биоэнергетического оборудования. Это особенно важно для сел с точки зрения повышения уровня занятости населения.
Опыт стран ЕС показывает, что из всех секторов биоэнергетики наиболее динамично развивается производство тепловой энергии. В Украине ситуация аналогичная: из всего объема биомассы, используемой для производства энергии, львиная доля приходится именно на производство тепловой энергии.
Однако доля тепловой энергии из биомассы в энергобалансе страны низкая – около 6%, и ее росту мешает ряд барьеров. Существующая политика стимулирования биоэнергетики требует радикального и немедленного вмешательства со стороны государства.
![](https://img.ukr.bio/data/articles/img/5999/biomassa_sogreet_ykrainy_2.jpg)
При существующих ценах на ископаемые топлива, тепловую энергию и биомассу внедрение котлов на биомассе для производства тепла является экономически целесообразным и может рекомендоваться для объектов теплоэнергетики в промышленном и бюджетном секторах.
Реализация таких проектов в ЖКХ находится на грани рентабельности. Срок окупаемости проектов по внедрению котлов на древесине и соломе составляет два-три года для промышленного и бюджетного секторов и более семи-десяти лет – для ЖКХ.
Согласно концепции, разработанной БАУ, вклад биомассы в производство тепловой энергии в Украине может достичь 14% в 2020 году и 32% в 2030 году.
По оценке БАУ в 2020 году в Украине может работать биоэнергетическое оборудование общей установленной мощностью 7 665 МВт. Использование биомассы в этом оборудовании приведет к сокращению потребления газа на 3,5 млрд м куб в год и уменьшению выбросов СО2 почти на 7 млн тонн в год.
При текущей цене на газ общие инвестиции, необходимые на реализацию предложенной концепции – 16 млрд грн – окупаются за счет экономии средств на замещении газа биомассой за два года. Важно, что экономия средств будет повторяться из года в год.
К 2030 году мощность биоэнергетического оборудования может вырасти до 17 150 МВт. Экономия газа составит 7,5 млрд м куб в год, уменьшение выбросов СО2 – 15 млн тонн в год, а количество новых рабочих мест – 24 тыс.
Инвестиции на внедрение этого оборудования – 51 млрд грн – окупятся за счет экономии средств на потреблении газа – 19 млрд грн – менее чем за три года.