Сировиною для виробництва біогазу можуть бути практично будь-які матеріали, що містять в собі значну частку органічної речовини, що піддається розпаду біохімічними способами, та які не містять речовин, що пригнічують життєдіяльність бактерій. Таким чином, перелік відходів, побічних продуктів та сировини, придатних для виробництва біогазу обчислюється сотнями окремих видів, до яких належать побічні продукти тваринництва, рослинництва, харчової промисловості, а також спеціально вирощені культури рослин.
З точки зору проектів виробництва біометану в Україні, найбільш ймовірним, з врахуванням технологічної доцільності, доступності та обсягів, може бути використання гною свиней, гною ВРХ, а також курячого посліду сільськогосподарських підприємств, жому цукрових буряків, рослинних решток основних сільськогосподарських культур, а також спеціально вирощеної кукурудзи на силос.
Для оцінки обсягів утворення побічної продукції використано дані Державної служби статистики про наявне загальне поголів’я тварин на сільськогосподарських підприємствах станом на березень 2019 року, збір урожаю основних сільськогосподарських культур за 2018 рік. При оцінці потенціалу виробництва біометану враховано технічну доступність збору, частку технічно доступної біомаси, яку можливо відібрати для виробництва біогазу, вміст сухої речовини та золи, а також літературні дані щодо питомого виходу метану з одиниці маси органічної речовини для різних видів побічних продуктів.
В розрахунку прийнято, що частка біомаси пожнивних решток (соломи, стебел кукурудзи, соняшнику), яку можна відбирати на виробництво біогазу складає 30-40% від технічно доступної маси. При цьому зброджена маса з пожнивних решток повертається на поля, що збалансовує потребу в поживних елементах.
При оцінці потенціалу використання кукурудзи на силос зроблено припущення, що загальна маса силосу кукурудзи буде пропорційною загальній масі утворюваного гною та посліду у співвідношенні 1,5:1, відповідно. Оцінка необхідних площ землі під вирощування кукурудзи на силос враховує дані статистичної звітності щодо її урожайності за останні роки в розрізі регіонів України.
Загальний оцінений потенціал виробництва метану з розглянутих видів побічних продуктів і силосу кукурудзи складає 7,8 млрд нм³ СН4 на рік, станом на 2018 рік, що складає майже 40% від обсягів добування природного газу в Україні або майже 25% від загального обсягу споживання ПГ за 2018 рік.
Майже половину потенціалу виробництва біогазу можна забезпечити використанням пожнивних решток, ще 35% – вирощуванням кукурудзи на силос (Рис. 1). Гній та послід в сумі складають лише 11% потенціалу, ще 4,7% – потенціал виробництва біогазу з жому цукрових буряків.
Рис. 1 – Структура потенціалу виробництва біогазу в Україні (2018), млн нм³СН4/рік
Для вирощування кукурудзи на силос обсягом 26 млн т необхідно 1,15 млн ріллі. Середня урожайність кукурудзи на силос по Україні за період 2012-2016 рр складала 21,8 т/га, діапазон – від 6,4 т/га в Закарпатській області до 34,0 т/га в Сумській області. В розрізі регіонів оцінена необхідна частка ріллі під вирощування кукурудзи на силос до загальної площі, що використовується під вирощування основних сільськогосподарських культур, складає від 2 до 25%, а загалом по Україні – 6% (Рис. 2).
Рис. 2 – Необхідна площа ріллі під вирощування кукурудзи на силос по регіонам України, тис. га
Серед пожнивних решток найбільший внесок в потенціал виробництва біогазу вносять солома пшениці (36,4%) та стебла кукурудзи (34,6%). Прослідковується тенденція до збільшення загального потенціалу пожнивних решток в Україні, що очевидно пов’язано з підвищенням урожайності культур.
Абсолютним лідером за потенціалом виробництва біогазу є Вінницька область (10% загального потенціалу). Київська, Черкаська і Полтавська область сумарно забезпечують ще майже 25% потенціалу (Рис. 3). Найменші потенціали зосереджено в Закарпатській, Чернівецькій, Рівненській та Івано-Франківській областях.
Рис. 3 – Структура потенціалу виробництва біогазу по регіонам України (2018 р.)
В частині власне пожнивних решток лідируючі позиції займають Вінницька та Полтавська області, найменше пожнивних решток в Закарпатській, Чернівецькій та Івано-Франківській областях (Рис. 4).
Рис. 4 – Структура потенціалу виробництва біогазу з пожнивних решток по регіонам України (2018 р.)
Оцінений потенціал не є верхньою межею, оскільки ще є потенціал його розширення за рахунок використання інших видів побічної продукції, збільшення урожайності культур та загального поголів’я тварин на фермах, залучення більших площ землі під вирощування кукурудзи на силос, використання маргінальних земель під вирощування енергетичних культур на біогаз.
Автор: Петро Кучерук
Читайте також:
Виробництво біометану в Європі у 2011-2017 рр.
Прогноз виробництва біометану в Європі
Потенційні ринки споживання біометану в Україні