Від газової «сокири» — до енергетичного «гаю»

На фото саджанці енергетичної верби. У райцентрі Борщів на Тернопільщині один із міських дитсадків в опалювальний сезон 2008—2009 років газом уже не обігрівали. Котельню перевели на альтернативні види палива. У місті — дев'ять деревообробних цехів і підприємств. Тому відходів деревини, а також деревної тріски цілком вистачає, щоб опалювати не лише «Лісову казку», а й два інші дошкільні заклади. У міській раді підрахували: за нинішньої ціни газу для бюджетної сфери та за сьогоднішньої абонентної плати тепло для цього дитсадка обійшлося б у 260 тис. грн на опалювальний сезон. А кілокалорії, отримані від спалювання деревини, разом з обслуговуванням їх виробництва коштуватимуть лише 86 тис. грн. Тож економія очевидна! «Працівники держлісгоспів і облавтодору спалюють відходи санітарних рубок лісу та полезахисних лісосмуг, — не приховує подиву міський голова Борщева Іван Башняк. — Не вистачає фантазії спрямувати цю деревину на потреби соціальної, бюджетної сфери. Але це ще не вся сировина, здатна замінити блакитне паливо...»

Суспільство має змінити ставлення до біомаси з енергетичних рослин і фітоенергетики загалом. А виробникам біопалива потрібно по-новому оцінити енергетичний потенціал сільськогосподарських культур і економічно обґрунтувати доцільність їх вирощування. Адже новітні технології переробки біомаси дають змогу перетворювати її енергію і на рідкий стан, зокрема етанол і бутанол, і на твердий — брикети, пелети, і на газоподібний — біогаз, метан.

Відновлювані джерела енергії на основі біомаси вже тривалий час розвивають у Західній Європі. Цей напрям науки розробляється і в низці українських наукових установ, зокрема в Інституті цукрових буряків (ІЦБ) Української академії аграрних наук. Вирощування біосировини для цього наукового підрозділу — справа не нова. Невипадково його партнерами є вчені з Нідерландів і Норвегії з технопарку Energigarden та співробітники Національного ботанічного саду ім. М. Гришка, які мають багаторічний досвід вирощування фітоенергетичних культур в Україні.

«Для виробництва етанолу, бутанолу і біогазу цукровий буряк — культура перспективна й економічно вигідна, — переконує завідувач сектору технології вирощування цукрових буряків для виробництва цукру і біопалива ІЦБ УААН, кандидат сільськогосподарських наук Михайло Гументик. — Її енергетична здатність — 135—150 ГДж/га. З однієї тонни коренеплодів цукрового буряка, застосовуючи відповідну технологію, можна отримати 500 кубометрів газу метану, а переробивши одну тонну гички — 400 кубометрів. За анаеробного бродіння, без доступу кисню, цукровмісної біомаси, в основі якої сахароза і фруктоза, можна отримати до 90 % зосередженої в ній енергії.

Собівартість 1000 кубометрів такого біогазу становитиме близько 350 гривень, що в шість-вісім разів нижче за ціну природного газу для небутових споживачів України. За розрахунками закордонних фахівців, посіявши близько 5 млн га цукровмісних енергетичних культур для виробництва біогазу, Україна за наявності відповідної кількості біогазових установок може забезпечити себе власним газом. Біогаз — це суміш 65—75 % метану і 20—30 % вуглекислого газу, а також незначної кількості сірководню, азоту й водню. Його може бути переведено в рідкий стан для використання в побуті та заправлення автомобілів. Один кубометр біогазу дає 5—7 кілокалорій тепла й еквівалентний 4 кВт·год електроенергії, або 0,6 л дизпалива, або 1,5 кг вугілля, або 3,5 кг дров».

Завідувач сектору Інституту цукрових буряків УААН Михайло Гуменюк на плантації

Перспективними з погляду енергетики стають культури на основі целюлози й лігніну, які мають під час вирощування велику продуктивність з одного гектара площі. Але для України технології переробки целюлози на цукор із подальшою ферментацією для отримання етанолу й бутанолу — високовитратні. А ось виробництво твердого біопалива на основі брикетів і пелет не потребує великих капіталовкладень.

Відповідно до технології вирощування, способів і термінів збирання розділімо енергетичні сільськогосподарські культури на дві групи — однорічні злакові (цукрове сорго, просо) і багаторічні рослини (міскантус, свічграс, щавнат, сіда, топінамбур і швидкорослі дерева, зокрема енергетична верба, тополя).

«В кінці греблі ростуть верби, що я насадила», — співається в народній пісні. У Борщеві вони в кінці греблі не ростуть. Бо там ці верби — енергетичні. Невелику плантацію міський голова Іван Башняк називає образно — «перші паростки енергетичної незалежності». Якщо перекласти це мовою науки, то енергетична верба (Salix) справді є перспективною культурою для отримання твердого біопалива у вигляді брикетів і пелет.

«За три роки енергетична верба виростає до шести-семи метрів заввишки і має велику кількість паростків. Насадження залишаються продуктивними впродовж 20—25 років. І в цей період урожай можна збирати кожні три роки в кількості 30 т/га сухої речовини. Особливість і перевага цієї верби — вона стійка до морозів, посухи та шкідників, може рости на ґрунтах різного типу — на пагорбах, у ярах і на непродуктивних землях, що потребують рекультивації. Теплоутворювальна здатність абсолютно сухої верби не відрізняється від теплоутворювальної здатності інших порід деревини й становить приблизно 17—18 МДж/кг. Але одна тонна верби з вологістю 40 % забезпечує 1 Гкал тепла, тоді як така сама кількість сухої сировини за вологості 15 % дає 2 Гкал тепла», — розповідає про цінні властивості енергетичної верби завідувач відділу технології вирощування цукрових буряків для виробництва цукру і біопалива ІЦБ УААН, доктор сільськогосподарських наук Василь Курило.

Досвід «зеленої» енергетики є в Норвегії, Данії, Німеччини, Австрії, Польщі. Найбільших успіхів у цій сфері демонструє Швеція. Тут плантації верби займають понад 20 тисяч гектарів. З неї отримують сировину навіть для теплоцентралей. Україна лише закладає перші дерева енергетичного «гаю». На Волині плантацію в 25 гектарів енергетичної верби посадили у фермерському господарстві Олександра Веремчука з села Секунь Старовижівського району. У Львові також планують цього року засадити вербою 100 гектарів. А в Борщеві на Тернопільщині є 100 гектарів земель запасу, малопридатних для вирощування зернових культур. І тому далекоглядним є рішення керівників міста — закласти 2009 року на площі 4 га розсадник енергетичних культур з подальшим його збільшенням.

Які ще енергетичні культури хочуть вирощувати в Борщеві? До них належить міскантус (gigantheus), який розмножується кореневищем і має високий енергетичний потенціал порівняно з іншими культурами та позитивний баланс щодо гумусу. Адже після чотирьох років вирощування він накопичує 15—20 тонн підземної біомаси, еквівалентної 8—9 т/га вуглецю. Плантацію міскантусу можна використовувати в комерційних цілях 15—20 років. Дуже близькі за своїми властивостями до міскантусу багаторічне сорго «трава Колумба» і багаторічна рослина свічграс (Panicumv Virgatum L.) з великим листяним покривом. У цієї трави продуктивність біомаси: від 10 тонн сухої речовини на малородючих ґрунтах і до 25 тонн — на високородючих. Свічграс — посухостійка культура з добре розгалуженою кореневою системою, що поглинає поживні речовини з глибоких горизонтів, і придатна для вирощування на кислих ґрунтах. Перелічені рослини не забирають великої кількості поживних речовин із ґрунту, як, наприклад, посіви ріпаку та соняшнику.

Енергетичний потенціал біомаси, наявної в Україні в різному вигляді, становить 24 млн тонн умовного біопалива на рік. Але використовується він зараз лише на 2 %. Біомасу вигідно вирощувати в різних регіонах країни, особливо в сільськогосподарських. Під час вирощування енергетичних культур витрати в перерахунку на еквівалент енергії в десятки разів нижчі порівняно з вартістю енергоносіїв, отриманих із традиційних джерел. Поза всяким сумнівом, позитивний вплив енергетичних культур на збереження й відтворення екосистем дасть змогу позбутися проблем, пов'язаних із забрудненням довкілля, мінімізує тенденції глобального потепління. І, нарешті, «енергетичні» місцевості отримають значну кількість робочих місць і нові податки до місцевих бюджетів.