Проект групи компаній «МЕДІА-ПРО»
Отримувати новини

Статті

Повернутися до переліку cтатей
Читайте в журналі

Як використати малопродуктивні землі для вирощування сталої біосировини для енергетики?

Стаття дасть відповіді на запитання:

  • Чи можна ефективно використати покинуті, забруднені чи малопродуктивні землі?
  • Які енергетичні культури прийнятні для вирощування в Україні?
  • Яка технологія вирощування енергетичних культур: кілька важливих акцентів
  • Чи вигідно вирощувати енергетичні культури в Україні? Приклад розрахунку

 

Чи можна ефективно використати покинуті, забруднені чи малопродуктивні землі?

Ствердну відповідь на це запитання дає проект, який розпочався у 2016 році. Він має назву «Стимулювання вирощування сталої сировини для виробництва біопалив другого покоління на покинутих та забруднених землях в Європі» (FORBIO). Проект фінансується в межах програми Європейського Союзу з науки та інновацій «Горизонт 2020». Він покликаний продемонструвати життєздатність використання земель в країнах — членах ЄС і Україні для сталого виробництва біоенергетичної сировини, яке не впливає на постачання продуктів харчування та кормів, а також не зачіпає земель, що на сьогодні використовуються для рекреаційних та/або природоохоронних цілей.

Україна стала однією з демо-країн разом із Італією та Німеччиною, в яких проводиться основна діяльність проекту, результати якого покликані закласти підґрунтя для побудови і зміцнення місцевих біоенергетичних ланцюгів, що є конкурентоспроможними та відповідають найвищим критеріям сталості, сприяючи виходу на ринок сталої біоенергетики в країнах ЄС і Україні (рис. 1).


Рис. 1. Концепція проекту Forbio

Демонстраційний майданчик проекту в Україні знаходиться в Іванківському районі Київської області недалеко від села Кухарі в зоні змішаних лісів, що називається Полісся. Ця зона характеризується помірно-континентальним кліматом із середньорічною температурою близько 7°С. Щорічна кількість опадів тут становить 500–600 мм. Ділянка під плантацією знаходиться у 25 км від кордону 30-кілометрової Чорнобильської зони з характерними для району піщаними, супіщаними та дерново-підзолистими ґрунтами.

Які енергетичні культури прийнятні для вирощування в Україні?

Для демонстраційного майданчику проекту в Україні була проведена агрономічна оцінка та визначені потенційні енергетичні культури, які можуть вирощуватись в умовах України для виробництва різних видів біопалив. Серед енергокультур, що можуть бути потенційною сировиною для виробництва як твердих біопалив (тріска, пелети), так і біопалив другого покоління (етанол з лігноцелюлози), були визначені такі багаторічні трави, як міскантус, просо прутоподібне, сіда та сильфій пронизанолистий. Серед дерев з коротким періодом зростання і рубки потенційними є тополя, верба, сосна звичайна, робінія звичайна (рис. 2).


Рис. 2. Перспективні біоенергетичні культури для вирощування в Україні

Серед усіх енергетичних культур, що вирощуються зараз в Україні та, зокрема, в агроекологічній зоні Полісся, найбільша кількість досліджень з доступними результатами належить саме вербі (Salix), врожайність якої становить від 11 до 25 сухих тон для різних сортів і різного віку плантацій (рис. 3).


Рис. 3. Результати досліджень вирощування різних сортів верби в Україні

Зараз існують виведені промислові сорти верби з гарними характеристиками, тому, вибираючи енергетичну культуру, ви завжди можете проконсультуватись зі спеціалістами, які вже мають багаторічний досвід з вирощування тієї чи іншої енергетичної культури.
Для плантації в Іванківському районі були обрані сорти верби шведської селекції Tora, Tordis і Inger, які мають підвищену стійкість до хвороб та негативного впливу паразитів.

Які площі зараз займають енергетичні культури в Україні?

В Україні наразі існує більше 4 тис. га плантацій енергетичних культур, серед яких найбільші площі займають верба (більше 2 тис. га) і міскантус (більше 750 га) (таблиця 1). Потенціал малопродуктивних земель для вирощування енергетичних культур в Україні набагато більший і становить приблизно 4 млн га.

Таблиця 1. Площі під енергетичними культурами в областях України (вибрані дані)

Область України

Площа, га

Енергетичні культури

Компанія

Волинська

1488

Верба

ТОВ «Salix Energy»

Дніпропетровська

30

Міскантус

ТОВ «КСГ Агро»

Житомирська

67

Міскантус

ІБКіЦБ НААН

Закарпатська

5

Верба

ГО «Молочай»

Івано-Франківська

200

Верба, тополя

ТОВ «Вербава», ПП «Степан Мельничук»

Київська

304

Верба, міскантус

ТОВ «УкрАгроЕнерго», ТОВ «ЕнергоАграр»

Львівська

450

Верба, тополя, міскантус, свічграс

ТОВ «Salix Energy», УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого, ТОВ «Біопроект»

Полтавська

7,5

Верба, міскантус, свічграс

ІБКіЦБ НААН, PhytoFuels Investments

Рівненська

36

Верба

Інститут с/г Західного Полісся НААН, ГО «Рівненський центр маркетингових досліджень»

Харківська

12

Міскантус

ТОВ «Квадро», ФОП Кателевський

Хмельницька

207

Міскантус

ТОВ «ЕнергоАграр»

 

Які вимоги до ділянки для плантації енергетичних культур?

При виборі ділянки для плантації одним із основних параметрів, який треба оцінити, є ґрунти. Зазвичай енергетичні культури добре ростуть на середніх і важких суглинистих ґрунтах, які добре аеровані, за кислотності у межах pH 5–7,5. Здатність ґрунту утримувати вологу теж важлива, тому вирощування на легких піщаних ґрунтах не рекомендується через можливу проблему з доступністю води.

З іншого боку, вибір для ділянки заплав і чутливих водно-болотних угідь може ускладнити роботу важкої техніки, особливо для садіння та збору врожаю. Негативним впливом на вологі ґрунти може стати ущільнення ґрунту, тому для таких ґрунтів використання важкої техніки рекомендується або у дуже сухі періоди, або коли ґрунт заморожений. Мілкі (тобто з тонким шаром гумусу) ґрунти теж використовувати не рекомендується через низьку врожайність на них.

Оптимальним є шар родючого ґрунту не менше 0,5 м. Проте слід пам’ятати, що вирощування на органічних та торф’яних ґрунтах може ускладнити контроль бур’янів на плантації.

Не тільки здатність ґрунту утримувати вологу, а й доступність цієї вологи є важливою для плантацій енергетичних культур, хоча і відрізняється для різних видів, сортів і клонів. Важливо підібрати культуру до конкретних умов ділянки, віддаючи перевагу територіям з більшою кількістю опадів або доступом до ґрунтових вод чи іншою доступністю води (водні об’єкти, стічні води). Для успіху плантації важливо не виконувати садіння в посушливий період, щоб забезпечити достатню кількість вологи в ґрунті на етапі вкорінення.

Більша потреба у воді енергетичних культур, ніж сільськогосподарських, може допомогти зменшити витоки небезпечної кількості поживних речовин в прилеглі водойми або ґрунтові води в разі вирощування плантацій енергетичних культур як буферних зон на територіях з інтенсивним веденням сільського господарства.

Для великих плантацій ділянки зі схилами не повинні перевищувати 10% плантації для уникнення проблем із технікою, особливо під час вологих умов. Гарний доступ до сільських доріг забезпечить легкий прохід необхідної техніки для догляду за плантацією. Дороги з твердим покриттям повинні знаходитись якомога ближче до плантації для забезпечення стабільного вивозу біомаси під час збору врожаю взимку.

Яка технологія вирощування енергетичних культур: кілька важливих акцентів?

Зі стандартної технологічної карти для верби видно, що основна інтенсивність припадає на перші 2 роки (таблиця 2). У підготовчий рік проводяться такі технологічні операції з обробітку ґрунту, як глибоке дискування, внесення гербіциду та добрив, а також оранка. Технологічні операції першого року включають передпосадкову культивацію, садіння та догляд за насадженнями. Догляд за плантацією першого року є дуже важливим для рослин, які ще вкорінюються і мають недостатньо розвинену кореневу систему. Процес повинен включати технологічні операції із захисту від бур’янів та шкідників.

Хоча енергетичні культури мають здатність добре рости на малопродуктивних сільськогосподарських землях, для забезпечення росту рослин на початковому етапі доцільне внесення у перший рік добрив, що мають належну кількість поживних речовин, недостатніх у ґрунті. При виборі добрив для плантації енергетичних культур потрібно обирати ті, які підходять для вашого типу ґрунту. Для техніко-економічної оцінки вирощування верби на дослідній ділянці проекту FORBIO в Україні були використані такі засоби захисту рослин, як гербіциди Раундап Макс та Стомп, а також інсектицид Гаучо, що використовувались у перший рік промислової плантації.

Збір врожаю виконується на третій рік існування плантації та в подальшому кожен третій рік. Для 24-річної плантації кількість зборів врожаю дорівнює 8, при чому врожайність першого і останнього років буде на 30–40% меншою.

Таблиця 2. Технологічні операції для промислової плантації верби

Рік

№ п/п

Сільськогосподарські операції

Період, місяць

 0 рік

0–1

Дискування на глибину до 12 см

VIII

0–2

Підвезення води для приготування гербіциду

VIII

0–3

Приготування та внесення гербіциду

VIII

0–4

Транспортування мінеральних добрив

IX

0–5

Внесення добрив

IX

0–6

Оранка на глибину до 30 см

IX

1-й рік

1–1

Передпосадкова культивація

IV

1–2

Підготовка та завантаження саджанців

IV

1–3

Транспортування саджанців

IV

1–4

Садіння на глибину до 20 см з міжряддями: подвійн. 1,5 та один. 0,75 м з інсектицидною обробкою

IV

1–5

Підвезення води для приготування гербіциду

IV

1–6

Приготування та внесення гербіциду

IV

1–7

Міжрядний обробіток ґрунту фрезою між суміжними рядками

V

1–8

Перше міжрядне дискування

V

1–9

Підвезення води для приготування гербіциду

V

1–10

Приготування та внесення гербіциду з карбамідом

V

1–11

Друге міжрядне дискування

VI

3-й рік

3–1

Збір біомаси у 3-й рік

після опадання листя

3–2

Транспортування біомаси

 

3–3

Приготування та внесення добрив

 

6-й, далі кожен 3-й рік

6–1

Збір біомаси у 6-й рік

після опадання листя

6–2

Транспортування біомаси

 

6–3

Приготування та внесення добрив (крім 24-го року, як останнього року плантації)

 

Ліквідація плантації

 

Чи вигідно вирощувати енергетичні культури в Україні? Приклад розрахунку

Залежно від призначення плантації, економічно вигідними є ділянки не менше 2–5 га. Невеликі ділянки доцільно використовувати фермерам для покриття власних енергетичних потреб за умови використання переважно власної ручної праці.

Вирощування енергетичних культур у масштабах більше 2–5 га вже потребує значних інвестицій.

Вагомою складовою капіталовкладень є інвестиції у техніку, необхідну для садіння та догляду за плантацією, а також для збору врожаю біомаси (таблиця 3). Більша частина техніки, необхідної для плантації, — це звичайна сільськогосподарська техніка, яка зазвичай вже є в наявності у агровиробників. Аграріям у такому разі знадобиться лише придбати або орендувати техніку для садіння та збору енергетичної культури, що суттєво зменшує суму інвестицій та скорочує термін окупності.

Таблиця 3. Техніка, необхідна для плантації енергетичної верби

Тип

Вартість, євро

Необхідно мати в наявності (min.), одиниць

Трактори 

ХТЗ-242

50 682

1

John Deere 6920

81 268

1

МТЗ-892

17 883

1

John Deere 8360R

199 115

1

К-700

19 000

1

С/г машини 

Комбайн John Deere 7300

179 204

1

Навісний подрібнювач на комбайн HSAB's SRC

79 646

1

Борона БДВП-5,5

16 114

1

Цистерна РЗС-6

20 870

1

Оприскувач HARDI RANGER 

28 872

1

Тракторний причеп 2ПТС-6

4 204

4

Розкидувач добрив РУН-0,8

1 364

1

Плуг KUHN 6-корпусний

37 426

1

Культиватор КПС-8

13 164

1

Саджалка Egedal 4-рядна

89 602

2

Культиватор Celli Ranger 400

12 832

1

Лущильник дисковий ЛСД-3,7

9 027

1

Цистерна для рідких органічних добрив ВНЦ-20

25 295

1

Інвестиції в техніку, євро

987 782

 

У рамках техніко-економічної оцінки для майданчика в Україні було проведено розрахунок вартості деревної тріски верби з доставкою до котельні або заводу з виробництва біопалива другого покоління для визначення прийнятності цього проекту для реалізації.

Для розрахунку приймався сценарій використання земель, за якого передбачається використання власних маточників для отримання посадкового матеріалу для промислової плантації (таблиця 4). Саджанці, отримані з маточної плантації, будуть три роки висаджуватись на три групи полів площею по 667 га для отримання промислової плантації загальною площею 2000 га.

Таблиця 4. Сценарій закладання промислової плантації 2000 га

Тип плантації

Площі по роках, га

2015

2016

2017

2018

2019

2020

Маточна плантація

30

50

80

 

 

 

Промислова плантація

 

 

50

667

667

667

 

Для розрахунку собівартості тріски верби за 10-річного циклу плантації, протягом якого будуть проведені 3 збори врожаю, враховувались витрати на придбання посадкового матеріалу, засобів захисту рослин, мінеральних добрив, дизельного палива, а також витрати на оренду землі та повернення капіталу.

Результати розрахунків показали, що окупність проекту з продажу тріски становить 10 років для собівартості сухої тони тріски у 28,7 євро (таблиця 5). За вологості 40 % та строку окупності 7 років собівартість становитиме 23,76 євро/т, що у порівнянні із існуючими цінами на біопаливо (таблиця 6) дає можливість продавати вербову тріску за ринковою ціною, повністю повернувши свої інвестиції після другого збору врожаю.

Таблиця 5. Визначення вартості тріски з доставкою

Витрати

Євро/га×рік

Євро/сух.т×рік

Закладення плантації

123,4

12,34

Оренда землі

13

1,3

Внесення добрив

32

3,2

Збір врожаю (один прохід для одного рядку)

32

3,2

Ліквідація плантації

15,7

1,57

Повернення капіталовкладень (2,5 %)

35

3,5

Зберігання та транспортування біомаси (50 км)

35

3,5

ФІНАЛЬНА ВАРТІСТЬ З ДОСТАВКОЮ

 

28,7

 

Таблиця 6. Порівняння собівартості вербової тріски (для строку окупності 7 років) та ринкових цін на інші біопалива

Вид біопалива

Вартість без ПДВ, грн/т

Калорійність, ГДж/т

Вологість, %

Тріска верби

748

10

40

Тріска деревна

1000–1800

10–14

20–40

Дрова

700–1900

10–14,5

40

Брикети деревні

2000–3000

15,5–17,0

10

Пелети деревні (А1)

3300–3500

17,5

10

Пелети деревні (А2)

2600–2900

16,5

10

Пелети деревні (без стандарту)

2000–2900

15,5–16,5

10

Пелети з лушпиння

1000–2500

14,0–17,5

10

Пелети з соломи

1400–2200

14,0–15,5

10

 

Таким чином, вирощування енергетичних культур на малопродуктивних землях — економічно обґрунтований напрямок агровиробництва із строком окупності до 7 років.
Із зібраного врожаю біомаси можливо отримати біопалива, що відповідають критеріям сталості відповідно до законодавства ЄС, у тому числі біопалива другого покоління. Для закладання енергетичних плантацій та догляду за ними переважно використовується широко поширена стандартна сільськогосподарська техніка, яка є у більшості агровиробників, та представлені на вітчизняному ринку засоби захисту рослин. Наявність вільних земель, непридатних для традиційного рослинництва, та сприятливих для енергетичних культур умов створює можливості для запровадження місцевих сталих біоенергетичних ланцюгів.

Визначення раціональних підходів до вирощування та логістики сталої біосировини з можливістю її переробки у біопалива другого покоління в умовах України проводиться проектом «Стимулювання вирощування сталої сировини для виробництва біопалив другого покоління на покинутих та забруднених землях в Європі» (FORBIO) у межах програми ЄС з науки та інновацій «Горизонт 2020».

Матеріал підготовано Трибой О. В., старшим консультантом ТОВ «НТЦ «Біомаса», та Драгнєвим С. В., старшим консультантом ТОВ «НТЦ «Біомаса»

Джерело: журнал «Екологія підприємства» № 7, 2018

Розсилка новин