Словаччина, разом із Фінляндією, є найбільш лісистою і водночас найбільш сільською країною в Європейському Союзі (ЄС), яка зумовлює її та зобов'язує до економічного, але також поступового використання природного потенціалу країни. Особливо в той час, коли основна функція сільського господарства, забезпечення харчування людей, доповнюється новою - використання сільськогосподарської продукції для енергетичних цілей.
Ця функція сільського господарства інтегрована не тільки в оброблених перспективах та прогнозах подальшого розвитку сільського господарства, але вона стає частиною концептуальних, стратегічних та законодавчих інструментів держави та ЄС.
Енергоспоживання біомаси
Біомаса - одне з найбільш універсальних і поширених джерел енергії на нашій планеті. Це біологічно розкладається компонент продукту або решта рослинних і тваринних речовин сільського, лісового та біологічного розкладу промислових та комунальних відходів. Порівняно з іншими формами відновлюваних джерел енергії, такими як енергія вітру, води або сонця. Величезною перевагою біомаси є те, що її можна використовувати в будь-якій точці світу. Загальна маса біомаси на Землі, включаючи вологу, становить 2000 мільярдів тонн, тоді як маса біомаси, розрахована на людину, становить 400 тонн.
Викопне паливо, яке ми сьогодні інтенсивно використовуємо (вугілля, нафта, природний газ), негативно впливає на навколишнє середовище: при спалюванні в атмосферу викидаються речовини, які мільйони років зберігаються під земною поверхнею. Навпаки, спалювання біомаси є нейтральним з точки зору викидів парникових газів.
Найбільш розповсюдженим паливом з категорії біомаси є деревина, яку можна використовувати як грудку деревини, у вигляді відходів (тріска, стружка, тирса тощо) або цілеспрямовано вирощувати як енергетичну деревину (наприклад, верба, тополя).
Інші джерела, які відіграють дедалі важливішу роль у світових економіках, зокрема включає сільськогосподарську біомасу. Він підходить для виробництва тепла при спалюванні (наприклад, зернових, ріпаку, кукурудзи, соломи соняшнику) або для виробництва біогазу (з екскрементів худоби, відходів з харчових підприємств, із зеленої речовини та силосу). Сільськогосподарська біомаса використовується для виробництва рідкого біопалива першого покоління для виробництва MERO (метиловий ефір ріпакової олії) або біоетанолу (кукурудза, зерно, цукровий буряк). Біопаливо - найчастіше біоетанол, біобутанол та біодизель - вважається майбутнім альтернативним джерелом енергії для транспорту. Європейська комісія вважає біомасу важливою частиною енергетичного майбутнього Європи.
Національний план дій з енергії з відновлюваних джерел, підготовлений Міністерством економіки та будівництва Словацької Республіки, який був затверджений у 2010 році, зокрема, передбачає:
Збільшення частки відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) для виробництва електроенергії та тепла з метою створення адекватних додаткових ресурсів, необхідних для задоволення внутрішнього попиту, є одним з основних пріоритетів Енергетичної політики Словацької Республіки, яка була затверджена в 2006 році.
Підтверджується, що використання ВДЕ як внутрішнього джерела енергії певною мірою підвищує безпеку та часткову диверсифікацію енергопостачання та водночас зменшує залежність економіки від нестабільних цін на нафту та газ. Їх використання базується на передових та екологічно чистих технологіях та сприяє зменшенню викидів парникових газів та забруднюючих речовин.
ВДЕ сприяють зміцненню та диверсифікації структури промисловості та сільського господарства. Раціональне управління вітчизняними відновлюваними джерелами енергії відповідно до принципів сталого розвитку може сприяти тому, щоб стати одним із стовпів здорового економічного розвитку суспільства.
На підтримку виробництва електроенергії з ВДЕ, Закон № 309/2009 зб. щодо сприяння відновлювальним джерелам енергії та високоефективної когенерації та про внесення змін до деяких законів, що покращило функціонування ринку електроенергії у сфері ВДЕ та створило стабільне ділове середовище. Це забезпечило довгострокову гарантію закупівельних цін на 15 років і одночасно також визначило напрямок виробництва електроенергії з ВДЕ, оскільки сприяло будівництву малих та децентралізованих об'єктів.
Зростання цін на викопне паливо перенесло біомасу як енергетичну альтернативу до центру економічної та політичної уваги. У Словаччині вже є великі виробничі потужності з виробництва пелет та брикетів, які повинні розмістити більшу частину своєї продукції на зовнішніх ринках. Це гарантує, що навіть при швидко зростаючій кількості встановлених котлів на біомасі не виникне проблем із забезпеченням цього палива. Тому пріоритетом є біомаса, використання якої у багатьох випадках може конкурувати за ціною з викопним паливом. Збільшення його використання, економія енергії, а також використання геотермальної та сонячної енергії призведе до зменшення споживання природного газу для опалення.
Частка ВДЕ у секторах тепла, електроенергії, транспорту та загального валового кінцевого споживання.
Законодавчо також створені умови для підтримки використання очищеного біогазу - біометану. Після дотримання технічних умов допускається пільговий доступ біометану до розподільчої мережі та його розподіл. Допомога надається виробнику електроенергії з біометану, який виробляє електроенергію в процесі когенерації. Доповнюючи законодавство, необхідно гарантувати виробнику біометану збір біометану, якщо він відповідає всім вимогам учасника ринку газу.
У галузі біопалива очікується значне збільшення біопалива II. покоління, що внесе вагомий внесок у досягнення цільового показника у розмірі 10% на транспорт. Навіть у випадку поступового збуту електромобілів існує припущення, що внесок у досягнення цілі буде нижчим, ніж у випадку ІІ. виробництво біопалива.
Напрямок Словацької Республіки у використанні ВДЕ виражений у Стратегії енергетичної безпеки Словацької Республіки, яка була затверджена в 2008 році і яка говорить, що ВДЕ мають найбільші перспективи до 2020 року у виробництві тепла та холоду.
Відповідно до ч. 4 ст. 1 Директиви 2009/28/ЄС, держави-члени повинні встановити цільові показники частки енергії з відновлюваних джерел у 2020 році в таких секторах:
- виробництво тепла та холоду;
- виробництво електроенергії;
- транспортування.
Крім того, транспортна мета повинна бути сумісною з вимогами статті 3 (1). 4 Директиви 2009/28/ЄС, згідно з якою частка енергії з відновлюваних джерел у транспорті повинна становити не менше 10%.
З точки зору своєї перспективи, біомасу можна вважати ключовим відновлюваним джерелом енергії як на рівні малих, так і великих технологічних одиниць. На це вже припадає близько 14% світового споживання первинної енергії. Однак для трьох чвертей населення Землі, яке проживає переважно в країнах, що розвиваються, воно є найважливішим джерелом палива. В середньому його частка у споживанні енергії в цих країнах становить близько 38% (у деяких країнах до 90%). Можна припустити, що із збільшенням чисельності населення та зменшенням запасів викопного палива його значення у світі буде продовжувати зростати.
Біомаса також є важливим ресурсом у деяких розвинених країнах. У Швеції або сусідній Австрії на це припадає близько 15% споживання енергії (у нас це менше 6%). У США частка біомаси в первинних джерелах становить близько 4%, що становить приблизно стільки енергії, скільки отримують на атомних електростанціях. Більшість енергії з біомаси покриває споживання тепла, але також відіграє значну роль у виробництві електроенергії
Біомаса, вирощена на сільськогосподарських землях, може замінити енергію, вироблену ядерними реакторами, навіть без наслідків підвищення ціни на сільськогосподарські культури. Крім того, біомаса, вирощена для виробництва етанолу, може замінити понад 50% імпортованої олії.
Біомаса суттєво відрізняється від інших джерел енергії, оскільки для її зростання потрібен ґрунт. Загалом можна сказати, що природне виробництво біомаси становить близько 5 тонн з гектара на рік для деревних рослин. Однак цю величину можна значно збільшити, покращивши землеробство та вибір рослин. Наприклад вирощування швидкозростаючих дерев призводить до збільшення виробництва у 2–10 разів. Підходящим вибором ґрунту та культурних видів у наших кліматичних умовах є спільне отримання біомаси (сухої речовини) на рівні 10-15 т/га/рік.
На основі методу, що використовується у виробництві енергії з біомаси, сьогодні на практиці просуваються такі процеси:
- безпосереднє згоряння;
- термохімічна обробка для підвищення якості (особливо щільності енергії та зберігання) біопалива. Сюди входить напр. піроліз або газифікація;
- біологічні процеси, такі як анаеробне гниття або бродіння, що ведуть до виробництва газоподібного та рідкого біопалива.
Переваги використання біомаси для виробництва енергії
Використання біомаси як джерела енергії також вносить вагомий внесок у розвиток сільської економіки як у країнах, що розвиваються, так і в розвинутих. Перехід до виробництва біопалива має тенденцію до збільшення доходів фермерів, диверсифікації сільськогосподарського виробництва, пожвавлення земель, зменшення викидів від енергії, зменшення перевиробництва продуктів харчування та зменшення субсидій, наприклад за відсутність обробітку ґрунту. Збільшення доходу також призводить до інших - непрямих вигод - таких як місцеве економічне відновлення. Врешті-решт це може призвести до зменшення міграції між селом та містом, що є серйозною проблемою у багатьох країнах світу. Створення нових робочих місць для використання біомаси (збору, переробки та використання) та промислового розвитку, пов’язаного з розвитком технологій, може бути дуже важливим.
Висновок
Сільське господарство вже кілька років працює на рівні ЄС з реформування сільського господарства з метою досягнення більш ефективного землекористування. Сьогодні європейське сільське господарство базується на вирощуванні обмеженої кількості сільськогосподарських культур для споживання людиною та тваринами, які в даний час дуже субсидуються. Крім того, падіння цін на ці культури призводить до низьких і часто дуже мінливих доходів фермерів у багатьох європейських країнах. Перехід до т. Зв технічні (енергетичні) культури часто називають одним із важливих рішень проблем сільського господарства. Вирощування нових сільськогосподарських культур може відкрити нові ринки збуту та ефективно використовувати землю, яка в даний час використовується недостатньо. У 1991 році було оброблено близько 128 мільйонів гектарів землі, з яких близько 0,8 мільйона гектарів було поступово відведено для сільськогосподарського виробництва через перевиробництво продуктів харчування. Зрозуміло, що переорієнтація на непродовольчі культури, яка також включає біомасу, вирощувану для енергетичних цілей, може суттєво допомогти сільському господарству та економіці, оскільки можна буде зменшити субсидії цьому сектору.
Енергетичне використання біомаси в Словаччині має великий потенціал, який базується насамперед на географічних умовах країни: вся територія республіки займає близько 47% сільськогосподарських та близько 41% лісових земель. Це виклик для словацьких фермерів - крім виробництва та забезпечення продовольством населення, відкриваються можливості у галузі виробництва енергії та енергоносіїв, які можуть принести 25-30% загального доходу в майбутньому.
Автор: проф. Інж. Дж. Гадуш, доктор філософії, СУА в Нітрі