Україна лише частково забезпечує себе власними енергоресурсами і змушена імпортувати близько половини викопних енергоносіїв. Так, докризового 2013 року було імпортовано енергоносіїв (здебільшого, природного газу та нафтопродуктів) на суму близько $21,8 млрд. Таким чином, сучасна енергетична політика України значною мірою базується на імпорті енергетичної сировини, ціна якої постійно зростає. І ця тенденція чимдалі посилюватиметься, бо видобуток викопних джерел енергії скорочується, і в найближчій перспективі запаси цих енергоносіїв будуть вичерпані. Тому освоєння нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії в нашій країні слід розглядати як важливий фактор підвищення рівня енергетичної безпеки та зниження антропогенного впливу енергетики на довкілля.
З огляду на аграрну спрямованість економіки країни та сприятливі ґрунтово-кліматичні умови для вирощування рослин, найперспективнішим сегментом відновлювальної енергетики для України є біоенергетика.
До основних переваг рослинної біомаси як джерела енергії можна віднести екологічну чистоту викидів порівняно з викопними видами палива, відсутність негативного впливу на баланс вуглекислого газу в атмосфері. Під час згоряння біопалива на основі рослинної біомаси в атмосферу викидається менше вуглекислого газу, ніж поглинається рослинами в процесі фотосинтезу, утворюється в 20-30 разів менше оксиду сірки і в 3-4 рази менше золи в порівнянні з вугіллям. Побічним продуктом у процесі виробництва рідкого та газоподібного біопалива і в результаті згоряння твердого біопалива є органічна речовина, яку можна використовувати в якості добрив. Вирощування біоенергетичних культур, виробництво та використання біопалива створює додаткову зайнятість сільського населення та є джерелом доходу, зокрема, в сільській місцевості, де гостро відчувається нестача робочих місць.
На розв'язання цих завдань і була спрямована комплексна проблема «Розроблення і впровадження у виробництво сталих технологій вирощування і переробляння біомаси енергетичних культур та використання твердого біопалива як альтернативи викопним джерелам енергії», робота над якою тривала впродовж 2007-2014 років. Авторський колектив із декількох наукових установ і підприємств, що забезпечують випуск устаткування для виробництва альтернативних видів палива, — доктор с.-г. наук, професор, академік НААН України Я.М.Гадзало (НААН України), доктор с.-г. наук, професор, академік НААН України М.В.Роїк (ІБКіЦБ), доктор с.-г. наук, професор В.М.Сінченко (ІБКІЦБ), доктор біол. наук, член-кореспондент НАН України Н.В.Заіменко (Національний ботанічний сад ім. М.М.Гришка), канд. техн. наук О.М.Ганженко (ІБКіЦБ), канд. с.-г. наук М.Я.Гументик (ІБКіЦБ), канд. с.-г. наук В.М.Квак (ІБКіЦБ), керівник ТЗОВ «Наукове виробниче об'єднання «Екотех» В.А.Якубовський, директор компанії ТОВ «Салікс Енерджі» І.В.Гнап — обґрунтував шляхи її реалізації й визначив етапи (три) для досягнення мети: 1 — отримання сировини для виробництва біопалива; 2 — виробництво твердого біопалива; 3 — виробництво твердопаливних котлів.
Перший етап — розробка та впровадження сталих технологій вирощування біоенергетичних рослин як дешевої, екологічно безпечної та якісної сировини для виробництва біопалива.
На даний час в Україні сировиною для виробництва твердого біопалива здебільшого є відходи деревообробної промисловості (тирса, тріска), солома зернових і зернобобових культур, соняшникова лузга, тощо. Надходження рослинної вторсировини нестабільне й носить сезонний характер, що негативно впливає на ефективність роботи заводів з виробництва твердого біопалива. Тому науковці зробили акцент саме на вирощування нових видів високопродуктивних дерев та багаторічних енергорослин, що дасть змогу щорічно отримувати необхідну кількість біомаси.
Ґрунтово-кліматичні умови більшості регіонів України є сприятливими для вирощування багаторічних енергетичних рослин групи С4, здатних інтенсивно трансформувати енергію сонця в енергомістку біомасу. Ці рослини не вимогливі до родючості ґрунту, не потребують значного використання добрив та пестицидів, запобігають ерозії ґрунту, сприяють збереженню та покращанню агро-екосистем та забезпечують низьку собівартість біомаси. Отже, енергетичні рослини можна культивувати на малопродуктивних землях, яких в Україні, згідно зі статистичними даними, налічується понад 8 млн га.
* * *
До таких рослин належить міскантус (Miscanthus) багаторічна злакова культура, яку впродовж багатьох років вирощують в Америці та Західній Європі як джерело біоенергії. За рахунок високої врожайності сухої біомаси (до 25 т/га), високої теплотворної здатності (5 кВт/год/кг, або 18 МДж/кг), низької природної вологості стебел на час збирання (до 25%) міскантус є найефективнішою порівняно з іншими сільгоспкультурами рослиною для виробництва твердого біопалива. Одна тонна сухої маси міскантусу еквівалентна 400 кг сирої нафти, 1,7 т деревини, 515 м3 природного газу, або 620 кг кам'яного вугілля. Стебла міскантусу можуть бути заввишки до 4 метрів і містять 64-71% целюлози, що обумовлює його високу енергетичну цінність.
Цивілізовані країни світу давно й успішно розвивають сферу міскантусу. Інтенсивні дослідницькі роботи з цією культурою проводяться в Німеччині, Великобританії, Італії, Франції, Іспанії, Польщі ще з початку 1980-х років. 1994 року започатковано і низку міжнародних проектів із вирощування міскантусу та створення комплексних підприємств, які, крім виробництва енергії (теплової, електричної), вирощують необхідну для цього біомасу, самостійно її переробляють на біопаливо і виробляють теплогенеруюче обладнання на твердій біомасі.
Власне, і досвід вирощування міскантусу в Україні свідчить: із агропромислової плантації міскантусу можна вже через два роки після її закладання й упродовж наступних 20 років щорічно збирати з одного гектара по 20-25 тонн сухої маси та виробляти з неї різні види продукції: біопалива (тверді, рідкі, газоподібні), біологічні будматеріали, (наприклад, легкий бетон), волокна для автомобільних кузовних деталей, сировину для виробництва целюлози й технічного паперу. Використовують її в сільськогосподарських цілях (наприклад, компост у тваринництві чи корм для ВРХ), в декоративному квітникарстві, для виготовлення ізоляційних матеріалів. Можливе її застосування й для зміцнення ґрунтів, поліпшення екологічного стану навколишнього середовища — збільшення біологічного різноманіття дикої природи, включаючи птахів і ссавців, тощо.
В ІБКіЦБ створено нові високопродуктивні адаптовані до умов України сорти міскантусу: Осінній зорецвіт, Місячний промінь та Снігова королева. Розроблено і запатентовано спосіб клонального мікророзмноження міскантусу в культурі in-vitro і механізовану технологію вирощування цієї культур; розроблено та виготовлено спеціальний агрегат для висаджування ризомів міскантусу. Спільно з компанією Енерго-Аграр закладено виробничі плантації міскантусу у Хмельницькій області, а в системі дослідно-селекційних станцій та дослідних господарств ІБКіЦБ — розсадники для розмноження міскантусу.
* * *
Новою перспективною енергетичною культурою для України є також просо прутоподібне, або світчграс (Panicum virgatum), що належить до багаторічних злакових культур.
Олена
Светлана