75925

1. Лекція №5 Виробництво та використання біогазу в Україні та світі

Л Е К Ц І Я №5
В И Р О Б Н И Ц Т В О ТА ВИ КОРИ СТАННЯ
БІОГАЗУ В У КРАЇНІ ТА СВІТІ
1. Загальні поняття та аспекти виробництва
біогазу.
2. Сировина для виробництва біогазу.
3. Технології виробництва біогазу
4. Європейський досвід виробництва біогазу
5. Досвід КНР у будівництві індивідуальних
біогазових установок.
6. Досвід Індії у виробництві біогазу
7. Перспективи виробництва біогазу в Україні.
1

2.

П И Т АН Н Я 1.
З АГ АЛЬН І ПОНЯТТЯ ТА А С П Е К Т И ВИ Р ОБН И ЦТ ВА БІОГАЗУ .
Біогаз
– це суміш газів (переважно метану і
вуглекислого
газу),
отримана
біохімічним
і
мікробіогічним
методами
переробки
біологічної
енергетичної сировини.
Біогаз
– це газ, отриманий
з біомаси,
що
використовується як паливо [Закон України “Про
альтернативні види палива” від 21.05.2009].
2

3. Складові елементи біогазу

СКЛАДОВІ ЕЛЕМЕНТИ БІОГАЗУ
Складова
Хімічна формула
Вміст, %
Метан
CH4
50–75
Вуглекислий газ
CO2
25–50
Азот
N2
0–10
Водень
H2
0–1
Сірководень
H2S
0–3
Кисень
O2
0–0,1
3

4.

Історія виникнення біогазових технологій
1. XVII ст. до н.е. - використання примітивних біогазових технологій були
зафіксовані в Китаї, Індії, Ассирії та Персії.
2. У 1764 р. Бенджамін Франклін описав експеримент, в ході якого він зміг
підпалити поверхню мілководного заболоченого озера в Нью Джерсі, США.
3. 1804 р. –
відкриття хімічної формули метану Дальтоном та початок
практичного застосування біогазу.
4. З 1895 р. в деяких містах Англії вуличні ліхтарі забезпечувалися газом, який
виходив в результаті бродіння стічних вод і збирався в закриті ємності.
5. У 1911 р. в м. Бірмінгем біогазові установки використовувались для
знезараження осаду стічних вод цього міста.
6. У період Першої Світової війни почалося поширення біогазових установок по
Європі, пов'язане з дефіцитом палива.
7. У роки Другої Світової війни, коли енергоносіїв не вистачало, у Німеччині та
Франції набуло широкого застосування отримання біогазу з відходів
4
сільськогосподарського виробництва, головним чином з гною тварин.

5. Переваги виробництва та використання біогазу:

П Е Р Е В А Г И ВИРОБНИЦТВА ТА
ВИКОРИ СТ АННЯ БІОГАЗУ :
можливість
атмосферу;
запобіганню
викидів
метану
в
зниження
екологічного
навантаження
на
навколишнє середовище
шляхом встановлення
біогазових установок у якості очисних споруд на
фермах,
птахофабриках,
спиртових
заводах,
цукрових заводах, м'ясокомбінатах;
застосування переробленого гною, барди та інші
відходів в якості високоякісних органічних добрив
добрива у сільському господарстві;
отримання екологічно чистого палива;
зниження залежності від імпорту природного газу.
5

6.

Зливання неочищених та незброджених
тваринних стоків у навколишнє середовище
призводить до забруднення ґрунтів та
водойм, що може призвести до
різноманітних захворювань у людей.
Зараження глистами
Вітряна віспа
Кір
Пташиний грип
Сальмонельоз
Гепатит
Поліомеліт
Жовта лихоманка
6

7. СПОСОБИ ВИКОРИСТАННЯ БІОГАЗУ:

СПОСОБИ ВИКОРИСТАННЯ
Б І ОГ А ЗУ :
• децентралізованими
блочними теплоелектростанціями
для
внітрішнього електро- і теплопостачання або для постачання
електроенергії у центральну електромережу;
• подаватися як очищений і збагачений біогаз (біометан) в існуючу
газотранспортну мережу;
• у якості пального для автомобілів;
• для
виробництва
тепла
у
високоефективних
газових
конденсаційних котлах.
7

8. Питання 2 СИРОВИНА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА БІОГАЗУ

ПИТАННЯ 2
СИРОВИНА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА
БІОГАЗУ
Діаграма видів сировини для використання в біогазових установках
Міські органічні
відходи
Тваринні відходи
Харчові та кухонні
органічні відходи
Сільськогосподарські
відходи
Потенційні види
сировини для
біогазових
установок
Стічні води,
індивідуальні відходи
з туалету
Лісові та
промислові
деревні відходи
Органічні відходи
заводів харчової
промисловості
8

9. СИРОВИНА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА БІОГАЗУ:

• гній ВРХ, свиней;
• пташиний послід;
• зернова і мелясна після спиртова барда;
• відходи пивоварного виробництва;
• буряковий жом;
• відходи рибного і забійного цеху (кров, жир, кишки);
• побутові відходи;
• відходи молокозаводів;
• відходи виробництва біодизеля (технічний гліцерин);
• відходи від виробництва соків, жом фруктовий, ягідний, овочевий, виноградна
вичавка);
• водорості;
• відходи виробництва крохмалю і патоки (мезга і сироп);
• відходи переробки картоплі, виробництва чіпсів (шкурки, гнилі бульби);
• кавова пульпа;
• енергетичні культури (силосна кукурудза);
• стічні води.
9

10. Вихід біогазу із відходів тваринництва

Сировина
Вихід біогазу
(м3/т субстрату)
Вихід метану з 1 т
сухої речовини
(м3)
Гній В Р Х
25
210
Свинячий гній
28
250
Пташиний
послід
140
280
10

11. Вихід біогазу з відходів господарств

Сировина
Вихід біогазу
(м3/т субстрату)
Меляса
166
Гліцерин
421
Зелені відходи
господарств
43
Фруктова барда і
виноградні
вичавки
49
Харчові залишки
57
11

12. Вихід біогазу з фітомаси рослин

Сировина
Вихід біогазу
(м3/т субстрату)
Вихід метану з 1 т
сухої речовини
(м3)
Кукурудзяний
силос
200
340
Трав’яний силос
180
310
Цукровий буряк
130
350
12

13. Енергетичний потенціал овочевих культур та їх відходів на виробництво біогазу

Е НЕРГЕТИЧНИЙ ПОТЕНЦІАЛ ОВОЧЕВИХ
КУЛЬТУР ТА ЇХ ВІДХОДІВ Н А ВИРОБНИ ЦТВО
БІОГАЗУ
Вид відходів /
овочевих культур
1
2
Відходи овочів
Овочі:
цибуля
морква
цвітна капусти
свіжий гарбуз
57
Вихід
електроенергії,
кВт·год
5
Вихід
теплової
енергії,
кВт·год
7
80
73
59
51
8
6
5
5
11
8
7
6
Вихід
біогазу з 1 т,
куб. м
13

14. Енергетичний потенціал відходів харчової промисловості рослинного походження на виробництво біогазу

Е Н Е Р Г Е Т И Ч Н И Й П О Т Е Н Ц ІА Л
ВІДХОДІВ
ХАРЧОВОЇ П Р О М И С Л О В О С Т І Р О С Л И Н Н О Г О
П О Х О Д Ж Е Н Н Я Н А В И Р О Б Н И Ц Т В О БІОГАЗУ
№
Вид відходів
Вихід
біогазу з 1 т,
куб. м
1
2
3
4
5
6
7
8
Відходи очистки сої
Картопляна барда
Вівсяні відходи
Пивна дробина
Яблучна серцевина
Соєве борошно
Ріпакове борошно
Різні харчові відходи
517
35
620
122
112
552
496
120
Вихід
електроенергії,
кВт·год
43
3
53
12
9
54
47
11
Вихід
теплової
енергії,
кВт·год
56
4
68
15
12
70
61
15
14

15. Питання 3.

Технологій виробництва біогазу
Т И П И БІОГАЗОВИХ УСТАНОВОК
Індивідуальні біогазові установки
Біогазові установки для утилізації промислових та
каналізаційних відходів
Великі та середні біогазові заводи
15

16. Схема простої біогазової установки для фермерського господарства

Схема фермерської біогазової установки з газгольдером, механічною
підготовкою і пневматичним завантаженням і перемішуванням сировини з
підігрівом сировини в реакторі
1 – приймач гною; 2 – водонагрівальний казан; 3 – бункер завантаження;
4 – реактор; 5 – водяний затвор; 6 – запобіжний клапан; 7 – манометр
електроконтактний; 8 – компресор; 9 – мішалка газова; 10 – ресивер; 11 – сховище для
біодобрив; 12 – відведення труби для завантаження в транспорт;
13 – газгольдер; 14 – редуктор газовий.
16

17. Схема біогазової установки

Шнековий
завантажувач
твердої сировини
Утеплювач
Балочний звід
Біогаз
Перемішувач
Відведення
перебродженої
маси
Насосна станція
Підігрів
реактора
теплою водою
Когенераційний
блок
Конденсаторвідвідник
Ємність збору та
гомогенізації
рідкої сировини
Електроенергія
17

18. Типи перемішувачів

1234
Biogasrührwerk

19. органічного субстрату. У процесі утворення біогазу беруть участь 3 види бактерій, що послідовно живляться продуктами

Б І О Г А З Є ПРОДУКТ ОМ ОБМ ІНУ Р Е Ч О В И Н БАКТЕРІЇ , Щ О
У Т В О Р Ю Ю Т Ь С Я В Н А С Л І Д О К Р О З К Л А Д А Н Н Я НИМ И
О Р Г А Н І Ч Н О Г О СУБСТРАТУ . У П Р О Ц Е С І УТВ ОРЕННЯ БІОГАЗУ
БЕРУТЬ У Ч А С Т Ь 3 В И Д И БАКТЕРІЙ , Щ О П О С Л ІД ОВ Н О
Ж И В Л Я Т Ь С Я ПРОДУКТАМ И Ж И Т Т Є Д І Я Л Ь Н О С Т І ІНШИХ .
Гідролізні
розклад високомолекулярних з’єднань (вуглеводів, жирів, білкових
речовин) на низькомолекулярні органічні з’єднання (моно- та
олігосахариди, амінокислоти).
Кислотоутворюючі
утворення різних органічних кислот, що окислюються переважно до ацетату
і діоксиду вуглецю; утворення водню, аміаку, сірководню
Метаноутворюючі
за участю ферментів, що їх продукують спорові і неспороутворюючі
сарцинові мікроорганізми, органічні речовини перетворюються на метан і
19
діоксид вуглецю

20. ТЕМПЕРАТУРНІ РЕЖИМИ БРОДІННЯ:

ТЕМПЕРАТУРНІ Р Е Ж И М И БРОДІННЯ:
Мезофільний (30-40°C)
Менш суворі вимоги до підтримки температури
та нижчі затрати
- Отримання високоякісних біодобрив
-
Термофільний (51-55°C)
- Менший час проходження реакції
- Знищуються майже всі хвороботворні
мікроорганізми
20

21. Фактори, що впливають на процес бродіння:

Ф АКТОРИ , Щ О В П Л И В А Ю Т Ь Н А П Р О Ц Е С
БРОДІННЯ :
Температура
Вологість середовища
Рівень рН
Наявність бактерій
Площа поверхні частинок сировини
Частота подачі субстрату
Наявність побічних речовини, що
уповільнюють процес бродіння
Стимулюючі добавки
21

22. Питання 4. Європейський досвід виробництва біогазу

Є Б А (Європейська
біогазова асоціація) спостерігає помірне
зростання виробництва біогазу та біометану в країнах Європи
(22 млрд куб. м у 2024 році порівняно з 21,7 млрд куб. м у 2023
році), яке зосередилося переважно в країнах ЄС-27 (19 млрд
куб. м).
Лідерами за кількістю біогазових заводів є :
- Німеччина
- Італія.
За ними йдуть:
- Франція
- Великобританія
- Швейцарія
22

23.

23

24.

24

25.

Згідно
з дослідженням ЄБА біометан може
становити до 30-40% загальної потреби в газі
в Європі до 2050 року, що є значним
збільшенням у порівнянні з сьогоднішнім
покриттям.
У
2020
році
сукупність
біогазу
та
біометану становила 4,6% потреби в газі
в Європі, і очікується, що до 2030 року ця
частка зросте до 11%, а
конкретна ціль
для
біометану становитиме 8%.
25

26.

Франція, Німеччина, Італія, Данія та Велика Британія — лідери у
виробництві та масштабуванні використання біометану.
Еволюція європейських установок з виробництва біометану

27.

• Наразі 16 європейських країн виробляють зріджений біометан (біоLNG): Бельгія, Данія, Фінляндія, Франція, Німеччина, Італія, Латвія,
Нідерланди, Норвегія, Польща, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія,
Україна та Велика Британія.
• Наразі в Європі працює 101 виробничий об'єкт біо-LNG.
• До 2028 року очікується будівництво ще 153 заводів з виробництва біоLNG. Це збільшить виробничі потужності на 13,1 ТВт·год/рік.
Сучасний стан та потенційне зростання кількості заводів з
виробництва біо-LNG та виробнича потужність (ТВт год/рік)

28. Питання 5 Досвід КНР у будівництві індивідуальних біогазових установок.

ПИТАННЯ 5
ДОСВІД КНР У БУДІВНИЦТВІ ІНДИВІДУАЛЬНИХ
БІОГАЗОВИХ УСТАНОВОК.
Станом на 2024 рік Китай має найбільшу кількість біогазових установок серед
країн-членів IEA Bioenergy Task 37 — понад 100 000.
Далі йдуть Німеччина (понад 10 000) та Франція (понад 1600).
У Бразилії — понад 800, у Великій Британії — понад 700, а в інших країнах —
менше ніж 500. За винятком Китаю, ці дані охоплюють усі типи й масштаби
установок (Китай – представлені тільки промислові).
27
В Китаї переважають індивідуальні біогазові установки. Їхня кількість
перевищує 65 млн.

29. Схема розміщення індивідуальної біогазової установки

Завантаження
сировини (гною,
інших органічних
відходів)
Індивідуальна біогазова установка
Туалет
Вихідний резервуар
Біодобрива
Газольдер
Реактор
29

30. Спорудження біогазової УСТАНОВКИ

С П О Р У Д Ж Е Н Н Я БІОГАЗОВОЇ
УСТАНОВКИ
30

31. Схема анаеробної біогазової УСТАНОВКИ ДОМАШНЬОГО ТИПУ

С Х Е М А А Н А Е Р О Б Н О Ї БІОГАЗОВОЇ
УСТАНОВКИ Д О М А Ш Н Ь О Г О ТИПУ
Біогазова труба
Кришка
Завантаження
Накопичення біогазу
Бродильний реактор
Резервуар
накопичення
перебродженої сировини
31

32. Виробництво малих біогазових установок з

В И Р О Б Н И Ц Т В О МАЛИХ Б ІО Г А З О В И Х У С Т А Н О В О К З
М'ЯКОЇ С И Н Т Е Т И Ч Н О Ї С И Р О В И Н И

33. Виробництво малих біогазових установок з твердої синтетичної сировини

В И Р О Б Н И Ц Т В О МАЛИ Х Б І О ГАЗ О ВИ Х УСТАНОВОК З
ТВЕРДОЇ СИНТЕТИЧНОЇ СИРОВИНИ

34.

При утилізації біомаси одержують біогаз, який є
нетрадиційним енергоносієм. Крім того, залишається
нерозщеплена мікроорганізмами органічна маса (шлам)
та рідина, яку називають надосадною. Відстояний
переброджений гній можна використовувати як добриво
- дигестат.
При збалансованому використанні таких біодобрив
урожайність підвищується на 30-50%.

35. Позитивні фактори будівництва індивідуальних біогазових установок

Економічні
Соціальні
Проєкт підтримує домогосподарства,
середні місячні доходи яких коливаються
від 10 до 20 доларів США на місяць.
Використання
біогазу
з
відходів
тваринництва
допомагає
сім'ям
економити гроші, які можна витратити
інакше.
Традиційно багато домашніх господарств у
сільській місцевості залежать від деревини
для приготування їжі. Збір дров є дуже
трудомістким завданням і важким тягарем,
який часто виконують жінки чи діти.
Скорочення цього робочого навантаження
покращує доступ дітей до освіти, а також
умови для піклування та підтримки батьків.
БІОГАЗ
Індивідуальні
Проєкт
покращує
умови
життя,
зменшуючи небезпечний дим деревини від
традиційних внутрішніх печей. Відомо, що
пари викликають інфекції очей і
респіраторні захворювання, такі як астма,
пневмонія, бронхіт та емфізема. Ці
захворювання особливо поширені серед
жінок і дітей, які найбільш схильні до
впливу диму. Біогаз допомагає запобігти
подальшому поширенню цих хвороб.
Екологічні
Проєкт зменшує залежність від деревини
як
джерела
палива.
Уповільнення
збезлісення дає прямі вигоди, такі як
скорочення ерозії грунтів, збереження
природних середовищ існування, захист
біорізноманіття та пом'якшення наслідків
зміни клімату. Зайнятість: проєкт створює
зайнятість і дохід через будівництво та
обслуговування біогазових котлів
34

36. Матриця SWOT-аналіз галузі індивідуальних біогазових технологій

Зовнішнє середовище
Внутрішнє середовище
Матриця SWOT-аналіз галузі індивідуальних
біогазових технологій
Сильні сторони
• Відновлювальне джерело енергії;
• Перевіреність та надійність технологій;
• Найдешевше рішення для сталої енергетики;
• Енергоефективний процес;
• Біогазові установки запобігають вирубування лісів;
• Вирішення проблеми утилізації органічних відходів;
• Знезараження шкідливих патогенів;
• Гній, отриманий з біогазового реактора, має більш
високу живильну цінність в порівнянні зі звичайним
гноєм;
• Зниження ризиків глобального потепління та викидів
вуглецю в атмосферу;
• Газ, який використовується для приготування їжі,
освітлення та генерації електроенергії;
• Сприятливі кліматичні умови більшості регіонів для
виробництва біогазу в індивідуальних реакторах.
Можливості
Зростання попиту на енергетичні ресурси;
Створення робочих місць у сільській місцевості
(будівництво та обслуговування біогазові реакторів).
Слабкі сторони
• Надання переваг серед жителів
використанню звичних для них видів
енергії (деревина, гас, висушений
коров’ячий гній;
• Недосконалість механізмів державної
підтримки;
• Складнощі для збору сировини для
завантаження в біогазовий реактор.
Загрози
• У випадку переривання постійної подачі
бродильної сировини до реактора або
надмірної її подачі можливе зниження
виходу біогазу та потреба до перезапуску
біогазової установки;
35
• Фінансова неспроможність населення
інвестувати у будівництво біогазового
реактора.

37. Питання 6

П И ТА Н Н Я 6
Досвід Індії у виробництві
біогазу
В
Індії розвиток біогазових установок розпочався в 1939
році, та більш широкого поширення вони набули у в
1960 році. Біогаз набув широкого поширення в рамках
програм з істотними субсидіями в період з 1985 по 1992
рік, і продовжував набувати популярності навіть після
скорочення субсидій. Кількість біогазових установок в
Індії зросла з 1,27 млн. у 1990 р. до приблизно 4,54 млн.
у 2015. Теоретично доступний потенціал сировини для
виробництва біогазу щорічно становить близько 980
млн. т., з якого можна отримати 6,38 × 1088 м3 біогазу.
36

38. ДИНАМІКА ПРАЦЮЮЧИХ ІНДИВІДУАЛЬНИХ БІОГАЗОВИХ УСТАНОВОК В ІНДІЇ (З ВИРОБНИЦТВОМ БІОГАЗУ ДО 2 М3 НА ДОБУ), МЛН

ДИНАМІКА ПР А Ц ЮЮЧ И Х ІНДИВІДУАЛЬНИХ БІОГАЗОВИХ
У С Т А Н О В О К В І Н Д І Ї ( З В И Р О Б Н И Ц Т В О М Б І О Г А З У Д О 2 М3
Н А ДОБУ ), М Л Н
млн
4,7
4,6
4,57
4,59
4,55
2017
2018
2019
4,51
4,47
4,5
4,43
4,4
4,35
4,28
4,3
4,21
4,2
4,14
4,09
4,1
4
3,99
3,9
3,8
3,7
3,6
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
37

39. Урядові ініціативи щодо сприяння розвитку біогазових технологій

У Р Я Д О В І ІНІЦІАТИВИ Щ О Д О С П Р И Я Н Н Я РОЗВИТКУ
Б ІО ГА ЗО В И Х Т Е Х Н О Л О ГІЙ
Рік
1981
1995
2006
2016
Заходи та особливості ініціатив
перша Національна програма розвитку
Стартувала
біогазових
технологій.
Запроваджено капітальні субсидії для встановлення індивідуальних
біогазових установок.
Утримання 2-3 голів ВРХ як один з необхідних критеріїв отримання
урядових субсидій.
Запровадження національної програми виробництва біогазу з
муніципальних, промислових та сільськогосподарських відходів.
Запропонована програма з енергозбереження була спрямована на
заохочення децентралізованих джерел енергії в сільській місцевості.
Запровадження фінансових ініціатив для великих та середніх
біогазових заводів.
Правила, що стосуються управління і поводження з твердими
відходами, вперше прийняті у 2000 році Міністерством навколишнього
середовища і лісів, були переглянуті в 2016 році, розширюючи сферу їх
юрисдикції/
Урядом було затверджено нову тарифну політику, для компаній, що
займаються виробництвом і розподілом електроенергії, виробленої з
відходів на інших відновлювальних джерел.
38

40.

Субсидії на будівництво індивідуальних біогазових установок
№
Особливості
централізованої
допомоги / регіонів та категорій
фінансової Тип
індивідуальної
біогазової
установки
(потужність від 1 до 6 м3 на
добу)
Рівень субсидій для регіону, дол. США
1 м3
2-6 м3
1.
Північно-Східні штати (за винятком рівнинних
районів Ассама)
2.
Рівнинні райони Ассама
3.
Джамму
і
Кашмір,
Хімачал-Прадеш,
Уттраханд, Нілігірі Тамілнад, регіони Садар
Курсеонг і Калімпонг Дарджилінг, Сандербанс і
Андаманські та Нікобарські острови.
4.
Додаткові субсидії для біогазових установок,
що під’єднані до туалету (рупій на завод).
200
230
140
150
100
170
180
39

41. Бар’єри на шляху до впровадження індивідуальних біогазових

установок в Індії
Фінансовоекономічні
Ринкові
Соціальнокультурні
Високі капітальні витрати. Початкові витрати, такі як витрати на будівництво, праця і
обладнання для установки біогазових установок, досить високі для сільських домашніх
господарств. Загальна вартість установки сімейств біогазу варіюється в залежності від
розміру, місця розташування і моделі. Середня вартість біогазової установки, що
вироблятиме біогаз об’ємом 1 м3 на добу становить 348 дол. США. Уряд надає субсидії
на суму від 123 до 200 доларів для індивідуальних біогазових установок в залежності
від потужності (від 1 до 6 м3) в обсязі 20-40% від загальної вартості установки.
Оскільки щомісячні витрати домашніх господарств більше половини сільського
населення в Індії становлять менше 150 доларів США, це свідчить про те, що вартість
біогазової установки потребує значно більше, ніж щомісячний дохід сім’ї. Крім високих
початкових витрат, обмежений доступ до легкого кредиту для інсталяції біогазового
заводу також є перешкодою для малозабезпечених сімей використовувати біогаз для
приготування їжі.
Біогаз стикається з інтенсивною конкуренцією з іншими альтернативними видами
палива, доступними на ринку. Декілька факторів, таких як забезпечення поставок
палива, легкість закупівель, ціна на паливо і дохід домашніх господарств, впливають на
вибір палива для побутового споживання. У сільських районах біогаз конкурує з більш
дешевими альтернативами, такими як тверда біомаса і висушений коров'ячий гній.
Негативні зовнішні чинники, пов'язані з використанням традиційної біомаси, а також
час, що витрачається на збір риби, забруднення повітря всередині приміщень, втрата
лісових ресурсів, зазвичай не враховуються цими домогосподарствами.
Власники домогосподарств неактивно використовують відходи туалету у якості
сировини для виробництва біогазу у зв’язку з особистими переконаннями. Також,
40
переважно у процесі приготування їжі у сільських домогосподарствах беруть участь
лише жінки. Оскільки статус жінок в у сільських регіонах в Індії дуже низький, і у них
дуже обмежена здатність приймати рішення, то вони не можуть відігравати значну роль
у прийнятті рішень на користь екологічно чистого палива.

42. Бар’єри на шляху до впровадження індивідуальних біогазових установок в Індії (продовження)

Регулятор
ноінституціональні
У Національній Програмі Управління Біогазом і Гноєм, ініційованій
центральним урядом, застосовується підхід “зверху вниз”. Програма
недоцільно націлена на те, що утримання 2-3 голів ВРХ є одним з
критеріїв отримання субсидій, передбачених програмою по установці
біогазових установок. Оскільки більшість малозабезпечених
домашніх господарств в сільських районах не володіють 2-3 головами
ВРХ, для них дуже складно отримати капітальну субсидію.
Технологічні
Недостатнє завантаження органічних речовин до реактора або
недостатня їх кількість, що негативно впливає на обсяги виходу
біогазу.
Зміна температурних режимів (у зимовий період у холодних регіонах
виробництво біогазу значно знижується через низькі температури, що
гальмують процес метаногенезу).
Недостатня кількість компетентних працівників для усунення
технічних недоліків, що виникають під час експлуатації біогазової
установки.
Інформаційні
Недостатня обізнаність серед сільського населення про технологію,
пов'язану з цим вигоду, а також стимули, надані урядом.
41

43. Питання 7. Перспективи виробництва біогазу в Україні.

Розвиток виробництва біогазу/біометану в Україні у 2024 р.
Параметр
Встановлена потужність, МВт ел.
Число установок
Газові мережі (км)
Заправні станції для стисненого
природного газу, шт.
Біогаз
140 (33 МВт на біогазі
зі звалищ ТПВ)
83 (33 на біогазі зі
звалищ ТПВ)
33 400
~ 300
Біометан
41 млн. м³/рік
4
42

44.

1 серпня 2020 року набрав чинності Закон України «Про внесення змін
до деяких законів України щодо удосконалення умов підтримки
виробництва електричної енергії з альтернативних джерел енергії».
Цей Закон є результатом домовленостей, досягнутих між Урядом
України та українськими асоціаціями виробників альтернативної
енергії на подолання кризової ситуації, що склалася останнім часом в
секторі.
Серед основних зміни, що внесено Законом - знижено розмір «зелених»
тарифів для сонячних та вітрових електростанцій . Розмір «зеленого»
тарифу на енегію на основі біомаси/біогазу залишився незмінним.
Розміри «зеленого» тарифу (в євро) в Україні
Ч . 3 Прикінцевих та перехідних положень цього Закону
«передбачає, що “зелений” тариф для виробників електричної
енергії з біомаси та/або біогазу встановлюється виключно на
електричну енергію, вироблену об’єктами, що введені в
експлуатацію до 1 січня 2023 року.
43

45. Схема будівництва біогазової установки домашнього типу в умовах України

С Х Е М А Б У Д ІВ Н И Ц Т В А Б ІО Г А З О В О Ї УСТАНОВКИ
Д О М А Ш Н Ь О Г О ТИПУ В УМОВАХ У КРАЇНИ
1. Біогазовий реактор.
2. Хлів для тварин.
3. Туалет.
4. Теплиця.
5. Тепличні культури.
6. Вхідний резервуар у біогазовий реактор.
7. Вихідний резервуар біогазового реактора.
8. Вентиляційний отвір.
44

46. Позитивні аспекти виробництва біогазу в Україні :

П О З И Т И В Н І А С П Е К Т И В И Р О Б Н И Ц Т В А Б ІОГА ЗУ В У КРАЇНІ :
Виробництво
електроенергії з біометану з використанням газової
мережі (підвищення ефективності використання палива за
рахунок додаткової утилізації тепла).
Зберігання біометану в газовій мережі з подальшим виробництвом
електричної енергії в години пікових навантажень (внесок в
балансування швидкого розвитку В Д Е – сонячної та вітрової
енергії).
Використання біометану як моторного палива: для виробників с/г
продукції (забезпечення паливами за рахунок споживання
відходів і побічної продукції власного виробництва); для
громадського транспорту та вантажних авто (зменшення
забруднення повітря у великих містах); для легкових авто
(приклад в Є С – Італія).
Пряме
заміщення природного газу біометаном (скорочення
викидів парникових газів - Паризька Угода).
45
Експорт біометану в Є С (Національний реєстр біометану і його
зв’язок з реєстрами інших країн).

47.

КІЛЬКІСТЬ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ТВАРИН В УКРАЇНІ
НА 1 СІЧНЯ, ТИС. ГОЛІВ
велика рогата
худоба
2020
2021
2022
2023
2024
2025
Відхилення, +, -
свині
вівці та
кози
птиця,
млн.
голів
усього
у т. ч.
корови
3092,0
2874,0
2644,0
2307,1
2156,2
2001,6
1788,5
1673,0
1544,0
1352,8
1262,9
1154,7
5727,4
5876,2
5608,8
4948,3
5094,0
4521,1
1204,5
1140,4
1094,3
941,4
906,3
843,3
220,5
200,7
202,2
180,5
184,7
187,6
-1090,4
-633,8
-1206,3
-361,2
-32,9
47

48. ПОТЕНЦІАЛ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА БІОГАЗУ В УКРАЇНІ З ГНОЮ СТАНОМ НА 1 СІЧНЯ 2025 р.

ВРХ, тис. гол.
Свині, тис.
гол.
Вівці та кози,
тис. гол.
Птиця,
млн. голів
3156,3
4521,1
843,3
187,7
Обсяг органічних рештків (гною), т./гол в рік
5,000
0,365
1,50
0,050
Вихід гною, тис. т.
15781,5
1650,2
1264,95
9385,0
Вихід біогазу з 1 т. гною, м3
50
60
54
65
Обсяг потенційного виробництва біогазу, млн м3
789,075
99,012
68,3073
610,025
48

49.

Рис. Технологічна схема виробництва біогазу на сільськогосподарському
підприємстві
49

50.

Внутрішній ринок
Робочі місця
Податкові платежі
Продовольча безпека
Експорт
Валютні надходження в країну
Готова продукція
Екологічна безпека та енергетична
незалежність
Додана вартість
Біогаз
Додана вартість
Відходи
Тваринництво
Комбікорм
Додана вартість
Інша утилізація
Чиста енергія
Скорочення
викидів СО2
Рослинництво
Додана вартість
Земля
Відновлення
родючості ґрунтів
Органічні добрива
Рис. Механізм виробництва біогазу в АПК задля підвищення енергетичної,
екологічної незалежності та родючості ґрунтів
49

51.

Рис. Дигестат як основа сталого органічного виробництва
50

52.

СТАН ПІДТРИМАННЯ ВМІСТУ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ (ГУМУСУ) У ГРУНТАХ
УКРАЇНИ У 1990-2019 РР.
Показник
Поголів’я великої рогатої худоби,
млн.голів
Поголів'я свиней, млн.голів
Поголів'я овець та кіз, млн.голів
Поголів’я птиці, млн. голів
Обсяг внесених органічних добрив, млн.
т.
Внесення органічних добрив на
одиницю площі сільськогосподарських
угідь, кг/га
Площі, оброблені органічними
добривами, млн.га
Загальний обсяг внесених мінеральних
добрив, млн. т N, P2O5 і K2O
Обсяг внесених мінеральних добрив на
одиницю площі сільськогосподарських
угідь, кг N, P2O5 і K2O / га
Площі, оброблені мінеральними
добривами, млн.га
Вміст гумусу у грунті, %
Роки
2018
2019
Відхилення,
+/-
3,7
3,5
3,3
-21,9
7,1
1,3
204,0
6,7
1,3
201,7
6,1
1,3
204,8
6,0
1,3
211,7
-13,9
-7,7
-43,4
9,7
9,2
9,3
11,6
11,4
-249,3
6207,8
232,8
220,8
223,5
280,7
274,3
-5933,5
5,5
0,4
0,5
0,5
0,8
0,8
-4,7
4,4
1,4
1,7
2,0
2,3
2,3
-2,1
105,1
34,1
41,7
48,9
56,5
56,3
-48,8
26,4
14,5
15,7
16,5
16,1
16,4
-10,0
3,36
3,17
-
-
-
-
-
1990
2015
2016
2017
25,2
3,9
3,8
19,9
9,0
255,1
7,4
1,4
213,3
260,7
51
Джерело: розраховано автором за даними Державної служби статистики України
та Інституту грунтознавства та агрохімії

53.

50,0
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
3,23
3,19
3,14
3,17
поголів'я великої рогатої худоби, млн голів
поголів'я свиней, млн голів
поголів'я овець та кіз, млн голів
обсяг внесених органічних добрив, млн т
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
0,0
вміст гумусу в грунті, %
Рис. Стан підтримання вмісту органічної речовини (гумусу) у грунтах України
Джерело: рисунок сформований автором за даними Державної служби статистики України
та Інституту грунтознавства та агрохімії
52

54. ТОП-10 БІОГАЗОВИХ КОМПЛЕКСІВ СВІТУ

Країна
Стадія
функціонування
Потужність,
МВт
Сировина для виробництва
біогазу
Мексика (Мехіко-Сіті)
будується
115
харчові відходи
США (Варшав)
Бразилія (Кайрос)
Данія (Корскро)
функціонує з 2017 році
функціонує з 2016 році
будується
35
29,5
26
Німеччина (Густров)
функціонує з 2010 році
22
Німеччина (Пенкун)
функціонує з 2007 році
20
свинячий гній і харчові відходи
харчові відходи
відходи тваринництва
кукурудзяний силос (80%),
солома, злаки (некондиція)
кукурудзяний силос (80%), рідкий
гній
Німеччина (Шведт)
будується
16,5
Солома
Україна (Теофіполь)
функціонує з 2017 році
15,6
жом, гній, кукурудзяний силос
Швеція (Йордберга)
функціонує з 2015 році
15
Україна (Глобино)
функціонує з 2014 році
14
бадилля буряка, некондиційна
кукурудза та буряки, редька,
гірчиця
буряковий жом, гній, пожнивні
залишки, соєвий гідрофуз
*Джерело: таблиця сформована автором за даними Біоенергетичної асоціації України
53

55.

БІОГАЗОВІ СТАНЦІЇ УКРАЇНИ, ЯКІ ВИРОБЛЯЮТЬ ЕЛЕКТРИЧНУ ЕНЕРГІЮ
ЗА «ЗЕЛЕНИМ ТАРИФОМ»
Підприємство
Область
Встановлена
потужність, МВт
ПП «МПП «Латекс»»
ТзОВ «Гудвеллі Україна»
ТОВ «Екопрод»
ТОВ «Рокитнянський
цукровий завод»
ТОВ «ГородищеПустоварівська аграрна
компанія»
ТОВ «Комерцбудпласт»
ТОВ «Теофіпольська
енергетична компанія»
ПрАТ «Оріль-Лідер»
Закарпатська
Івано-Франківська
Донецька
0,6
1,166
1,487
Виробництво
електричної
енергії. млн. кВт *
год.
0,782
6,642
6,703
Київська
2,382
11,650
Чернігівська
2,406
2,304
Херсонська
3,12
11,134
Хмельницька
5,109
31,672
Дніпропетровська
5,692
42,239
*Джерело: таблиця сформована автором за даними Біоенергетичної асоціації України
54

56.

ТОВ «ТЕОФІПОЛЬСЬКА ЕНЕРГЕТИЧНА КОМПАНІЯ»
Місце розташування – смт. Теофіполь
Теофіпольського району Хмельницької
області
Початок роботи – 2017 р. / 2018 р.
Потужність – 5,1 / 10,5 МВт
Наявність “зеленого” тарифу – так
Сировина – буряковий жом,
кукурудзяний
силос, свинячий гній.
Постачальник технології – “Zorg Biogas”,
Україна / Німеччина
55

57.

РОЗРАХУНОК ВИХОДУ БІОГАЗУ З РІЗНОЇ СИРОВИНИ НА
ТОВ «ТЕОФІПОЛЬСЬКА ЕНЕРГЕТИЧНА КОМПАНІЯ» У 2020 Р.
Показник
Урожайність, т/га
Вміст сухої речовини, %
Вихід сухої речовини, т/га
Вміст органічної сухої речовини, %
Вихід біогазу, м3 з 1 т. органічної сухої
речовини
Вміст метану, %
Кукурудза
min
max
факт.
40
50
45
28
35
32
11,2
17,5
14,4
96
Солома злакових
min
max
факт.
3,9
4
4
82
86
85
3,2
3,4
3,4
92
670
650
52
52
Прогнозований вихід біогазу, м3 з 1 га
7204
11256
9262
1914
2033
2033
Прогнозований вихід електроенергії з 1
га, кВт.
15734
24583
20228
4180
4441
4441
Розмір зеленого тарифу євро/кВт (з
ПДВ)
Поточний курс грн./євро
Собівартість заготівлі, грн./га
Прогнозований валовий прибуток
грн./га (з ПДВ)*
0,14868
0,14868
30
30
26000
28000
28000
1550
1600
1600
44180
81650
62225
17094
17958
17958
56
Джерело: розраховано автором
* без врахування перевезення сировини з складів (сховищ), амортизації, ремонтів, зарплати, електроенергії власних потреб

58. СКЛАД ДИГЕСТАТУ З БІОГАЗОВИХ УСТАНОВОК ТОВ «ТЕОФІПОЛЬСЬКА ЕНЕРГЕТИЧНА КОМПАНІЯ»

Показники
Рідка фракція, 1 м3
Тверда фракція, 1 т.
Масова частка сухих речовин %
4,2
20,1
Масова частка золи в перерахунку на абсолютно суху
речовину %
-
9,9
Масова концентрація загального азоту, мг/дм³
2570
9200
Вміст фосфору мг/кг
5,3*
1201,2
Обмінна кислотність од. рН
7,97
7,98
Активна кислотність од. рН
7,97
7,92
Масова концентрація кальцію мг/кг
655
2102,3
Масова концентрація натрію мг/кг
154
0,3
Масова концентрація магнію мг/кг
464
952
Масова концентрація цинку мг/кг
5,3
7,5
Масова концентрація нікелю мг/кг
<0,002
<0,002
Масова концентрація міді мг/кг
1,3
1,7
Масова концентрація заліза мг/кг
96,3
181
Масова концентрація калію мг/кг
Масова концентрація марганцю мг/кг
1963
3163
12,8
18,4
Масова концентрація кадмію мг/кг
0,02
<0,04
Масова концентрація свинцю мг/кг
0,05
0,06
Джерело: розраховано автором
* можлива похибка аналізу
57

59.

ТОВ «ОРГАНІК-Д»
Вінницька обл., Гніванський район, с. Сутиски
58

60.

ПОТУЖНОСТІ ТОВ «ОРГАНІК-Д»
Посівні площі, га
300 з них 60 га – 120 га – овочі,
180 га – кукурудза
зрошувальні
поля
виробництва біогазу)
Овочевий склад
3000 т
Складські приміщення
1200 м2
Територія підприємства
Поголів’я свиней, гол.
6000
Вихід гною
Вихід біогазу, м3
1200 м3/доба
Вихід дигестату, т
60 т/доба
Об’єм електроенергії, год.
250-300 кВт
Об’єм теплової енергії, год.
300-350 кВт
(використовується
для
25 000 м2
Рештки життєдіяльності тварин із
приміщень
зливаються у біогазову станцію. Розміщений у
біогазовій станції гній зброджується впродовж 30
днів.
8 кг/добу на 1 гол.
Не реалізовується за «зеленим» тарифом, а
використовується для власних потреб підприємства.
Використовується, як удобрення на полях, що
поповнює вміст гумусу; зменшує рівень кислотності
ґрунту; зменшує внесення мінеральних добрив та
підвищує урожайність
Електрифікація виробництва;
сушка зернових
Опалення свинарників
Джерело: сформовано автором за даними ТОВ «Органік-Д»
59

61. РЕЗУЛЬТАТИ АГРОХІМІЧНОГО АНАЛІЗУ ОРГАНІЧНОГО ДОБРИВА (ДИГЕСТАТ)

№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Найменування показників, одиниці вимірювання
рН сольове
Масова частка вологи, %
Суха речовина, %
Вміст золи в натурі, %
Вміст органічної речовини в натурі, %
Вміст нітратного азоту, мг/кг
Вміст амонійного азоту, %
Масова частка загального азоту, %
Масова частка загального фосфору, %
Масова частка загального калію (К2О), %
Вміст мікро- і макроелементів
Мідь, мг/кг
Цинк, мг/кг
Марганець, мг/кг
Залізо, мг/кг
Магній (MgО), %
Кальцій (СаО), %
Джерело: сформовано автором за даними ТОВ «Органік-Д»
Результати
випробувань
8,5
98,4
1,6
0,60/37,3
1,00/62,7
18,2
0,23
0,29
0,09
0,32
4,6
32
20
120
0,042
0,35
60

62.

АНАЛІЗ ВИПРОБУВАНЬ ҐРУНТУ «ДО» ТА «ПІСЛЯ» ВНЕСЕННЯ ДИГЕСТАТУ
НА БАЗІ ТОВ «ОРГАНІК-Д»
Показник
Одиниці
виміру
Кислотність обмінна
-
Органічна речовина
Аналіз ґрунту до внесення
дигестату (2018 р.)
Середнє
значення по
полю
Аналіз ґрунту після внесення
дигестату (2019 р.)
Рівень
Середнє значення
забезпеченості
по полю
Рівень
забезпеченості
5,40
Слабокислий
6,00
Близький до
нейтрального
%
1,81
Низький
2,52
Середній
Азот мінеральний
мг/кг
14,20
Низький
20,70
Середній
Фосфор рухомий
мг/кг
131,50
Підвищений
170,70
Високий
Калій обмінний
мг/кг
105,00
Середній
210,60
Високий
Кальцій обмінний
мг/кг
2 152,70
Підвищений
2 461,00
Підвищений
Магній обмінний
мг/кг
149,70
Середній
153,00
Середній
Сірка рухома
мг/кг
4,50
Низький
6,50
Середній
Електропровідність
мСм/м
6,05
10,20
Джерело: сформовано автором за результатами досліджень на базі ТОВ «Органік-Д»
61

63.

ПОРІВНЯЛЬНА ТАБЛИЦЯ УРОЖАЙНОСТІ КУКУРУДЗИ ПРИ УМОВІ
ВИКОРИСТАННЯ ДИГЕСТАТУ НА БАЗІ ТОВ «ОРГАНІК-Д» У 2019 Р.
Показник
Поле, на якому вносили
дигестат і мінеральні
добрива
(варіант А)
Поле, на якому вносили
тільки мінеральні добрива
(варіант Б)
Площа поля, га
7,68
9,95
Урожайність, т/га
11,9
9,6
Внесено
мінеральних
добрив:
кг.
грн.
грн./га
кг.
грн.
грн./га
Азотно-фосфорнокалійне (9-25-25)
884,787
11562,5
1505,53
1144,731
14959,38
1503,46
Карбомід
1269
13705,2
1784,53
1691
18262,8
1835,46
каліймаг
2488
21372,75
2148,02
Аміачна селітра
2360
25725,7
2585,50
яраміла комплекс
492
8417,45
845,97
сульфат магнію
30
301,02
30,25
9,956
896,4
90,09
8215,69
89935,50
цинк
Дигестат
230400
14976
1950
Всього
232553,8
40243,7
5240,07
Джерело: сформовано автором за результатами досліджень на базі ТОВ «Органік-Д»
9038,74 62

64. БГУ ВП “БІОГАЗ ЛАДИЖИН” ТОВ «Вінницька птахофабрика” “Миронівський хлібопродукт”

Б Г У В П “ Б І О Г А З Л А Д И Ж И Н ” ТО В
«В ІННИЦЬКА ПТАХОФАБРИКА ”
“ М И Р О Н І В С Ь К И Й ХЛІБОПРОДУКТ ”
Місце розташування – с. Василівка
Вінницької обл.
Початок роботи – 2019 р.
Потужність – 12 МВт
Сировина – курячий послід, гній
ВРХ, силос, флотаційний шлам
Постачальник технології –
проєктний інститут МХП
64

65. БГУ на фермі “Української молочної компанії”

Б Г У Н А Ф Е Р М І “ У КРАЇНСЬКОЇ МОЛОЧНОЇ
КОМПАНІЇ ”
Місце розташування – с.
Великий Крупіль, Київська
обл.
Початок роботи – 2009 р.
Потужність – 0,63 МВт
Сировина – гній ВРХ,
кукурудзяний
силос
Постачальник технології –
“Zorg Biogas”, Україна /
Німеччина
65