Стратегічні культури для біоенергетики

23 September, Розділ Рослинництво, переглядів 7 435

Питання власного енергозабезпечення кожна країна вирішує по-своєму. Скажімо, згідно з директивою 2009/28/ЄС, до 2020 року в структурі виробництва енергії Євросоюзу 20% має складати така, що вироблена з відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) - води, сонця, біопалива, вітру тощо. За нинішньої ситуації в Україні відновлювана енергетика теж повинна стати повноцінною альтернативою традиційній.

Звісно, ВДЕ не зможуть повністю забезпечити великі промислові об’єкти енергією, але на місцевому рівні (школа, лікарня, ферма) це цілком можливо. До прикладу, в ННЦ «Інститут землеробства НААН» уже тривалий час працюють над науковими розробками і дослідженнями з упровадження відновлюваних джерел енергії в промислових масштабах.

Сьогодні Україна забезпечує власні потреби в енергетичних ресурсах лише на 60,9%, а енергоємність ВВП держави у 2,6 рази перевищує показники розвинених країн. Запропоновані в проекті оновленої Енергетичної стратегії до 2030 року напрямки розвитку різних секторів енергетики України певною мірою не відповідають тенденціям розвитку відновлюваної енергетики країн ЄС та світу в цілому. Планується, що у 2030-му обсяг виробництва електроенергії з ВДЕ складе лише 4,61% від усієї генерації електроенергії в країні.

На початок 2013-го в нашій державі загальна встановлена електрична потужність об'єктів електрогенерації, що підключені до об'єднаних енергетичних систем, становила 53,78 ГВт, у тому числі з ВДЕ – близько 715 МВт: ВЕС – 301,8 МВт, СЕС – 317,8 МВт, МГЕС - 85 МВт, ТЕС/ТЕЦ на біомасі - 9,98 МВт. При цьому загальна встановлена електрична потужність об'єктів електрогенерації на біомасі сягала 6,2 МВт, на біогазі - 3,78 МВт. Орієнтовна вартість будівництва 1 МВт ТЕЦ на біомасі складає 1,5-2 млн євро.

Лише три об'єкти використовують біомасу як паливо і тільки одна когенераційна установка - на біогазі. Це ТОВ «Смілаенергопромтранс», ТОВ «Комбінат Каргілл», ПАТ «Кіровоградолія» та ТОВ «ЛНК».

Перспектива використання осушених торфовищ

Україна має близько 1,2 млн га осушених торфовищ, майже половина цих площ взагалі ефективно не використовується. Але ж осушені торфовища - це потенційно найпродуктивніші угіддя, що мають достатнє зволоження, значні запаси органічної речовини і відповідно азоту, що є основним економічно лімітуючим елементом живлення для отримання стабільно високих урожаїв біомаси. За вмілого використання вони забезпечують високі врожаї багатьох сільгоспкультур (кукурудза на силос – 45-50 т/га, багаторічні трави – до 12 т/га, морква – 25 т/га). В ННЦ «Інститут землеробства НААН» переконані: найбільші перспективи впровадження технологій вирощування енергетичних культур можуть бути саме на осушених торфовищах. Ці ґрунти мають практично ідеальні умови для отримання максимальних урожаїв енергетичної біомаси. При врахуванні того, що великі площі зараз вилучені з обробітку, а це зменшує конкуренцію з посівами продовольчих культур, можна з упевненістю прогнозувати стрімкий розвиток цього нового напряму землеробства на осушених угіддях.

Панфильська дослідна станція ННЦ «Інститут землеробства НААН» проводить дослідження з вивчення можливостей використання осушених торфовищ для вирощування енергетичних культур з 2005 року. Ініціатором згаданих досліджень був директор дослідної станції, кандидат с.-г. наук О.І. Ткачов. Завдяки цій науковій роботі вдалося визначити найпродуктивніші й пристосовані до місцевих умов однорічні та багаторічні сільгоспкультури, дикоростучі види трав, різні породи дерев і кущів. Усього в дослідженнях за ці роки задіяно більше 120 видів, різновидів, гібридів і форм трав і дерев. (трав’яної та деревної рослинності). Як виявилося, порівняно з мінеральними ґрунтами, на осушуваних торфовищах кормові культури, що можуть бути використані як енергетичні, в середньому дають на 15-20% вищий врожай.

Результати проведених досліджень також засвідчили: торфові ґрунти в силу своїх агрохімічних і гідротермічних властивостей дають можливість отримувати максимальну продуктивність енергетичних культур, набагато більшу, ніж у богарних умовах. Окрім того, економічна ефективність вирощування більшості енергетичних культур на осушених торфовищах суттєво вища, ніж у богарних умовах, оскільки немає потреби у додатковому азотному живленні й зволоженні. Наслідком цього є висока продуктивність культур.

Лідери за виходом біомаси

На землях Панфильської дослідної станції ННЦ «Інститут землеробства НААН» зібрані культури трав’яної однорічної та багаторічної рослинності, яка здатна давати велику біомасу; вирощуються як традиційні, так і малопоширені культури і навіть рослини, що вважаються бур’яном. Є три фактори «енергетичності», за якими проходить підбір культур, – максимальний вихід сухої речовини, мінімальні втрати сухої речовини під час збирання і стійкість до полягання.

Аби рекомендувати для виробництва ту чи іншу культуру, потрібно розробити агротехнологію – вивчити способи підготовки ґрунту, використання добрив, дослідити схеми садіння та сівби, визначити час оптимального періоду збирання для кожної культури. Наразі на Панфильській дослідній станції закладено декілька ділянок для дослідження стратегічної культури для біоенергетики – міскантуса. Рослина невибаглива до умов вирощування, поживності ґрунтів і вологи, може більше двадцяти років рости на одному місці, практично не вилягає та стійка до хвороб і шкідників. Урожайність сухої речовини сягає за 25 т із 1 гектара. Збирається легко звичайним силосним комбайном, тобто не потребує спеціальної техніки. Перспективними для отримання енергетичної сировини серед багаторічних культур слід вважати топінамбур і сильфію, які формують 22,7-24,0 т/га сухої речовини щорічно.

Дослідження з вивчення енергетичної продуктивності однорічних культур показали, що найбільшу продуктивність забезпечили кукурудза – 19,1 т/га, сорго –9,4 т/га, мальва – 9,8 т/га, рицина – 10,1 т/га.

Крім того, науковцями Панфильської ДС досліджено 45 різних видів, гібридів і форм верби. За результатами досліджень, вербу прутовидну можна назвати класикою біоенергетичних плантацій, вона найбільш екологічно пластична, стійка до хвороб і шкідників та забезпечує максимальні прирости біомаси. Для вирощування на осушених торфовищах добре пристосована також верба тритичинкова. Є цікаві гібриди Ботанічного саду ім. М.М. Гришка НАН України, які теж показали непогані результати.

Загалом по вербі тривають ґрунтовні дослідження з вивчення технологічних аспектів, і наразі досліджується три схеми по густоті насаджень із використанням калійного добрива і декілька варіантів режимів скошування. За результатами досліджень встановлено, що швидкоростучими породами дерев, які можна використовувати в енергетиці, є і тополі. Вони в дечому переважають навіть вербу. Найбільш продуктивні євроамериканські гібриди, що були отримані в результаті схрещування тополі чорної і тополі канадської.

Сьогодні Панфильська дослідна станція ННЦ «Інститут землеробства НААН» є плацдармом з наукового напрацювання і досліджень у вивченні біоенергетичних культур. До того ж Панфильська ДС має власний зареєстрований в Реєстрі сортів рослин гібрид верби, що забезпечує максимальний вихід сухої речовини. Дослідна станція може стати базовим господарством із виробництва живців і забезпечити виробничі плантації посадковим матеріалом та технологією вирощування. Адже подібних маточних плантацій, а тим більше досліджень, в Україні поки що немає.

В. КАМІНСЬКИЙ,

директор ННЦ «Інститут землеробства НААН»,

В. ВІРОВКА,

директор Панфильської дослідної станції

ННЦ «Інститут землеробства НААН»