Біоенергетика (галузь енергетики)

Ріпак (Brassica napus) – сировина для виробництва біодизеля

Гранульоване паливо

Біоенерге́тика, біологічна енергетика, енергетика біомаси, зелена енергетика — галузь енергетики, що займається вивченням питань перетворення енергії біомаси на електричну і / або теплову енергію виробництвом з біомаси екологічно чистих видів біопалив.

Історична довідка

Біоенергетика містить енергію, вироблену шляхом термохімічної, фізико-хімічної та біотехнологічної конверсії біомаси.

2009 встановлена потужність світової енергогенерації об’єктів біоенергетики склала 250 ГВт. Біоенергетика стала новою перспективною енергетичною альтернативою. Темпи її зростання досягли близько 30 % на рік. На початок 2015 частина енергії біомаси у глобальному постачанні первинної енергії (571 ЕДж) склала 50 ЕДж. Упродовж останніх 20 років постачання первинної біоенергії (з біомаси та біопалива) у світі збільшилося на третину і становить близько 10 % загального постачання первинної енергії (ЗППЕ), або майже 70 % ЗППЕ з відновлюваних джерел. У країнах Європейського Союзу близько 11 % первинної енергії постачається за рахунок біоенергетики (складає 65 % загального внеску усіх відновлюваних джерел енергії). 2018 біоенергетика замістила 4 млрд м³ природного газу.

Характеристика

Об’єкти біоенергетики: заводи з виробництва енергії з біомаси з використанням керованих реакцій термохімічної, фізико-хімічної та біотехнологічної конверсії у реакційних камерах. Біоенергетика базується на використанні біомаси. Зазвичай термохімічна конверсія містить: пряме спалювання, піроліз, газифікацію, каталітичний крекінг, гідрокрекінг, гідроліз. Фізико-хімічна конверсія містить: екстракцію, переетерифікацію, гідрування, брикетування. Біотехнологічна конверсія: біофотоліз, спиртова ферментація, анаеробне зброджування. У результаті цих перетворень отримуємо тверде, рідке та газоподібне біопаливо.

Тверде біопаливо — рослинна біомаса, паливні брикети, пелети та гранули на її основі.

Рідке біопаливо — біоетанол, біодизель, синтетичне паливо, біобутанол, ацетон, органічні кислоти, диметиловий ефір, газолін, біонафта, авіаційне паливо.

Газоподібне біопаливо — біогаз, синтез-газ, біоводень, паливний (деревинний) газ, водяна пара.

Структура

Існують різні технологічні процеси переробки біомаси в енергію, що залежать як від фізико-хімічних властивостей вихідної сировини, типу обладнання, проміжного продукту (тверде, рідке чи газоподібне паливо), так і від кінцевого виду енергії (теплова, електрична, силова). Загалом усі вони містять наступні етапи:

вирощування і збирання біомаси;
виділення сторонніх речовин та субстанцій;
подрібнення;
сушіння / зволоження;
встановлення потрібного для виробництва енергії складу;
виробництво проміжного продукту (тверде, рідке чи газоподібне паливо);
очищення проміжного продукту від сторонніх домішок (механічних, хімічних, вологи);
виробництво з проміжного продукту енергії.

Реакційне обладнання заводів із виробництва енергії з біомаси працює впродовж певного часу, визначеного законодавством та проєктними нормами. Умови експлуатації повинні відповідати правилам технічної експлуатації: електроустановок; установок, що працюють під тиском; газових установок. Із закінченням терміну служби обладнання виводять з експлуатації.

Біоенергетика в Україні

Галузь представлена майже усіма біоенергетичними напрямками: вирощування багаторічних енергетичних рослин, виробництво твердих біопалив, виробництво біометану, біоетанолу, біодизелю.

Станом на 2020 встановлена потужність біоенергетичного обладнання становила 8 206 МВтт, або 202 МВтел. Споживання біопалив (у нафтових еквівалентах, н. е.) становило 3,77 Мт н. е. Заміщення природного газу — 4,34 млрд м³, бензину (дизелю) — 0,17 Мт н. е. При цьому скорочення емісії СО₂ склало 8,9 Мт н. е. /рік. Із них загальна встановлена електрична потужність когенераційних установок на біогазі складає ≈ 105 МВт, сумарне виробництво біогазу — 230 млн м³. В Україні налічується близько 20 виробників біоетанолу загальною потужністю понад 300 тисяч т/рік. З них діють 8 підприємств загальною потужністю 128 тисяч т/рік. В Україні побудовано 14 біодизельних заводів загальною потужністю 300 тисяч т/рік.

Середній темп зростання біоенергетики — 11 % на рік.

Значення

У 21 ст. біоенергетика — лідер світової відновлюваної енергетики, відіграє вагому роль у заміщенні викопних палив і скороченні викидів парникових газів. Основні переваги: висока економічна ефективність, інвестиційна привабливість, сприяння поліпшенню екологічного стану, підвищенню конкурентоспроможності виробництва та зменшенню енергозалежності країни.

Біоенергетика якнайкраще відповідає принципам сталого розвитку, однією з найважливіших вимог якого є наявність достатніх паливно-енергетичних ресурсів за стабільного споживання їх у довгостроковій перспективі.

З огляду на екологічну кризу початку 21 ст. вагомими рисами біоенергетики є:

забезпечення надійного енергопостачання;
зменшення викидів парникових газів, речовин-забруднювачів;
здатність відновити порушений стан довкілля.

Додатково

За оцінкою незалежної дослідницької та консультаційної організації, що спеціалізується на розробці інноваційних рішень екологічних проблем «CE Delft» (Нідерланди), максимальний сталий глобальний біоенергетичний потенціал 2050 утричі перевищуватиме світове ЗППЕ 2015. Глобальне виробництво енергії сектором біоенергетики 2050 може бути збільшено майже у 35 разів від рівня 2023.

Джерела

Дорожня карта розвитку біоенергетики в Україні до 2050 року і План дій до 2025 року. [Б. м.] : Sustainable Agribusiness Forum, 2021. 47 с. URL: https://saf.org.ua/wp-content/uploads/2021/06/Dorozhnya-karta-rozvytku-bioenergetyky-v-Ukrayini-do-2050-roku-i-Plan-dij-do-2025.pdf
Енергетична стратегія України на період до 2035 року «Безпека, енергоефективність, конкурентоспроможність» // Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/605-2017-%D1%80#Text

Література

Дубровін В. О., Корчемний М. О., Масло І. П. та ін. Біопалива: Технології, машини, обладнання. Київ : ЦТІ «Енергетика і електрифікація», 2004. 256 с.
Забарний Г. М., Кудря С. О., Кондратюк Г. Г. та ін. Термодинамічна ефективність та ресурси рідкого біопалива України. Київ : Інститут відновлюваної енергетики НАН України, 2006. 226 с.
Забарний Г. М., Кудря С. О., Новицька Є. Г. Використання енергії біомаси для енергозабезпечення об’єктів на територіях з спеціальним режимом природокористування. Київ : Інститут відновлюваної енергетики НАН України, 2007. 236 с.
Голуб Г. А., Кухарець С. М., Марус О. А. та ін. Біоенергетичні системи в аграрному виробництві. Київ : Національний університет біоресурсів і природокористування України, 2017. 229 с.
Атлас енергетичного потенціалу відновлюваних джерел енергії України / За заг. ред. С. О. Кудрі. Київ : Інститут відновлюваної енергетики НАН України, 2020. 82 с.
Відновлювані джерела енергії / За заг. ред. С. О. Кудрі. Київ : Інститут відновлюваної енергетики НАН України, 2020. 392 с.
Голуб Г. А., Цивенкова Н. М., Марус О. А. та ін. Машини та обладнання для біоенергетики. Київ : Національний університет біоресурсів і природокористування України, 2022. 203 с.
Скидан О. В., Голуб Г. А., Кухарець С. М. та ін. Відновлювана енергетика в аграрному виробництві. Київ : Поліський університет ; Національний університет біоресурсів і природокористування України, 2022. 422 с.

Автор ВУЕ

Н. М. Цивенкова

Покликання на цю статтю: Цивенкова Н. М. Біоенергетика (галузь енергетики) // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Біоенергетика (галузь енергетики) (дата звернення: 4.05.2024).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 12.06.2023

Важливо!

Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.

Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.

Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.

Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів

Біоенергетика (галузь енергетики)

Зміст

Історична довідка

Характеристика

Структура

Біоенергетика в Україні

Значення

Додатково

Джерела

Література

Автор ВУЕ

Важливо!

Офіс Президента України

Верховна Рада України

Кабінет Міністрів України

Служба безпеки України

Міністерство оборони України

Міністерство внутрішніх справ України

Генеральний штаб Збройних сил України

Державна прикордонна служба України

Кіберполіція

Національна поліція України