CC BY
19
1. Л1СОВЕ ТА САДОВО-ПАРКОВЕ ГОСПОДАРСТВО
УДК 630*232:504 Проф. А. Бемманн, д-р с.-г. наук;
ст. викл. Р.Р. Вицега2, канд. с.-г. наук
ДОСВ1Д ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПЛАНТАЦ1Й У Н1МЕЧЧИН1: ПРОБЛЕМИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ
Розглянуто питання використання у Нiмеччинi енергетичних плантацiй як дже-рела поновлювально! енерги. Висвгглено проблеми запровадження плантацiй з коротким оборотом рубки та шляхи !х виршення. Наведено результати дослщжень плантацiйного лiсорозведення в рамках наукових проек™. Розглянуто перспективи подальшого функцюнування бiоплантацiй у кра!ш.
Ключовi слова: енергетичш плантаци, зелена енергiя, бюмаса, оборот рубки, Нiмеччина.
Кра!ни Свропейського Союзу декларують зменшення викид1в СО2 у найближч1 роки на 20 %, що зумовлено проблемами глобальних ктматичних змш 1 парникового ефекту. Додатково передбачено до 2020 р. зменшити об-сяг використання невщновних джерел енергп. Велике значення придшено ви-користанню поновлювальних джерел. У Нгмеччиш виршення цього питання розглянуто на державному р1вш (вщповщш вщомства й мшютерства). Зокре-ма, створено законодавчу базу, яка регулюе питання цшово! политики вироб-ниюв "зелено! енергп" (цши на бюенерпю е фжсованими, що гарантуе без-збиткову д1яльнють швестор1в) та д1ють податков1 пшьги при використанш вщновних джерел енергп (для виробниюв електроенергп юнуе ютотна ком-пенсащя за надану кшцевому споживачу електроенерпю впродовж 20 роюв, розм1р яко! поступово щор1чно зменшуеться) [2, 8, 10]. Важливу роль вдаграе маркетингова пол1тика з просування нов1тшх технологш у галуз1 бюенерге-тики. Варто зазначити, що станом на 2009 р. частка використання поновлювально! енергп кра!ни становила 10,1 % (вщ спожито!), зокрема 7,0 % - енер-пя, отримана з бюмаси. При цьому за останне десятир1ччя спостер1гаеться збшьшення обсягу використання як енергоресурсу, власне деревини (вщ 42,1 % до 75,0 %) [5, 9]. Цей фактор ютотно вплинув на стввщношення м1ж енергетичним використанням деревини та традицшною деревообробкою, що призвело до поступового збшьшення попиту на деревину (який почав переви-щувати пропозищю).
Сьогодш шмецью фах1вщ розглядають три напрямки виршення цього питання [5]:
• короткотермшовий (до 10 рокв): штенсивне використання люових ресурав (деревного запасу), що передбачае додаткову щор1чну заготшлю 20 млн м3 деревини;
1 Technische Universität Dresden, Institut für Forst und Holzwirtschaft Osteuropas, Tharandt
2 Ha^0Ham>HHH mcoTexrnHHHH yHiBepcHTer YKpai'HH, M. ^bBiB
• довготермшовий (вщ десяткш роюв до столггь): потребу у деревиш забезпе-чила б змша стратеги ведення люового господарства (проте такий вар1ант розвитку мае дискусшний характер);
• середньотермшовий (5-30 рокв): використання деревини вщ плантацш з коротким (3-5 роки) оборотом рубки (тм. "KUP" - Kurzumtriebsplantagen). KUP - енергетичш плантацй (не варто ототожнювати з традицшними план-тащями в Украш), яю здатш швидко забезпечити обсяг дендромаси, насам-перед, для енергетичних потреб та для традицшно! деревообробки. Звичайно, що вир1шення питання з потребою у деревиш можливе шляхом 11 1мпорту з кра1н Сх1дно1 Свропи та Росшсько1 Федерацп. Проте залеж-шсть вщ кра1н-1мпортер1в викликае занепокоення щодо безперебшного поста-чання запланованого обсягу 1мпорту, його якост та мшливосп вартюних по-казниюв (з огляду на значне тдвищення свггових цш на вуглеводш юнуе ймо-в1рнють зростання цш на деревину; у РФ, яка е найбшьшим 1мпортером деревини в Имеччину, збер1гаеться тенденщя збшьшення митних ставок на ек-спортовану деревину; кер1вш вщомства РФ акцентують увагу на необхщшсть змши в найближчш перспектив1 вщ експорту сировини на експорт люопро-дукци). Тому сьогодш найприйнятшшим вар1антом е використання KUP.
У Шмеччиш нараз1 у рамках низки наукових проекпв виконано досль дження щодо особливостей оргашзаци KUP, 1х потенщалу, рацюнального використання, економ1чно1 ефективност та сощально-еколопчного значення (AGROFORST, AGROWOOD, DENDROM, NOVALIS, AGROFORNET) [5, 6, 8]. Станом на сьогодш, у кра!ш створено близъко 7 000 га енергетичних плантацш i цъому напрямку придшено стратепчне значення. Згщно з проектною документащею, площа плантацш у 2020 р. повинна становити 400 тис. га, а до 2050 р. - близъко мшьйона га. Найбшьше потенцшних площ для створен-ня енергетичних плантацш зосереджено у Схщнш та Швденнш Шмеччиш.
Широкомасштабному запровадженню KUP передувало виршення низки стратепчно важливих питань щодо функцюнування KUP. Насамперед важливим е правов1 засади приналежност плантацш. Суперечносп полягали у тому, яку пщпорядковашсть матимуть земл1, на яких створеш енергетичш плантацй. Тшьки у 2010 р. було прийнято закон, який визначае, що земл1, на яких вирощують плантацй, належать до категорп сшьськогосподарських, як-що впродовж 20-ти р1чного перюду вщ початку 1х створення здшснено зб1р урожаю (рубку дерев). Цей же закон регламентуе сшьськогосподарське приз-начення т. зв. агро-люосистем (нт. - Agroforstsysteme) [5, 9]. Вщповщно, створенням KUP повинш займатись аграрп, яю не мають практичного досвь ду вирощування власне деревних рослин. Тут необхщно застосовувати дещо шш1 пщходи пор1вняно з традицшним вирощуванням сшьськогосподарських культур. Поряд з цим, виникли проблеми доцшьного тдбору деревних порщ, способом догляду, захисту вщ шкщниюв i хвороб. Певш труднощ1 залиша-ються у питаннях щодо технологи збирання урожаю та техшки, яку необхщ-но зад1яти. Традицшна сшьгосптехшка не задовольняе потреби щодо повно-масштабного обслуговування KUP. За останнш перюд для виршення цих питань докладено багато зусиль. Зокрема досягнуто домовленостей щодо використання спещал1зовано1 техшки шмецьких виробниюв CLAAS, Hüttmann,
Schmidt-Stahlbau und Jenz та закордонних вщомих фipм, таких як John Deere (США), Bender (Швещя), Stemster (Данiя) [5, 6]. Однак питання з техшкою до кшця не вирiшене. 1снують iстотнi вiдмiнностi у рельeфi рiзних географiчних частин Нiмеччини, що вщображають особливостi використання спецтехнiки (пересiчний рельеф територш поблизу rip). KpiM цього, значна частина зем-левласникiв вщтермшовують на невизначений час купiвлю дороговартюних машин, обгрунтовуючи свое piшення вщсутнютю, станом на сьогоднi, дос-татнього обсягу pобiт та неможливiстю центpалiзованого обслуговування спецмашин. Неабияку роль вдаграе просторове розташування KUP (плантацп розмщеш неpiвномipно по територп Нiмеччини). Своею чергою, такi зволь кання приховують небезпеку, яка пов'язана з необхвдшстю через 3-4 роки (пеpiод масового створення KUP) збирання урожаю у значних масштабах. Якщо вчасно не виконати рубання дерев на плантащях, 1хш дiаметpи досягнуть pозмipiв, що перевищують верхню межу (понад 14-16 см), а це унемож-ливить 1хню заготiвлю, а надалi i використання як бiосиpовини [5, 11].
Для феpмеpiв проблемним залишаеться питання щодо вiдсутностi що-piчного фiнансового прибутку. Вiдомо, що енергетичш плантацп вирощують упродовж 20 (50) роюв з пеpiодичнiстю збирання урожаю (оборот рубки) 24 роки (а не щоpiчно, поpiвняно з традицшним вирощуванням с/г культур) [3, 4, 10]. При цьому необхщно щоpiчно використовувати кошти на утримання плантацш (догляд, пiдживлення тощо). До того ж господарствам необхщно проводити гнучку фiнансову полiтику в часовому дiапазонi. А це призводить до збшьшення ступеня ризику. Станом на сьогодш, у Нiмеччинi не сформовано ринку сировини з енергетичних плантацш. Зокрема, немае чггко! щни на цю сировину. Наpазi вс фiнансовi розрахунки виконують на основi цiн на хворост i хмиз, що не зовшм вiдповiдае вартосп сировини. На початку 2010 р. мшмальна ваpтiсть сировини з енергетичних плантацш становила 48 евро/т при 35 % вологосп, а середня - 61 евро/т. Натомють збертаеться тенденщя до значного збiльшення середньо! цiни. Сьогоднi максимальна ваpтiсть сировини становить 140 евро/т, проте, за прогнозами експерпв, це ще не кшцевий пiк росту [5]. Доцшьшсть подальшого вирощування KUP можлива за умови, що щни на сировину з енергетичних плантацш принаймш перевищуватимуть щ-ни на сiльськогосподаpськi культури. В iншому випадку, землевласники зму-шенi будуть вiдмовлятимуться вiд вирощування плантацш i знову переходи-тимуть на вирощування тpадицiйних сiльськогосподаpських культур. Проте прогнозувати вартють сировини чи сшьськогосподарсько! продукцп складно. З великою ймовipнiстю можна прогнозувати piст щн на викопнi джерела енергл (газ, вугшля) i лише опосередковано збшьшення попиту, а вщповщно i щни, на альтернативш види поновлювально1 енергп. Тобто сьогоднi немае однозначного трактування щодо доцiльностi вирощування енергетичних плантацш. Висновки проведених науково-дослщних проеклв однозначно свiдчать про доцшьшсть вирощування плантацп на землях, що непридатш для сшьсь-когосподарського виробництва. Натомють не повшстю дослiдженим е питання щодо виснаження родючих сшьськогосподарських земель (зменшення 1х продуктивносп) [3, 5]. Створення та належне обслуговування плантацiй вима-
гае пщвищення квалiфiкацri пращвниюв, а вщповщно, i витрат. Власне вказа-hí вище проблемнi аспекти пояснюють чому саме невелика юльюсть фермерiв займаеться сьогодш оргашзащею енергетичних плантацiй.
Однак, незважаючи на складнють та неоднозначнiсть питання щодо функцюнування KUP, варто зазначити, що в Шмеччиш сьогоднi 1м придшено велике значення, зокрема питанню використання дендромаси [4-7, 10, 11]. Сьогодш тут розроблено план дш за використання бюмаси, на основi якого заплановано розробити концепщю регюнального розвитку. Ця концепцiя пе-редбачатиме конкретш заходи в окремих регюнах (землях) щодо збiльшення площ енергетичних плантацш, з урахуванням рiзних чинниюв (родючiсть rрунтiв, рельеф, клiмат, площа сiльськогосподарських земель, наявнiсть KUP, бюенергетичний потенцiал тощо) [8, 9]. Важливим е те, що на територп Hi-меччини близько 5 млн га земель використовують для тваринництва шляхом вирощування на цих площах кормових сшьськогосподарських культур. Знач-на частина площ пщ сшьськогосподарськими культурами виконують еколо-гiчне значення. Однак змша цшьового призначення площ (замша с/г культур на KUP) може пщвищити екологiчну роль цих територш, зокрема шляхом збiльшення обсягу поглинання вуглецю.
Сьогодш в Шмеччиш спостер^аеться тенденцiя до iнвестування у розробку великих проектiв щодо енергетичних плантацш з боку iндустрiаль-них пщприемств, таких як RWE, Choren, Viessmann, Schellinger, Vattenfall тощо. Крiм цього, зацiкавленiсть проявляе мiсцева влада великих мют. Pеалiза-цiя таких проекпв вимагае створення великих площ KUP [5]. Оскiльки фер-мери самостшно не можуть забезпечити створення таких значних площ енергетичних плантацш, виникае потреба у видшенш площ iз резерву або ж пщ-писання договору про довгострокову оренду землг Останне вимагае забезпечити землевласникам фшансову компенсацiю. Для реалiзацil таких грандюз-них проекпв задiянi кошти рiзних органiзацiй (FVA). Крiм фiнансового аспекта, важливим е пiдбiр дiлянок для створення KUP та пiдбiр садивного ма-терiалу (порода, сорт). Власне щ питання зараз у стадп розробки провщними науковцями у галузi використання бюмаси (проекти ProLoc, Pro-BioPa) [5]. Встановлено, що використання живщв, яю iмпортованi з iнших кра1н, негативно впливае на продуктившсть та економiчну ефективнiсть плантацiй. Тому рекомендовано використовувати для створення KUP матерiал (клони то-полi i верби) мюцевого походження. Особливу увагу придiлено фiзiологiчним дослiдженням садивного матерiалу. Крiм цього, дiлянки для плантацшного розведення пiдбирають на основi детального аналiзу rрунтово-гiдрологiчних особливостей, рельефу територп, з урахуванням транспортно! мережi, мюць перероблення сировини та потенцiйних потреб юнцевого споживача.
Провiднi науковцi розробили рiзнi сценарп створення енергетичних плантацш (еколопчний, економiчний), якi забезпечують створення на територп вше! кра!ни потрiбноl кiлькостi енергетичних плантацiй. Варто зазначити, що функцюнування KUP забезпечуе не тiльки отримання значно! юлькосп бiомаси, але й отримання спещальних сортиментiв, пiдвищуе конкурентос-проможнiсть пщприемств та створюе новi робочi мюця. До переваг планта-
цшного розведення також варто вщнести низький piBeHb трудовитрат за до-помогою мехашзацп Bcix робочих цикшв, можливiсть використання непри-датних для сiльськогосподарських земель, захист Грунту вщ ерозп та покра-щення його структури. ^iM цього, "зелена енергiя", яку отримують з сировини KUP, е найменш залежною вiд впливу ктматичних чинникiв, порiвняно з вiтровою, сонячною чи енергiею океанiчних та морських хвиль. Поряд зi заз-наченими перевагами, оргашзащя плантацiй мае певш недолiки: довготрива-ле спецiалiзоване використання земель (створення KUP унеможливлюе швид-ку змiну напряму господарства порiвняно з традицiйними фермерськими гос-подарствами), довгострокове залучення капiталу, циклiчнiсть отримання при-бутку, використання дороговартюно1 спецiалiзованоl технiки, вiдсутнiсть сформованого ринку сировини [2-3, 5, 11].
З огляду на складну економiчну ситуащю в кра1нах Сврозони та мас-штаби глобально1 економiчноl кризи, штерес представляе розрахунок фшан-сових показниюв. Згiдно з розрахунками витрат на оргашзащю енергетичних плантацiй (пiдготовка Грунту, закутвля саджанцiв, посадка, догляд, рубка дерев, подрiбнення, транспортування, викорчовування пшв), встановлено, що мiнiмальнi витрати становлять 1 800 евро/га, а максимальш - 6 000 евро/га. Натомють розрахунок дохщно! частини вказуе, що щорiчно можна отримува-ти 500-1000 евро/га впродовж одного циклу (за винятком першого циклу, який е збитковим). Для прикладу, нескладш розрахунки з чотирирiчним тер-мшом вирощування KUP впродовж п'яти цикшв вказують на отримання мшь мального доходу розмiром 10 000 евро/га [5]. Зпдно з розрахунками науков-цiв з DBFZ (проект "Стала европейська стратепя щодо запровадження бюме-тану"), вартiсть бiометану, отриманого з бюмаси, перевищуе вартiсть експор-тованого природнього газу у 2,5 раза. При цьому технолопчш витрати на ви-готовлення бiометану становлять 70-75 % вартосп, що зумовлено складнютю технологiчного процесу [4]. Удосконалення технологи отримання бюметану та тенденцil росту на викопш джерела енергil можуть вирiвняги його цiну до щн природного газу РФ (або навиь зменшити ll) у найближчiй перспективг
Огляд лiтературних джерел, участь у рiзноманiтних заходах та спiлку-вання з шмецькими науковцями, професорами дае змогу констатувати, що наявнiсть вказаних вище проблемних питань компенсовано нагальнютю вирi-шення екологiчних проблем, яю вiднесено до категорil прiоритетних. Тому в кра!ш i здiйснюють грандюзш проекти, спрямованi на розроблення та впро-вадження технологiй з використання вщновлювальних джерел енергil зага-лом та бюенергп зокрема. Нiмеччина i надалi залишаеться ключовим гравцем на мiжнароднiй аренi з питань захисту навколишнього середовища, рацi-онального природокористування та змш клiмату.
Передовий досвщ використання вiдновних джерел енергil в Имеччиш доцiльно використати в умовах Укра1ни. Питання енергетичного забезпечен-ня та енергобезпеки е сьогодш надзвичайно актуальним [1-3]. Варто звернути увагу на часткове використання порубочних рештюв iз лiсосiк головного ко-ристування та доглядових рубань. Проте ключову роль може вiдiграти наяв-нють значних площ земель, якi не придатш для ведення с/г, але можуть бути
використанi для створення енергетичних плантацш. Станом на сьогодш в Ук-ра1ш створено декшька таких плантацiй. Проте широкомасштабне функщ-онування енергетичних плaнтaцiй необхвдно розпочати з розроблення стратеги щодо використання бiопотенцiaлу та закршлення Ii окремих норм на зако-нодавчому piвнi.
Л1тература
1. Дебринюк Ю.М. Плантацшш л1сов1 насадження як вщновлюване джерело енергп / Ю.М. Дебринюк, В.С. Кузьович, А.П. 1ванюк // Науковий вюник НЛТУ Укра1ни : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2009. - Вип. 21.18. - С. 9-12.
2. Перебора С.В. Державне стимулювання створення бюенергетичних плантацш: анашз досвщу кра1н Свропейського Союзу / С.В. Перебора // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2009. - Вип. 19.12. - С. 73-77.
3. Соловш 1.П. Еколого-економ1чш та люополпичш аспекти розвитку плантацшного л> совирощування / 1.П. Соловш, С.В. Перебора // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2009. - Вип. 19.4. - С. 61-67.
4. Angelova, E. 2011. Nachhaltige europäische Biomethanstrategie - Potenziale und Märkte / E. Angelova. - Leipzig. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.dbfz.de/web/filead-min/user_upload / Referenzen/publikationen/FH_Biomethan_engl_46-47.pdf.
5. Bemmann А. Holz aus Kurzumtriebsplantagen: Hemmnisse und Chancen. Forstarchiv: Forstwissenschaftliche Fachzeitschrift / А . Bemmann, M. Nahm, F. Brodbeck, U.H. Sauter. -Jahrgang. - 2010. - Vol. 6. - S. 246-255.
6. Bemmann A. (Hrsg.). AGROWOOD: Kurzumtriebsplantagen in Deutschland und europäische Perspektiven. A. Bemmann, C. Knust // Weissensee Verlag. - Berlin. - 2010. - 342 s.
7. Bemmann A. Kurzumtriebsplantagen auf landwirtschaftlichen Ftechen in der Region Grossenhain im Freistaat Sachsen / A. Bemmann, K.H. Feger, D. Gerold, W. Gresse, K.U. Hartmann, R. Petzold, H. Roehle, J. Schweinle, С. Steinke. - Forstarchiv. - 2007. - Vol. 78. - S. 95-101.
8. Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz und Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. - 2009. Nationaler Biomasseaktionsplan für Deutschland. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.bmu.de/erneuerbare_energi-en/downloads/doc/43839.php.
9. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. 2010. Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr 2009; Stand 18. März 2010. [Electronic resource]. -Mode of access http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdl7ee_hintergrund_2009_bf.pdf.
10. Mez L. Political, Economic and Legal Frame Conditions for Renewable Energy in Germany / L. Mez // Proc. of 7th Polish - Danish Workshop on Biomass for Energy. 7-10 December 2000, Starbienino, Poland. - P. 105-106.
11. Reeg T. 2009. Anbau und Nutzung von Bäumen auf landwirtschaftlichen Flächen / T. Reeg, A. Bemmann, W. Konold, D. Murach, H. Spieker // WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. - 355 s.
Бемманн А., Вицега Р.Р. Опыт использования энергетических плантаций в Германии: проблемы и перспективы
Рассмотрен вопрос использования в Германии энергетических плантаций как источника возобновительной энергии. Отражены проблемы внедрения плантаций с коротким оборотом рубки и пути их решения. Приведены результаты исследований плантационного лесовыращивания в рамках научных проектов. Рассмотрены перспективы функционирования биоплантаций в стране.
Bemmann A., Vytseha R.R. Experience in the use of energy plantations in Germany: Problems and Prospects
The question of the use of energy plantations in Germany, as the source of the renewable energy. Reflected the problems of introducing short-rotation plantations, and logging solutions. The results of studies of plantation forest growing in the framework of scientific projects. The prospects for further bioplantation functioning in the country.
