CC BY
11
Науковий в^ник Львiвського нацiонального унiверситету ветеринарно! медицини та бiотехнологiй iMeHi С.З. Гжицького. CepiH: Сiльськогосподарськi науки
Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Agricultural sciences
ISSN 2519-2698 print
https://nvlvet.com.ua/index.php/agriculture_doi: 10.32718/nvlvet-a9114
UDC 631.17: 633: 582.4
Effectiveness evaluation of energy crops production as a biofuel sources
V.L. Nosko, O.V. Pavliv, A.Iu. Linnik
Separated Subdivision of National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine "Berezhany Agritechnical Institute ", Berezhany, Ukraine
Nosko, V.L., Pavliv, O. V., & Linnik, A.Iu. (2019). Effectiveness evaluation of energy crops production as a biofuel sources. Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Agricultural sciences, 21(91), 83-88. doi: 10.32718/nvlvet-a9114
Energy crops are grown for energy purposes. Traditionally energy crops are corn and sugarcane which are grown for industrial scale ethanol, rapeseed for producing biodiesel, annual and perennial grasses, for example cane, miscanthus, cereal straw, as well as fast-growing tree crops for biomass production. The most interesting for the temperate climate zone of Europe are the fast-growing willow species. The interest in growing energy crops, which can be used as a renewable energy source, in European countries arose in the 1970s, which was related with rising prices for traditional energy sources. The growth of energy crops has been fueled by political decisions at the international level, in particular by documents such as the Renewable Energy Development Plan for Europe and the Kyoto Protocol. After some recession, landing areas for energy crops in the EU and North America have been stabilized. The fastest growing willow occupies the largest area in Europe. The average yield of willow wood in our experiments was about 50 tons per hectare at a moisture content of 45%, with a three-year biomass harvest cycle or 9.2 tons per year and dry matter from 9 to 15 tons per year per dry biomass, in depending on the conditions of cultivation, soil, clone. The weighted average cost of one ton of willow wood with a moisture content of 10% at an area of 100 hectares ofplantation for its lifetime (22 years) will be $ 30.5. The cost of growing willow, transporting and shredding timber at a plantation area of 30 hectares is about $ 510 per hectare. About half of all biofuel production costs are depreciation deductions for the operation of special planting and harvesting equipment. The expansion of the plantation area 3-4 times compared to the base variant (30 hectares) allows to increase the profitability of energy production by 30-50%. The return on initial costs required to organize a willow plantation depends on the use of biomass. When replacing wood with traditional energy sources (natural gas), according to our calculations, the simple payback period is 3.8 years and the discounted time is 4.7 years, which corresponds to the time of harvesting the first biomass crop. With the direct sale of biomass on the market in the payback period increases to 6-11 years, which corresponds to the second or third harvesting period (with a three-year cycle). The unit cost of energy derived from willow wood is lower relatively to other energy crops, but 1.5 times and 1.8 times higher than that of natural marsh vegetation and straw, respectively. However, the additional interest in planting willow is due to their conservation value. The main indicators for calculating cost-effectiveness have been taken experimentally. The higher combustion heat of the above-ground part of the willow tree stand averaged 18500 kJ/kg. This is in line with the results obtained by other researchers for willow wood. The maximum specific heat of combustion of willow wood according to the results of experiments carried out in Sweden ranged from 18.3 to 19.7 MJ/kg, depending on the harvesting time and the willow clones. Therefore, we can confidently say that to grow energy willow is expediently and cost-effectively.
Key words: biofuel, energy crops, market, cost price, payback period.
Оцшка ефективност вирощування енергетичних культур як джерело бтпалива
В.Л. Носко, О.В. Павл1в, А.Ю. Лшшк
НАУКОВИЙ В1СНИК
шгаотш) 11щиетаюет]мш!) шиишШщда
эюесо а&йшшшт]
Scientific messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies '
Article info
Received 13.09.2019 Received in revisedform
14.10.2019 Accepted 15.10.2019
Separated subdivision of National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine "Berezhany Agrotechnical Institute", Academichna Str., 20, Berezhany, Ternopil region, 47501, Ukraine. Tel.: +38-067-208-60-99 E-mail: kafedra. eo.bati@gmail. com
Вгдокремлений тдроздш Нацюнального утверситету бгоресурсгв i природокористування Украши "Бережанський агротехнiчний тститут ", м. Бережани, Украша
Енергетичт культури вирощуються для енергетичних потреб. Традицшно енергетичними культурами е кукурудза i цукровий очерет, ят вирощуються для виробництва етанолу в промислових масштабах, ртак для отримання бюдизеля, однорiчнi та бага-торiчнi трави: наприклад, очерет, мюкантус, солома зернових культур, а також швидко зростаючi деревт культури для виробництва бюмаси. Для помiрного клiматичного поясу Свропи найбтьший щкавють представляють швидкороmi види верби. Цка-вкть до вирощування енергетичних культур, бюмаса яких може бути використана як вiдновлювальне джерело енергИ, в европей-ських кратах виник в 70-тi роки минулого столття, що було пов 'язано з ростом цн на традицшш енергоносп. Зростання площ енергетичних культур стимулювався полтичними рШеннями на мiжнародному рiвнi, зокрема такими документами як План розвитку вiдновлювано'i енергетики в Сврош та Кютський протокол. Шсля певного спаду, площi посадок енергетичних культур в кратах СС та Швшчног Америки стабШзувалися. Найбтьш значн площi в Сврот займае швидкозростаюча верба. Середня вро-жайтсть деревини верби в наших експериментах склала близько 50 тонн з гектара при вологостi 45%, при трирiчному ци^i збору бюмаси або 9,2 тонни в перерахунку нарт i на сухуречовину вiд 9 до 15 тонн нарт в перерахунку на суху бюмасу, в залеж-ностi вiд умов вирощування, Грунту, клону. Середньозважена собiвартiсть одтег тонни деревини верби вологктю 10% при площi енергетичног плантацп 100 га за термт Ti експлуатацп (22 роки) складе 30,5 долара. Витрати на вирощування верби, транспор-тування i подрiбнення деревини при площi плантацп 30 гектарiв складають близько 510 доларiв в розрахунку на гектар. Близько половини вЫх витрат на виробництво бюпалива складають амортизацшш вiдрахування на експлуатацю спещальног посадковог i збиральноХ техтки. Розширення площ плантацп в 3-4 рази в порiвняннi з базовим варiантом (30 гектар) дозволяе збтьшити рен-табельтсть виробництва енергп на 30-50%. Окуптсть початкових затрат необхiдних для оргатзацИ плантацп верби залежить вiд напрямiв використання бюмаси. При замШ деревиною традицйних енергоноспв (природний газ) за нашими розрахунками простий термт окупностi становить 3,8 року i дисконтований - 4,7 року, що вiдповiдае часу збирання першого врожаю бюмаси. При безпосередньому продажi бюмаси на ринку в термт окупностi збтьшуеться до 6-11 ротв, що вiдповiдае другому або тре-тьому термiну збирання (при трирiчному циклi). Собiвартiсть одиниц енергИ отриманог з деревини верби, нижче по вiдношенню до тших енергетичних культур, але в 1,5 рази та в 1,8 рази вище, жж вiдповiдно з бюмаси природного болотног рослинностi i соломи. Тим не менш, додатковий ттерес до посадки верби обумовлюеться гх природоохоронним значенням. В якостi основних показнимв для розрахунку економiчноi ефективностi приймалися результати, отримат експериментальним шляхом. Вища теплота згоряння надземног частини деревостану верби в середньому склала 18500 кДж/кг. Це вiдповiдае результатам, отриманим для деревини верби тшими до^дниками. Максимальна питома теплота згоряння деревини верби за результатами експериментiв проведених в Швецп склала вiд 18,3 до 19,7МДж/кг, в залежностi вiд стромв збирання i клотв верби. Отже, можемо з впев^ы-стю стверджувати, що енергетичну вербу, вирощувати доцтьно i економiчно вигiдно.
Ключовi слова: бюпаливо, енергетичн культури, ринок, собiвартiсть, перюд окупностi.
Вступ
Енергетичш культури вирощуються для енергетичних потреб. Традицшно енергетичними культурами е кукурудза i цукровий очерет, яш вирощуються для виробництва етанолу в промислових масштабах, ршак для отримання бюдизеля, однорiчнi та багаторiчнi трави: наприклад, очерет, мюкантус, солома зернових культур, а також швидко зростаючi деревш культури для виробництва бюмаси. Для помiрного ктматично-го поясу Свропи найбшьший щкавють представляють швидкоро^ види верби i тошш, залишки зернових культур, мюкантус, очеретянка, ршак. Кожна з цих культур мае сво! особливосп з точки зору типу бюпалива, умов вирощування, вимог до еколопчних фак-торiв i т.д. Комерцшш плантацп енергетичних культур в Сврот з'явилися в 70^ роки минулого столггтя, що було пов'язано як зi зростаючим штересом суст-льства до еколопчних проблем в цшому, так i зрос-танням цш на традицшш енергоносп.
Рiзкий стрибок цш з 1970 по 2019 роки стимулю-вав пошук альтернативних варiантiв для енергозабез-печення, особливо в кра!нах, що не мають в наявносп власних ресурав у достатнш шлькосп. Пвдписання Кютського протоколу (1997 рш) зумовило подальший штерес до вщновлювано! енергетики, в значнш мiрi пов'язаний з необхщшстю скорочень викидiв парни-кових газiв i перспективи отримання вуглецевих кре-дипв. Таким чином, з екоюмчно! точки зору визна-чальним стимулом для використання енергетичних культур, так само як i шших джерел вццювлювано! енергп е цша на нафту.
Введенням в 1991 рот ново! сшьськогосподарсь-ко1 полтгики в Швецп, яка була ор1ентована на зни-ження цш на зерно i зростання субсидш для вирощування енергетичних культур;
- Зростанням податшв на викопне паливо;
- Розвитком ринку бюпалива в Швецп i в Сврот (European Commission, 1997).
Як результат, за 10 рiчний перюд, з 1991 по 2001 ргк, площi плантацш верби з майже нульового рiвня досягли 20 000 гектарiв. Такий динамщ сприяв план розвитку вщновлювано! енергетики в Сврот, прийнятий в 1997 рот. Ввдповщно до нього, частка бюенергетики в загальному обсязi енергоспоживання повинна була вирости ввд 3 до 8,5%, при цьому половина зростання планувалося забезпечити за рахунок енергетичних культур. Вищезгаданий План так само зумовив штерес до енергетичного використання бюмаси трав i соломи. Зокрема, в 1рландп, Полыщ та шших кра!нах збшьшилася площП поовПв мюкантусу (Energy 21 the Danish government's action plan for energy, 1996).
У Дани основний акцент був зроблений на використання в якосл бюпалива соломи зернових культур, де щорПчно на щ цш використовуеться понад 1,3 млн тонн (Wichtmann & Wichmann, 2011).
1нновацшним напрямком розвитку бюенергетики стало використання в енергетичних цшях бюмаси болотних рослин, очерету i очеретянка. Цей напрямок одержав назву "палуд^льтура", що можна приблиз-но перекласти як затоплене сшьське i люове госпо-дарство.
Р1зке падшня цша на традицшш енергоноси, в останш роки негативно позначилося на перспективах використання бюпалива. Проте, площ1 посадок енер-гетичних культур, серед яких переважають плантацй' швидкозростаючо! верби, залишаються в останш роки досить стабшьними.
Питання економ1чно! ефективносп виробництва бюмаси, розглядалися в ряд1 робгг заруб1жних дослвд-ник1в, починаючи з моменту зародження ринку бюпа-лива (Helby, 2004). Найбшьш масштабш дослвджень з оцшки соб1вартост1 бюпалива отриманого на основ1 ряду енергетичних культур проведено в Швеци. Ре-зультати дослвджень шдтверджують економ1чну ефе-ктившсть плантацш верби в пор1внянн1 з шшими енергетичними культурами. При сформованих еконо-м1чних i ринкових умовах найбшьш низька соб1вар-тють мала мюце для верби - 4-5 £вро за ГДж, собiва-ртють енергй' вироблено! з бiомаси тополi склала 5-56 €/ГДж, конопель - 8,6-9 €/ГДж, очеретянка 6, 47 €/ГДж, мiскантусу - 7,9-8,45 €/ГДж, тритикале -6,7-7,1 €/ГДж. Krasuska E. i Rosenqvist H. вивчали економiчнi аспекти використання верби, мюкантусу i тритикале на енергетичш цiлi в умовах Польщi (Krasuska & Rosenqvist, 2012). Встановлено, що при сформованих в кра!ш умовах ринку альськогоспо-дарсько! продукци, бiльш висока рентабельнiсть характерна для виробництва одинищ енергй з деревини верби. Автори вщзначають, що в умовах нестабшьно-стi цш на ринку зерна, енергетичнi культури е цiлком конкурентоспроможними по ввдношенню до зернових культур.
Починаючи з 90-х рошв минулого столiття, площi плантацш енергетичних культур стали рости в США i Канадi, чому сприяла енергетична полiтика держав, спрямована на видшення додаткових субсидiй. У Канащ пiвнiчних i центральних штатах США основ-ний акцент був зроблений на вирощування верби i в швденних штатах - тополi. За результатами досль джень було розроблено математичну модель, яка до-зволяе оцшити собiвартiсть i рентабельнiсть виробництва бюмаси (Rod'kin et al., 2014).
Основною метою наших дослвджень представле-них в рамках дано! статп, е оцiнка доцiльностi вирощування енергетичних культур для виробництва бю-маси в умовах держави.
MaTepia™ i методи дослщжень
Дослiдження з оцiнки ефективностi виробництва рiзних видiв бiомаси (деревина верби, солома зернових культур, бюмаса багаторiчних трав) на енергети-чш цiлi проводилися в перебiгу ряду рошв на експе-
риментальних донках Бережанського Агротехнiчно-го 1нституту.
Енергетичш плантацй верби вирощуються з 2012 року на дерново пвдзолистих грунтах, яш е характернi для Захвдного Лiсостепу Укра!ни). Для розрахунку економiчноl ефективностi використовувалася iнтерак-тивна модель, розроблена за результатами дослвджень (Gusakov, 2005).
Розрахунок економiчноl ефективностi використання соломи зернових культур на енергетичш цш проводилися на базi господарств Львiвськоl та Терно-пiльськоl областей. Технологiя обробiтку зернових вщповщала нормативним вимогам для ктматично1 зони Захiдного Лiсостепу Укра1ни. На основi техноло-гiчноl карти розроблена штерактивна модель для розрахунку економiчних показник1в (But'ko et al., 2015).
Дослвдження за оцiнкою продуктивностi природ-них багаторiчних трав проводилися на вироблених торфовищах пiдприемства ПОП "Урманське", ПрАТ "Львiвський Облрибкомбiнат".
Розрахунок собiвартостi проводився на основi схеми виробничо1 системи життевого циклу бiомаси складаеться з 9 основних одиничних процеав.
Для розрахунку собiвартостi одиницi енергй', яку можна отримати з бiомаси деревини, соломи зернових культур i багаторiчних трав проводилися вимiрюван-ня питомо1 теплоти згорання (Styles & Jones, 2007).
Результати та Тх обговорення
В якосп основних показник1в для розрахунку еко-номiчноl ефективностi приймалися результати, отри-манi експериментальним шляхом. Вища теплота зго-ряння надземно1 частини деревостану верби в серед-ньому склала 18500 кДж/кг. Це ввдповщае результатам, отриманим для деревини верби шшими дослвд-никами. Максимальна питома теплота згоряння деревини верби за результатами експерименпв проведе-них в Швецй склала вщ 18,3 до 19,7 МДж/кг, в залеж-ностi вiд строив збирання i клонiв верби (Styles et al., 2008).
Середня врожайнiсть деревини верби в наших екс-периментах склала близько 50 тонн з гектара при вологосп 45%, при трирiчному циклi збору бюмаси або 9,2 тонни в перерахунку на рж i на суху речовину вiд 9 до 15 тонн на рж в перерахунку на суху бюмасу, в залежносл вiд умов вирощування, грунту, клону i т.д.
Показники вологостi деревини верби при збиранш, згiдно з експериментальними даними, отриманими в рiзних екологiчних умовах, коливалися в1д 45% до 50% (Ledin, 1996).
Таблиця 1
Економiчна ефектившсть виробництва та доопрацювання деревини верби на штучних плантацiях
„ . Площа посадки, Затрати на Урожаинiсть з гектару в рж „ _ Прибуток з Технолопя а, , ,„„. . \ Прибуток ,,, _га_гектар, $_(на 10% волопсть)_r J_гектару, $
Промислова 30 510 12 858 348
без сушки_100_365_12_858_493
EKOHOMinHa e^eKTHBHicrb hh peHTa6eibHicTb Bupo-6HHUTBa Bep6u 3aie®aTb Big ii co6iBapTOCTi i BapTOCTi peaii3ami. -3k noKa3aiu Hami po3paxyHKH, co6iBapTicTb BHpo6HHUTBa 6ioMacu b 3HaHHift Mipi 3aie®HTb Big niomi niaHTami.
BuTpaTH Ha BupomyBaHHa Bep6u, TpaHcnopryBaHHa i nogpi6HeHHa gepeBHHH npu niomi niaHTami 30 reKTa-piB cKiagaroTb 6iH3bKo 510 goiapiB b po3paxyHKy Ha reKTap. E^H3bKo noioBHHH Bcix BurpaT Ha bhpo6hhutbo 6ionaiHBa cKiagaroTb aMopTH3amftHi BigpaxyBaHHa Ha eKcniyaTamro cnemaibHoi nocagKoBoi i 36upaibHoi TexHiKH, mo noB'a3aHo 3 ii bhcokom BapTicTro i By3bKoro cnemaii3amero. Po3mupeHHa mom niaHTami b 3-4 pa3H b nopiBHaHHi 3 6a3oBHM BapiamoM (30 reKTap) go3Boiae 36iibmHTH peHTa6eibHicTb Bupo6HuuTBa eHe-prii Ha 30-50%. OgHHM 3 HaHBa^iHBimux eKoHoMiHHHx noKa3HHKiB gia Bupo6HHKa e nepiog (crpoK) oKynHocTi KaniTajioBKjiageHb - Hac, npoTaroM aKoro aMopTH3aqia i cyMH HucToro npu6yTKy cnpaMoByMTbca Ha noBepHeHHa iHBecTOBaHoro Kamraiy.
HaH6iibm 3HaHHi rpomoBi KomTH Heo6xigHo BKiacTH npoTaroM nepmux 4 poKiB Big MoMeHTy 3aKiagKH niaHTami. Ao nocagKH Bep6u noBHHHi 6yTH npoBegeHi po6o-th 3 nigroToBKH rpyHTy, npug6am MiHepaibHi go6puBa i rep6iuugu, nocagKoBHH Marepiai i nocagKoBa MamuHa. Haftcepno3Himi KaniraioBKiageHHa Heo6xigHi Ha 4 piK Big Hacy nocagKH niaHTami, Ta 3 npug6aHHaM 36upaib-Hoi TexHiKH. BapTicTb KoM6aHHa cTaHoBHTb Big 150 TucaH goiapiB (BenderMark, bhpo6hhutbo fflBema), (Biobaler, bhpo6hhutbo KaHaga) go 300 TucaH goiapiB (CaseNewHolland, bhpo6hhutbo Eeibria). KoM6aHHH BenderMark i Biobaler ue By3bKocneuiaii3oBaHa TexHi-Ka, npu3HaneHa gia 36upaHHa gepeBHHH (Bep6a a6o iHmi KyjbTypu), ToMy aMoprroamftrn BigpaxyBaHHa npu bh-KopucTaHHi TaKoi TexHiKH 6e3nocepegHbo 3aie®aTb Big niomi niaHTami. KoM6aHH CaseNewHolland Mo®e TaK caMo BHKopucToByBaTuca, HanpuKiag, gia cKomyBaHHa KyKypyg3H, i gia 36upaHHa gepeBHHH BiH noBHHeH 6yTH ocHameHHH cneuiaibHHM nocuieHHM 3MiHHHM xegepoM 130 FB. HegoiiK KoM6aHHa y BucoKin BapTocTi, nepeBa-ra b 6iibm mupoKoi cnemaii3ami, mo nepeg6anae Kpa-
my e^eKTHBHicTb BHKopHcraHHa. KoHKpeTHHH Bu6ip
3aie®HTb Big cnemaii3ami rocnogapcTBa, ^maHcoBux Mo^jHBocTen i rnmux yMoB. Po3paxyHKoBHH TepMiH eKcniyarami niaHTami Bep6u cTaHoBHTb 22 poKH Big MoMeHTy nocagKH, mo o6yMoBiroeTbca KiibKicTro uhk-jiB 36upaHHa Bpo®aro gepeBHHH. BcraHoBieHo, mo Bpo^anHicTb gepeBHHH Bep6u 3aiumaeTbca gocuTb cra-6iibHoro BejHHHHoM npoTaroM 7 uHKjiB BupomyBaHHa, npu TpupiHHoMy nepiogi Hacy Mi® cKomyBaHHaM 6ioMa-ch. npu nogaibmoi eKcnjyaTaqii niaHTami Bpo^aftmcrb 6yge 3HH®yBaTuca.
BuTpaTH Heo6xigHi npoTaroM nepmux 4 poKiB eKc-njyaTauii niaHTami Bep6u npu niomi 100 reKTapiB, 3a HamHMH po3paxyHKaMH cKiagaroTb 6iH3bKo 3200 goia-piB Ha reKTap. ^ gaHi Mo®Ha nopiBHaTH 3 noKa3HHKaMH, HaBegeHHMH gia yMoB mTaTy Hbro-HopK (CfflA). Cepe-gHe gia mTaTy HbM-HopK nonaTKoBe iHBecTyBaHHa Heo6xigHe gja 3aKjagKH eHepreTHHHoi njaHrami Bep6u cTaHoBHTb 3097 gojapiB Ha reKTap, BKjMHaroHH ^iHaHcu Heo6xigHi BjacHe gja njaHTauii 2709 gojapiB Ha reKTap, BapricTb opeHgu 3eMji 340 gojapiB Ha reKTap i agMiHic-
TpaTHBHi BHTpaTH - 48 gojapiB Ha reKTap (Styles & Jones, 2007). npu uboMy, b crpyKTypi BHTpaT b nopiBHaHHi 3 yMoBaMH yKpaiHH, 6ijbm 3HaHHa HacTKa npuna-gae Ha opeHgy 3eMji i 3apo6iTHy njaTy. I HaBnaKH, icTo-tho HH®He aMopTH3auiHHi BigpaxyBaHHa Ha eKcnjyaTa-uiw TexHiKH, TaK aK njomi KoMepuiHHHx njaHTauiH Bep6u TijbKH b mTaTi HbM-HopK craHoBjaTb KijbKa TucaH reKTapiB. HayKoBHH ®ypHaj H^y ITMO. Cepia "EKoHoMiKa i eKojoriHHHH MeHeg®MeHT" № 4, 2016 106
OKynHicTb iHBecTHuiH Mo®e 6yTH po3paxoBaHa b 3a-je®HocTi Big njaHiB nogajbmoro BHKopucTaHHa 6ioMa-ch bhpo6hhkom. ^Kmo BHKopucToByBaTH 6ionajHBo Ha Bjacm noTpe6u, to Horo Mo®Ha po3rjagaTH aK 3aMiHy TpagHuiHHHM eHeproHociaM, b nepmy Hepry npupogHoro ra3y. ^k He gHBHo, nagiHHa mH Ha BHKonHe najHBo Ha cBiroBoMy puHKy Majo no3HaHHjoca Ha umax gja kohk-peTHHx cno^HBaniB, ropuguHHux i $i3HHHHx oci6. Цiнн Ha npupogHHH ra3 gjia MpuguHHux oci6 b yKpaiHi cKja-garoTb Big 160 go 280 goiapiB b eKBiBaieHTi 3a 1000 m3, b 3aie®Hocri Big KaTeropii. 3 ogHoro reKTapa niaHTauii Bep6u Mo®Ha oTpHMaTH 16,7 tohh gepeBHHH b po3paxy-HKy Ha piK, mo 3a nuroMoro TenioToM 3ropaHHa eKBiBa-ieHTHo 3,9 thc.m3 npupogHoro ra3y. npu ycepegHeHoi BapTocTi ogHiei Tucani m3 ra3y gia ropuguHHux oci6 220 goiapiB, npu Horo 3aMiHi Ha gepeBHe naiHBo noTeHuiHHa BHpyHKa 3 reKTapa niaHTami cKiage He MeHme 858 goiapiB rpuBeHb 3a piK (Ta6iuua 1).
npocTHH TepMiH oKynHocTi e nepiog, npoTaroM aKoro hhcthh noTiK roTiBKH (Mill ) HapocraroHHM nigcyM-kom gocarHe no3HTHBHoi BeiHHHHH. npu 3aMiHi gepeBH-Horo npupogHoro ra3y, npocTHH TepMiH oKynHocTi nona-tkobhx iHBecTHuin cKiage 3,8 poKy, ue o3Hanae, mo BHTpaTH oKyniaTbca B®e nepmHM ypo®aeM 6ioMacu Bep6H.
AucKoHToBaHUH TepMiH oKynHocTi ue nepiog noBepHeHHa rpomoBHx KomTiB 3 ypaxyBaHHaM THMHacoBoi BapTocTi rpomeH (cTaBKH gHcKoHTy).
^Kmo npuHHaTH 3a ocHoBy noToHHy npoueHTHy cTa-BKy HauioHaibHoro 6aHKy yKpaiHH, nepiog oKynHocTi 3a yMoBH 3aMimeHHa gepeBHHoro npupogHoro ra3y 36iib-mHTbca go 4,7 poKy.
Phhok 6ionaiHBa, b yKpaiHi e BKpaH HecTa6iibHHM $aKTopoM. ^k noKa3ye aHaii3, uiHa Ha gepeBHy TpicKy 3 BoioricTro 30-40% b cepegHboMy cTaHoBHTb 6iH3bKo 30-40 goiapiB b eKBiBaieHTi. npocTHH TepMiH oKynHocTi nonaTKoBux iHBecTHuiH npu peaii3auii gepeBHHH Ha puHKy 3a uhmh uiHaMH cKiage BignoBigHo 7,9 i 5,9 poKiB, i gHcKoHToBaHHH 11,1 i 7,3 poKy. Aia ^epMepiB CfflA, peHTa6eibHicTb oTpuMaHHa 6ioMacu Bep6u 6e3 gogaTKoBHx cy6cugm cTaHoBHTb 6iH3bKo 10% (Rod'kin et al., 2014). y uboMy BHnagKy TepMiH oKynHocTi niaH-Tauii cKiage 3-4 nepiogy 36upaHHa Bpo®aro a6o 1014 poKiB. Aia nigTpuMKH BHpo6HHKiB 6ioMacu Bep6u b KpaiHi 3giHcHroeTbca BHgiieHHa uiiboBHx cy6cugift gia cra6iii3ami phhkoboi BapTocTi Ha piBHi 60 goiapiB 3a ToHHy yMoBHo cyxoi gepeBHHH, mo go3Boiae 36iibmHTH peHTa6eibHicTb go 20%, 3 nepiogoM oKynHocTi 48 poKiB, mo e KoHKypeHTocnpoMo®HHMH no BigHomeH-Hro go TpagHuiHHHx KyibTyp, HanpuKiag 3epHoBHM a6o KyKypyg3i.
CepegHbo3Ba®eHa co6iBapTicTb ogHiei tohhh gepeBHHH Bep6u BoioricTro 10% npu niomi eHepreTHHHoi
плантацп 100 га за звютку термш !! експлуатаци дних багатор1чних трав, як шших потенцшних джерел (22 роки) складе 30,5 долара. Аналопчним чином енергп в агроландшафтах. Пор1вняльн1 характеристи-розраховувалася соб1варт1сть бюмаси соломи i приро- ки бюмаси представлен в табл. 2.
Таблиця 2
Собiвартiсть одше! тонни бiомаси з деревини верби, соломи та природно! болотно! рослинностi
Види бюмаси Волопсть, % Стутнь подрiбнення, мм Урожайшсть, т/га Собшартють за тону, $
Деревина верби 10 До 5 12 30,5
Солома 14 Не подрiбнювати 3 9
Сшо 14 До 5 15,3 14
Характеристика i собiвартiсть видiв бiомаси пред-ставлених в таблиц 2 отриманi на основi результапв експериментальних дослiджень з урахуванням реко-мендацiй щодо подальшо! технологи використання бiомаси в енергетичних цiлях. Бюмасу соломи доць льно використовувати для безпосереднього спалю-вання в твердопаливних котлах i отримання теплово! енерги. Бiомасу багаторiчних трав, зi ступенем подрь бнення до 5 мм, рацюнально використовувати для приготування пелет i (або) додавання в торфобрикети. Бiомасу деревини верби можна використовувати як безпосередньо для спалювання i отримання теплово! енергп, так i виготовлення пеллет i торфобiобрикетiв. Для коректно! порГвняльно! оцшки, розрахунки по-виннi грунтуватися на ушфжованих характеристиках бiомаси, з урахуванням питомо! теплоти згорання. Результати розрахуншв собiвартостi бiомаси деревини
верби, соломи та болотно! рослинносп при рiвних показниках вологостi, i ступеня подрiбнення, а так же енергп, яка може бути отримана при спалюванш бю-маси в залежностi вщ теплоти згорання, представленi в табл. 3. Найбшьш висока питома теплота згоряння бiомаси була у деревиш верби, солома в свою чергу дещо перевищуе за цим показником сшо болотно! рослинностi. Таким чином, собiвартiсть одиницi енер-гi! отримано! з деревини верби в 1,5 рази i в 1,8 рази вище, нiж вiдповiдно з бюмаси природною болотно! рослинностi i соломи, що вiдповiдаe даним заруб1ж-них дослщнишв (Styles et al., 2008). У представлених розрахунках собiвартостi соломи не враховувалися витрати пов'язанi з пошвом, доглядом i збиранням зернових культур. Солома приймалася до уваги як рослинний залишок, який можна використовувати на енергетичш цiлi.
Таблиця 3
Собiвартiсть одиницi енергi! отримано! з бюмаси деревини верби, соломи зернових культур i сша болотно! рослинносп
Бюмасса Волопсть, % СТУИГНЬ подрiбнення, мм Теплота згоряння, кДж/кг Собiвартiсть бiомаси за тону, $ Собшартють одинищ енергil, $/гДж
Деревина 10 До 5 18500 30,5 1,64
Солома 10 До 5 16000 14,4 0,9
Сгно 10 До 5 15500 16,4 1,09
Сшо отримано з природно! болотно! рослинносп, що так само виключае статп витрат пов'язаш з обро-бiтком багаторiчних трав. Незважаючи на бшьш висо-ку собiвартiсть деревини верби в порiвняннi з шшими видами бiомаси, слiд враховувати, що енергетичш плантацп верби можуть бути закладеш на площах, де немае можливосп отримати високий урожай соломи зернових або сша природних травосто!в з екологiчних або економiчних причин.
Висновки
Аналiз динамiки виробництва бюмаси енергетичних культур за кордоном показуе, що площГ посадок передбачувано залежать вщ цiн на традицшш енерго-ресурси. Рiзкий стрибок цш в 70-х роках минулого столггтя стимулював iнтерес виробникiв до розши-рення площ енергетичних культур, що так само шдт-римувалося енергетично! та екологiчно! полiтикою на м1жнародному рiвнi: прийняттям Плану розвитку ввдновлювано! енергетики в Gвропi i шдписанням Кiотського протоколу. Найбiльш значнi площi серед
енергетичних культур в европейських кра!нах припа-дають на плантацi! коротко циклово! посадок верби, площi яко! пiсля деякого падiння на початку 21 тися-чолiття стабiлiзувалися, що головним чином поясню-еться порiвняно низькою собiвартiстю. Перiод окуп-носл коротко циклово! посадок верби на енергетичш цш залежить вiд умов використання. У разi замiщен-ня деревиною природного газу, що доцшьно при !! використаннi виробниками на власш потреби, при сформованих в Укра!ш цiнах, простий перiод окупно-стi початкових i основних кашталовкладень в планта-цiю верби складе 3,8 року i дисконтований - 4,7 року. При реалiзацi! деревини на вкрай нестабiльному ринку бюпалива, простий перiод окупностi складе 5,9 рошв (при цiнi 40 доларiв) за тонну i 7,9 рошв (при цiнi 30 доларiв за тонну), дисконтований вiдповiдно 7,3 i 11,1 року. У заруб1жних кра!нах, стабiльнiсть ринку бiопалива шдтримуеться за рахунок субсидiй, що забезпечуе термiн окупностi деревини верби, на-приклад, в США протягом 4-8 рошв, при !! ринково! вартосп 60 доларiв за тонну. Собiвартiсть одиницi енергi! отримано! з деревини верби, нижче по вгдно-
шенню до шших енергетичними культурами, але в 1,5 рази i в 1,8 рази вище, шж вадповадно з бюмаси природною болотно! рослинносп i соломи. Проте, слад враховувати природоохоронне значення посадок верби i те, що енергетичш плантацп те! культури можуть бути закладенi на площах, де немае можливо-CTi отримати високий урожай соломи зернових або сша природних травосто1'в з еколопчних або економь чних причин.
References
But'ko, A.A., Rod'kin, O.I., Pashinskij, V.A., & Krstich, B. (2015). Ocenka jekologicheskih i tehnologicheskih as-pektov ispol'zovanija rastitel'nyh ostatkov zernovyh i tehnicheskih kul'tur dlja poluchenija jenergii. Vesnik Vicebskaga dzjarzhaynaga yniversitjeta, 2-3(86-87), 41-46 (in Russian). Energy 21 the Danish government's action plan for energy (1996). Danish Ministry of Environment and Energy, Copenhagen. European Commission. Energy for the Future: Renewable Sources of Energy. White Paper for a Community Strategy and Action Plan. Communication from the Commission COM(97)599 (1997). Brussels. Gusakov, V.G. (2005). Organizacionno-tehnologicheskie normativy vozdelyvanija sel'skohozjajstvennyh kul'tur: sbornik otraslevyh reglamentov. In. agrar. jekonomiki NAN Belarusi. Bel. Nauka (in Russian). Helby, P. (2004). Market development problems for sustainable bio-energy in Sweden. Environmental and Energy System Studies. Report no. 38, the BIOMARK project, Lund.
Krasuska, E., & Rosenqvist, H. (2012). Economics of energy crops in Poland today and in the future. Biomass and bioenergy, 38, 23-33. doi: 10.1016/j.biombioe.2011.09.011.
Ledin, S. (1996). Willow wood properties, production and economy. Biomass and Bioenergy, 11(2/3), 75-83. doi: 10.1016/0961-9534(96)00022-0.
Rod'kin, O.I., Ivanjukovich, V.A., & Shabanov, A.A. (2014). Planirovanie proizvodstva biotopliva iz dreve-siny bystrorastushhej ivy na osnove interaktivnoj modeli. Vesnyk Vycebskaga dzjarzhawnaga wnyversytjeta, 2(80), 39-44. https://lib.vsu.by/xmlui/ handle/123456789/3304 (in Russian).
Rosenqvist, H., Roos, A., Ling, E., & Hektor, B. (2000). Willow growers in Sweden. Biomass and Bioenergy 18(2), 137-145. doi: 10.1016/S0961-9534(99)00081-1.
Styles, D., & Jones, M.B. (2007). Current and future financial competitiveness of electricity and heat from energy crops: A case study from Ireland. Energy Policy, 35(8), 4355-4367. doi: 10.1016/j.enpol.2007.02.035.
Styles, D., Thorne, F., & Jones, M.B. (2008). Energy crops in Ireland: An economic comparison of willow and Miscanthus production with conventional farming systems. Biomass and bioenergy, 32(5), 407- 421. doi: 10.1016/j.biombioe.2007.10.012.
Wichtmann, W., & Wichmann, S. (2011). Environmental, Social and Economic Aspects of a Sustainable Biomass Production. Journal of Sustainable Energy & Environment Special Issue, 2011, 77-81. http://www.thaiscience.info/Journals/Article/JOSE/10 977091.pdf.
