Потенційні шляхи вирішення енергетичних проблем Черкаської області за допомогою використання первинних рослинних відходів аграрної продукції

Abstract

Черкаська область належить до енергодефіцитних регіонів України, у якій дефіцит електроенергії у 2021 році становив приблизно 2 млрд кВт год. Сучасні технології використання відходів рослинної сировини дають можливість отримати збалансовану генерацію електроенергії. У ході дослідження визначено енергетичний потенціал первинних відходів сільського господарства в Черкаській області. Розрахунки здійснювали на основі статистичних даних щодо валового збору провідних сільськогосподарських культур регіону й коефіцієнтів відходів. Черкаська область є центральним регіоном України, площа сільськогосподарських угідь у якій становить майже 1,5 млн гектарів. Основу формування аграрних господарств становить зернове господарство й вирощування технічних олійних культур. У структурі виробництва основних с/г культур по всіх категоріях господарств у Черкаській області переважає озима пшениця, кукурудза на зерно й соняшник, солома яких має найбільший економічний потенціал. Солома цих культур у Черкаській області за сприятливих погодних умов для вирощування зернових культур може дати приблизно 1,15 млн т у. п. (1 млн м3 газу, або 1,8 млн т вугілля). Таким чином, за рахунок первинних відходів рослинної сировини може бути задоволено приблизно до 10% загальної потреби в первинних енергоносіях у Черкаській області. Сьогодні як енергетичний ресурс солома в господарствах області використовується переважно в приватних домоволодіннях і не має масового використання. Проблем, що ускладнюють використання первинних рослинних відходів як енергоресурсів, декілька. По-перше, необхідність додаткової просушки соломи кукурудзи та соняшника й відсутність у господарствах прес-підбирачів для тюкування стебел цих культур зумовлюють зростання собівартості біопалива та незацікавленість агрогосподарств у його виробництві. По-друге, технологічною проблемою під час спалювання соломи є високий уміст у біомасі елементів (лужних металів, сірки, хлору), які призводять до підвищеної корозійної небезпеки і прискореного зносу обладнання. Додаткова витримка соломи в польових умовах мінімізує цей негативний фактор, але призводить до зростання вологості біомаси й зниження її енергетичної ефективності. Тому для отримання якісного біопалива з первинних відходів рослинництва необхідно зберігати солому в закритих складах. Необхідне опрацювання технологічного досвіду європейських країн у рециклінгу первинних рослинних відходів з огляду на їх загальноекономічну й екологічну доцільність.

Cherkasy region belongs to the energy-deficit regions of Ukraine, in which the electricity deficit in 2021 was approximately 2 billion kWh. Modern technologies using crop waste make possible to obtain a balanced generation of electricity. In the article was determined the energy potential of primary agricultural waste in the Cherkasy region. Calculations were made on the basis of statistical data on the gross harvest of the leading agricultural crops of the region and waste coefficients. Cherkasy region is the central region of Ukraine, the area of agricultural land in which is almost 1.5 million hectares. The basis of the formation of agrarian farms is grain farming and the cultivation of technical oil crops. In the in varieties of agricultural crops in all categories of farms in the Cherkasy region prevail: winter wheat, corn for grain and sunflower. The straw of these agricultures has the greatest bioenergetic potential. The amount of grain and leguminous straw that can be used for energy purposes depends on the degree of development of animal husbandry, since primary vegetable waste is primarily used as bedding and roughage for cattle and pigs. The primary waste of these crops in the Cherkasy region under favorable weather for the cultivation of grain crops can yield approximately 1.15 million t. p.u. (1 million m3 of gas, or 1.8 million tons of coal). Today, the stalks of corn and sunflower in agricultural farms of the region remain mainly in the fields after harvesting, despite their significant volumes and prospects for use as energy resources for local communities. Straw is used mainly in private households and is not widely used. The lack of interest of the owners of large farms in collecting and further selling the straw of these crops as an energy resource is explained by several factors. Most farms do not have balers for baling corn stalks, additional collection costs increase the cost of waste. Another problem is technological: the burning of straw provokes an increased corrosion hazard for heating boilers due to the high content of alkali metals, sulfur and chlorine compounds in the biomass. Also, the quality of straw as a biofuel is largely determined by its moisture content, therefore, the construction of closed warehouses is recommended for biomass storage. It is necessary to study the technological experience of European countries in recycling primary plant waste in view of their general economic and ecological feasibility.