View message

29–30 березня 2023 року в Бірмінґемі (Велика Британія) тривав Всесвітній біогазовий саміт, пленарну доповідь на якому виголосив директор Інституту газу НАН України доктор технічних наук Геннадій Жук. Учений дистанційно виступив на дискусійній панелі «Глобальний форум лідерів ідей з анаеробного зброджування та біогазу» з теми «Біогаз і біометан в Україні – досвід, технології, труднощі та перспективи».

Подякувавши організаторам події за можливість розповісти про стан і перспективи виробництва біометану в Україні, доктор технічних наук Геннадій Жук наголосив на технологічних аспектах цього питання: «Як ви знаєте, в моїй країні триває війна, спричинена російським вторгненням. Але ми всі віримо в наші Сили оборони, підтримку наших іноземних друзів і з нетерпінням чекаємо нового сталого розвитку та низьковуглецевої економіки. До війни Україна вже мала 31 електростанцію на звалищному газі встановленою потужністю 32,4 МВт (щороку виробляє 106,6 ГВт∙год електроенергії) та 22 біогазові електростанції анаеробного зброджування встановленою потужністю 71 МВт (2020 року виробили 364,9 ГВт∙год електроенергії). Усі вони виробляють електроенергію без біометану, а їхня середня ефективність становить близько 50%. Але, на мій погляд, метан потрібен Україні більше, ніж електроенергія.

В останні півтора року ціна на природний газ перевищувала вартість виробництва біометану в Україні (а це близько € 50 за МВт∙год), але в нашому випадку важлива не лише ціна – важливо мати саме газове паливо. За даними Біоенергетичної асоціації України, реальний потенціал виробництва біометану в Україні – близько 10 млрд м³ щороку (близько 75% цього потенціалу становлять залишки сільського господарства), і зараз наші Сили оборони контролюють більшість виробничих регіонів».

На прикладі Теофіпольської електростанції потужністю 15,6 МВт доктор технічних наук Геннадій Жук представив типовий розрахунок переходу української біогазової установки до вироблення біометану: загальний обсяг інвестицій – € 40 млн, продуктивність – 6 000 м³ біогазу на годину. За словами науковця, для компенсування електричного «зеленого тарифу» (у разі споживання 1 кВт∙год для вироблення 1 м³ біометану) конкурентна ціна на біометан становитиме приблизно € 500 за 1000 м³.

«Найконкурентоспроможнішим способом використання біометану видається заправлення автомобілів, – говорить Геннадій Жук. – Стиснений газ є хорошою ідеєю завдяки розгалуженій мережі в Україні, й у 1990-х роках наш Інститут зробив великий внесок у розвиток цієї мережі. 0,5–1 млн автомобілів, або ж 10% комерційних автомобілів, можуть споживати до 1 мільярда м³ біометану щороку.

На відміну від звичайного метану, скраплений газ (LNG) в Україні взагалі не використовується, але він перспективний для малого й середнього судноплавства на Дніпрі, переобладнання дизельних міських автобусів, вантажівок великої вантажопідйомності й кар’єрних вантажівок, а для також для забезпечення регіонів, якщо трубопроводи відсутні чи зруйновані.

В Інституті газу зібрано лабораторне обладнання для зрідження метану, яке поєднує в собі кілька опцій – стиснення, дросельний ефект, холодильний цикл і рекуперацію тепла, – та змоделювали кілька типових циклів із сорокавідсотковим зрідженням і доволі низьким споживанням енергії. Маємо також великий досвід і, гадаю, посідаємо в Україні лідерські позиції у дослідженні звалищного газу, зокрема буріння, газоаналізу, дебіту, техніко-економічного обґрунтування (ми обстежили 17 українських полігонів). 2012 року компанія LNK і фахівці нашого Інституту впровадили першу в Україні систему видобування біогазу з виробленням електроенергії для національної мережі. Її встановлена потужність сягнула 1 МВт, а 2015 року – зросла до 2 МВт. Сьогодні введено в експлуатацію вже 7 станцій загальною встановленою потужністю 7,5 МВт. Весь видобутий або вироблений в Україні біогаз використовується для вироблення електроенергії. Він також може бути джерелом комерційних продуктів – біометану й вуглекислоти.

Для виділення метану з біогазу ми виконуємо дослідження з оригінальним модифікованим амінним водним розчином. Попри перспективність мембранної технології та поширеність поглинання водою, запропоноване розділення амінів має певні переваги: енергоспоживання зменшується у півтора-два рази порівняно зі звичайним розчином аміну, і немає втрат метану. 2018 року ми створили першу в Україні лабораторну установку для розділення біогазу на вуглекислий газ і біометан. Чистота біометану відповідає національному стандартові для трубопровідного газу. Збагачення звалищного газу метаном позитивно впливає на виробництво електроенергії. За три роки експлуатації електростанції потужністю 500 кВт у Кам’янці-Подільському (ТОВ «Міжнародний центр газових технологій») споживання палива зменшилось, а потужність збільшилася – на тлі зростання концентрації метану.

Під час війни використання потенціалу біогазу та біометану стає ще важливішим. Через російське вторгнення енергетична інфраструктура України зазнала збитків на майже $ 7 млрд. Падіння потужності у різних видах генерації сягнуло від 30 до 90%. Водночас біогазові електростанції і далі постачають електроенергію місцевим споживачам – хоч і не багато, проте стабільно.

Як видно з паливного балансу, Україна дуже потребує імпорту: енергетичного вугілля – близько 50%, нафтопродуктів – понад 80%, природного газу – 30%. Біогаз може бодай почасти розв’язати цю проблему шляхом вироблення електроенергії, заміщення природного газу у трубопроводах, забезпечення стисненим біометаном транспортних засобів на метані, а зрідженим біометаном – автотранспорту і трубопровідного транспорту.

Нашу біометанову діяльність в Україні зараз регламентують світові та європейські норми, Національна стратегія управління відходами в Україні до 2030 року, Закон України «Про альтернативні види палива», Закон України «Про управління відходами», Меморандум між Україною та ЄС щодо біометану, водню та інших синтетичних газів, План відновлення України.

Ми також докладаємо великих зусиль, щоби розвивати водневі технології – отримання, транспортування, спалювання водню тощо. Наші надзвичайно цікаві й перспективні роботи поєднують водень і метан. Це, наприклад, синтетичне вироблення метану шляхом поєднання зеленого водню з вуглекислим газом і газифікація біомаси за допомогою електролізного кисню».

Як пояснив доктор технічних наук Геннадій Жук, український трубопровід – це величезний інфраструктурний об’єкт, що має 40 тис. км магістральних газопроводів і 250 тис. км місцевих розподільних трубопроводів. Уряд України робить усе можливе для успішного постачання біометану трубопроводом: ліміт вмісту кисню для магістральних трубопроводів збільшено вдесятеро, для розподільних трубопроводів – до 1%.

На завершення доповідач окреслив переваги, які Україна має, щоби виробляти біогаз і біометан. Серед них – величезна кількість органічних відходів (сільськогосподарських, гною, твердих побутових відходів тощо), великі система трубопроводів для транспортування природного газу й інфраструктура постачання, великий ринок споживачів природного газу, можливості експортування й великі підземні сховища, необхідність дигестату (продукту метанового бродіння органічних речовин) для сільськогосподарських виробників, а також технологічний і науковий потенціал. Аби скористатися цими перевагами, Україна потребує передусім фінансування (для вироблення 2 млрд м³ на рік знадобиться близько $ 3,2 млрд) і технологічне забезпечення й обладнання (зокрема, компресори, матеріал мембран, обладнання AD (для анаеробного дигерування)).

Доповідь науковця Академії дуже зацікавила учасників саміту і продовжилась активним обговоренням біометанового потенціалу України, можливостей інвестування ресурсів і технологій для розвитку цієї галузі у нашій країні.

За інформацією Інституту газу НАН України