Энергетический потенциал агробиомассы в Ростовской области, Краснодарском и Ставропольском краях

В настоящее время использование органических отходов для получения энергии стало значимым направлением мировой энергетики. При этом решается не только задача энергообеспечения, но и утилизации отходов. Особый интерес в связи с большими объемами ежегодно формируемого ресурса, возможностью обеспечить недорогую логистику и востребованностью получаемой энергии на уровне местного потребления привлекает задача утилизации отходов сельского хозяйства. В работе представлена методика оценки энергетического потенциала отходов растениеводства с учетом вида сельскохозяйственных культур, энергосодержания и особенностей технологии их переработки с получением тепловой энергии. В качестве территорий исследования выбраны регионы России – лидеры по производству зерновых, подсолнечника и кукурузы (Ставропольский и Краснодарский края, Ростовская область) – как в силу значительности энергопотенциала, так и в связи с наличием опыта получения энергии из отходов на Юге России. Определены количественные показатели тепловой энергии из отходов этих культур (по регионам суммарно по всем культурам 61,32, 128,1 и 122,22 млн ГДж/год), а также доля покрытия нагрузки теплоснабжения в жилом секторе регионов (124, 120 и 160%). Методами кластерного анализа определены группы муниципальных районов, самодостаточных по этому местному энергоресурсу, а также потенциальных «доноров» топлива из отходов. Результаты отображены на диаграммах и серии карт.

1. Атлас ресурсов возобновляемой энергии на территории России: науч. издание / Т.И. Андреенко и др. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2015. 160 с.

2. Клюс С.В., Забарный Г.Н. Оценка и прогноз потенциала твердого биотоплива Украины // Коллекторное и энергетическое машиностроение. 2011. № 2(24). С. 8–13.

3. Передерий С. Солома для денег или деньги из соломы. Производство и сжигание гранулированных отходов растениеводства // ЛесПромИнформ. 2010. № 4(70). C. 148–150.

4. Ракитова О.С. Каким быть топливу будущего // ЛесПромИнформ. 2021. № 3(157). С. 116–121.

5. Справочник по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива / под ред. П.П. Безруких. М.: ИАЦ Энергия, 2007. 272 с.

6. Тепловая защита зданий. СНиП 23-02-2003. М.: Государственный комитет РФ по строительству и жилищно-коммунальному комплексу, 2004. 26 с.

7. Энергетика в современном мире / В.Е. Фортов, О.С. Попель. Долгопрудный: Изд. дом «Интеллект», 2011. 167 с.

8. Ryan P., Openshaw K. Assessment of biomass energy resources – a discussion on its need and methodology, D.C.: World Bank Group Industry and Energy Department, 1991.

9. Bentsen N.S., Felby C. Biomass for energy in the European Union – a review of bioenergy resource assessments, Biotechnology for Biofuels, 2012, vol. 5, no. 25, DOI: 10.1186/1754-6834-5-25.

10. Fraia S.D., Fabozzi S., Macaluso A., Vanoli L. Energy potential of residual biomass from agro-industry in a Mediterranean region of southern Italy (Campania), Journal of Cleaner Production, 2020, vol. 277, no. 124085, DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.124085.

11. Berndes G., Hoogwijk M., Broek van den R. The contribution of biomass in the future global energy supply: a review of 17 studies, Biomass and Bioenergy, 2003, vol. 25, iss. 1, p. 1–28, DOI: 10.1016/S0961-9534(02)00185-X.

12. Guler D., Buttenfield B.P., Charisoulis G., Yomralioglu T. Comparative analysis of bioenergy potential and suitability modeling in the USA and Turkey, Sustainable Energy Technologies and Assessments, 2022, vol. 53, part C, 10262, DOI: 10.1016/j.seta.2022.102626.

13. Guo H., Cui J., Li J. Biomass power generation in China: Status, policies and recommendations, Energy Reports, 2022, no. 8(13), p. 687–696.

14. Karan S.K., Hamelin L. Crop residues may be a key feedstock to bioeconomy but how reliable are current estimation methods? Resources, Conservation and Recycling, 2021, vol. 164, 105211, DOI: 10.1016/j.resconrec.2020.105211.

15. Kpalo S.Y., Zainuddin M.F., Manaf L.A. et al. Techno-Economic Viability Assessment of a Household Scale Agricultural Residue Composite Briquette Project for Rural Communities in Nigeria, Sustainability, 2022, vol. 14, 9399, DOI: 10.3390/su14159399.

16. Bilandzija N., Voca N., Jelcic B. et al. Evaluation of Croatian agricultural solid biomass energy potential, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018, vol. 93, p. 225–230, DOI: 10.5937/JPEA1701032B.

17. Ruiz P., Nijs W., Tarvydas D. et al. ENSPRESO an open, EU-28 wide, transparent and coherent database of wind, solar and biomass energy potentials, Energy Strategy Reviews, 2019, vol. 26, 100379, DOI: 10.1016/j.esr.2019.100379.

18. Offermann R., Seidenberger T., Thrän D. et al. Assessment of global bioenergy potentials, Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 2011, vol. 16, p. 103–115, DOI: 10.1186/1754-6834-5-25.

19. Sliz-Szkliniarz B., Vogt J. A GIS-based approach for evaluating the potential of biogas production from livestock manure and crops at a regional scale: A case study for the Kujawsko-Pomorskie Voivodeship, Renewable and Sustainable Energy, Reviews 16, 2012, p. 752–763.

20. Somerville C. The billion-ton biofuels vision, Science, 2006, vol. 312(5778), 1277, DOI: 10.1126/science.1130034.

21. Jolli D., Giljum S. Unused biomass extraction in agriculture, forestry and fishery, Sustainable Europe Research Institute (SERI), 2005, no. 3, 40 p.

22. База данных показателей муниципальных образований // Федеральная служба государственной статистики. URL: https://www.gks.ru/dbscripts/munst (дата обращения 01.03.2023).

23. Валовый сбор сельскохозяйственных культур // Единая межведомственная информационно-статистическая система. URL: https://fedstat.ru/indicator/30950 (дата обращения 01.03.2023).

24. Валовой сбор сельскохозяйственных культур по категориям хозяйств в хозяйствах всех категорий / Единая межведомственная информационно-статистическая система. 2022. URL: https://fedstat.ru/indicator/30950 (дата обращения 28.02.2023).

25. Володарец И.В. Энергия биомассы. Энергетическая утилизация отходов агропереработки. 2021. URL: https://1-engineer.ru/energeticheskaya-utilizaciya-othodov-agropererabotki/ (дата обращения 28.02.2023).

26. Гашо Е.Г. Выявление и реализации резервов повышения эффективности систем теплоэнергоснабжения городов и регионов: URL: https://mpei.ru/Structure/Universe/peep/structure/hamepai/enmie/Documents/konferense_2016/Gasho.pdf (дата обращения 01.03.2023).

27. Площади многолетних насаждений в Российской Федерации // Федеральная служба государственной статистики. URL: https://rosstat.gov.ru/enterprise_economy (дата обращения 28.02.2023).

28. Danish energy sector: TPES and features of bioenergy development, URL: https://uabio.org/en/materials/12037/ (дата обращения 28.02.2023).

29. Koppejan J. Agricultural and forest residues – generation, utilization and availability, Paper presented at the regional consultation on modern applications of biomass energy, 1997, Kuala Lumpur, Malaysia, URL: https://wgbis.ces.iisc.ernet.in/energy/HC270799/RWEDP/acrobat/p_residues.pdf (дата обращения 28.02.2023).

30. REN21 Global Status Report, 2022, URL: https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/GSR2022_Full_Report.pdf#page=101&zoom=100,0,0 (дата обращения 28.02.2023).