ArticlePDF Available

ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ БІОМАСИ ЛІСІВ УКРАЇНИ ДЛЯ БІОЕНЕРГІЇ

Authors:

Abstract

Наведено оцінку ресурсного та енергетичного потенціалу біомаси (фітомаси) лісів України за даними обліку лісів станом на 1.01.2002 р. На основі статистичних даних проаналізовано потенціал біомаси, яку може бути використано для отримання біоенергії. Ключові слова: біомаса лісів, вуглець, енергетичний потенціал, біоенергія.
225
УДК 630*97:630*232 Проф. П.І. Лакида, д-р с.-г. наук; аспір. Р.Д. Василишин
Національний АУ, м. Київ
ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ БІОМАСИ ЛІСІВ УКРАЇНИ
ДЛЯ БІОЕНЕРГІЇ
Наведено оцінку ресурсного та енергетичного потенціалу біомаси (фітомаси) лісів
України за даними обліку лісів станом на 1.01.2002 р. На основі статистичних даних про-
аналізовано потенціал біомаси, яку може бути використано для отримання біоенергії.
Ключові слова: біомаса лісів, вуглець, енергетичний потенціал, біоенергія.
Prof. P.I. Lakyda, post-graduate R.D. Vasylyshyn – National agrarian university, Kyiv
The perspectives use of Ukrainian forest biomass for bioenergy
Estimate of resources and energy potential of biomass in Ukrainian forests according
to the State Forest Cadastre of Ukraine on 1.01.2002 is presented. The biomass potential
that may be used for bioenergy is analyzed on the basis of statistical data.
Keywords: biomass of forests, carbon, energy potential, bioenergy.
Сучасна стратегія енергетичного розвитку у більшості Європейських
країн передбачає широке застосування вироблення енергії з відновлювальних
джерел. Одним з найпотужніших джерел відновлювальної енергії є біомаса.
Оцінка потенціальних об'ємів біомаси в лісах України з погляду мож-
ливого її використання з енергетичною метоюпроблема вирішення не тіль-
ки економічної стабільності держави сьогодні, а й пошуку альтернативних
джерел енергії на далеку перспективу. Тут варто мати на увазі вплив цього
відновлювального енергетичного джерела на потоки вуглецю, його резерву-
ари та вплив цих процесів на глобальну зміну клімату.
Екологічна стабілізація навколишнього природного середовища та
енергетичне забезпечення життєдіяльності людинидві різновекторні проб-
леми, що турбують широку світову спільноту протягом ось уже майже пів
століття. Тут особлива і, за різними науковими поглядами, неоднозначна роль
в їх вирішенні належить лісам. З одного боку, на ліси покладено роль віднов-
лювального енергетичного ресурсу, здатного істотно впливати на ресурсне за-
226
безпечення галузей економіки і населення, до того ж під час окислення (го-
ріння) виділяє окисли вуглецю в атмосферу, з іншогояк екологічного стабі-
лізатора довкілля, що генерує кисень, поглинає пил і на тривалий час депонує
вуглець з атмосфери. Виходячи з цього, вивчення енергетичного потенціалу
лісів, акумульованого у фітомасі та мортмасі, обґрунтування оптимальних
економічних, екологічних і соціальних критеріїв їх раціонального викорис-
тання є нагальною проблемою сьогодення як на загальнодержавному, так і
міжнародному рівнях.
На основі експериментальних даних, які репрезентативно відобража-
ють досліджуваний об'єкт (понад 430 тимчасових пробних площ), розроблено
математичні моделі оцінки компонентів фітомаси основних деревних порід у
статиці та динаміці. З використанням даних Державного кадастру лісів ста-
ном на 1.01.1988, 1.01.1996 та 1.01.2002 років оцінено загальну фітомасу лісів
України й депонованого в ній вуглецю та досліджені їх тренди [3,5]. Дещо
застарілі дані кадастру лісів зумовлені відсутністю таких обліків за останні
роки в межах держави, однак вони дають змогу в цілому оцінити стан і
екстраполювати тренди на сьогодення. Результати оцінки фітомаси лісів за ці
періоди наведено у табл. 1.
Табл. 1. Загальна фітомаса лісів України та її динаміка
Компоненти фітомаси, млн. т (абсолютно сухий
стан)
Рік
обліку
Укриті лі-
совою
рослин-
ністю зем-
лі, тис. га
Запас
стовбур-
ної де-
ревини
млн. м3
листя
(хвоя)
деревина
і кора
гілок
деревина
і кора
стобурів
пні та
корені
піднаме-
това
росл.
разом
Щіль-
ність
фіто-
маси,
кг/м2
1988 8620,9 1319,8 33,3 117,8 619,7 132,3 34,9 938,0 10,9
1996 9399,6 1736,1 36,1 142,9 836,1 183,3 38,9 1237,2 13,2
2002 9490,9 1765,3 36,4 146,2 848,9 218,0 44,0 1293,6 13,6
Аналізуючи дані табл. 1 необхідно відзначити, що у лісах держави на
останній період повного обліку акумульовано понад 1293 млн. т біомаси в
якій: 65,7 % – деревина і кора стовбурів, 11,3 % – деревина і кора гілок кро-
ни, 2,8 % хвоя і листя, 16,8 % – корені, 3,4 % – піднаметова рослинність. У
загальній біомасі хвойні породи становлять 44,0 %, твердолистяні 46,0 %,
м'яколистяні – 10,0 %. Розподіл обсягів біомаси в розрізі природних зон наве-
дено на рисунку.
Рис.
Розподіл
біомаси в
розрізі
природних
зон України
227
В загальному обсязі фітомаси частка, яка за своїм використанням мо-
же розглядатися як потенційний енергетичний ресурс (компоненти крони й
кореневих систем, частина стовбурної деревини та кора), становить до 50 %.
Для оцінки загального вмісту енергії і біомаси лісів України було ви-
користано усереднені агреговані дані з наукових літературних джерел [6]. Се-
редній вміст енергії в одній тоні вуглецю, який акумульований в біомасі, ста-
новить 35,78 ПДж. Результати оцінки загального вмісту енергії в біомасі на-
ведено в табл. 2.
Табл. 2. Загальний вміст енергії в біомасі лісів України
Роки
Показники 1988 1996 2002
Укриті лісовою рослинністю землі, тис. га 8620,9 9399,6 9490,9
Запас стовбурної деревини, млн. м3 1319,8 1736,1 1765,3
Фітомаса, млн. т 938,0 1237,2 1293,6
Депонований вуглець, млн. т 464,5 615,7 640,8
в т.ч. в надземній деревній фітомасі, млн.т 365,2 487,2 495,2
Вміст енергії в лісовій біомасі, ПДж 16619,8 22029,7 22927,8
в т.ч. в надземній деревній фітомасі, ПДж 13066,8 17432,0 17718,2
Аналізуючи дані табл. 2, варто відзначити, що в біомасі лісів України зо-
середжено 22927,8 ПДж енергії (779,5 млн. т у.п.), з яких 17718,2 ПДж (602,4
млн. т у.п.) в надземній деревній біомасі. За даними Державного комітету ста-
тистики України [4], у 2004 р. в Україні споживання енергетичних матеріалів та
продуктів перероблення нафти становило 213,1 млн. т умовного палива.
Оцінивши ресурсний та енергетичний потенціал лісів України, необ-
хідно проаналізувати його енергетичне використання. На сьогодні в Україні
існує декілька джерел одержання енергетичної лісосировини [1, 2, 7]. Насам-
перед, це паливні дрова, обсяг заготівлі яких, за статистичними даними
2004 р., становить 3,5 млн. м3. Іншим джерелом енергетичної сировини є по-
рубові залишки та невивезена з лісосік пошкоджена деревина. За експертни-
ми даними ємність даного джерела становить близько 12 % від щорічно заго-
товленої ліквідної деревини. За статистичними даними [4], у 2004 р. в Укра-
їні було заготовлено 15,215 млн. м3 ліквідної деревини. Крім того, як енерге-
тичну сировину використовують деревні відходи (тирса, тріска, обрізки, ко-
ра) на різних деревообробних підприємствах. У 2004 р. на підприємствах де-
ревообробної промисловості було утворено 1849,4 тис. м3 відходів деревини,
з яких тільки 50,2 % було використано для вторинної переробки. Загальний
обсяг енергетичної сировини на даних підприємствах становить близько
1,2 млн. м3 щороку. Результати оцінки енергетичного потенціалу деревини,
що може бути використаний для одержання біоенергії, наведено в табл. 3.
Таким чином, загальні обсяги заготівлі енергетичної сировини в Укра-
їні становлять понад 6,5 млн. м3 у рік. У ваговому вимірі це дорівнює 3,4
млн. т абсолютно сухої речовини, де акумульовано 1,7 млн. т вуглецю.
Звичайно, річне спалювання (окислення) енергетичної деревини пе-
редбачає емісію в атмосферу цієї кількості вуглецю. Однак враховуючи, що
навіть за наближеними розрахунками довготривале депонування атмосфер-
228
ного вуглецю (стовбури та кореневі системи дерев) в лісах України станов-
лять близько 10 млн. т за рік, енергетичне використання такого обсягу дере-
вини не викликає особливих застережень з екологічної точки зору, врахову-
ючи ще й те, що деревне паливо не містить сірки, хлору та інших шкідливих
для атмосфери елементів.
Табл. 3. Потенціал використання деревини для біоенергії в Україні в 2004 р.
Енергетичний
потенціал
Види енергетичної сировини
К-сть,
млн.
м3
Вуг-
лець,
млн. т ПДж млн. т у.п.
Паливні дрова 3,5 0,89 31,8 1,08
Порубкові залишки, деревина невивезена з лісосіки 1,8 0,46 16,4 0,56
Деревні відходи деревообробних підприємств
(тріска, тирса, обрізки, кора) 1,2 0,33 11,8 0,40
Всього 6,5 1,68 60,0 2,04
На даний час технології використання біомаси для одержання біоенер-
гії знаходяться тільки на початку свого розвитку в Україні, проте мають доб-
рі перспективи в найближчому майбутньому. Тому дане питання є досить важ-
ливим і потребує подальшого вивчення.
Література
1. Гелетуха ГГ., Железная Т.А., Марценюк З.А. Концепция развития биоэнергетики в
Украине// Пром. теплотехника. – 1999, т. 21, 6. – С. 94-102.
2. Гелетуха ГГ., Марценюк З.А. Энергетический потенциал биомассы в Украине//
Пром. теплотехника. – 1998, т. 20, 4. – С. 52-55.
3. Лакида П.І. Динаміка депонованого вуглецю в лісостанах України// Наук. вісник
УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. – Львів: УкрДЛТУ. – 2004, вип. 14.4. – С. 140-142.
4. Статистичний щорічник України за 2004 рік. – К.: Консультант, 2005. – 592 с.
5. Lakyda P., Kolosok O., Petrenko M., Lashchenko A., Matushevych L. Biomass and Carbon
Dynamics of Ukrainian Forests// Abstracts of International Conference "Climate Changes and their Impact
on Boreal and Temperate Forests" (June 5-7, 2006, Ekaterinburg, Russia). – Ekaterinburg, 2006. – P. 54-55.
6. Shvidenko A., Nilsson S., Obersteiner M. Wood for bioenergy in Russia: Potential and
Reality// Wood Energy. – May 2004. – P. 323-340.
7. Zhovmir M., Geletukha G., Torosow A., and Korzhov V. Territirial distribution of unu-
sed forest biomass in Ukraine. Proceedings of the 2nd World Conference on Biomass for Energy, In-
dustry and Climate Protection, 10-14 May 2004, Rome, Italy, 2004. – P. 424-427.
ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.
Концепция развития биоэнергетики в Украине// Пром. теплотехника.-1999, т. 21, № 6.-С. 94-102. 2. Гелетуха ГГ
  • Г Г Гелетуха
  • Т А Железная
  • З А Марценюк
Гелетуха ГГ., Железная Т.А., Марценюк З.А. Концепция развития биоэнергетики в Украине// Пром. теплотехника.-1999, т. 21, № 6.-С. 94-102. 2. Гелетуха ГГ., Марценюк З.А. Энергетический потенциал биомассы в Украине//
Biomass and Carbon Dynamics of Ukrainian Forests// Abstracts of International Conference "Climate Changes and their Impact on Boreal and Temperate Forests
  • P Lakyda
  • O Kolosok
  • M Petrenko
  • A Lashchenko
  • L Matushevych
Lakyda P., Kolosok O., Petrenko M., Lashchenko A., Matushevych L. Biomass and Carbon Dynamics of Ukrainian Forests// Abstracts of International Conference "Climate Changes and their Impact on Boreal and Temperate Forests" (June 5-7, 2006, Ekaterinburg, Russia). -Ekaterinburg, 2006. -P. 54-55.
Wood for bioenergy in Russia: Potential and Reality// Wood Energy
  • A Shvidenko
  • S Nilsson
  • M Obersteiner
Shvidenko A., Nilsson S., Obersteiner M. Wood for bioenergy in Russia: Potential and Reality// Wood Energy. -May 2004. -P. 323-340.
Концепция развития биоэнергетики в Украине// Пром. теплотехника. -1999, т. 21, № 6
  • Г Г Гелетуха
  • Т А Железная
  • З А Марценюк
Гелетуха ГГ., Железная Т.А., Марценюк З.А. Концепция развития биоэнергетики в Украине// Пром. теплотехника. -1999, т. 21, № 6. -С. 94-102.
Динаміка депонованого вуглецю в лісостанах України// Наук. вісник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. -Львів: УкрДЛТУ
  • П І Лакида
Лакида П.І. Динаміка депонованого вуглецю в лісостанах України// Наук. вісник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. -Львів: УкрДЛТУ. -2004, вип. 14.4. -С. 140-142. 4. Статистичний щорічник України за 2004 рік. -К.: Консультант, 2005. -592 с.