О развитии биоэнергетики в Германии

Падение мировых цен на нефть в 2014-2015 гг. привело к снижению затрат на производство энергии у германских потребителей. Низкие цены на нефть явились также благом для немецких компаний. Тем не менее в Германии последовательно ведутся разработки новых, в первую очередь возобновляемых источников энергии.

Значительный вклад в развитие передовых технологий в области энергетики сделали ученые, представители сферы агробизнеса и фермеры. В результате поступательного развития инновационного процесса в 1998 г. был создан Федеральный союз «БиоЭнергия» (Bundesverband BioEnergie — ВВЕ), призванный координировать и лоббировать интересы производителей энергии из биомассы. Членами союза являются компании и фирмы, а также объединения фермерских хозяйств, занимающихся переработкой биомассы и получением тепла, электроэнергии и биотоплива. Сегодня среди возобновляемых источников энергии (ветровая-, водная-, солнечная и биоэнергия) биоэнергия играет наиболее важную роль. По данным экспертов, в Германии из биомассы в целом производится примерно две трети возобновляемой энергии.

Только в период с 2009 по 2013 гг. фермеры Германии инвестировали в возобновляемые источники энергии, прежде всего в строительство биогазовых установок и создание солнечных батарей (фотовольтаика) примерно 20 млрд. евро. Максимальный объем инвестиций в развитие этого направления был осуществлен фермерами в 2010 г., когда общая их сумма составила 7 млрд. евро, в том числе на строительство биогазовых установок было направлено почти 4 млрд. евро, в производство солнечной энергии — около 2,8 млрд. евро, в производство энергии из ветра — 0,8 млрд. евро. Сегодня примерно три четверти всех биогазовых установок с совокупной мощностью около 3800 МВт находится в собственности фермеров, также им принадлежит примерно четверть всех солнечных батарей.

В Германии четверть электрической энергии (25,4%, в том числе 7,9% за счет биоэнергии), а также 9% тепла и 5,3% топлива для транспортных средств производится из возобновляемых источников энергии. Из этих источников в 2014 г. было получено 160,3 млрд. кВт/ч электроэнергии, что составило 26,1% от общего производства электричества в стране. На биомассу приходилось 43 млрд. кВт/ч, или 27% всей энергии, полученной из возобновляемых источников энергии. По мобильности биологических энергетических веществ в экономике страны ей нет альтернативы. По сравнению с ветровой или солнечной энергией производство электрической энергии из биомассы является более регулируемым, накопляемым и надежным процессом.

В начале 2015 г. в стране более 8000 биогазовых установок производили и поставляли в электросеть электроэнергию общей мощностью примерно 4000 МВт. Они вносят значительный вклад в обеспечение страны электроэнергией. При этом электроэнергия и тепло, произведенные на биогазовых установках, считаются щадящими климат. По количеству таких установок Германия является одним из лидеров в мире. Существенным преимуществом биогазовых установок является их способность к выравниванию колебаний электрического тока в сети. Биогаз может производиться независимо от состояния погоды и времени суток, и поэтому его применение важно при реализации новой политики ЕС по изменению структуры энергообеспечения.

В 2013 г. на биогазовых установках было произведено 27 млрд. кВт/час электроэнергии, что соответствует 4,3% потребления электрической энергии в стране. Средняя производительность одной биогазовой установки составляет 250 кВт. Примерно 130 биогазовых установок производят из биогаза биометан и могут ежегодно поставлять в газопроводы до 665 млн. куб. м биометана.

В 2013 г. в экономике Германии было использовано 2,2 млн. тонн биодизеля, 1,2 млн. тонн биоэтанола, а также 1200 т растительного масла. Кроме того, в качестве топлива для транспортных средств было использовано 35 млн. куб. м биометана. Все вместе это составило 5,5% общего потребления энергии.

На рынке возобновляемого тепла биомасса является важнейшим источником энергии. Ее доля в общем потреблении энергии составляет 9%, при этом 80% производится в результате переработки биомассы. В качестве сырья для производства биоэнергии используются сельскохозяйственные культуры (кукуруза, зерновые, сахарная свекла, рапс, рыжик и др.), древесные породы растений (ива, тополь, мискантус и др.), отходы животноводства (навоз и др.).

Другие отходы сельского, лесного и коммунального хозяйства (солома, остатки промышленной переработки древесины, отходы производства лесного хозяйства, органический мусор) также вносят существенный вклад в производство тепла, способствующего сбережению климата. Особенно эффективной является комбинация «сила — тепло», при которой из биогенных источников одновременно получают электроэнергию и тепло.

Основным поставщиком биомассы является сельское хозяйство. Если в 2000 г. под сельскохозяйственными культурами, выращиваемыми для производства энергии и непродовольственного использования в Германии было занято всего 700 тыс. га, то в 2014 г. уже 2,4 млн. га. Это соответствует примерно 20% пашни, или 14% общей площади сельскохозяйственных

 

угодий в стране (таблица). При этом 2,1 млн. га приходится на посевы под энергетическими культурами, прежде всего рапсом и кукурузой на силос. Примерно на 0,3 млн. га возделываются технические (индустриальные) культуры, в первую очередь картофель для производства крахмала и рапс.

Таблица — Площадь пашни в Германии, занятая под техническими и энергетическими сельскохозяйственными культурами, га

Виды сельскохозяйственных культур Годы
2013 2014
Технические (индустриальные) культуры 271500 263500
в т.ч. рапс для производства технического масла 136500 129500
— картофель для производства крахмала 101500 100500
— сахарная свекла для производства сахара 10500 10500
— лен для производства масла 3500 3500
— подсолнечник для производства масла 7000 7000
— волокнистые растения 500 500
— растения для медицинских целей и производства красящих веществ 12000 12000
Энергетические культуры 1989000 2074000
в т.ч для производства биодизеля и растительных масел (рапс) 557000 629000
— для производства биоэтанола (сахарная свекла, зерно) 173000 168000
— для производства биогаза (кукуруза, зерно) 1250000 1268000
— прочие культуры (аграрные древесные породы, мискантус и т.д.) 9000 9000
Общая площадь пашни под техническими и энергетическими культурами 2260500 2337500
Источник: FNR

 

 

С точки зрения важности сельскохозяйственных культур, выращиваемых в Германии на энергетические и технические цели, наибольшую площадь занимает рапс: под ним в 2014 г. было занято примерно 760 тыс. га при общей площади, занятой в стране под этой культурой 1,4 млн. га. Кукуруза в 2014 г. занимала площадь в 2,5 млн. га, из которых лишь 900 тыс. га приходилось не энергетическую кукурузу. Кукуруза относится к наиболее урожайным энергетическим растениям для производства биогаза. Вместе с тем большая часть кукурузы направляется на корм скоту в виде силоса или убирается на зерно. В ближайшие годы эксперты не ожидают существенного прироста площадей под техническими и энергетическими культурами в Германии.

Следует отметить, что начиная с 2007 г. в Германии зазвучали голоса против развития биоэнергетики. Основными аргументами оппонентов против производства биоэнергии были следующие:

  • люди в мире голодают, а из продовольствия производится топливо (сравнение «топливо — тарелка»);
  • интерес фермеров к производству энергетических культур ведет к недостатку земельных угодий для производства продуктов питания;
  • недостаточное производство продуктов питания приводит к росту цен на них;
  • из-за преобладания в севооборотах рапса и кукурузы в сельском хозяйстве начинает развиваться монокультура, что ведет в снижению плодородия почвы, усилению химизации, нарушению экологической обстановки;
  • производство биотоплива ведет к отрицательному воздействию на климат;
  • производство биоэнергии вызывает рост затрат на энергию, так как государство вынуждено доплачивать производителям альтернативной энергии, в том числе фермерам.

В результате формирования в обществе по отношению к биоэнергетике плохого имиджа, в 2014 г. объем инвестиций фермеров в развитие нетрадиционных источников энергии сократился до 1,44 млрд. евро, в том числе в строительство биогазовых установок — до 0,73 млрд. евро. В 2015 г. на производство энергии из возобновляемых источников предусмотрено инвестирование в объеме 1 млрд. евро. Уже начиная с 2012 г. темпы строительства биогазовых установок в стране резко замедлились.

Правительством основная ставка в развитии возобновляемых источников энергии в ЕС была сделана на энергию солнца и ветра. Однако расширение производства электроэнергии только за счет этих источников ведет к формированию несбалансированной структуры обеспечения ею экономики. Это касается в том числе необходимости расширения и модернизации энергетических сетей. Другим направлением реформы является замена так называемых «зависимых» базовых электростанций, прежде всего атомных и угольных, на другие типы более гибких электростанций. Сюда относятся прежде всего газовые и гидроаккумулирующие электростанции. Биогаз мог бы выступать в качестве децентрализованного дополнения к проектам газовых электростанций.

Проблемы возникли и с производством биотоплива. В 2013 г. за счет возобновляемых источников энергии в Германии производилось 5,3% топлива для транспорта, которое все получали из биомассы. В 2020 г. этот показатель должен быть составить 10% от общего производства топлива.

Однако в октябре 2012 г. Комиссия ЕС предложила ограничить до 2020 г. производство биотоплива из продовольственных культур в объеме 5% от общего потребления топлива транспортными средствами. В сентябре 2013 г. Парламент ЕС поставил задачу поднять долю биотоплива, производимого из продовольственных сельскохозяйственных культур до 6%. Однако окончательное решение этого вопроса ожидается в 2015 г.

Кроме того, при определении целей по охране климата до 2020 г. Совет Европы в октябре 2014 г. не принял никаких обязывающих для стран ЕС заданий по производству биотоплива. В качестве общей цели было установлено, что доля энергии, производимой из возобновляемых источников энергии, до 2030 г. должна достигнуть 27%. Хотя ранее правительством ставилась задача к 2020 г. производить 35% всей электроэнергии из возобновляемых источников. В отношении биотоплива было принято решение об увеличении производства биоспирта из водорослей, соломы или отходов очистных сооружений.

В 2012 г. в Германии был принята «недружественная» для отрасли биоэнергетики версия Федерального закона о возобновляемых источниках энергии (Gesetz fur den Vorrang Erneuerbarer Energien — Erneuerbare-Energien- Gesetz — EEG; vom 25.10.2008, mittelbare Anderung vom 18.08.2012). Она коснулась в первую очередь условий финансового поощрения фермеров за строительство и эксплуатацию биогазовых установок, которые значительно ухудшились. Принятие новой версии закона из-за замораживания производства биоэнергии привело к торможению процессов развития в области возобновляемых источников энергии в целом.

В Федеральном законе (EEG) роль биогазовых установок рассматривается на длительную перспективу независимо от спроса на электроэнергию. Вместе с тем, подача электричества, полученного от источников ветровой и солнечной энергии, в энергетические сети отличается сильным колебаниями предложения, что в будущем потребует усиления роли биогазовых установок, ориентированных на потребности конкретных предприятий. Это сделает их эксплуатацию более привлекательной.

Кроме того, с 2015 г. в Германии начался переход с квот на потребление биотоплива на обязательства во минимизации выделения газов, создающих парниковый эффект. Обязательства должны выполняться за счет бизнес- структур, компаний по добыче и переработке нефти, а также продавцов бензина. Тем самым биотопливо, которое отличается наименьшим выделением парникового газа, получит преимущество на рынке. На период с 2015 по 2016 гг. предусмотрено снижение выбросов парниковых газов на 3%, в 2017 г. этот показатель составит уже 4%, а к 2020 г. — 6%.

Следует также учитывать, что благодаря использованию биоэнергетических источников для производства электричества, тепла и топлива в 2013 г. в Германии удалось примерно на 64 млн. т уменьшить эмиссию парникового газа. Это соответствует количеству газа, который выделяется в сельском хозяйстве в виде метана и закиси азота (72 млн. т в эквиваленте С02). Однако в официальной статистике достигнутое благодаря использованию биоэнергии снижение эмиссии относят к сектору энергетики и транспорта.

В настоящее время фермеры, фирмы-владельцы биогазовых станций, консультанты и селекционеры растений ведут поиск сырья будущего. Урожаи кукурузы на силос во многих регионах Германии достигли своего биологического предела. Однако такие альтернативные сельскохозяйственные культуры как сахарная свекла или сильфия, пригодные для производства биогаза, имеют более высокий потенциал урожая. Дополнением для обеспечения биогазовых установок сырьем служат навозная жижа и навоз.

Поощрение производства биоэнергии кажется опять начинает находить поддержку в органах федеральной власти Германии. Так, по словам Федерального министра продовольствия и сельского хозяйства К. Шмидта, производство биоэнергии из биомассы способствует хозяйственному развитию в сельских регионах и содействует утилизации биомассы в сельском и лесном хозяйстве. Сегодня свыше 120 тыс. чел. работают в секторе «биоэнергия». Министр также отметил, что «биоэнергия слишком важна, чтобы ее бросать на алтарь краткосрочных трендов и жертвовать ею в пользу негативных отзывов». Биоэнергия является идеальным вариантом для децентрализованных энергетических систем, ее применение экономит затраты на расширение энергосетей.

По мнению министра, из-за действия Федерального закона о возобновляемых источниках энергии (EEG) биоэнергетика в 2014 г. оказалась перед серьезным испытанием. С позиции развития отрасли министр не удовлетворен основными положениями действующего закона. Он считает, что нужно обеспечить государственную поддержку эксплуатации уже имеющихся производственных мощностей, а также формировать в сознании общественности доверие к биоэнергетике.