СВІТОВИЙ ДОСВІД ВИКОРИСТАННЯ ВІДХОДІВ ЯК ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ
Н. В. Пришляк

DOI: 10.32702/2306-6814.2021.4.47

УДК: 620.925(100)

Н. В. Пришляк

СВІТОВИЙ ДОСВІД ВИКОРИСТАННЯ ВІДХОДІВ ЯК ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ

Анотація

Кожне виробництво має свої відходи, в тому числі і сільськогосподарське. Активний розвиток сільського господарства, збільшення виробництва продукції рослинництва і тваринництва для задоволення потреб населення та промисловості призводять до збільшення обсягів утворення відходів домогосподарств та зростання навантаження на навколишнє середовище. Відходи рослинництва органічного походження; відходи тваринництва і птахівництва органічного походження та відходи життєдіяльності людей створюють негативний вплив на землю, повітряний та водний басейни. Аргументи на користь біогазу і біометану лежать на перетині двох найважливіших проблем сучасного життя: вирішення проблеми зростаючої кількості органічних відходів, і необхідність скорочення глобальних викидів парникових газів. Серед сучасних підходів до утилізації органічних та рослинних відходів виділяють біоконверсію у безкисневому середовищі, або біогазову ферментацію. Це екологічно безпечний напрям переробки біовідходів з метою отримання екологічно чистого палива — біогазу. Вирішення проблеми утилізації відходів шляхом розробки сучасної технології біоконверсії сприятиме поліпшенню екологічного стану довкілля та посилення енергетичної безпеки держави. За останні десятиліття зріс інтерес до біогазу як у розвинутих країнах, так і в усьому світі. Велика кількість біоустановок використовується в Європейських країнах, Індії, Китаї, Північній та Південній Америці. Мета дослідження полягає в аналізі основних тенденцій використання відходів задля виробництва альтернативного екологічного чистого палива у світі. У статті розглянуто історію та сучасний стан виробництва біогазу в світі. У ході дослідження було проведено детальний аналіз досвіду провідних країн-лідерів у сфері розвитку біогазових технологій, зокрема країн ЄС, Китаю, США та Індії. Досліджено динаміку виробництва біогазу в країнах-лідерах у даному сегменті виробництва. Визначено основні види сировини, що використовуються для виробництва біогазу у зазначених країнах. Проаналізовано види біогазові установок, що використовуються для виробництва біогазу у Європейських країнах, Індії, Китаї, Північній та Південній Америці.

Ключові слова: біогаз; енергетика; біогазова установка; відходи; світовий досвід.

Література

1. Гелетуха Г.Г., Кучерук П.П., Матвеєєв Ю.Б. Перспективи виробництва та використання біогазу в Україні. Аналітична записка БАУ. 2013. №4. URL: http: www.uabio.orgimgfilesdocsposition-paper-uabio-4-ua.pdf (дата звернення: 12.01.2021 р.).
2. Калетнік Г.М., Здирко Н.Г., Фабіянська В.Ю. Біогаз в домогосподарствах — запорука енергонезалежності сільських територій України. Економіка. Фінанси. Менеджмент: актуальні питання науки і практики. 2018. № 8. С. 7—22.
3. Пришляк Н.В. Відновлювальна енергетика в Індії: сучасний стан та перспективи розвитку. Інвестиції: практика та досвід. 2018. № 21. С. 15—20. DOI: 10.32702/2306-6814.2018.21.15
4. Пришляк Н.В. Досвід Китаю у будівництві індивідуальних біогазових установок. Економіка АПК. 2011. 1. 165—169.
5. American Biogas Council. URL: https://americanbiogascouncil.org/biogas-market-snapshot/#:~:text=The%20U.S.%20has%20over%202%2C200,and%20652%20landfill%20gas%20projects (дата звернення: 14.01.2021 р.).
6. Berezyuk S., Tokarchuk D., Pryshliak, N. Resource Potential of Waste Usage as a Component of Environmental and Energy Safety of the Sate. Journal of Environmental Management and Tourism. 2019, 10 (5). P. 1157—1167.
7. Biogas Market in India. URL: https://www.german-energy-solutions.de/GES/Redaktion/DE/PDF-Anlagen/Aktuelle_Meldungen/20200225-indian-biogas-association-biogas-market-india.pdf?__blob=publicationFile&v=2 (дата звернення: 11.01.2021 р.).
8. Biogas Plants — Global Market Trajectory & Analytics. URL: https://www.researchandmarkets.com/reports/1824151/biogas_plants_global_market_trajectory_and?utm_source=GNDIY&utm_medium=PressRelease&utm_code=l9g5vc&utm_campaign=1263012+-+Global+Biogas+Plants+Market+Report+2019%3a+Annual+Analysis%2c+Trends%2c+and+Forecasts%2c+2015+Through+2022&utm_exec=chdo54prd (дата звернення: 10.01.2021 р.).
9. European Biogas Association Statistical Report: 2019 European Overview. URL: https://www.europeanbiogas.eu/eba-statistical-report-2019-european-overview/ (дата звернення: 12.01.2021 р.).
10. Geletukha G.G., Zheliezna T.A., Drahniev S.V. and A. I. Bashtovyi. Prospects for using biomass from agrarian pruning and plantation removal in Ukraine. Industrial Heat Engineering, 2018. 40(1): 68—74.
11. Goncharuk I.V. Biogas production in the agricultural sector — a way to increase energy independence and soil fertility". 2020. Agrosvit, № 15, pp. 18—29. DOI: 10.32702 / 2306-6792.2020.15.18.
12. International Energy Agency. Outlook for biogas and biomethane: Prospects for organic growth. URL: https://www.iea.org/reports/outlook-for-biogas-and-biomethane-prospects-for-organic-growth (дата звернення: 11.01.2021 р.).
13. Kaletnik H., Pryshliak V., Pryshliak N. Public Policy and Biofuels: Energy, Environment and Food Trilemma. Journal of Environmental Management & Tourism. 2020. 10. № 4 (36). P. 479—487.
14. Kaletnik G., Honcharuk I., Okhota Yu. (2020), "The Waste-Free Production Development for the Energy Autonomy Formation of Ukrainian Agricultural Enterprises", Journal of Environmental Management and Tourism, Vol. XI, Summer, 3 (43): 513—522. DOI:10.14505/jemt.v11.3(43).02.
15. Lohan S. K. et al., Biogas: A boon for sustainable energy development in India's cold climate. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. vol. 43. pp. 95—101.
16. Medipally S. R., Yusoff F. Md., Banerjee S. and Shariff M. Microalgae as Sustainable Renewable Energy Feedstock for Biofuel Production. BioMed Research International. 2015. March (22). URL: http://dx.doi.org/10.1155/2015/519513 (дата звернення: 12.01.2021 р.).
17. Official website of the Ministry of New and Renewable Energy. Biogas Technology Development Division. URL: https://mnre.gov.in/biogas (дата звернення: 15.01.2021 р.).
18. Official website of European Biogas Association. URL: https:www.europeanbiogas.eu (дата звернення: 11.01.2021 р.).
19. Pryshliak N., Tokarchuk D.M. Socio-economic and environmental benefits of biofuel production development from agricultural waste in Ukraine. Environmental & Socio-economic Studies. 2020. Vol. 8. Issue 1. P. 18—27.
20. Pryshliak N. Biogas production in individual biogas digesters: experience of India and prospects for Ukraine. Agricultural and Resource Economics: International Scientific E-Journal. 2019. 5 (1). P. 122—136.
21. Romanchuk S.V. Methodical approaches to assessing the environmental and economic efficiency of waste processing. Economics of nature management and environmental protection. 2015. 5 (167): 321—327.
22. Tokarchuk D.M., Pryshliak N.V., Tokarchuk O.A., Mazur K.V. Technical and economic aspects of biogas production at a small agricultural enterprise with modeling of the optimal distribution of energy resources for profits maximization. INMATEH — Agricultural Engineering. 2020. 61 (2), 339—349.
23. World bioenergy Association. Global bioenergy statistics 2020. URL: https://worldbioenergy.org/uploads/201210%20WBA%20GBS%202020.pdf (дата звернення: 12.01.2021 р.).
24. Zulauf C., Prutska O., Kirieieva E. and N. Pryshliak. Assessment of the potential for a biofuels industry in Ukraine. Problems and Perspectives in Management. 20018. 16 (4): 83—90.

N. Pryshliak

WORLD EXPERIENCE IN USING WASTE AS AN ENERGY SOURCE

Summary

One of the main environmental problems of modern society is the constant increase in the production of organic waste. Modern society generates more and more waste each year that can be used to produce clean energy supplies with many potential benefits for sustainable development. Biogas production and use embodies the idea of a more closed economy, bringing the benefits of reducing greenhouse gas emissions, improving waste management and increasing resource efficiency. Biogas also provides an opportunity to integrate rural areas and industry to enhance energy independence. The case for biogas and biomethane lies at the intersection of two critical challenges of modern life: dealing with the increasing amount of organic waste that is produced by modern societies and economies, and the imperative to reduce global greenhouse gas emissions. This article focuses on the background and current situation of various levels of biogas generation in the world. Arguments in favor of biogas and biomethane lie at the intersection of two major problems of modern life: solving the problem of growing amounts of organic waste, and the need to reduce global greenhouse gas emissions. Among modern approaches to the utilization of organic and vegetable waste is bioconversion in an oxygen-free environment, or biogas fermentation. This is an ecologically safe direction of biowaste processing in order to obtain environmentally friendly fuel — biogas. Solving the problem of waste disposal by developing modern bioconversion technology will help improve the ecological state of the environment and strengthen the energy security of the state. In recent decades, interest in biogas has grown both in developed countries and around the world. A large number of biological plants are used in European countries, India, China, North and South America. The study conducted a detailed analysis of the experience of leading countries in the development of biogas technologies, including the EU, China, USA and India. The dynamics of biogas production in the leading countries in this segment of production is studied. The main types of raw materials used for biogas production in these countries are identified.

Keywords: iogas; energy; biogas digester; waste; world experience.

References

1. Heletukha, H. Kucheruk, P. and Matveyeyev, Y. (2013), "Prospects for the production and use of biogas in Ukraine", Analitychna zapyska BAU, vol.4, available at: http//:www.uabio.orgimgfilesdocsposition-paper-uabio-4-ua.pdf (Accessed 12 January 2021).
2. Kaletnik, H. Zdyrko, N. and Fabiyans'ka, V. (2018), "Biogas in households is a guarantee of energy independence of rural areas of Ukraine", Economy. Finances. Management: current issues of science and practice, vol. 8, pp. 7—22.
3. Pryshliak, N. (2018), "Renewable Energy in India: current state and development prospects", Investytsiyi: praktyka ta dosvid, vol. 21, pp. 15—20.
4. Pryshliak, N. (2011), "China's experience in building individual biogas plants", Ekonomika APK, vol. 1, pp.165—169.
5. American Biogas Council (2020), available at: https://americanbiogascouncil.org/biogas-market-snapshot/#:~:text=The%20U.S.%20has%20over%202%2C200,and%20652%20landfill%20gas%20projects (Accessed 14 January 2021).
6. Berezyuk, S. Tokarchuk, D. and Pryshliak, N. (2019), "Resource Potential of Waste Usage as a Component of Environmental and Energy Safety of the Sate", Journal of Environmental Management and Tourism, vol. X, Issue 1 (33), pp. 149—160.
7. Mukherjee, A. (2020), "Biogas Market in India", available at: https://www.german-energy-solutions.de/GES/Redaktion/DE/PDF-Anlagen/Aktuelle_Meldungen/20200225-indian-biogas-association-biogas-market-india.pdf?__blob=publicationFile&v=2 (Accessed 11 January 2021).
8. Research and Markets (2020), "Biogas Plants — Global Market Trajectory & Analytics", available at: https://www.researchandmarkets.com/reports/1824151/biogas_plants_global_market_trajectory_and?utm_source=GNDIY&utm_medium=PressRelease&utm_code=l9g5vc&utm_campaign=1263012+-+Global+Biogas+Plants+Market+Report+2019%3a+Annual+Analysis%2c+Trends%2c+and+Forecasts%2c+2015+Through+2022&utm_exec=chdo54prd (Accessed 10 January 2021).
9. European Biogas Association (2019), "EBA Statistical report 2019: European Overview", available at: https://www.europeanbiogas.eu/eba-statistical-report-2019-european-overview/ (Accessed 12 January 2021).
10. Geletukha, G.G. Zheliezna, T.A. Drahniev, S.V. and Bashtovyi, A.I. (2018), "Prospects for using biomass from agrarian pruning and plantation removal in Ukraine", Industrial Heat Engineering, vol. 40 (1), pp. 68—74.
11. Goncharuk, I.V. (2020), "Biogas production in the agricultural sector — a way to increase energy independence and soil fertility", Agrosvit, vol. 15, pp. 18—29.
12. International Energy Agency (2020), "Outlook for biogas and biomethane: Prospects for organic growth", available at: https://www.iea.org/reports/outlook-for-biogas-and-biomethane-prospects-for-organic-growth (Accessed 11 January 2021).
13. Kaletnik, H. Pryshliak, V. and Pryshliak, N. (2020), "Public Policy and Biofuels: Energy, Environment and Food Trilemma", Journal of Environmental Management and Tourism, vol. 10, no. 4 (36), pp. 479—487.
14. Kaletnik, G. Honcharuk, I. and Okhota, Yu. (2020), "The Waste-Free Production Development for the Energy Autonomy Formation of Ukrainian Agricultural Enterprises", Journal of Environmental Management and Tourism, vol. XI, Summer, vol. 3 (43), pp. 513—522.
15. Lohan, S. K. (2015), "Biogas: A boon for sustainable energy development in India's cold climate", Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 43, pp. 95—101.
16. Medipally, S. R. Yusoff, F. Md. Banerjee, S. and Shariff M. (2015), "Microalgae as Sustainable Renewable Energy Feedstock for Biofuel Production", BioMed Research International, vol. March (22), available at http://dx.doi.org/10.1155/2015/519513 (Accessed 12 January 2021).
17. Official website of the Ministry of New and Renewable Energy. Biogas Technology Development Division (2020), available at: https://mnre.gov.in/biogas (Accessed 15 January 2021).
18. Official website of European Biogas Association (2020), available at: https:www.europeanbiogas.eu (Accessed 11 January 2021).
19. Pryshliak, N. and Tokarchuk, D.M. (2020), "Socio-economic and environmental benefits of biofuel production development from agricultural waste in Ukraine", Environmental & Socio-economic Studies, vol. 8, Issue 1, pp. 18—27.
20. Pryshliak, N. (2019), "Biogas production in individual biogas digesters: experience of India and prospects for Ukraine", Agricultural and Resource Economics: International Scientific E-Journal, vol. 5 (1), pp. 122—136.
21. Romanchuk, S.V. (2015), "Methodical approaches to assessing the environmental and economic efficiency of waste processing", Economics of nature management and environmental protection, vol. 5 (167), pp. 321—327.
22. Tokarchuk, D. M. Pryshliak, N. V. Tokarchuk, O. A. and Mazur, K. V. (2020), "Technical and economic aspects of biogas production at a small agricultural enterprise with modeling of the optimal distribution of energy resources for profits maximization", INMATEH — Agricultural Engineering, vol. 61 (2), pp. 339—349.
23. World bioenergy Association (2020), "Global bioenergy statistics", available at: https://worldbioenergy.org/uploads/201210%20WBA%20GBS%202020.pdf (Accessed 12 January 2021).
24. Zulauf, C. Prutska, O. Kirieieva, E. and Pryshliak, N. (2018), "Assessment of the potential for a biofuels industry in Ukraine", Problems and Perspectives in Management, vol. 16 (4), pp. 83—90.

№ 4 2021, стор. 47 - 55

Рубрика: Економіка

Дата публікації: 2021-03-02

Кількість переглядів: 1028