АгроЕкспедиції 
Біржа елеваторів 
Вибір економічно оптимального палива для зерносушарок в Україні
Джерело фото: Elevatorist.com
Значне збільшення вартості газу змушує розглянути варіанти використання альтернативного палива для зниження вартості сушіння зерна.
У 2020 році було просушено на газових сушарках близько 30 000 тис. т кукурудзи зі зниженням вологості на 10%, і на сушіння витрачено близько 4,8 млн м³ природного газу. У 2021 році прогнозується сушіння близько 35 000 тис. т кукурудзи, а на сушіння буде витрачено близько 5,6 млн м³ природного газу. У 2022 році кількість зерна для сушіння збільшуватиметься, а тенденції щодо зменшення вартості природного газу не спостерігається.
У цьому огляді розглянуті варіанти використання зерносушіння наступних видів палива:
- біоетанол;
- дров'яні пеллети;
- скраплений газ(СУГ);
- водень рідкий.
Вибір палива для огляду здійснено з урахуванням його наявності та доступності, а також ринкових цін станом на 01.12.2021 р. Розглядалися найближчі перспективи наявності цього палива, витрати на доставку, зберігання та переведення теплоагрегатів зерносушарок на використання альтернативних видів палива.
Біоетанол (біобутанол)
Біоетанол отримують шляхом ферментації сільськогосподарської продукції, що містить крохмаль або цукор, наприклад, із зерна, цукрової тростини, кукурудзи, картоплі, цукрових буряків, меляси, сорго і так далі. Біоетанол має хімічну формулу спирту С2Н5ОН, щільність — 0,789 г/см3. Такий біоетанол відноситься до біопалива першого покоління.
Серед усіх видів рідкого біопалива біоетанол є найпоширенішим. Світовий обсяг його виробництва становить понад 70 млн т із тенденцією щорічного збільшення не менш ніж на 5%.
Біобутанол представляє значно більший інтерес, ніж біоетанол, через більш високу енергетичну щільність, меншу випаровуваність і летючість, меншу агресивність, внаслідок чого його можна транспортувати існуючими трубопроводами (продуктопроводами), на відміну від біоетанолу, який транспортується тільки в спеціалізованих авто- та залізничних цистернах або річковими та морськими танкерами та в силу низки інших експлуатаційних якостей.
Бутанол (бутиловий спирт), C4H9OH, — безбарвна рідина з характерним запахом сивушної олії — може бути отриманий, як і етиловий спирт, з цукру або крохмалю (бутанол першого покоління) шляхом синтезу з нафти і при переробці целюлози рослин (бутанол — паливо другого покоління).
Бутанол, отриманий з біомаси, прийнято називати біобутанолом, хоча його характеристики такі ж, як і бутанолу, отриманого з нафти.
За 2017 рік в Україні вироблено 80 тис. т біоетанолу, що пішов на виробництво альтернативного палива. Протягом періоду 2015-2019 років сталося суттєве скорочення обсягів виробництва етилового спирту в Україні. Основними причинами спаду виробництва етилового спирту у натуральному вираженні у 2015-2019 роках були: низький рівень рентабельності спиртової галузі у зв'язку із неповною завантаженістю виробничих потужностей спиртових підприємств; зміни у податковій політиці; наявність проблем у постачанні сировини на підприємства.
Середня вартість етанолу в Україні в 2021 році — 30 грн/кг з ПДВ, зустрічаються компропозії по 19 грн/кг з ПДВ, вартість доставки — 19,5 грн/км партії 17500 л (13800кг), для розрахунку приймаємо середнє плече доставки 200 км.
Для використання на підприємстві необхідно мати звичайне резервуарне сховище з насосною станцією, трубопровідні матеріалопроводи, систему спалювання рідкого палива з автоматикою.
У разі переведення всіх сушарок на це паливо (сушіння 35 000 тис. т кукурудзи) потрібно близько 430 тис. т біоетанолу на рік.
Дров'яні пелети
Станом на квітень 2021 року на пелетному ринку України активно працює 641 компанія. Більшість пелетних виробництв (83%) сконцентровано у Київській, Житомирській, Чернігівській, Львівській, Дніпропетровській, Вінницькій, Закарпатській, Івано-Франківській, Волинській, Рівненській, Черкаській областях із сумарним потенціалом 271 тис. т на місяць.
Нині в Україні виробляють на рік близько 1200 тис. т деревних пелет, із цієї кількості 460 тис. т (30%) експортується.
Розмір індустріальних пелет: Ø мм-8мм, довжина 10-20мм, вологість: < 11%, щільність насипна: 700-1000кг/м3, теплотворна здатність: 4400...5200 ккал/кг.
Зазвичай для упаковки та транспортування пелет використовують біг-баги (900-1100 кг), поліетиленові пакети 15-25 кг, постачання переважно автотранспортом.
Вартість коливається в залежності від якісного показника. Для розрахунків, згідно з оглядом ринку, середню вартість можна прийняти 2700 грн/т з ПДВ та доставкою.
Для використання на підприємстві необхідно мати звичайний склад підлогового або елеваторного типу, теплогенератор для твердого палива з автоматикою.
У разі переведення всіх сушарок на це паливо (сушіння 35 млн т кукурудзи) потрібно близько 700 тис. т пелет на рік.
Зріджений газ
Зріджений газ для промислового використання, це суміш пропану та бутану в пропорції близько 50% на 50%, є в Україні в достатній кількості та реалізується як від виробників та експортерів безпосередньо з доставкою спецавтотранспортом, так і через широку мережу автозаправок.
Споживання у 2019 році Україні зрідженого газу — 1,43 млн т, у 2020 році — 1,98 млн т. Частка імпорту у постачанні ринку України автогазом становить близько 79%.
- Щільність парової фази пропан-бутанової суміші — приблизно 2,1186 кг/м³.
- Теплотворна здатність (рідка фаза) — 46,77 МДж/кг.
- Теплотворна здатність (газ) — 107,71 МДж/м³.
- При згорянні 1 кг пропан-бутанової суміші виділяється близько 115 кВт×ч теплової енергії;
- 1 кг зрідженого ЗВГ — це 0,53 літра або 2,1 м³ газоподібному стані.
- 1 літр скраплений ЗВГ важить 1,9 кг або 3,99 м³ газоподібному стані.
- 1 м³ газоподібного ЗВГ важить 0,48 кг або 0,25 літр.
Середня вартість ЗВГ при оптових поставках станом на 01.12.2021р — 19,06 грн/л або 9,71 грн/кг з ПДВ, без витрат на транспортування.
Для використання підприємству необхідно мати звичайне резервуарне сховище з насосною станцією, трубопровідні матеріалопроводи, випарник, систему спалювання палива з автоматикою.
У разі переведення всіх сушарок на це паливо (сушіння 35 000 тис. т кукурудзи) потрібно близько 266,35 тис. т ЗВГ на рік.
Водень газоподібний та рідкий
Розрекламований вид палива як «паливо майбутнього» є в Україні в незначних кількостях і використовується в основному для лабораторних цілей та у промислових обсягах у хімії та металургії.
Виробництво та вартість водню
На 2019 рік у світі споживається 75 млн т водню, переважно у нафтопереробці та виробництві аміаку. З них понад 3/4 виробляється з природного газу, для чого витрачається понад 205 млрд. м³ газу. Майже решту отримують з вугілля. Близько 0,1% (~100 тис. т) виробляється електролізом.
При конверсії водню широко використовують природний газ. Ціна природного газу зараз в Україні становить близько 36,4 грн/м³ з ПДВ та доставкою. При виробництві водню з газу собівартість водню сягне 3 usd/кг.
Для виробництва 1 м³ водню традиційним електролізом використовується 20736 кДж електроенергії, які перетворюються на 10840 кДж хімічної енергії у вигляді теплотворності 1 м³ водню. з ПДВ тобто. ККД використання енергії становить 52%. Такий водень має відповідну собівартість.
Якщо використати електроенергію відновлюваних джерел, то енерговитратна частина вартості водню становитиме до 20 грн/м³ (без ПДВ). Це лише енерговитратна частина вартості водню. Повна вартість включає вартість підготовки води, амортизаційні відрахування, транспортування, експлуатаційні витрати і стане як мінімум вдвічі дорожчою, тобто може досягти 40 грн/м³.
В даний час у всьому світі йде інтенсивна розробка технологій та обладнання для виробництва, транспортування та зберігання дешевого водню, але поки що далі дослідно-промислових установок світова наука та практика не просунулась.
Мета робіт науковців та практиків — досягти рівня вартості в 1usd/кг при цьому забезпечити промисловий обсяг виробництва. В Україні пропонуються на продаж незначні обсяги водню в рідкому вигляді за ціною до 2 usd/кг.
Зберігання, транспортування та спалювання водню
Газоподібний водень складно і дорого транспортувати традиційними газовими мережами через його фізичні та хімічні властивості, а вартість зрідженого газу в перерахунку на 1 м³ підвищує його вартість мінімум на 25%. Таким чином, енерговитратна частина вартості водню, отриманого із застосуванням «зеленої» електроенергії, підвищується з 40 грн/м³ до 50 грн/ м³ (без урахування ПДВ).
Транспортування зрідженого водню може здійснюватися лише спеціальним транспортом, обладнаним судинами Дюара. Зберігання водню у рідкому вигляді на підприємствах потребує спеціальних сховищ.
Підвищена плинність водню вимагатиме високоякісної та дорогої запірної та запобіжної арматури на системах газопостачання.
Більш широкий інтервал вибухонебезпечності водню в порівнянні з природним газом вимагатиме вживання додаткових заходів із вибухобезпеки, включаючи оснащення приладами контролю витоків, а також модернізації систем вентиляції.
Таким чином, використовувати водень як паливо в зерносушарках в даний час не вийде, але враховуючи далеку, але все-таки вимушену перспективу використання водню як джерела теплової енергії, коли традиційні джерела до 2050 року вичерпаються, залишаємо його як можливе паливо при порівнянні варіантів.
Природний газ
Споживання природного газу в Україні у 2019 році — 30 593,2 млн м³.
Споживання природного газу в Україні у 2020 році — 32 300,2 млн м³.
Вартість природного газу для промислових споживачів з 01.11.2021 — 36373,89 грн за 1000 м³ з ПДВ та транспортуванням.
Природний газ — традиційне паливо для зерносушіння. Для використання на підприємстві немає потреби у сховищі, тільки газопровод, вузол обліку, систему спалювання газу з автоматикою.
Дані щодо теплотворності видів палива, вартості з ПДВ та доставку станом на 01.12.2021 р. середньої витрати на 1 тн/% сушіння кукурудзи зведені в таблицю.
Найбільш економічними видами палива зараз є дров'яна пеллета та скраплений пропан-бутан, перспективним є використання біоетанолу.
Виробництвом пелет в Україні займається компанія ICK Group.
Реконструкцією зерносушарок з постачанням теплогенераторів на твердому паливі займаються: ICK Group (Київ), ТОВ «ОН-СТЕЙТ» (Дніпро), ТДВ «Бриг», «Агрополюс», «НВТ-Технологія», ПП «Фарм Мак Україна», «Греко Груп», компанія СДК, та низка інших.
Читати за темою: Потужність і місце на елеваторі: що треба знати про встановлення котлів для альтернативного палива
Реконструкцією зерносушарок з переведенням їх на скраплений газ займаються: група компаній «УКРАВТОНОМГАЗ», компанії «Газовик», ТОВ «Тестрайт», та інші.
Микола Несмєлов, експерт зернопереробної галузі
