Біомаса опалення теплиць як доступне альтернативне опалення

Коротко: головне з матеріалу

• Біомаса вже заміщує в Україні мільярди кубів газу, а теплиці можуть стати одним із головних споживачів цього ресурсу.
• Понад 70% сировини для біоенергетики — агровідходи, які вже є у фермерів: солома, стебла кукурудзи, лушпиння, тріска, гній.
• Тепло з біомаси зазвичай на 20–30% дешевше за газове завдяки місцевій сировині та мінімальній логістиці.
• Для теплиць найчастіше працюють пелетні котли, котли на трісці/соломі та біогазові схеми з використанням тепла когенерації.
• Успішний перехід вимагає розрахунку потреби в теплі, аудиту агровідходів, правильної логістики палива й базової автоматизації котельні.

Чому саме теплиці: де місце біомаси в енергобалансі

За оцінками експертів Біоенергетичної асоціації України, енергетичний потенціал біомаси в Україні у 2021 році сягнув 42,77 млн т н.е. — це приблизно половина від усього постачання первинної енергії у 2020-му. Уже станом на 2020 рік біомаса замінила близько 5,2 млрд м³ природного газу в теплопостачанні (котельні, промисловість, агросектор, включно з теплицями).

Майже 46% тепла в Україні йде на опалення та гарячу воду, решта — на промисловість і сільське господарство, де теплиці займають помітну частку споживання в холодний сезон. У країнах ЄС біомаса забезпечує до 90% відновлюваної енергії в секторі тепла і холоду, зокрема й для тепличних комплексів. На це вказує презентація про розвиток біоенергетики в ЄС та Україні на сайті UABIO, де Україна розглядається як частина цього загального тренду.

Отже, питання вже не в тому, чи можна гріти теплицю біомасою, а радше — як це зробити технічно, економічно й організаційно розумно.

Аграрна біомаса: що у вас уже є під руками

Понад 70% сировини для біомаси в Україні має аграрне походження: солома зернових, стебла кукурудзи, відходи переробки олійних, гноївка, органічні рештки. Це означає, що головне джерело біопалива вже на ваших полях, і немає потреби конкурувати з лісовими ресурсами.

У матеріалі про структуру сировини та економіку тепла з біомаси на AgroPortal.ua зазначено, що тепло з біомаси може бути на 20–30% дешевшим за газове завдяки використанню місцевих ресурсів та мінімальним витратам на логістику.

Найпоширеніші види аграрної біомаси, придатні для котлів теплиць:

• солома зернових (пшениця, ячмінь, жито);
• стебла кукурудзи;
• лушпиння та інші відходи соняшнику;
• відсів, пил і гранули з відходів олієекстракційних заводів;
• деревна тріска, відходи пилорам, садові обрізки;
• гній та гноївка для біогазових установок (із теплом як побічним продуктом).

Частину цієї сировини можна спалювати безпосередньо (котли на соломі, трісці, лушпинні), а частину доцільно переробляти в пелети чи брикети для більш стабільної якості та можливості повної автоматизації процесу спалювання.

Енергетичні культури: коли власних відходів недостатньо

Якщо тепличний комплекс не має достатньої площі під зерновими або кукурудзою чи є потреба у власному окремому паливному ресурсі, варто розглянути біоенергетичні культури.

Науково-практичний посібник «Вирощування біоенергетичних культур», підготовлений Інститутом біоенергетичних культур та цукрових буряків, показує, що енергетична верба, міскантус і тополя можуть рости на деградованих та низькопродуктивних землях, не конкуруючи з харчовими культурами.

Типова модель для тепличника чи агрокооперативу така:

• використовувати власні агровідходи як основну сировину;
• на маргінальних землях закласти плантації енергетичної верби чи міскантусу;
• через 3–4 роки отримати стабільний додатковий ресурс тріски або сировини для пелет.

Це особливо актуально там, де солома потрібна для тваринництва чи як мульча, й не всю її можна спрямувати на енергетичні потреби.

Які варіанти біопалива підходять для опалення теплиць

Теплиці — специфічний споживач тепла: потрібна стабільна температура, чутливість до перерв у теплопостачанні, баланс між теплом і вологістю. Тому важливо не лише мати доступ до біомаси, а й підібрати відповідний формат палива та котлів.

Котли на пелетах

Пелети — найбільш «цивілізована» форма біопалива для теплиць:

• стабільна теплота згоряння;
• низька вологість;
• можливість повної автоматизації (шнекова подача, автоматичний розпал і підтримка потужності).

Для фермерів, які мають власні відходи (солома, лушпиння, тріска), працюють дві базові моделі:

• закуповувати готові пелети у місцевих виробників;
• встановити невелику прес-лінію та виготовляти пелети самостійно, що особливо цікаво при великих площах теплиць.

У звіті про перехід українських підприємств на біопаливо Ukraine country report наведено кейси, де промислові котли на гранулах із відходів соняшнику успішно замінили газові. Технологічно це дуже близько до завдань тепличних котелень.

Котли на трісці та соломі

Котли на трісці та соломі дозволяють суттєво знизити витрати на паливо, особливо якщо відходи власні. Водночас вони висувають вищі вимоги до техніки та персоналу:

• контроль вологості сировини (оптимально до 20–25%);
• однорідна фракція, щоб уникати заклинювання автоматичної подачі;
• достатні складські площі для зберігання сировини.

Сучасні котли цього типу також можуть бути автоматизованими, але їхня «терпимість» до нестабільної якості палива обмежена, тож потрібна дисципліна у заготівлі.

Біогаз і використання тепла для теплиць

Для господарств із тваринництвом біогазові установки можуть стати окремим напрямом. Вони:

• переробляють гній, гноївку та інші органічні відходи;
• виробляють електроенергію та тепло (когенерація, інколи тригенерація);
• дозволяють спрямувати частину тепла на опалення теплиць.

У презентаціях це джерело біогаз прямо згадується як джерело тепла для тепличних комплексів, із прикладами діючих об’єктів у агросекторі.

Економіка: коли біомаса для теплиць вигідніша за газ

За оцінками профільних експертів, тепло з біомаси для систем теплопостачання в середньому на 20–30% дешевше за газове завдяки місцевій сировині, відсутності валютних ризиків і можливості будувати довгострокову логістику.

Середньорічний приріст біоенергетики в Україні становить близько 11%, що свідчить про інвестиційну привабливість та відносно короткий період окупності проектів. У стратегічних документах до 2035–2050 року, представлених у матеріалах це джерело, аграрна біомаса названа основним ресурсом для локального теплопостачання, у тому числі для теплиць.

Що потрібно враховувати тепличникам при оцінці окупності переходу на біомасу:

• інвестиції в котли, системи подачі палива, склади;
• фактична вартість сировини (для власних відходів — переважно витрати на заготівлю, сушіння, подрібнення, логістику);
• стабільність доступу до агровідходів (власні поля + довгострокові договори із сусідніми господарствами);
• економія на газі та ризики його ціни/дефіциту;
• можливість у перспективі продавати надлишкове тепло іншим споживачам.

Біомаса для тепличника — це не лише питання «зеленої» енергетики, а насамперед страховка від цінових і політичних ризиків на газовому ринку.

Як організувати біомасу для теплиці: від поля до котла

Щоб перехід на біопаливо був керованим, варто планувати його поетапно.

Крок за кроком: базовий план переходу на біомасу

1. Проаналізувати потребу в теплі

   • зібрати дані щодо споживання газу/дизелю за останні 2–3 сезони;
   • розрахувати теплове навантаження на 1 м² теплиці;
   • визначити пікову та середню необхідну потужність котельні.

2. Оцінити наявну біомасу

   • проаналізувати площі посівів зернових, кукурудзи, соняшнику;
   • оцінити орієнтовний вихід побічної продукції (т/га);
   • визначити, яка частина соломи/стебел потрібна для тваринництва, мульчі, органіки;
   • зрозуміти, який обсяг реально доступний для енергетики без шкоди для ґрунту.

3. Обрати тип палива і котлів

   • якщо немає бажання глибоко занурюватися в технологію — орієнтуватися на пелетні котли;
   • якщо є доступ до стабільної тріски/соломи й техніки — розглянути котли на трісці/соломі;
   • при наявності тваринництва — оцінити доцільність біогазової схеми.

4. Продумати логістику й складування

   • визначити розташування складів палива щодо котельні;
   • забезпечити захист сировини від опадів і контроль вологості;
   • спланувати безпечні під’їзди техніки та місце для маневру.

5. Запланувати інвестиції та джерела фінансування

   • обладнання котельні та системи подачі палива;
   • можливу закупівлю техніки для подрібнення/пресування;
   • інтеграцію котельні з автоматикою та клімат-контролем теплиць.

6. Передбачити резерв

   • резервний газовий або дизельний котел;
   • запас біопалива на 1–1,5 місяця роботи в найхолодніший період.

7. Запустити пілотний сезон

   • тестувати систему поза найекстремальнішими морозами;
   • моніторити витрати палива, стабільність температури та зручність експлуатації;
   • за результатами пілоту скоригувати технічні налаштування й логістику.

Автоматизація: як зробити котельню на біомасі керованою, а не «ручним квестом»

Сучасні твердопаливні котли для теплиць уже давно не означають «кочегара з лопатою». Автоматика дозволяє:

• регулювати подачу палива за допомогою шнеків і бункерів;
• контролювати процес згоряння (датчики температури, кисню, тиску);
• інтегрувати котельню з системою клімат-контролю теплиць 🌱.

Зазвичай автоматизують:

• роботу пальника та подачу палива;
• підтримання заданої температури теплоносія;
• аварійні режими (захист від перегріву, зворотного полум’я тощо);
• керування насосами, змішувальними вузлами, клапанами.

Для ефективної роботи потрібен базовий набір даних:

• температура зовнішнього та внутрішнього повітря;
• температура та тиск у системі опалення;
• витрата палива (кг/год);
• вологість і фракція біомаси — для коректного налаштування режимів горіння.

На рівні господарства доцільно запровадити цифрове планування заготівлі біомаси: карти полів, прогноз урожайності, графіки пресування та вивезення соломи, відстані до котельні. Такі підходи детальніше описані в профільних посібниках з вирощування біоенергетичних культур, але їхній успіх повністю залежить від управлінської дисципліни фермера.

Практичний чекліст для тепличника: готовність до переходу на біомасу

Перед інвестиціями у котельню варто чесно відповісти собі на кілька запитань:

• Чи розумію я реальну потребу в теплі (кВт·год, Гкал) за сезон?
• Які саме агровідходи доступні в радіусі 10–30 км і в яких обсягах?
• Скільки соломи/стебел я можу забрати з полів без шкоди для родючості ґрунту?
• Чи є поруч виробник пелет/брикетів, який може гарантувати стабільне постачання?
• Чи є в господарстві людина, готова стати «енергоменеджером» тепличного комплексу?
• Чи можу я організувати безпечний склад палива з урахуванням пожежних вимог?
• Чи потрібен мені резерв у вигляді газового/дизельного котла?
• Який мій горизонт планування — 5–10 років, щоб інвестиція окупилася?

Якщо відповідь «так» на більшість пунктів — ви вже на півдорозі до ефективної котельні на біомасі.

Український та європейський досвід: на що орієнтуватися

В Україні вже є десятки промислових підприємств, які повністю або частково перейшли на біопаливо (соняшникові гранули, тріска, солома). У згаданому звіті це джерело, підготовленому Інститутом економіки та прогнозування НАН України, наведено приклади консервних та олієекстракційних заводів, що замінили газові котли біомасовими.

Для теплиць сценарій дуже подібний:

• заміна газових котлів на біомасові;
• максимальне використання власних агровідходів і місцевих ресурсів;
• зниження витрат на тепло та менша залежність від газового ринку.

У ЄС біомаса є основою відновлюваної енергетики в секторі тепла. Дорожні карти, на які орієнтується Україна, демонструють рух у бік:

• розширення площ під енергетичними культурами;
• глибшої переробки агровідходів;
• інтегрованих агрокомплексів: тваринництво → біогаз → тепло для теплиць, сушіння та переробки.

Українські документи стратегічного планування до 2035–2050 року, узагальнені в матеріалах це джерело, прямо показують, що суттєве нарощування біоенергетики вже закладене в сценаріях розвитку. Нормативні бар’єри для переходу теплиць на біопаливо відсутні; головні обмеження — інвестиції, логістика й управлінська зрілість господарств.

Що можна робити вже цього сезону, не чекаючи «великого проекту»

Якщо ви поки що не готові до повної реконструкції котельні, можна зробити кілька практичних кроків уже зараз:

• Організувати окремий облік тепла й витрат на енергоносії по теплицях (газ, електроенергія, дизель).
• Оцінити потенціал своїх агровідходів: скласти просту таблицю «поля – культура – урожайність – можливий вихід соломи/стебел».
• Перевірити якість наявної біомаси (вологість, засміченість, зольність) у локальній лабораторії чи в найближчого виробника пелет.
• Встановити невеликий пелетний котел для частини теплиць, складу або підсобних приміщень як «полігон» для відпрацювання технології.
• Почати діалог із сусідніми фермерами щодо спільної логістики соломи, тріски та можливого створення агрокооперативу для малої котельні на біомасі.

Ці кроки допоможуть зрозуміти реальний потенціал біомаси саме для вашого господарства та уникнути дорогих помилок при масштабуванні.

Перехід теплиць на біомасу — це відповідь на дуже практичні виклики: економію, енергетичну безпеку та передбачувану окупність інвестицій. Україна вже сьогодні має ресурс біомаси, еквівалентний половині споживання первинної енергії, і більшість цього ресурсу — аграрного походження. Для тепличних господарств це шанс перетворити власні відходи й маргінальні землі на стабільне тепло для огірків, помідорів і зелені замість залежності від чергових «зимових» газових новин ❄️.

FAQ: часті запитання про біомасу для теплиць