Биоэнергетика в устойчивом развитии сельского хозяйства: проблемы и перспективы развития отрасли

Несмотря на тот факт, что большая часть территории страны относится к зоне рискованного земледелия, Российская Федерация обладает огромным потенциалом для развития сельскохозяйственного производства. Площадь земель сельскохозяйственного назначения в России по данным за 2018 г. составила 382,5 млн га (23% от общей территории страны), в том числе сельхозугодий – 197,7 млн га ^{[1, c. 5]}. В тех регионах, где климатические условия являются более благоприятными для организации сельхозпроизводства, площадь земель сельхозназначения кратно превышает средний показатель по стране. Так, по данным Аналитического центра Министерства сельского хозяйства РФ в 2019 г. доля земель сельхозназначения в субъектах РФ, расположенных в южных регионах страны, составляла от 60% и более от всей территории субъекта (максимальное значение приходится на Волгоградскую область (80,81%), Республику Дагестан (86,4%), Ростовскую область (87,79%), Ставропольский край (92,23%), Республику Калмыкия (92,83%)). В регионах черноземной зоны (Курская, Белгородская, Воронежская, Липецкая, Тамбовская и Орловская области) этот показатель составляет от 73 до 82% (URL: http://mcxac.ru/ (дата обращения: 27.12.2020)). В сельскохозяйственном производстве в 2018 г. в России было занято 4,346 млн человек ^{[2, c. 17]}, и их количество год от года продолжает постепенно снижаться ^{[3, c. 45]}.

В то же время устойчивое развитие сельскохозяйственного производства является основой обеспечения продовольственной безопасности страны. В настоящее время, по данным Росстата,доля сельского, лесного хозяйства, охоты, рыболовства и рыбоводства в ВВП страны в период с 2014 по 2020 гг. составляет всего около 4%. (Структура валовой добавленной стоимости по отраслям экономики // URL: https://rosstat.gov.ru/accounts?print=1 (дата обращения: 23.01.2021)). Необходимость в развитии отрасли на сегодняшней день более, чем очевидна. Однако данная задача является трудно реализуемой без устойчивого развития сельских регионов, создания в них дополнительного количества рабочих мест с достойным уровнем заработной платы и комфортных условий проживания населения. В этом отношении текущая ситуация в Российской Федерации не является какой-то уникальной в сравнении с другими странами мира, расположенными в том же климатическом поясе. Так, эффективное развитие сельских территорий также является фокусом аграрной политики Европейского Союза. К числу требующих надлежащего решения задач в данной сфере европейский законодатель относит: сохранение в ЕС фермерства, обеспечение высокого уровня охраны окружающей среды и сельских ландшафтов, развитие сельских поселений, исключение появления на территории Европейского союза заброшенных земель (См.: Регламент (ЕС) № 1305/2013 Европейского парламента и Совета от 17 декабря 2013 г. о поддержке развития сельских районов Европейским сельскохозяйственным фондом для развития сельских районов (EAFRD) и отменяющий Регламент Совета (ЕС) № 1698/2005 // OJ L 347. 20.12.2013. P. 487–548.). В 2018 г. Европейская комиссия в целях осуществления средствами аграрной политики эффективной поддержки сельского хозяйства, обеспечения процветания сельских районов и обеспечения производства высококачественных продуктов питания в долгосрочной перспективе выдвинула ряд предложений по реформированию и созданию более интуитивно понятной и новаторской Единой аграрной политики (URL: https://ec.europa.eu/info/food-farming-fisheries/key-policies/common-agricultural-policy/future-cap_en (дата обращения: 12.12.2020)), которые были сосредоточены на необходимости обеспечения справедливого уровня оплаты фермерам за производимую продукцию и их стабильного экономического будущего, реализации целей более высокого уровня в сфере охраны окружающей среды и климата, сохранение центральной позиции сельского хозяйства в европейской экономике. Для достижения этих целей были поставлены девять задач: обеспечение справедливого уровня дохода фермеров, действия по предотвращению климатических изменений, поддержка смены поколений сельхозпроизводителей, повышение конкурентоспособности, повышение уровня охраны окружающей среды, сохранение ландшафтов и биоразнообразия, создание «живых» сельскохозяйственных районов, восстановление баланса сил в цепочке производства продовольствия, обеспечение качества продовольствия и охрана здоровья населения.

Согласно Стратегии устойчивого развития сельских территорий Российской Федерации на период до 2030 года (утв. распоряжением Правительства РФ от 02 февраля 2015 г. № 151-р // СЗ РФ. 2015. № 6. Ст. 1014), выходом из сложившейся в нашей стране ситуации среди прочего является всесторонняя диверсификация сельской экономики, поддержка фермерства и альтернативных форм занятости, организация и снятие административных барьеров для сбыта продукции через рынки, облегчение доступа к природным и иным ресурсам, а также развитие инфраструктуры, позволяющей получать населению достойный доход. Отдельным направлением развития в сельскохозяйственном производстве является производство органической продукции, которое является одной из потенциальных точек роста для сельских поселений, которая позволит повторно ввести в оборот значительную часть посевных площадей и обеспечить занятость сельского населения в регионах, где производство сельскохозяйственной продукции в настоящее время сократилось. Среди обозначенных в Стратегии задач указаны: сохранение и восстановление природных и аграрных ландшафтов, развитие экологически ориентированного сельского хозяйства, повышающего устойчивость экосистем и обеспечивающего жизнь и деятельность людей, проживающих в сельской местности. Несмотря на то, что в Стратегии в перечне целевых показателей устойчивого развития сельских территорий отсутствуют показатели состояния и качества окружающей среды, решение обозначенных выше задач устойчивого развития напрямую зависят от экологии сельских регионов. При этом благоприятное состояние окружающей среды крайне необходимо как для обеспечения комфортных условий проживания населения и его здоровья, так и для обеспечения качества и безопасности производимой сельскохозяйственной продукции. Помимо внешних негативных факторов, к примеру, размещение полигонов захоронения коммунальных отходов городских агломераций в сельской местности, перенос загрязненного воздуха с территории, занятой промышленным производством, воздушными потоками в сельские районы, сельскохозяйственное производство само по себе является источником негативного воздействия на окружающую среду. В частности, применение пестицидов и агрохимикатов в растениеводстве может стать источником загрязнения почв, воды и воздуха. Значительным является также объем отходов растениеводства, нуждающихся в переработке и утилизации. Другой сельскохозяйственной отраслью, оказывающей значительное негативное воздействие на состояние окружающей среды, является животноводство. Большие объемы высоко токсичных отходов 3-го класса опасности животноводческих и птицеводческих комплексов могут также вызвать масштабное загрязнение. К примеру, в первые месяцы открытого хранения навоза выделятся метан, интенсивность образования которого вызывает парниковый эффект, который в 21 раз превышает последствия от воздействия углекислого газа ^{[11, c. 38]}. А, согласно данным, приведенным в Стратегии устойчивого развития сельских территорий, в Российской Федерации производится более 200 млн тонн навоза и навозных стоков в год. Таким образом, от эффективного решения проблем утилизации отходов сельскохозяйственного производства напрямую зависит устойчивое развитие сельских регионов и качество окружающей среды в них. Одним из направлений обеспечения устойчивого развития на сегодняшний день является развитие так называемой зеленой экономики, обеспечивающей социальное благополучие в долгосрочной перспективе при условии минимизации рисков для окружающей среды, эффективного использования природных ресурсов и минимального использования углеводородов ^{[4, с. 6]}.

Как отмечают Н.И. Иванова и Л.В. Левченко, в основе зеленой экономики лежит применение соответствующих технологий, изменяющих подходы к охране окружающей среды посредством минимизации или устранения экологических проблем, к которым относится и технологии получения энергии из альтернативных источников ^{[5, с. 21]}. Одним из компонентов зеленой экономики являются технологии, позволяющие обеспечить возвращение продуктов конечного использования в производственный цикл ^{[6, с. 1263]}. Перспективным направлением альтернативной энергетики, позволяющим обеспечить сельские регионы теплом и энергией является биоэнергетика, основанная на производстве биогаза из биотоплива, которым являются различные органические отходы, учитывая тот факт, что в настоящее время многие населенные пункты страны еще не обеспечены централизованным газоснабжением, теплосетями и во многих случаях также испытывают дефицит электроэнергии. Параллельно развитие биоэнергетики может внести весомый вклад в решении проблемы утилизации отходов сельскохозяйственного производства.

Биогазовая установка представляет собой комплекс инженерных сооружений и состоит из агрегатов и емкостей для накопления, хранения, подготовки, реактора, в котором происходит производство биогаза, устройств его хранения и очистки, выделения побочных продуктов, используемых в дальнейшем в качестве удобрений ^{[12, c. 202]}. Техническая модификация конкретной установки в первую очередь зависит от вида используемого на ней сырья. В специальных установках по производству биогаза в результате анаэробного разложения органических отходов содержащимися в них микроорганизмами выделяется газ на 50–80% состоящий из метана, на 20−50 % из углекислого газа, примерно 1 % сероводорода, а также незначительного количества некоторых других газов (азота, кислорода, водорода, аммиака, закиси углерода и др.) ^{[7, c. 22]}. Количество биогаза зависит от химического состава используемого сырья (отходов), в том числе процентного содержания в них органических веществ. Этот газ после соответствующей обработки может быть использован в качестве альтернативы природному газу.

Биогазовые установки помимо утилизации отходов агропромышленного комплекса и пищевой промышленности, решают задачи производства газа тепловой, электрической энергии, а также удобрений ^{[8, c. 67]}. Параллельно при переработке отходов в таких установках решаются задачи их обеззараживания. В качестве сырья в них могут использоваться навоз, птичий помет, отходы скотобойни, отходы растениеводства, в том числе силос, гнилое зерно, отходы пищевой промышленности. С финансовой точки зрения строительство биотопливных установок значительно более экономично, чем строительство газо- и электропроводных сетей на большие расстояния, а сама установка в процессе функционирования потребляет всего около 10-15% вырабатываемой ею энергии, что по разным оценкам обеспечивает ее окупаемость в течение от 1,5 до 3 лет ^{[8, c. 70]}. По другим данным в зависимости от объема реактора затраты на внедрение биогазовой установки могут окупаться в срок от 5 до 26 месяцев ^{[10, c. 139]}. Указанные данные относятся к биогазовым установкам относительно небольшой мощности. Их размещение в сельских регионах рядом с предприятиями, в ходе своей деятельности производящими органические отходы, поможет решению сразу нескольких проблем. В тоже время потенциал развития этой отрасли производства альтернативной энергии в нашей стране практически не ограничен ^{[9, c. 335]}. Биогаз является одним из самых рентабельных видов топлива. Переработка 1 т навоза дает до 50 м³ биогаза, а из 1 м³ биогаза можно получить 2 кВт-часа электроэнергии. о некоторым данным, общий годовой объём органических отходов в России составляет порядка 770 млн тонн, из которых можно получить 66 млн м3 биогаза, или свыше 100 млрд киловатт-часов электроэнергии (см. URL: http://biogaz-russia.ru/biogaz-v-rossii/ (дата обращения 10.03.2021)). С учетом проведения государственной политики по стимулированию развития сельского хозяйства в стране, объемы отходов сельхозпроизводства, которые необходимо утилизировать, будут с каждым годом будут только увеличиваться.

Как развивается биоэнергетика в России за последнее десятилетие, какие имеются достижения, а также проблемы на пути ее развития, можно проиллюстрировать рядом примеров. Лидером среди российских регионов по внедрению альтернативной энергетики на основе использования биогазовых установок, сырьем для которых являются отходы сельскохозяйственного производства, является Белгородская область. В 2009 г. в регионе была разработана Концепция развития биоэнергетики и биотехнологий в Белгородской области на 2009 – 2012 годы (утв. Постановлением правительства Белгородской области от 8 июня 2009 г. №183-пп), в результате реализации которой в Прохоровском районе области в 2012 г. была введена в эксплуатацию первая в Российской Федерации и самая крупная промышленная биогазовая станция «Лучки», проектная мощность которой с введением второй очереди в 2015 г. составила 3,6 МВт. Проектные годовые показатели станции: выработка электрической энергии – 29,8 млн. кВт·ч; выработка тепловой энергии – 27,3 тыс. Гкал; количество получаемых органических удобрений – 90 тыс. т; переработка отходов: 98 тыс. т (См.: URL: https://www.hse.ru/data/2018/03/23/1164011201/6_Кудинов%20Перспективы%20строительства%20биогазовых%20станций%20в%20РФ.pdf (дата обращения: 10.02.2021)).

Станция «Лучки» является пилотным стала проектом, на котором изучаются особенности функционирования подобных объектов, также отрабатываются способы повышения их эффективности, в частности использования для производства биогаза различных видов отходов сельхозпроизводства. Также для изучения вырабатываемых на станции органических удобрений с целью подбора оптимальных схем их использования была создана исследовательская агролаборатория, опытная площадка которой занимает 140 га сельскохозяйственных угодий ^{[13, c. 51]}.

Вторым пилотным проектом в сфере биоэнергетики в Белгородской области стала действующая также с 2012 г. «Байцуры» в Борисовском районе суммарной установленной мощностью 0,5 МВт. Станция построена рядом с крупным свинокомплексом и перерабатывает более 38 тыс. м3 отходов свинокомплекса в год плюс дополнительно около 8 тыс. м3 растительной массы. При этом объем выработки станцией биогаза должен составить 1918 тыс. м3 в год, а предполагаемые объемы реализации удобрения – 19,1 тыс. м3/год ^{[13, с. 58]}. Дальнейшее развитие этого направления альтернативной энергетики в регионе было предусмотрено долгосрочной целевой программой развития возобновляемых источников энергии на 2013-2015 гг., согласно которой к 2020 г. планировалось ввести эксплуатацию 223 МВт энергетических мощностей на основе возобновляемых источников энергии в основном за счет строительства биогазовых станций, в результате планировалось на 75% обеспечить потребности населения региона в энергии, а также создать в сельских регионах до 10 тыс. дополнительных рабочих мест ^{[14, с. 53]}. Однако по данным, представленным в «Схеме и программе развития электроэнергетики Белгородской области на 2021 – 2025 годы» (утв. Постановлением губернатора Белгородской области от 30 апреля 2020 г. № 54), на территории области в промышленных масштабах действуют только две перечисленные выше биогазовые станции. По всей видимости, строительство новых станций не было осуществлено в связи с высокой инвестиционной стоимостью проектов и отсутствия соответствующих инвестиций.

Необходимость привлечения первоначальных инвестиций является одной из основных проблем, препятствующих широкому внедрению объектов биоэнергетики в нашей стране. Технологически биоэнергетические комплексы представляют собой либо крупные промышленные станции, примеры которых были приведены выше, стоимость строительства которых составляет сотни миллионов рублей. Увеличение числа таких станций в крупных агропромышленных агломерациях возможно путем привлечения как государственных, так и частных инвестиций, с учетом экологической составляющей – решения задачи утилизации органических отходов и довольно короткого срока окупаемости таких проектов – от 3 до 8 лет в зависимости от их проектной мощности.

Другим перспективным направлением является монтаж установок малой мощности в более мелких хозяйствах, к примеру животноводческих, которые способны обеспечить их непрерывную загрузку производимыми ими отходами. При этом помимо обеспечения собственных нужд в тепле и электроэнергии, возможна организация электро- и теплоснабжения других местных потребителей, что может дать хозяйствам дополнительный доход. В настоящее время промышленное производство модульных биогазовых установок развивается по двум направлениям – серийное производство горизонтальных цилиндрических реакторов, поставляемых в готовом виде либо монтаж непосредственно на месте установки вертикальных метантенков. В данном случае затраты на создание таких установок могут начинаться при минимальном объеме от 200–300 тыс. рублей. Представляется, что программа финансирования таких проектов могла бы осуществляться за счет средств, выделяемых государством на поддержку фермерских хозяйств, путем предоставления целевых дотаций или посредством льготного кредитования. В любом случае, такие программы должны быть разработаны и регламентированы на законодательном уровне.

Строительство объектов биоэнергетики, безусловно относящихся к категории не только инновационных, но и высоко рисковых, за рубежом имеет уже довольно продолжительную историю. За десятилетия реализации таких проектов уже накоплен значительный опыт, позволяющий избежать определенных ошибок, и тем самым повышающий их инвестиционную привлекательность. Проекты внедрения биогазовых технологий в сельскохозяйственных объектах относятся к мультипроектам, т.е. проектам, которые в случае их эффективности и/или привлекательности (целесообразности) могут и должны широко тиражироваться во многих регионах страны. И если оценку экономической выгоды от экологической направленности таких проектов не так просто осуществить и выразить в денежном эквиваленте, то выгоды от реализации электроэнергии и биоудобрений, а также от использования тепла измерению оценить проще, что позволит составить прогноз окупаемости на этапе привлечения инвестиций ^{[16, c. 108]}. В настоящее время для стимулирования производителей биогазовой энергии Минэнерго разрабатывает комплекс мер: предполагается установить надбавку к оптовой цене электроэнергии и компенсировать затраты на подключении к электросети.

В последнее десятилетие в сфере правового регулирования возобновляемой энергетики в Российской Федерации произошел ряд положительных сдвигов. Так Федеральный закон от 26 марта 2003 г. № -35 «Об электроэнергетике» (СЗ РФ. 2003. № 13. Ст. 1177) содержит механизм государственной поддержки использования возобновляемых источников энергии. Так, сетевые компании в целях компенсации потерь должны закупать электроэнергию квалифицированных генерирующих объектов возобновляемой энергетики по регулируемым тарифам, которые устанавливает орган исполнительной власти субъектов РФ. Определен порядок долгосрочного тарифного регулирования и предельные значения ценовых параметров генерирующих объектов, функционирующих на основе возобновляемых источников энергии на розничных рынках, которые предусматривают поддержку генерирующих объектов, функционирующих на основе энергии ветра, солнца, воды, биомассы и биогаза.

Порядок реализации механизма поддержки возобновляемой энергетики на розничных рынках определяется Постановлением Правительства РФ от 23 января 2015 г. № 47 «О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам стимулирования использования возобновляемых источников энергии на розничных рынках электрической энергии» (СЗ РФ. 2015. № 5. Ст. 827). Среди прочего он предусматривает обязательное включение объектов в схему перспективного развития электроэнергетики субъекта РФ, конкурсный отбор инвестиционных проектов по строительству генерирующих объектов возобновляемой энергетики, критерии оценки которых разрабатываются на региональном уровне. Для генерирующих объектов, функционирующих на основе возобновляемой энергии биогаза, установленный Правительством предельный уровень капитальных затрат не включает в себя капитальные затраты на производство тепловой энергии и других нерегулируемых видов продукции (пп. б. а. 4 Постановления).

Безусловно, правовые механизмы поддержки возобновляемой энергетике в целом и биоэнергетики в частности в нашей стране находятся только на самом раннем этапе развития. Количество проблем развития отрасли, которые необходимо решить на законодательном уровне, значительно. Так, по мнению Г.В. Выпхановой и Н.Г. Жаворонковой, в настоящее время в стране практически отсутствует нормативная правовая база, позволяющая активно перерабатывать отходы в энергию, в том числе в малых объемах и на малых предприятиях, при этом Минэнерго России необходимо разработать нормативную правовую базу интеграции малых форм хозяйствования (вплоть до домовладений) в энергосеть ^{[17, c. 190]}.

Только путем развития правового регулирования c учетом имеющегося на сегодняшний день российского и зарубежного опыта можно создать в стране действительно эффективную отрасль возобновляемой энергетики – биоэнергетику, которая параллельно будет решать проблемы охраны окружающей среды в сельском хозяйстве.

Стремление к использованию альтернативных возобновляемых источников энергии является общемировым трендом последних десятилетий. Однако надо всегда соотносить преимущества от их использования с тем воздействием на окружающую среду, которое они в любом случае оказывают.

Опыт Европейского Союза по производству с начала 2000-х годов биоэтанола из специально производимого растительного сырья (в большинстве случаев рапса) не может быть признан успешным. Субсидирование фермеров, выращивающих сырье для биотоплива, в размере 45 евро за один засеянный гектар, привело к тому, что датируемые культуры стали вытеснять с европейских полей культуры, предназначенные для производства продовольствия и кормов для сельскохозяйственных животных. В то же время выращивание из года в год одной и той же культуры на одних и тех же полях стало угрожать снижением качества и плодородию земель. Для того, чтобы оценить эффективность такого решения, достаточно привести пример – для производства 13 млн т биодизеля при среднеевропейском уровне урожайности рапса необходимо будет занять под его выращивание 10 млн га ^{[15, с. 38]}, что для сравнения составляет около трети площади такой не самой маленькой европейской страны как Германия. Представляется, что развитие биоэнергетики оправдано лишь в том случае, когда в качестве сырья для биогазовых станций используются исключительно отходы.

В заключение хотелось бы отметить, что устойчивое развитие сельскохозяйственной отрасли в России с учетом географических, климатических, исторических, социальных и других особенностей нашей страны имеет большую перспективу и должно внести достойный вклад в обеспечение как продовольственной безопасности государства, так и повышения уровня и качества жизни населения, особенно в сельской местности.