DOI: https://doi.org/10.18371/fcaptp.v1i28.161924

FORMATION AND EFFICIENT DEVELOPMENT OF BIOGAS PRODUCTION IN THE AGRICULTURAL SECTOR

S. I. Plotnytska, R. R., Arutiunian, Yu. H., Berezhna, K. S. Bogomolova

Abstract


In conditions of the country's economy decline, the agrarian sector is the driving force behind the processes of economic stabilization. 17% of the country's GDP is created in agriculture, and agricultural products are exported at the amount of 17.9 billion dollars, representing 33.6% of all overseas incomes of the country, while the level of state support is rather low and amounts to only 1% of GDP.

The increase in tariffs for the main energy sources leads to a constant increase in material costs for crop and livestock production. The average annual growth of material expenses for the 2014-2016 period constituted 7.8% for fuel and lubricant materials, 15.2%- for electricity, 6.4% -for fuel and energy. Thus, according to the actual data farmers should have profitability not lower than 25.4%, however they received a loss of UAH 1.2 bn.

Under such conditions, it is necessary to mobilize own finances to form a raw material base and to introduce the use of alternative energy sources in agriculture.

215904.6 thousand heads of cattle and poultry are concentrated in agriculture, only 54% of which - in agrarian enterprises. According to our estimates, the theoretical potential of biogas output got from animal waste was 1.75 billion m3 in 2016, while the potential level needed for energy purposes equals to 0.76 million tons. Moreover, according to experts, the possible energy potential of biogas is expected to increase to 2.38 million tons in 2050.

According to the research, it has been established that the use of biogas has the following advantages over traditional fuels, namely: the use of biogas is attractive either because of lower cost or due to economic incentives; if farmers can not get permission (license) for the supply of electricity obtained from biogas to the general power grid according to the "green tariff", they use this energy for their own economic purposes; the construction of new biogas and bio-methane plants receives investment grants from 20 to 30% of the total volume of investments; the chemical composition  of biogas is similar to that of natural gas, which makes it possible to sell it to the gas distribution network, while enriching it by bio-methane and using as gaseous fuel; to use waste received as a result of biogas obtaining as enriched organic fertilizers for the needs of plant growing; the use of livestock waste for the production of biogas reduces the burden on the environment and the cost of utilizing such waste.

Keywords


alternative fuels; renewable energy sources; energy resources; biogas; bio-methane; material costs; efficiency

Full Text:

PDF

References


Verchovna Rada Ukrainy. (1994). Pro enerhozberezhennia: Zakon Ukrainy vіd 01.07.1994 № 74/94-VR [On energy saving: Laws of Ukraine dated on 01.07.1994 № 74/94-VR]. Retrieved from http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/74/94-%D0%B2%D1%80 [in Ukrainian].

Verchovna Rada Ukrainy. (2000). Pro alternatyvnі vydy palyva: Zakon Ukrainy vіd 14.01.2000 № 1391-XIV [On Alternative Fuels: Laws of Ukraine dated on 14.01.2000 № 1391-XIV]. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1391-14 [in Ukrainian].

Verchovna Rada Ukrainy. (2003). Pro alternatyvnіdzherelaenerhіi: Zakon Ukrainy vіd 20.02.2003 № 555-IV [On Alternative Energy Sources: Laws of Ukraine dated on 20.02.2003 № 555-IV]. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/555-15 [in Ukrainian].

Verchovna Rada Ukrainy. (2017). Pro rynok elektrychnoi enerhіi: Zakon Ukrainy vіd 13.04.2017 № 2019-VIII [On the Electricity Market: Laws of Ukraine dated on 13.04.2017 № 2019-VIII]. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2019-19 [in Ukrainian].

Verchovna Rada Ukrainy. (2005). Pro teplopostachannia: Zakon Ukrainy vіd 02.06.2005 № 2633-IV [On Heat Supply: Laws of Ukraine dated on 02.06.2005 № 2633-IV]. Retrieved from http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2633-15 [in Ukrainian].

Verchovna Rada Ukrainy. (2011). Pro prіorytetnі napriamy іnnovatsіinoi dіialnostі v Ukrainі: Zakon Ukrainy vіd 08.09.2011 № 3715-VI [On Priority Areas of Innovation Activity in Ukraine: Laws of Ukraine dated on 08.09.2011 № 3715-VI]. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/3715-17 [in Ukrainian].

Verchovna Rada Ukrainy. (1991). Pro okhoronu navkolyshnoho pryrodnoho seredovyshcha: Zakon Ukrainy vіd 25.06.1991 № 1264-XII [On Environmental Protection: Laws of Ukraine dated on 25.06.1991 № 1264-XII]. Retrieved from http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1264-12 [in Ukrainian].

Hijazi, O., Munro, S., Zerhusen, B., & Effenberger, M. (2016). Review of life cycle assessment for biogas production in Europe. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 1291—1300. DOI: 10.1016/j.rser.2015.10.013.

Hahn, H., Krautkremer, B., Hartmann, K., & Wachendorf, M. (2014). Review of concepts for a demand-driven biogas supply for flexible power generation. Renewable & sustainable energy reviews, 29, 383—393. DOI: 10.1016/j.rser.2013.08.085.

Patrizio, P., & Chinese, D. (2016). The impact of regional factors and new bio-methane incentive schemes on the structure, profitability and CO2 balance of biogas plants in Italy. Renewable Energy, 99 (C), 573—583. DOI: 10.1016/j.renene.2016.07.047.

Havrysh, V. I., & Nitsenko, V. S. (2016). Current state of world alternative motor fuels market. Actual problems of economics, 7 (181), 41—52.

Goncharuk, A. G., Havrysh, V. I., & Nitsenko, V. S. (2018). National features for alternative motor fuels market. International Journal of Energy Technology and Policy, 14 (2/3), 226—249. DOI: 10.1504/IJETP.2018.090681.

Bilan, Y., Nitsenko, V., & Havrysh, V. (2017). Energy aspect of vertical integration in agriculture. Rynek Energii, 5 (132), 98—110.

Havrysh, V., Nitsenko, V., Bilan, Y., & Streimikiene, D. (2018). Assessment of optimal location for a centralized biogas upgrading facility. Energy & Environment. DOI: 10.1177/0958305X18793110.

Derzhavna sluzhba statystyky Ukrainy. (2015). Osnovnі ekonomіchnі pokaznyky vyrobnytstva produktsіi sіlskoho hospodarstva v sіlskohospodarskykh pіdpryiemstvakh za 2014 rіk: statystychnyi biuleten [Main economic indicators of agricultural production in agricultural enterprises for 2014: statistical bulletin]. Kyiv [in Ukrainian].

Derzhavna sluzhba statystyky Ukrainy. (2016). Osnovnі ekonomіchnі pokaznyky vyrobnytstva produktsіi sіlskoho hospodarstva v sіlskohospodarskykh pіdpryiemstvakh za 2015 rіk: statystychnyi biuleten [Main economic indicators of agricultural production in agricultural enterprises for 2015: statistical bulletin]. Kyiv [in Ukrainian].

Derzhavna sluzhba statystyky Ukrainy. (2017). Vytraty na vyrobnytstvo produktsіi sіlskohohospodarstva v sіlskohospodarskykh pіdpryiemstvakh za 2016 rіk: statystychnyi biuleten [Costs for the production of agricultural products in agricultural enterprises for 2016: statistical bulletin]. Kyiv [in Ukrainian].

Lakyda, P. I. (Ed.), Heletukha, H. H., Vasylyshyn, R. D., et al. (2011). Enerhetychnyi potentsіal bіomasy v Ukrainі [Energy potential of biomass in Ukraine]. Kyiv: Vydavnychyi tsentr NUBіP Ukrainy [in Ukrainian].

Derzhavna sluzhba statystyky Ukrainy. (2017). Tvarynnytstvo Ukrainy: statystychnyi zbіrnyk 2016 [Livestock of Ukraine: Statistical Collection 2016]. Kyiv [in Ukrainian].

Liashchenko, V. (2017). Praktychnyi posіbnyk z vykorystannia bіomasy v yakostі palyva u munі-tsypalnomu sektorі Ukrainy (dlia predstavnykіv ahropromyslovoho kompleksu) [Practical manual on the use of biomass as a fuel in the municipal sector of Ukraine (for representatives of the agro-industrial complex)]. Retrieved from http://bioenergy.in.ua/media/filer_public/f5/9c/f59c3f7f-8eca-4b6d-94cd-ffda1150f3ae/biofin.pdf [in Ukrainian].

Fіnalnyi zvіt [Final report]. (2017). Otsіnka potentsіalu bіomasy v Odeskіi oblastі (na prykladі dvokh raionіv) Vybіr vydіv bіomasovoi syrovyny ta tekhnolohіiy ii enerhetychnoho vykorystannia v umovakh Kіlіiskoho ta Shyriaivskoho raionіv. Rekomendatsіi shchodo naibіlsh efektyvnykh bіoenerhetychnykh proektіv [Estimation of Biomass Capacity in the Odesa Oblast (on the Example of Two Districts) Selection of Biomass Raw Material and Technologies for its Energy Use in the Kiliysky and Shiryaevsky Districts. Recommendations for the most effective bioenergy projects]. Retrieved from http://bioenergy.in.ua/media/filer_public/f5/9c/f59c3f7f-8eca-4b6d-94cd-ffda1150f3ae/biofin.pdf [in Ukrainian].


GOST Style Citations


Про енергозбереження : Закон України від 01.07.1994 № 74/94-ВР [Електронний ресурс] / Верховна Рада України. — Режим доступу : http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/74/94-%D0%B2%D1%80.

Про альтернативні види палива : Закон України від 14.01.2000 № 1391-XIV [Електронний ресурс] / Верховна Рада України. — Режим доступу :  https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1391-14.

Про альтернативні джерела енергії : Закон України від 20.02.2003 № 555-IV [Електронний ресурс] / Верховна Рада України. — Режим доступу :  https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/555-15.

Про ринок електричної енергії : Закон України від 13.04.2017 № 2019-VIII [Електронний ресурс] / Верховна Рада України. — Режим доступу :  https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2019-19.

Про теплопостачання : Закон України від 02.06.2005 № 2633-IV [Електронний ресурс] / Верховна Рада України. — Режим доступу : http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2633-15.

Про пріоритетні напрями інноваційної діяльності в Україні : Закон України від 08.09.2011 № 3715-VI [Електронний ресурс] / Верховна Рада України. — Режим доступу :  https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/3715-17.

Про охорону навколишнього природного середовища : Закон України від 25.06.1991 № 1264-XII [Електронний ресурс] / Верховна Рада України. — Режим доступу :  http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1264-12.

Hijazi O. Review of life cycle assessment for biogas production in Europe / O. Hijazi, S. Munro, B. Zerhusen, M. Effenberger // Renewable and Sustainable Energy Reviews. — 2014. — Vol. 54. — P. 1291—1300.

Hahn H. Review of concepts for a demand-driven biogas supply for flexible power generation / H. Hahn, B. Krautkremer, K. Hartmann, M. Wachendorf // Renewable & sustainable energy reviews. — 2014. — Vol. 29. — P. 383—393.

Patrizio P. The impact of regional factors and new bio-methane incentive schemes on the structure, profitability and CO2 balance of biogas plants in Italy / P. Patrizio, D. Chinese // Renewable Energy. — 2016. — Vol. 99 (C). — P. 573—583.

Havrysh V. I. Current state of world alternative motor fuels market / V. I. Havrysh, V. S. Nitsenko // Actual problems of economics. — 2016. — № 7 (181). — P. 41—52.

Goncharuk A. G. National features for alternative motor fuels market / A. G. Goncharuk, V. I. Havrysh, V. S. Nitsenko // International Journal of Energy Technology and Policy. — 2018. — Vol. 14. — № 2/3. — P. 226—249.

Bilan Y. Energy aspect of vertical integration in agriculture / Y. Bilan, V. Nitsenko, V. Havrysh // Rynek Energii. — 2017. — Vol. 5 (132). — P. 98—110.

Havrysh V. Assessment of optimal location for a centralized biogas upgrading facility / V. Havrysh, V. Nitsenko, Y. Bilan, D. Streimikiene // Energy & Environment. — 2018.

Основні економічні показники виробництва продукції сільського господарства в сільськогосподарських підприємствах за 2014 рік : статистичний бюлетень / відп. за вип. О. М. Прокопенко / Державна служба статистики України. — Київ, 2015. — 84 с.

Основні економічні показники виробництва продукції сільського господарства в сільськогосподарських підприємствах за 2015 рік : статистичний бюлетень / відп. за вип. О. М. Прокопенко / Державна служба статистики України. — Київ, 2016. — 48 с.

Витрати на виробництво продукції сільського господарства в сільськогосподарських підприємствах за 2016 рік : статистичний бюлетень / відп. за вип. О. М. Прокопенко / Державна служба статистики України. — Київ, 2017. — 23 с.

Енергетичний потенціал біомаси в Україні / П. І. Лакида, Г. Г. Гелетуха, Р. Д. Василишин, та ін. ; відп. наук. ред. д.с.г.н., проф. П. І. Лакида ; Навчально-науковий інститут лісового і садово-паркового господарства НУБіП України. — Київ : Видавничий центр НУБіП України, 2011. — 28 с.

Тваринництво України : статистичний збірник 2016 / відп. за вип. О. М. Прокопенко. — Київ : Державна служба статистики України, 2017. — 141 с.

Лященко В. Практичний посібник з використання біомаси в якості палива у муніципальному секторі України (для представників агропромислового комплексу) [Електронне видання] / В. Лященко. — Режим доступу : http://bioenergy.in.ua/media/filer_public/f5/9c/f59c3f7f-8eca-4b6d-94cd-ffda1150f3ae/biofin.pdf.

Оцінка потенціалу біомаси в Одеській області (на прикладі двох районів) : фінальний звіт // Вибір видів біомасової сировини та технологій її енергетичного використання в умовах Кілійського та Ширяївського районів : рекомендації щодо найбільш ефективних біоенергетичних проектів. — [б. м.], 2017. — 134 с.





Copyright (c) 2019 S. I. Plotnytska, R. R., Arutiunian, Yu. H., Berezhna, K. S. Bogomolova

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN (print) 2306-4994, ISSN (on-line) 2310-8770