ECONOMICAL & ECOLOGICAL ASPECTS OF DECARBONIZATION OF THE ENERGY INDUSTRY

Keywords: air pollution, biochar, bioethanol, autothermal pyrolysis, agricultural waste

Abstract

Topicality of the article is determined by Ukraine`s international obligations on environmental protection and reduction of carbon dioxide emissions in the atmosphere. In Ukraine the losses from air pollution in 2020 amounted to 10.42 billion $ (US dollars) or 6.7 % of GDP (Gross domestic product). Every year 40,000 children die from air pollution with fine suspended particles before the age of five. Up to 83% of all emissions of pollutants into the atmosphere of Ukraine fall on the electricity sector from the combustion of all fuels. The urgency of the problem is even greater increased due to the necessity to replace fossil energy resources (coal, gas, oil) that previously came from Russia. This work shows that agricultural waste may be an inexhaustible cheap source for green renewable energy sources such as: bio oil, bioethanol, biogas and organic high quality fertilizer – biochar. Indicators of straw as a renewable resource allow the use of low-cost efficient technologies for its transformation into popular commercial products (biochar, bio oil, bioethanol, biogas). The use of biomass for the generation of heat and electricity actually means the onset of the fourth energy transition in Ukraine. The possibility of using exothermic heat of the pyrolysis process of agricultural waste makes this process economically more attractive and will facilitate its implementation. When using the proposed technologies all types of carbonaceous agricultural waste could be considered as unclaimed resource for decarbonization of the entire energy sector of Ukraine. The urgency of decarbonization of energy systems has increased since the entry into force of the Paris Climate Agreement in 2016. Decarbonization of the energy economy is a reduction in CO2 emissions per unit of energy produced. To implement this technology, it is necessary to develop a targeted program for decarbonization of Ukraine's energy sector based on the use of agricultural waste, and conduct the necessary additional research to improve the technology of production of hydrogen and second-generation bioethanol from agricultural waste.

References

ООН, Экономический и Социальный Совет, Издержки бездействия, 2022, Всемирная организация здоровья, Европейский процесс «Окружающая среда и здоровье».

Стоимость загрязнения воздуха в 2020 году. URL: https://www.iqair.com/ru/blog/air-quality/the-cost-of-air-pollution-in-2020

Юркевич Ю.С., Сподинюк Н.А. Екологічні аспекти використання твердого палива в міських системах опалення. URL: http://www.vothp.org.ua/PDF/17/VOTHP_2014_17_15.pdf

Жовмир Н.М. Анализ нормативных требований к эмиссии загрязняющих веществ при сжигании биомассы. Промышленая теплотехника. 2012. Т. 34, № 1.

Федоров М. Стоимость киловатта и социальная справедливость. Минфин, 2021.

Определение спроса и цены на биоэнергетическую продукцию. URL: https://www.blogbusiness.com.ua/opredelenie-sprosa-i-ceny-na-bioenerg/

Оценка риска для здоровья от загрязнения воздуха – общие принципы. Копенгаген: Европейское региональное бюро ВОЗ, 2016.

Махол Бен, Ризк Сара. Экономическая ценность воздействия электроэнергии на ископаемом топливе в США на здоровье. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envint.2012.03.003

Передерий Сергей. Биоуголь – новое или хорошо забытое старое? Возрождение гидротермальной карбонизации биомассы в Европе. ЛесПромИнформ. 2014. № 3(101). URL: https://lesprominform.ru/jarticles.html?id=3675

Астафьев А.В., Табакаев Р.Б., Мусафиров Д.Е., Заворин А.С., Дубинин Ю.В., Языков Н.А., Яковлев В.А. Исследование тепловых эффектов пиролиза соломы для оценки возможности его реализации в автотермическом режиме. Химия растительного сырья. 2019. № 2.

Гелетуха Г.Г., Железная Т.А., Трибой А.В. Перспективы использования отходов сельского хозяйства для производства энергии в Украине. часть 2. Промышленная теплотехника. 2014. Т. 36, № 5.

Гидротермальная карбонизация. Карбонизация паром. Презентация – Официальный интернет-сайт компании Grenol GmbH. URL: https://docplayer.com/72991890-Gidrotermalnaya-karbonizaciya-karbonizaciya-parom-vedushchie-tehnologii-pererabotki-othodov-po-vsemu-miru.html

Биочар – новое слово в органическом выращивании. URL: https://www.growlight.ru/content/7-biochar

Biochar: панацея для агропромышленности XXI века. url: http://www.pyrolys.net/biochar-panaceja-XXI-veka/ru/1

Браверман В.Я., Круш И.Б. (27.04.2020), Патент Украины №141908 от 27.04.2020. «Способ производства водорода из отходов сельскохозяйственной деятельности». МПК (2020.01) С01B 3/02 (2006.01), C08J 11/00. Бюлетень №8.

Зайченко Виктор, Чернявский Адольф, Шевченко Александр. Возможности биоэнергоперехода в России. URL: https://energypolicy.ru›energoperehod

Целлюлозный этанол из сельскохозяйственных отходов — устойчивая мобильность с sunliquid® URL: https://www.clariant.com/en/Business-Units/Biofuels-and-Derivatives/Sunliquid

Снижение зависимости от ископаемого топлива и содействие местному производству топлива. URL: https://www.clariant.com/en/Innovation/

Бумага из соломы: технология производства, оборудование, рентабельность бизнеса. URL: https://rcycle.net/drevesina/soloma/

OON, Ekonomicheskiy i Sotsialnyiy Sovet, Izderzhki bezdeystviya. 2022. Vsemirnaya organizatsiya zdorovya, Evropeyskiy protsess «Okruzhayuschaya sreda i zdorove» [«Environment and Health»].

Stoimost zagryazneniya vozduha v 2020 godu [The cost of air pollution in 2020]. Available at: https://www.iqair.com/ru/blog/air-quality/the-cost-of-air-pollution-in-2020

Yurkevich Yu.S., Spodinyuk N.A. Ekologichni aspekti vikoristannya tverdogo paliva v miskih sistemah opalennya [Environmental aspects of solid fuel use in urban heating systems]. Available at: http://www.vothp.org.ua/PDF/17/VOTHP_2014_17_15.pdf

Zhovmir N.M. (2012) Analiz normativnyіh trebovaniy k emissii zagryaznyayuschih veschestv pri szhiganii biomassyi [Analysis of regulatory requirements for emissions of pollutants during biomass combustion]. Promyishlenaya teplotehnika, t. 34, № 1.

Fedorov M. (2021) Stoimost kilovatta i sotsialnaya spravedlivost [The cost of a kilowatt and social justice]. Minfin.

Opredelenie sprosa i tsenyi na bioenergeticheskuyu produktsiyu [Determination of demand and price for bioenergy products]. Available at: https://www.blogbusiness.com.ua/opredelenie-sprosa-i-ceny-na-bioenerg/

Otsenka riska dlya zdorovya ot zagryazneniya vozduha – obschie printsipyi (2016) [Health risk assessment from air pollution – general principles]. Kopengagen: Evropeyskoe regionalnoe byuro VOZ.

Mahol Ben, Rizk Sara. Ekonomicheskaya tsennost vozdeystviya elektroenergii na iskopaemom toplive v SShA na zdorove [The Economic Value of the Health Impact of U.S. Fossil Fuel Electricity]. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envint.2012.03.003

Perederiy Sergey (2014). Biougol – novoe ili horosho zabyitoe staroe? Vozrozhdenie gidrotermalnoy karbonizatsii biomassyi v Evrope [Biocharcoal – new or well-forgotten old? Revival of hydrothermal carbonization of biomass in Europe]. LesPromInform, № 3(101) Available at: https://lesprominform.ru/jarticles.html?id=3675

Astafev A.V., Tabakaev R.B., Musafirov D.E., Zavorin A.S., Dubinin Yu.V., Yazyikov N.A., Yakovlev V.A. (2019) Issledovanie teplovyih effektov piroliza solomyi dlya otsenki vozmozhnosti ego realizatsii v avtotermicheskom rezhime [Research of the thermal effects of straw pyrolysis to assess the possibility of its implementation in auto-thermal mode]. Himiya rastitelnogo syirya. № 2.

Geletuha G.G., Zheleznaya T.A., Triboy A.V. (2014) Perspektivyi ispolzovaniya othodov selskogo hozyaystva dlya proizvodstva energii v Ukraine. chast 2 [«Prospects for use of agricultural waste for energy production in Ukraine. Part 2]. Promyishlennaya teplotehnika, t. 36, № 5.

Gidrotermalnaya karbonizatsiya. Karbonizatsiya parom. [Hydrothermal carbonization. Steam carbonization] Prezentatsiya – Ofitsialnyiy internet-sayt kompanii Grenol GmbH Available at: http://intercentre.de/wp-content/uploads/2016/10/Gemeinsame-Prasentation-HTCVTC_rus.pdf

Biochar – novoe slovo v organicheskom vyiraschivanii [Biochar – a new word in organic cultivation]. Available at: https://www.growlight.ru/content/7-biochar

Biochar: panatseya dlya agropromyishlennosti XXI veka [Biochar: a panacea for 21st century agro-industry] Available at: http://www.pyrolys.net/biochar-panaceja-XXI-veka/ru/1

Braverman V.Ya., Krush I.B. (27.04.2020), Patent Ukrainyi #141908 ot 27.04.2020. «Sposob proizvodstva vodoroda iz othodov selskohozyaystvennoy deyatelnosti» [«Method of producing hydrogen from agricultural waste»]. MPK (2020.01) S01B 3/02 (2006.01), C08J 11/00. Byuleten #8.

Zaychenko Viktor, Chernyavskiy Adolf, Shevchenko Aleksandr. Vozmozhnosti bioenergoperehoda v Rossii [Opportunities for the Bioenergy Transition in Russia]. Available at: https://energypolicy.ru›energoperehod

Tsellyuloznyiy etanol iz selskohozyaystvennyih othodov – ustoychivaya mobilnost s sunliquid® [Cellulosic ethanol from agricultural waste – sustainable mobility with sunliquid®]. Available at: https://www.clariant.com/en/Business-Units/Biofuels-and-Derivatives/Sunliquid

Snizhenie zavisimosti ot iskopaemogo topliva i sodeystvie mestnomu proizvodstvu topliva [Reducing dependence on fossil fuels and promoting local fuel production]. Available at: https://www.clariant.com/en/Innovation/

Bumaga iz solomyi: tehnologiya proizvodstva, oborudovanie, rentabelnost biznesa [Straw paper: production technology, equipment, business profitability]. Available at: https://rcycle.net/drevesina/soloma/

Article views: 37
PDF Downloads: 20
Published
2022-04-26
How to Cite
Krutoholova, I., & Braverman, V. (2022). ECONOMICAL & ECOLOGICAL ASPECTS OF DECARBONIZATION OF THE ENERGY INDUSTRY. Economy and Society, (38). https://doi.org/10.32782/2524-0072/2022-38-72
Section
ECONOMICS