Де використовують біогаз: галузі застосування та приклади

Війна змінила ставлення до енергетики. Стабільність централізованих мереж більше не сприймається як гарантована. Блекаути, ризики постачання газу та зростання витрат показали, що потрібні локальні й керовані джерела енергії. Одним із таких рішень став біогаз, який уже сьогодні забезпечує тепло та електроенергію там, де це критично важливо.

Біогаз — це газова суміш (50–65% метану), отримана в результаті метанового зброджування органічних відходів у безкисневому середовищі. Його виробляють на спеціальних заводах — біогазових установках (БГУ), — використовуючи гній, послід, силос, рослинні залишки, харчові та промислові органічні відходи.

У цій статті команда Pro-Energy розкаже, як та де використовують біогаз, які галузі отримують найбільший зиск та які практичні приклади вже працюють в Україні.

Основні напрями використання біогазу

Виробництво біогазу охоплює чотири основні напрямки: 

• виробництво біометану як заміна природного газу або альтернативного палива для транспорту (напрям, що тільки розвивається в Україні);
• переробка біогазу в електроенергію та тепло через когенерацію;
• пряме опалення промислових і комунальних об’єктів біогазом; 
• використання в технологічних процесах промисловості. 

Кожен із цих напрямів має власну економіку, технічні особливості та притаманні терміни окупності.

Виробництво біометану на заміну природному газу або як паливо для транспорту

Виробництво біометану — це очищення біогазу від CO2 на біометановій установці, внаслідок чого вміст метану зростає з 55–65% до 95–98%. Отриманий біометан за своїми фізико-хімічними характеристиками є повною аналогією природного газу, що дає змогу подавати його в газотранспортну систему, використовувати як CNG (compressed natural gas) для автомобілів або зріджувати в bio-LNG для вантажівок.

Існує кілька технологій очищення біогазу, однак ми застосовуємо перевірену мембранну сепарацію. Біогаз під тиском проходить через напівпроникні мембрани, які пропускають CO₂ швидше, ніж метан. У результаті відбувається відділення вуглекислого газу, а концентрація CH₄ у продуктному потоці досягає 95–98%, що відповідає стандартам біометану.

Приклад: 

За даними Біоенергетичної асоціації України (UABIO), у 2024–2025 роках в Україні запускалися перші комерційні біометанові заводи. Серед заявлених проєктів — виробництво трубопровідного біометану та Bio-LNG із сумарною потужністю понад 90 млн м³ на рік. Частина продукції орієнтована на експорт до країн ЄС через механізм сертифікації сталості (ISCC) та використання української газотранспортної системи.

У країнах ЄС біометан окрім стандартному використанню на заміну природнього газу також активно використовується як моторне паливо у форматах CNG та bio-LNG. Принаймні Scania та MAN серійно виробляють вантажівки й автобуси на стисненому та зрідженому біометані потужністю до 460–500 к.с., які вже експлуатуються в міських та міжміських перевезеннях у Німеччині, Швеції та Нідерландах. 

Біогаз для виробництва електроенергії та тепла (когенерація)

Когенерація на біогазі — найпоширеніший спосіб застосування біогазу в Україні. Газопоршневий двигун виробляє електроенергію, а тепло з систем охолодження та вихлопних газів використовується для опалення та технологічних потреб БГУ.

ККД когенераційних установок досягає 80–90%, орієнтовно 40% енергії перетворюється на електрику, 40–50% — на корисне тепло. На сьогодні ми передбачаємо когенераційні установки на усіх біогазових заводах, що проектуємо, задля забезпечення безперебійного джерела електроенергії та тепла для технологічних потреб виробництва біогазу.

Основні переваги когенерації на біогазі — це можливість створення енергетичного острова не тільки для БГУ, а й для найближчих підприємств. Та на відміну від сонячних та вітрових установок, КГУ працює 24/7, за умови наявності сировини.

Кейс Pro-Energy (Чернігівська область)

На аграрному підприємстві у Чернігівській області введено в експлуатацію біогазову станцію на силосі кукурудзи з когенераційними установками сумарною електричною потужністю 3,12 МВт. Біогаз використовується для одночасного виробництва електроенергії та тепла, що забезпечує стабільну генерацію «зеленої» енергії та диверсифікацію доходів підприємства. 

Біогаз як паливо для котелень та опалення

Біогаз для опалення — найпростіший і найдешевший спосіб використання з мінімальними інвестиціями. 1 м³ біогазу еквівалентний 0,6 м³ природного газу та дає 5–6 кВт/год теплової енергії.

Для чого використовують біогаз у цьому напрямі:

• опалення тваринницьких приміщень, пташників, свинарників;
• річний обігрів теплиць;
• гаряче водопостачання на виробництві.

ККД біогазових котелень досягає 90–95% — майже вся енергія палива перетворюється на тепло. Термін окупності установки залежить від потужності та трохи довший за когенерацію, оскільки немає прибутку від виробництва електроенергії.

Використання біогазу в промисловості

Використання біогазу в промисловості зосереджене на виробництві пари та технологічного тепла для процесів, що потребують високих температур.

Основні галузі:

Харчова промисловість:

• молокозаводи — пастеризація, стерилізація (температура 80–140°C);
• м’ясокомбінати — варіння, копчення, стерилізація;
• консервні заводи — термообробка продукції;
• сушіння зерна й кормів на елеваторах;
• пивоварні та спиртзаводи: варіння сусла потребує стабільного джерела пари, а переробка органічних відходів одночасно вирішує питання переробки відходів виробництва.

Детальніше про підготовку сировини читайте в статті «Як підготувати сировину для біогазової станції».

Застосування біогазу за галузями

Біогаз у сільському господарстві домінує на українському ринку. 85% усіх біогазових установок працюють на агропідприємствах. Це пояснюється доступністю сировини, необхідністю переробки органічних відходів та одночасною потребою в електроенергії й теплі.

Тваринницькі ферми (ВРХ, свинарські та птахівничі господарства) можуть використовувати гній і послід як сировину для виробництва біометану або електроенергії та тепла. Отримана енергія реалізується на енергетичному ринку та забезпечує основне підприємство, а дигестат після переробки використовується як органічне добриво, що замикає цикл використання ресурсів у господарстві.

У тепличних комплексах біоенергетичні рішення забезпечують стабільне опалення протягом усього року при виробництві електроенергії й тепла з біогазу. При виробництві біометану додатковою перевагою для теплиць є використання CO₂, що утворюється в процесі очистки біогазу та може бути використаним для стимуляції росту рослин і підвищення врожайності.

У рослинництві як сировина для біогазу використовується аграрна біомаса — силос, солома, жом, гичка та інші рослинні відходи. Їх переробка дозволяє ефективно утилізувати залишки виробництва та суттєво знизити витрати на енергоресурси, підвищуючи економічну ефективність господарства.

Харчова промисловість

Відходи харчової промисловості мають високий біогазовий потенціал і можуть забезпечувати енергією основне виробництво.

Цукрові та олійноекстракційні підприємства

Сировина для виробництва біогазу:

• жом;
• меляса;
• виробничі стоки;
• шрот;
• лушпиння.

Спиртові та біоетанольні заводи

Сировина для виробництва біогазу:

• барда.

М’ясопереробні підприємства та забійні комплекси

Сировина для виробництва біогазу:

• кров;
• шкіра;
• флотаційний жир;
• залишки нутрощів.

Комунальне господарство

• Станції очистки стічних вод. Осад стічних вод переробляється в біогаз, який покриває частину енергоспоживання самих очисних споруд.
• Полігони твердих побутових відходів (ТПВ). Збір полігонного газу дає змогу зменшити викиди метану та виробляти електроенергію. На сьогодні все частіше розглядаються проекти з сортуванням органічної фракції побутових відходів з подальшою переробкою в біогаз.

Переваги використання біогазу

Застосування біогазу дає комплексний ефект — енергетичний, економічний та екологічний:

• Енергонезалежність: власне виробництво електроенергії та тепла 24/7, незалежно від централізованих мереж і їхньої стабільності.
• Економія: зменшення витрат на електроенергію на 40–100%, на тепло — на 50–80%. Прогнозована собівартість енергії на 10–15 років наперед.
• Додатковий дохід: продаж надлишків електроенергії за ринковими цінами; використання або реалізація дигестату як органічного добрива.
• Циркулярна економіка: замкнутий цикл виробництва — відходи стають ресурсом, ресурс — енергією, енергія — прибутком.
• Екологічність: скорочення викидів CO2 на 60–90% порівняно з викопним паливом. 1 МВт біогазової електростанції зменшує викиди на 4000–5000 тонн CO2 на рік.
• Утилізація відходів: гній, послід, відходи рослинництва, харчові відходи перетворюються на енергію й добрива.

Обмеження та виклики використання біогазу в Україні

Попри переваги, компанії, що використовують біогаз, стикаються з реальними бар’єрами:

Високі початкові інвестиції. Вартість біогазової установки — від 2,5 млн євро на 1 МВт встановленої потужності. Для малого бізнесу це критично без державної підтримки або пільгового кредитування.

Необхідність стабільної сировинної бази. Виробництво біогазу потребує щоденного завантаження сировини в ферментери, що для ферми не є проблемою, але для рослинництва через сезоність потребує додаткових капіталовкладень для складування та зберігання

Потреба у кваліфікованому персоналі. Біогазові комплекси — це високофункціональні біотехнологічні споруди з живими мікроорганізмами, які не можуть зупиниться в одну мить і потребують розумного догляду та підходу Потрібні фахівці, котрі розуміють біохімію процесу метанового зброджування, а не лише техніки та оператори.

Після масштабних руйнувань енергетичної інфраструктури біогазові станції розглядаються як один із ключових інструментів відновлення та підвищення енергостійкості. Реалізовані проєкти біогазу від Pro-Energy підтверджують практичну надійність цієї технології, адже наші об’єкти продовжують стабільно виробляти енергію навіть під час блекаутів, забезпечуючи критичну інфраструктуру.

Висновок

Біогазові рішення давно вийшли за межі експериментів і працюють як повноцінна частина сучасної енергосистеми бізнесу. Гнучкість у використанні, прогнозована економіка та можливість локальної генерації роблять біогаз ефективним інструментом для підприємств, які планують довгострокову енергонезалежність.

Для компаній із доступом до органічної сировини біогаз стає елементом стійкої бізнес-моделі з контролем витрат і ризиків. Саме тому біоенергетика поступово переходить зі статусу альтернативи до базового енергорішення.

Хочете оцінити потенціал біогазу для вашого бізнесу? Команда Pro-Energy проведе аналіз сировинної бази, розрахує економіку проєкту та запропонує оптимальну конфігурацію установки. Зверніться за консультацією — перетворимо ваші відходи на прибуток та енергонезалежність.

Поширені запитання (FAQ)

Чи можна використовувати біогаз замість природного газу?

Так, біогаз можна використовувати замість природного газу для опалення та навіть для приготування їжі. 1 м³ біогазу еквівалентний 0,6 м³ природного газу. Для використання біогазу потрібне попереднє очищення від сірководню та вологи, інакше можлива корозія обладнання.

Скільки електроенергії можна виробити з 1 м³ біогазу?

Із 1 м³ біогазу когенераційна установка виробляє 1,7–2,3 кВт·год електроенергії та 2–2,5 кВт·год теплової енергії. Конкретні показники залежать від вмісту метану в біогазі (50–65%) та технічного стану обладнання. У разі прямого спалювання в котлі отримаємо 5–6 кВт·год тепла.

Чи вигідно використовувати біогаз для невеликої ферми?

Економічна доцільність використання біогазу з’являється від 1000–1500 голів ВРХ або 4000 голів свиней. Для менших господарств рекомендуємо розрахунок окупності з урахуванням місцевих цін на енергоносії та можливості кооперації з сусідніми фермами для встановлення спільної біогазової установки.

Які відходи можна використовувати для виробництва біогазу?

Придатні будь-які органічні відходи та побічні продукти тваринництва чи рослинництва: гній та послід тварин (ВРХ, свині, кури), рослинні залишки (солома, гичка), енергетичні культури (силос будь яких культур), харчові відходи (овочеві обрізки, хлібні відходи), мул очисних споруд, відходи харчової промисловості (жом, барда, сироватка). Найкращі результати дає зброджування суміші різних типів сировини — так зване ко-зброджування — це стабілізує процес оптимізує певні операційні витрати.

Чи потрібні дозволи для використання біогазу в Україні?

Для виробництва біогазу та біометану потрібна реєстрація об’єкта альтернативної енергетики в Держенергоефективності. 

Ліцензія на виробництво електроенергії / газу: Для експлуатації біогазових станцій (БіоЕС) та продажу енергії необхідна ліцензія НКРЕКП.

• Технічні дозволи: Потрібні дозволи від Держпраці (експлуатація небезпечних об’єктів), ДСНС (пожежна безпека) та екологічної інспекції.
• Використання біометану: Очищений біогаз (біометан), що подається в мережі, потребує окремої сертифікації.