Дигестат: недооцінений потенціал органічного добрива
Сергій Красновський, Начальник відділу розвитку продуктів та агросервісу Департаменту кукурудзи та соняшнику ТОВ «КВС-УКРАЇНА»
Під час роботи біогазових комплексів отримується біогаз, який в подальшому може бути використаний для виробництва електроенергії і побічного продукту теплової енергії або біометану. Зазвичай перед початком будівництва біогазових комплексів проводять економічні розрахунки та визначається період окупності за виробленою і реалізованою кількістю електроенергії або біометану. При проведенні розрахунку періоду окупності не завжди враховують теплову енергію, яку отримують під час виробництва електроенергії. Її також можна використати на виробництві (обігрів теплиць, виробничих приміщень тощо). Таке використання теплової енергії буде пришвидшувати окупність проекту. В той же час окрім отримання електроенергії, теплової енергії або біометану ми отримуємо значну кількість дигестату – продукту біоконверсії органічних матеріалів у процесі метанового бродіння, який взагалі не береться до уваги з точки зору економічного прибутку. Цей продукт є відходом при роботі біогазової станції, тому його часто не розглядають як прямий продукт виробництва, який може бути також реалізований.
Ми вирішили проаналізувати, які перспективи реалізації дигестату і які від цього можуть бути додаткові прибутки. Варто зазначити, що дигестат – це по суті органічне добриво, яке містить в досить великій кількості макро- та мікроелементи, що можуть бути використані рослинами під час вегетації. В залежності від «раціону» біогазової станції, буде різний вміст макро- та мікроелементів в дигестаті. Так, наприклад, гній від різних тварин містить в собі різні кількості поживних речовин, які в подальшому впливають як на вихід біогазу, так і на наявність поживних елементів в дигестаті після бродіння. Для прикладу, коефіцієнт перетравлення корму значно нижчий у свиней порівняно із коефіцієнтом перетравлення корму у ВРХ. Це пов’язано з тим, що шлунок свиней однокамерний, а у ВРХ чотирикамерний. В шлунку ВРХ корм перебуває більше часу, що позитивно впливає на його перетравність. В результаті з гною ВРХ менший вихід біогазу та, відповідно, елементів живлення в дигестаті, тоді як гній свиней містить досить велику кількість неперетравлених кормів і тому в дигестаті буде міститися більша кількість поживних речовин. Для прикладу, вихід біогазу з 1 тонни гною свиней складає – 60 м3, тоді як вихід біогазу із однієї тонни гною ВРХ складає – 45 м3. При цьому вміст NPK кг в 1 м3 дигестату із гною свиней коливається в межах – N 3.8-7.0, P 2.0-2.2, K 2.6-5.8, тоді як в дигестаті із гною ВРХ – N 2.9-5.1, P 1.7-1.8, K 3.8-6.5.
Перед аналізом дигестату, як органічного добрива, потрібно зрозуміти, з якої сировини він може бути отриманий. В якості сировини для біогазових заводів в більшості випадків використовують гній свиней, гній ВРХ, послід птиці, силос кукурудзи, жом або суміші вказаних компонентів. Відповідно на виході ми будемо мати і різну кількість елементів в дигестаті.
В Таблиці 1 наведено кількість основних макроелементів (NPK) яка може міститися в 1 м3 дигестату в залежності від субстрату біогазової станції.
Таблиця 1. Кількість основних макроелементів (NPK) в залежності від субстрату біогазової станції
_r_16_9_master.webp)
*Джерело: Dohler H., Krotzsch S., 2007: Faustzahlen Biogas, KTBL, Darmtstadt
Дигестат після виходу із біогазової станції по суті вже є біологічним добривом, яке може вноситися безпосередньо в ґрунт без додаткової обробки, або ж підлягати сепарації, в результаті чого отримується рідка фракція із низьким вмістом сухої речовини (1-8%) та твердої фракції із вмістом сухої речовини – 20-40%. Рідка та тверда фракція відрізняється і по вмісту макроелементів. В рідкій фракції більша концентрація азоту та калію та менша фосфору, тоді як в твердій – більша концентрація азоту та фосфору і менша калію.
Вміст елементів в різних фракціях наведено в Таблиці 2.
Таблиця 2. Кількість основних макроелементів (NPK) в рідкій та твердій фракції дигестату (субстрат – суміш силосу кукурудзи, жому та соломи)
*За даними результатів аналізу дигестату ТОВ «Україна 2001», Хмельницька обл., 2023
Варто зауважити, що в рідкій формі дигестату 60-80% азоту знаходиться в амонійній формі NH4, яка є відразу доступною для засвоєння рослиною. Засвоєння азоту із мінеральних добрив коливається в межах 30-50%, а засвоєння азоту із дигестату може сягати рівня 80% і більше.
Сепарація застосовується для розподілу дигестату на тверду та рідку фракції. Загалом, після сепарації, немає зменшення загального об’єму на виході, але на 10-20% зменшується об’єм зберігання дигестату у рідкій формі залежно від вихідного матеріалу та технології сепарації. Тверда фракція є більш економічно вигідною для транспортування тому, що містить до 40% сухої речовини. Крім того, тверду фракцію можна досушити та довести вміст сухої речовини до 90%.
Рідка фракція може вноситися в ґрунт або безпосередньо на вегетуючі рослини. Азот із цієї фракції є найбільш швидкодоступним для рослин. Внесення дигестату в одному із передових господарств України, ТОВ «Україна 2001», Хмельницька обл., наведено на Рис. 1-3.
Рис. 1. Завантаження самохідного аплікатора (Holmer) для внесення рідкої фракції дигестату, ТОВ «Україна 2001», 2023 р.
Рис. 2. Внесення рідкої фракції дигестату в нормі 70т/га в ТОВ «Україна 2001», 2023 р.
Рис. 3. Загальний вигляд поля після внесення дигестату, ТОВ «Україна” 2001, 2023 р.
Дигестат є побічним продуктом отримання біогазу і на потужних біогазових станціях він надходить в досить значній кількості та потребує постійної його «утилізації». Наприклад, орієнтовна кількість побічних відходів від роботи станції потужністю 2 мВт становить близько 200 м3 на добу. Зважаючи на особливість вирощування сільськогосподарських культур, внесення дигестату в основному відбувається в період, коли поля не зайняті культурами (осінь і весна). За сприятливих погодних умов, внесення дигестату можна проводити і в зимовий період. При внесенні рідкої фракції дигестату є обмеження по відстані до поля від біогазового заводу – 30-40 км. За великих норм виливу “вузьким місцем” є транспортування дигестату тому, що це потребує великої кількості транспорту (цистерн) та наявності під’їзних доріг. За дощової погоди і внесення, і доставка значно ускладняються. Для внесення на ближні поля від лагун зберігання дигестату використовують насосні станції, які його перекачують до агрегату внесення. Одна станція може перекачувати дигестат до 4-5 км. Якщо потрібно вносити далі, то можна поставити ще одну станцію. На практиці це призводить до того, що на ближні поля вносять досить великі об’єми дигестату – до 150-ти т/га, тоді як на дальні – 50-70 т/га. І тут виникає питання: які норми є оптимальними для росту культур, а які є критично великими і можуть негативно вплинути на їх нормальний розвиток? Це важливий момент і він потребує детального вивчення. За інформацією виробників біогазу, найкраще на внесення дигестату реагує кукурудза та цукровий буряк. Надмірне внесення на таких культурах як соняшник, може мати негативний ефект: по-перше, відбувається подовження вегетації, що впливає на час збирання культури, а по-друге, можливе вилягання культури через надмірно велику вегетативну масу. Тому тут потрібно розглядати внесення рістрегуляторів для зменшення висоти рослин і потовщення стебла, що буде сприяти зниженню ризиків вилягання за сприятливих для цього умов.
Які ж максимальні дози рідкої чи твердої фракції дигестату можуть бути внесені під різні культури? Звичайно, що перед тим, як давати якісь рекомендації потрібно розуміти, що кожен окремий дигестат – це окреме добриво, яке має свій унікальний склад, вміст NPK та інших мікроелементів. Він потребує попереднього аналізу в якісних лабораторіях. І вже на основі отриманих результатів та розрахунків визначаються необхідні норми під певну культуру.
За словами Олександра Камінського, виконавчого директора господарства «Україна 2001», на практиці вносять дигестат в нормі від 50 до 150 т/га. Для себе відмітили, що негативного впливу від внесення великих норм дигестату на кукурудзі немає. За таких норм отримують 14-15 т/га зерна кукурудзи і навіть більше.
Цукрові буряки також позитивно реагують на високі норми. Проте, за надмірного внесення можливий дещо вищий розвиток церкоспорозу. За високої норми внесення дигестату під цукровий буряк вдається отримати урожайність до 100 т/га. Твердої фракції можна вносити до 50 т/га без негативних наслідків. На полях, де вноситься дигестат, повністю відмовилися від внесення мінеральних добрив, а це економія на добривах близько 20 тис. грн/га (станом на 2023 р.) На саме ж внесення дигестату (доставка та внесення), залежно від віддаленості полів витрати можуть сягати 6 тис. грн/га.
Внесення дигестату на власні поля – це одна річ, а чи є можливість за надмірного його виробництва використати (реалізувати) його на полях сусідніх господарств? Можливо, але перед цим потрібно вирішити ряд проблем/питань:
- Чи можна реалізовувати дигестат як органічне добриво виробниками біогазу із правової точки зору?
- Якою має бути вартість дигестату?
- Хто і як його буде вносити на полях інших господарств?
- Як заохотити господарства купувати дигестат?
Тому, давайте спробуємо розібратися із кожним питанням по черзі.
Чи можна реалізовувати дигестат як органічне добриво виробниками біогазу із правової точки зору?
Раніше дигестат за формальними ознаками потрапляв під визначення агрохімікати, тому потребував державної реєстрації для можливості подальшої реалізації цього продукту. Проте, в 2022 р. внесли зміни до «Закону України про пестициди та агрохімікати» згідно яких «дигестат, що утворюється в біогазових установках, який використовується як органічне добриво чи покращувач ґрунту» не потребує державної реєстрації (стаття 4. Закону України про пестициди та агрохімікати). Тому, наразі немає жодних обмежень до реалізації цього продукту як органічного добрива.
Якою має бути вартість дигестату?
Питання по вартості дигестату мабуть одне з найскладніших. З одного боку, для більшості господарств це новий продукт і, зрозуміло, що не всі готові відразу платити за нього великі кошти. Хоча цей продукт і містить в собі основні макроелементи та ще й органічну речовину, яка позитивно впливає на покращення фізичних властивостей ґрунту. На нашу думку, варто прив’язати вартість дигестату до фактичної вартості добрив, наприклад карбаміду чи нітроамофоски. З точки зору наявності елементів, можливо прив’язка до вартості нітроамофоски більш правильна. На кожну партію дигестату робити відповідний аналіз по вмісту
поживних речовин, визначати, яка кількість нітроамофоски буде відповідати одній тонні дигестату. На основі вартості нітроамофоски визначати вартість дигестату. На мою думку, такий спосіб є справедливим і має бути цікавим як для того, хто купує дигестат так і для того, хто його реалізує. Якщо взяти подібну модель, то можна приблизно вирахувати вартість однієї тони дигестату.
Хто і як його буде вносити на полях інших господарств?
Найпростіше і найбільш правильно це робити силами постачальника тому, що у нього є техніка для внесення та підвезення, практика внесення. Він може зробити це максимально якісно.
Як заохотити господарства купувати дигестат?
Потрібно на власному прикладі підприємств, які вносять дигестат, робити виїзні ознайомлювальні семінари (бажано під час внесення та вже потім перед збиранням), де показувати і роз’яснювати ефективність такого удобрення з проведенням аналізу ґрунту, економічної ефективності тощо. Тут головне, щоб власник дигестату був зацікавлений в цьому з економічної точки зору. Той, хто спробує використати на своїх полях це органічне добриво та отримає гарні результати, сам дуже швидко відчує переваги цього продукту.
Висновки
Отже, якщо проаналізувати вище написане, то на дигестат потрібно звертати більше уваги та використати всі переваги цього цінного добрива. За правильного використання дигестату можна пришвидшити окупність інвестицій в біогазовий комплекс, покращити структуру ґрунту, підвищити врожайність с/г культур. Загалом покращити рентабельність вирощування за рахунок економії на мінеральних добрив. Важливим моментом є визначення оптимальної норми внесення під кожну культуру залежно від регіону вирощування та оцінити можливі ризики за використання надмірно високих норм. Ми будемо продовжувати вивчати це питання, щоб ще більше зібрати практичної інформації та поділитися нею з нашими партнерами.
Хочемо подякувати виконавчому директору Олександру Петровичу Камінському, головному агроному Володимиру Петровичу Нікітчуку з ТОВ «Україна 2001» та Кричковському Вадиму Юрійовичу директору ТОВ «Органік-Д» за те, що поділилися своїм практичним досвідом в даному питанні.