Вплив впровадження відновлюваних джерел енергії на стійкість сільського господарства в умовах зміни клімату
Анотація
Метою цього дослідження було вивчення потенціалу відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) у підвищенні стійкості сільського господарства до зміни клімату, з акцентом на застосовності цих технологій в контексті Казахстану. Дослідження базувалося на якісному та кількісному аналізі поточного стану сектору, порівняльному аналізі технологій відновлюваної енергетики, розгляді практичних випадків та оцінці застосовності в Республіці Казахстан. В результаті дослідження було виявлено, що ВДЕ, такі як сонячна, вітрова та біогазова енергія, мають значний потенціал для підвищення стійкості сільського господарства в контексті зміни клімату. Було встановлено, що ці технології ефективно зменшили залежність сільськогосподарського сектору від викопного палива, що було особливо цінним для віддалених регіонів. Було наголошено, що система потужністю 2 кВт може генерувати 6-10 кВт⋅год на день у сонячних регіонах, таких як Туркестанська або Алматинська області, де інсоляція сягає 1500-1800 кВт⋅год/м² на рік, а турбіни потужністю 1-10 кВт можуть генерувати 2-20 кВт⋅год на день у вітряних районах, таких як Костанай та Акмола, де швидкість вітру сягає 5-7 м/с. Дослідження також показало, що в Казахстані з 2020 по 2024 рік виробництво електроенергії з ВДЕ зросло з 3,24 млрд кВт⋅год до 7,581 млрд кВт⋅год. Було зазначено, що такі джерела енергії сприяють адаптації до зміни клімату, забезпечуючи надійне енергопостачання для зрошення в посушливих зонах або опалення в нестабільні сезони, а також зменшуючи викиди парникових газів, тим самим знижуючи екологічне навантаження на сільськогосподарський сектор. Для Казахстану це відкрило перспективи збільшення врожайності завдяки стабільному доступу до енергії, зменшенню залежності від імпорту палива та покращенню екологічних показників, особливо враховуючи, що з 2020 по 2024 рік вартість ВДЕ знизилася з 0,057 до 0,04 доларів США для сонячної енергії та з 0,039 до 0,03 доларів США для вітрової енергії, тоді як вугілля та газ коливалися в межах 0,04-0,25 доларів США з піком у 2022 році. Таким чином, ВДЕ вирішували поточні проблеми, а також створювали основу для довгострокового сталого розвитку сільського господарства, що було особливо важливим в контексті кліматичних ризиків
Ключові слова
сонячна енергетика; вітрові турбіни; біогазові установки; енергопостачання віддалених територій; соціальні та екологічні вигоди; економічна ефективність
- Agbor, M.E., Udo, S.O., Ewona, I.O., Nwokolo, S.C., Ogbulezie, J.C., & Amadi, S.O. (2023). Potential impacts of climate change on global solar radiation and PV output using the CMIP6 model in West Africa. Cleaner Engineering and Technology, 13, article number 100630. doi: 10.1016/j.clet.2023.100630.
- Akhmetkaliyeva, S. (2025). A promising green energy resource in Kazakhstan: Solar power. Retrieved from https://www.eurasian-research.org/publication/a-promising-green-energy-resource-in-kazakhstan-solar-power/.
- Alengebawy, A., Ran, Y., Osman, A. I., Jin, K., Samer, M., & Ai, P. (2024). Anaerobic digestion of agricultural waste for biogas production and sustainable bioenergy recovery: A review. Environmental Chemistry Letters, 22, 2641-2668. doi: 10.1007/s10311-024-01789-1.
- Aliyev, S., Hasanov, R.I., Aghayeva, K., Gasimov, J.Y., & Ahmadova, S.E. (2024). The relationship between renewable energy consumption and economic growth: Insights from Iceland and Azerbaijan. International Journal of Energy Economics and Policy, 14(5), 229-235. doi: 10.32479/ijeep.16490.
- Augustyn, G., Mikulik, J., Rumin, R., & Szyba, M. (2021). Energy self-sufficient livestock farm as the example of agricultural hybrid off-grid system. Energies, 14(21), article number 7041. doi: 10.3390/en14217041.
- Bathaei, A., & Štreimikienė, D. (2023). Renewable energy and sustainable agriculture: Review of indicators. Sustainability, 15(19), article number 14307. doi: 10.3390/su151914307.
- Bialkovska, О., Ivanyshyn, V., Shterma, T., Sikora, O., & Kryzhanivskyi, V. (2025). Economic aspects of the introduction of renewable energy sources in the agro-industrial complex. Ekonomika APK, 32(3), 83-96. doi: 10.32317/ekon.apk/3.2025.83.
- BloombergNEF. (2025). New Energy Outlook 2024. Retrieved from https://about.bnef.com/new-energy-outlook/.
- Bureau of National Statistics Agency for Strategic Planning and Reforms of the Republic of Kazakhstan. (n.d.). Environmental indicators for environmental monitoring and assessment. Retrieved from https://stat.gov.kz/ru/ecologic-indicators/.
- Chen, Y., Guo, M., Liu, Y., Wang, D., Zhuang, Z., & Quan, M. (2023). Energy, exergy, and economic analysis of a centralized solar and biogas hybrid heating system for rural areas. Energy Conversion and Management, 276, article number 116591. doi: 10.1016/j.enconman.2022.116591.
- Concept for the Development of the Agro-Industrial Complex of the Republic of Kazakhstan for 2021-2030. (2021, December). Retrieved from https://baiterek.gov.kz/ru/programs/obnovlenie-na-sayte-kontseptsii-apk-1-pg-2024g.
- Draft Law of the Republic of Kazakhstan “On Amendments and Additions to Some Legislative Acts of the Republic of Kazakhstan on the Development of Alternative Energy Sources”. (2025, April). Retrieved from https://online.zakon.kz/Document/?doc_id=37611352&utm&pos=6;-106#pos=6;-106.
- Environmental Protection Agency. (2025). Emission factors for greenhouse gas inventories. Retrieved from https://www.epa.gov/system/files/documents/2025-01/ghg-emission-factors-hub-2025.pdf.
- Esenzhol, D., Abdirova, M., & Bakhtiyar, B. (2023). Application of biogas in energy industries. Bulletin of KazATC, 124(1), 425-432. doi: 10.52167/1609-1817-2023-124-1-425-432.
- Food and Agriculture Organization. (2018). The future of food and agriculture Alternative pathways to 2050. Retrieved from https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/2c6bd7b4-181e-4117-a90d-32a1bda8b27c/content.
- Food and Agriculture Organization. (2021). Statistical pocketbook: World food and agriculture. Retrieved from https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/7b052d6a-c825-4587-a920-d1efbf3f7eb5/content.
- Food and Agriculture Organization. (2024). World food and agriculture – statistical pocketbook 2024. Retrieved from https://openknowledge.fao.org/items/0a7ee571-50ba-4906-b39f-cb6fd5d2181f.
- Food and Agriculture Organization. (n.d.a). Statistics. Retrieved from https://www.fao.org/statistics/data-releases/.
- Food and Agriculture Organization. (n.d.b). Emissions totals. Retrieved from https://www.fao.org/faostat/en/#data/GT.
- Ganjei, N., Zishan, F., Alayi, R., Samadi, H., Jahangiri, M., Kumar, R., & Mohammadian, A. (2022). Designing and sensitivity analysis of an off‐grid hybrid wind‐solar power plant with diesel generator and battery backup for the rural area in Iran. Journal of Engineering, 2022(1), article number 4966761. doi: 10.1155/2022/4966761.
- International Energy Agency. (2022). Kazakhstan 2022 energy sector review. Retrieved from https://www.iea.org/reports/kazakhstan-2022.
- International Energy Agency. (2023a). Tracking SDG7: The energy progress report, 2023. Retrieved from https://www.iea.org/reports/tracking-sdg7-the-energy-progress-report-2023.
- International Energy Agency. (2023b). World energy outlook 2023. Retrieved from https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2023.
- International Energy Agency. (2024). CO2 emissions in 2023. Retrieved from https://www.iea.org/reports/co2-emissions-in-2023.
- International Renewable Energy Agency. (2016). Renewable energy benefits: Measuring the economics. Retrieved from https://www.irena.org/publications/2016/Jan/Renewable-Energy-Benefits-Measuring-the-Economics.
- International Renewable Energy Agency. (2019). Future of solar photovoltaic. Retrieved from https://www.irena.org/publications/2019/Nov/Future-of-Solar-Photovoltaic.
- International Renewable Energy Agency. (2021). Energy profile of Kenya. Retrieved from https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Statistics/Statistical_Profiles/Africa/Kenya_Africa_RE_SP.pdf.
- International Renewable Energy Agency. (2023a). Renewable energy and jobs: Annual review 2023. Retrieved from https://www.irena.org/publications/2023/Sep/Renewable-Energy-and-Jobs-Annual-Review-2023.
- International Renewable Energy Agency. (2023b). World energy transitions outlook 2023: 1.5°C pathway. Retrieved from https://www.irena.org/Publications/2023/Jun/World-Energy-Transitions-Outlook-2023.
- International Renewable Energy Agency. (2024a). Renewable power generation costs in 2023. Retrieved from https://www.irena.org/Publications/2024/Sep/Renewable-Power-Generation-Costs-in-2023.
- International Renewable Energy Agency. (2024b). Renewable energy statistics 2024. Retrieved from https://www.irena.org/Publications/2024/Jul/Renewable-energy-statistics-2024.
- International Renewable Energy Agency. (n.d.). Statistics data. Retrieved from https://www.irena.org/Data.
- Iurchenko, M., Nyzhnychenko, Y., Rudyk, N., Zolotarova, O., & Stakhurska, S. (2024). Harnessing renewable energy for sustainable economic growth and environmental resilience. Grassroots Journal of Natural Resources, 7(3), s52-s69. doi: 10.33002/nr2581.6853.0703ukr03.
- Karlilar Pata, S., & Pata, U.K. (2025). Comparative analysis of the impacts of solar, wind, biofuels and hydropower on load capacity factor and sustainable development index. Energy, 319, article number 134991. doi: 10.1016/j.energy.2025.134991.
- Karlilar Pata, S., Pata, U.K., & Wang, Q. (2025). Ecological power of energy storage, clean fuel innovation, and energy-related research and development technologies. Renewable Energy, 241, article number 122377. doi: 10.1016/j.renene.2025.122377.
- Korem. (n.d.). Annual reports. Retrieved from https://www.korem.kz/eng/o_kompanii/godovye_otchety/.
- Laljebaev, M., Isaev, R., & Saukhimov, A. (2022). Renewable energy in Central Asia: Potential, utilization, prospects and barriers. Retrieved from https://www.ucentralasia.org/media/ucflputa/uca-ippa-wp71vozobnovlyaemie-istochnikirus.pdf.
- Lefore, N., Closas, A., & Schmitter, P. (2021). Solar for all: A framework to deliver inclusive and environmentally sustainable solar irrigation for smallholder agriculture. Energy Policy, 154, article number 112313. doi: 10.1016/j.enpol.2021.112313.
- Majeed, Y., Khan, M.U., Waseem, M., Zahid, U., Mahmood, F., Majeed, F., Sultan, M., & Raza, A. (2023). Renewable energy as an alternative source for energy management in agriculture. Energy Reports, 10, 344-359. doi: 10.1016/j.egyr.2023.06.032.
- Maradin, D., Cerović, L., & Šegota, A. (2021). The efficiency of wind power companies in electricity generation. Energy Strategy Reviews, 37, article number 100708. doi: 10.1016/j.esr.2021.100708.
- Ministry of Energy of the Republic of Kazakhstan. (n.d.). News. Retrieved from https://www.gov.kz/memleket/entities/energo/press/news/news/1?lang=ru.
- Ministry of New and Renewable Energy of India. (2024). Annual report 2023-24. Retrieved from https://mnre.gov.in/en/annual-report-2023-24/.
- Ministry of New and Renewable Energy of India. (n.d.). Annual reports. Retrieved from https://mnre.gov.in/en/annual-report/.
- Moore, S., Graff, H., Ouellet, C., Leslie, S., & Olweean, D. (2022). Can we have clean energy and grow our crops too? Solar siting on agricultural land in the United States. Energy Research & Social Science, 91, article number 102731. doi: 10.1016/j.erss.2022.102731.
- Nakashydze, L., Gabrinets, V., Mitikov, Y., Alekseyenko, S., & Liashenko, I. (2021). Determination of features of formation of energy supply systems with the use of renewable energy sources in the transition period. Eastern European Journal of Enterprise Technologies, 5(8-113), 23-29. doi: 10.15587/1729-4061.2021.243112.
- Omarova, A.T., Mazina, A.K., Teczke, M., Kabdullina, G.K., & Srailova, G.N. (2022). Methodical bases of economic evaluation of energy-saving equipment of agriculture. Bulletin of the Karaganda University. Economy Series, 108(4), 198-208. doi: 10.31489/2022Ec4/198-208.
- Pascaris, A.S., Schelly, C., Burnham, L., & Pearce, J.M. (2021). Integrating solar energy with agriculture: Industry perspectives on the market, community, and socio-political dimensions of agrivoltaics. Energy Research & Social Science, 75, article number 102023. doi: 10.1016/j.erss.2021.102023.
- Pizarro-Loaiza, C.A., Antón, A., Torrellas, M., Torres-Lozada, P., Palatsi, J., & Bonmatí, A. (2021). Environmental, social and health benefits of alternative renewable energy sources. Case study for household biogas digesters in rural areas. Journal of Cleaner Production, 297, article number 126722. doi: 10.1016/j.jclepro.2021.126722.
- Rahman, M.M., Khan, I., Field, D.L., Techato, K., & Alameh, K. (2022). Powering agriculture: Present status, future potential, and challenges of renewable energy applications. Renewable Energy, 188, 731-749. doi: 10.1016/j.renene.2022.02.065.
- RES power generation in Kazakhstan increased by 15% over the year. (2022). Retrieved from https://qazaqgreen.com/news/kazakhstan/409/.
- Roldán-Porta, C., Roldán-Blay, C., Dasí-Crespo, D., & Escrivá-Escrivá, G. (2023). Optimising a biogas and photovoltaic hybrid system for sustainable power supply in rural areas. Applied Sciences, 13(4), article number 2155. doi: 10.3390/app13042155.
- Sadovoy, O., Hruban, V., Fedorchuk, M., & Fedorchuk, V. (2025). Economic efficiency of solar panel implementation in irrigated agriculture: Cost assessment, comparative cost analysis and economic justification. Scientific Bulletin of Mukachevo State University. Series “Economics”, 12(2), 147-162. doi: 10.52566/msu-econ2.2025.147.
- Saidmamatov, O., Rudenko, I., Baier, U., & Khodjaniyazov, E. (2021). Challenges and solutions for biogas production from agriculture waste in the Aral Sea Basin. Processes, 9(2), article number 199. doi: 10.3390/pr9020199.
- Samruk-Energy. (2025). Overview of the electricity and coal market in Kazakhstan. Retrieved from https://ar2023.samruk-energy.kz/ru/overview-of-the-electricity-and-coal-market-in-kazakhstan.html.
- Shahini, E., Shahini, E., & Doda, S. (2025). Forestry and rural development in Albania: Integrating forestry and agricultural practices for a sustainable future in the economy. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 16(1), 128-148. doi: 10.31548/forest/1.2025.128.
- Share of green electricity in Kazakhstan for 2024 amounted to 6.43%. (2025). Retrieved from https://qazaqgreen.com/news/kazakhstan/2513/.
- Shorabeh, S.N., Firozjaei, H.K., Firozjaei, M.K., Jelokhani-Niaraki, M., Homaee, M., & Nematollahi, O. (2022). The site selection of wind energy power plant using GIS-multi-criteria evaluation from economic perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 168, article number 112778. doi: 10.1016/j.rser.2022.112778.
- Siemens. (n.d.). ESG ratings and reports. Retrieved from https://www.siemensgamesa.com/global/en/home/sustainability/esg-reports.html.
- Singh, P., & Kalamdhad, A.S. (2022). Assessment of agricultural residue-based electricity production from biogas in India: Resource-environment-economic analysis. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 54, article number 102843. doi: 10.1016/j.seta.2022.102843.
- Statista. (2025). Estimated annual change in the production of bioenergy in Germany from 2019 to 2029. Retrieved from https://www.statista.com/statistics/1605620/forecast-annual-bioenergy-production-change-in-germany/.
- Streimikiene, D., Baležentis, T., Volkov, A., Morkūnas, M., Žičkienė, A., & Streimikis, J. (2021). Barriers and drivers of renewable energy penetration in rural areas. Energies, 14(20), article number 6452. doi: 10.3390/en14206452.
- Sydykov, S., Alibek, N., Baibolov, A., Tokmoldaev, A., & Kakimbek, I. (2023). Installation on renewable energy sources to maintain microclimate parameters of agricultural facilities. Izdenister Natigeler, 99(3), 336-344. doi: 10.37884/3-2023/34.
- Syzdykova, M. (2024). Climate change and its impact on agriculture in Kazakhstan. Retrieved from https://www.inform.kz/ru/klimaticheskie-izmeneniya-i-ih-vozdeystvie-na-selskoe-hozyaystvo-kazahstana-304236.
- Tagne, R.F., Dong, X., Anagho, S.G., Kaiser, S., & Ulgiati, S. (2021). Technologies, challenges and perspectives of biogas production within an agricultural context. The case of China and Africa. Environment, Development and Sustainability, 23, 14799-14826. doi: 10.1007/s10668-021-01272-9.
- Tanchyk, S., Pavlov, O., & Babenko, A. (2024). Theoretical substantiation and development of ecologically friendly farming system in Ukraine. Plant and Soil Science, 15(2), 55-66. doi: 10.31548/plant2.2024.55.
- The share of RES in electricity generation in the Republic of Kazakhstan amounted to 5.92% by the end of 2023. (2024). Retrieved from https://qazaqgreen.com/news/kazakhstan/1731/.
- United Nations Development Programme. (2022). Kazakhstan boosts its renewable energy investment system. Retrieved from https://www.undp.org/kazakhstan/stories/kazakhstan-boosts-its-renewable-energy-investment-system.
- Vestas. (n.d.). Reports & ratings. Retrieved from https://www.vestas.com/en/sustainability/reports-and-ratings.
- WindEurope. (2023). Wind Energy in Europe: 2022 statistics and the outlook for 2023-2027. Retrieved from https://windeurope.org/intelligence-platform/product/wind-energy-in-europe-2022-statistics-and-the-outlook-for-2023-2027/.
- World Bank. (2025). Annual report 2024. Retrieved from https://www.worldbank.org/ext/en/home.
- World Meteorological Organization. (2024). State of the global climate 2023. Retrieved from https://wmo.int/publication-series/state-of-global-climate-2023.