Биоэнергетика на социальном и экономическом фоне

(По материалам доклада В. Ф. Неволина (ВНИИБ) на Международной конференции по биоэнергетике 16−17 мая в Санкт-Петербурге)

Кто-то из неосведомленных сказал: «Биоэнергетика − это все равно, что алхимия». Таким же образом можно продолжить ряд сопоставлений, ибо неважно, как назвать то, в чем вообще не понимаешь. Удивительно, но факт: многие в России не вполне осведомлены о том, что же такое биоэнергетика. А ведь биоэнергетические проблемы актуальны почти для всех стран мира. Известно, что нет однозначного мнения о степени влияния выбросов двуокиси углерода на изменение климата. Важнее другое: количество ископаемого топлива ограничено, а его добыча и транспортировка наносят существенный ущерб окружающей среде: шахты, карьеры, трубопроводы − все это неблагоприятно сказывается на природе, а соответственно, на ее детище − человеке.

Как в прошлом, так и в текущем столетии цены на нефть растут опережающими темпами по сравнению с ценами на промышленные и продовольственные товары. Например, в период с 1970 по 1980 год цены на нефть выросли в 10 раз, а на бумагу − в 3 раза. Аналогичная ситуация и в наше время. Экологический фактор, рост цен на ископаемое топливо и ограниченность ресурсов стали главными причинами поиска альтернативных видов энергии.

Европейский союз поставил задачу удвоить долю первичной энергии, производимой на базе возобновляемых энергоресурсов, увеличив ее к 2010 году с 6 до 12%. Об этом говорилось и на Международном экономическом форуме в Санкт-Петербурге. Каковы же основные задачи России в этом направлении?

Во-первых, как считает докладчик, нужно сократить удельные затраты энергии как для бытовых целей, так и в промышленном производстве. Во-вторых, увеличить долю использования возобновляемого, а не ископаемого топлива, т. е. биотоплива.

Каковы же основные его виды?

Топливо древесного происхождения:

• первичное древесное топливо (дрова, лесосечные отходы, энергетический лес и т.д.);
• вторичное древесное топливо (кора, опилки, стружка, гранулы, пеллеты, брикеты, древесный уголь и т.д.);
• тилизированное древесное топливо (отработанные щелока целлюлозного производства, бумажное и картонное вторсырье и др.);
• недревесные биомассы (солома, культивируемое агротопливо короткого цикла).

• биогаз, в том числе от анаэробной очистки бытовых и промышленных стоков (по примеру муниципальных очистных сооружений Мюнхена (Германия));
• жидкие виды биотоплива (спирт, дизельное топливо);
• торф (последний вряд ли в полной мере можно отнести к возобновляемым видам топлива).

Биоэнергетика в значительной степени основана на использовании отходов. Однако отходы неравноценны как по энергетическим, так и по экологическим характеристикам.

Не секрет, что в России удельные затраты энергии как на бытовые, так и на промышленные цели значительно выше, чем в странах Западной Европы или в Финляндии, стране со сходным климатом.

Каковы же основные аспекты замены ископаемого топлива на возобновляемое? В этом отношении лесопромышленный комплекс и особенно целлюлозно-бумажная промышленность играют особенно важную роль. Лесопромышленный комплекс располагает резервами по сокращению использования ископаемого топлива.

Таблица 1

Прежде всего, примерная экономическая оценка и комментарии к ней. В качестве исходных принимаем данные таблицы 1.

Цена энергии, получаемой из древесины, почти на порядок ниже, чем из нефти. Расчет, безусловно, носит ориентировочный характер, но при этом следует иметь в виду, что цена на ископаемое топливо будет возрастать и в будущем. Кроме того, при сжигании первичного и вторичного древесного топлива отсутствуют выбросы в атмосферу соединений окисленной и восстановленной серы.

Следует отметить, что в лесах и вдоль железных и автомобильных дорог в процессе лесозаготовок, санитарных вырубок остается большое количество биотоплива. Количественной оценкой отходов лесозаготовок вряд ли кто располагает. В то же время сжигание различных видов древесного топлива не только экономически выгодно, но и практически не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду.

В топливно-энергетическом балансе целлюлозно-бумажных предприятий особую роль играют отработанные варочные щелока (отходы), теплотворная способность которых составляет порядка 10−14 МДж/кг сухого вещества. Выход целлюлозы при варке ориентировочно составляет 50%, а следовательно, при выработке 1 т целлюлозы образуется 1 т (в пересчете на сухое вещество) отходов с достаточно высокой теплотворной способностью. Современные сульфатные заводы на 90% и более обеспечивают потребность в энергии, полученной в результате сжигания щелоков. Дополнительная энергия, получаемая от сжигания коры, отходов сортирования щепы и целлюлозы, позволяет сульфатному заводу полностью отказаться от использования ископаемого топлива. Интегрированное предприятие, производящее не только целлюлозу, но и различные виды бумаги и картона, обеспечивает потребность в энергии за счет биотоплива на 50% и более.

Российские целлюлозно-бумажные предприятия располагают большими резервами по повышению уровня самообеспечения энергией. В целлюлозно-бумажной промышленности бывшего СССР доля самообеспечения энергией составляла 25%. В настоящее время этот показатель выше в результате реализации на многих предприятиях современных технологических процессов, но точную цифру указать не представляется возможным ввиду отсутствия достоверных обобщенных данных.

Принимая во внимание непостоянство состава макулатуры, промышленных и бытовых отходов, можно предположить, что их сжигание создаст определенные экологические проблемы. Присутствие в таких отходах бумаги, изготовленной из полуфабрикатов, отбеленных с применением хлора, а также других примесей, содержащих хлор, может привести к появлению в газовых выбросах диоксинов, а эти вещества относятся к стойким органическим загрязнениям. Повышение температуры сжигания до 1100°С не всегда осуществимо на действующих энергетических установках и не в полной мере решает экологические проблемы. Не случайно согласно директиве 2000/76/EG Европарламента и Совета Европы «различие между опасными и неопасными отходами основывается главным образом на свойствах этих отходов перед сжиганием или совместным сжиганием, а не на различиях, связанных с характеристиками выбросов».

Сжигание биогаза, образующегося, в частности, в процессе анаэробной очистки бытовых и промышленных сточных вод, снижает выбросы в атмосферу парниковых газов и является источником получения энергии. В качестве примера можно привести очистные сооружения Мюнхена, потребность в энергии которых практически полностью обеспечивается за счет сжигания биогаза.

Крупнейшие автомобильные заводы и топливные компании осуществляют поэтапную программу по переводу автомобилей с традиционного на возобновляемое топливо. Производство биотоплива потребует создания новых рабочих мест, что особенно актуально для сельскохозяйственных районов, где отмечается неполная занятость населения. Общество должно знать и понимать все выгоды использования биотоплива, отличая биоэнергетику от всяких «оккультных наук» и прочей ереси.

Алевтина ЛЕСНОВА