Будущее – за пеллетами
Традиционные виды топлива – нефть, газ, уголь – относятся к невосполнимым источникам энергии. Рано или поздно им пришлось бы искать замену. Альтернативные источники энергии уже сейчас активно применяются в развитых странах. Среди наиболее популярных видов нетрадиционной энергии – ветровой, солнечной, приливной, геотермальной – биотопливо занимает значительное место: его доля в балансе альтернативных источников превышает 30%.
С другой стороны, Киотский протокол закрепил обязательства развитых стран и стран с переходной экономикой по ограничению и снижению поступлений парниковых газов в атмосферу. Вполне очевидно, что итогом осуществления мер, предусмотренных Протоколом, для большинства стран, в том числе и для России, будет создание энергетики, работающей на альтернативных видах топлива. Деревообработка, деревопереработка, как известно, сопряжены с огромными потерями древесины. На этапе заготовки леса отходы – пни, сучья, хвоя – могут достигать нескольких десятков процентов от первоначального объема. Типичная лесопилка превращает около 60% древесины в доски, 12% при этом уходит в опил, 6% – в концевые обрезки и 22% – в горбыль и обрезки кромок. Объем опила и стружки на этапе деревообработки достигает 12% от исходного сырья.
В настоящее время активно внедряется технология сжигания опилок, щепы, старой древесины. Однако этот процесс прямого использования отходов лесопиления и деревообработки имеет ряд недостатков. Во-первых, для повышения эффективности сгорания опилки и щепа должны быть сухими, что требует дополнительных технологических процессов. Во-вторых, нужны большие площади, чтобы складировать эти отходы. Причем обращаться с ними надо предельно осторожно, ведь свежие опилки и щепа легко самовоспламеняются. В-третьих, мелкофракционные древесные отходы экономически невыгодно перевозить на расстояния более 20–40 км.
Изготовление брикетов и топливных гранул – хорошая альтернатива прямому использованию древесных отходов в виде топлива. Брикеты и гранулы выделяют больше тепла, чем опилки и щепа, увеличивая коэффициент полезного действия котельных, не требуют больших складских площадей и при хранении не самовоспламеняются. Но с другой стороны, автоматизировать процесс загрузки брикетов в топочное устройство довольно сложно. С этой точки зрения гораздо удобнее топливные гранулы – пеллеты. Это цилиндрические прессованные изделия из высушенной древесины. Сырьем для их изготовления могут быть опилки, стружка, щепа и другие отходы деревообработки. В состав пеллет также может входить торф и измельченная древесная кора. Гранулы производятся без химических закрепителей под высоким давлением.
Вообще, производство гранул – не современное открытие. Эта технология была известна еще в XIX веке, однако гранулирование именно древесины для последующего ее сжигания в отопительных устройствах получило распространение относительно недавно.
Теплотворная способность древесных гранул сравнима с углем и составляет 4,3 – 4,5 кВт / кг. При сжигании 1 тонны древесных гранул выделяется столько же энергии, сколько при сжигании 1,6 тонн древесины, 480 м3 газа, 500 литров дизельного топлива или 700 литров мазута.
При этом древесные гранулы намного экологичнее традиционного топлива: в 10 – 50 раз ниже эмиссия углекислого газа в воздушное пространство, в 15 – 20 раз меньше образование золы, чем при сжигании угля. Затраты энергии на производство древесных гранул составляют примерно 3% от содержания энергии, что гораздо ниже затрат на получение природного газа или мазута.
Обычно гранулы используются для сжигания в домашних каминных печах и отопительных устройствах. Это печи с открытым пламенем, которые устанавливаются внутри помещения и отдают тепло за счет теплового излучения или вследствие конвекции. Именно этот тип теплового излучения считается наиболее комфортным для человека. Нагревательные устройства, работающие на древесных гранулах, регулируются в автоматическом режиме. Единственный недостаток этих отопительных систем в том, что необходимо периодически удалять золу. Зато её можно не выбрасывать и использовать в качестве удобрения.
Потребление древесных гранул как вида топлива растет колоссальными темпами. Котельные на биотопливе пользуются в Европе бешеной популярностью. В одной только Германии в течение 2002 года было установлено более 5000 котлов, работающих на пеллетах. В Северной Рейн Вестфалии (Германия) до 2006 года правительство этой земли планирует заменить 500 тыс. устаревших котлов на биотопливные. Что интересно, правительство спонсирует каждый установленный котел в размере 3 тыс. евро. Растет количество производителей автоматических котлов, работающих на пеллетах. Сейчас их насчитывается около 50‑ти во всей Германии, в 1998 году их было всего три. Каждый третий устанавливаемый в этой стране котел – древесный. По прогнозам Института энергетики и охраны окружающей среды ФРГ, к 2007 году в Германии будет работать более 1 млн котлов и печей на топливных гранулах. Ежегодный расход пеллет составит 4 млн тонн.
В Швеции потребление топливных гранул ежегодно растет примерно на 30%. Правительственной программой Швеции предусмотрено увеличить потребление пеллет до 7 млн тонн в год уже к 2010 году.
Постепенный перевод котельных европейских стран на пеллеты ставит перед ними проблему гарантированной и бесперебойной поставки биотоплива. А это невозможно без импорта древесного сырья.
В России же запасы сырья для производства биотоплива огромны, исчисляются они миллиардами кубометров. Сейчас на каждом гектаре рубки остается 40 – 60 м3 отходов лесопиления. Внутренний рынок топливных гранул в России уже активно формируется и вскоре начнет расширяться. Используя биотопливо, получаемое из отходов лесной промышленности для теплоснабжения городов и поселков, Россия могла бы экономить в год 15–20% традиционного топлива.
На рынке востребованы гранулы разного качества: темные – с большим содержанием коры и светлые – содержание коры в которых не превышает 5%. Некоторые потребители оплачивают топливные гранулы не по стоимости за массу продукции, а по количеству выделяемой ими тепловой энергии. Физико-геометрические характеристики – диаметр, длина, плотность, влажность, насыпная масса – определяются параметрами оборудования. В соответствии с требованиями стандарта гранулы должны иметь поперечный диаметр 4–12 мм и длину приблизительно 20 мм.
Химические характеристики зависят от сырья. В процессе прессования не допускается попадание в массу посторонних материалов, таких как клей и пластмассы. Содержание золы в гранулах составляет, согласно стандартам, менее 1,5%. Вообще, в настоящее время российского стандарта на топливные гранулы не существует. Однако вопрос стандартизации пеллет уже обсуждается.
Специфика лесопромышленного комплекса России такова, что большинство предприятий лесопиления и деревообработки имеют производства малой и средней мощности. Мало кто из российских производителей предлагает технологическое оборудование для производства топливных гранул из древесных отходов. А зарубежное оборудование имеет высокую цену и при этом высокую степень энерговооруженности.
Одна из первых компаний в России, которая предложила предприятиям лесопромышленного комплекса адаптированное к российским условиям оборудование для производства топливных гранул с лучшим сочетанием «цена – качество – производительность – срок окупаемости – себестоимость», – компания «Альтернативные топливные технологии». Разрабатывая оборудование, компания понимала, что лесопромышленных гигантов с большим количеством отходов в России – ограниченное количество. Поэтому специалисты предложили технологические линии двух производительностей 500 кг / час и 1000 кг / час, что решит проблемы переработки отходов малых и средних предприятий, которых в России большинство. Ведь на хранение, утилизацию такого количества отходов предприятия только одного Уральского региона расходуют примерно 300 тыс. руб. ежегодно. Большие проблемы с утилизацией отходов у Московской области, где таких предприятий около тысячи. Так что будущее – за пеллетами.
Иветта КРАСНОГОРСКАЯ
