Русский Английский Немецкий Итальянский Финский Испанский Французский Польский Японский Китайский (упрощенный)

Партнеры журнала:

Биоэнергетика

Заметки с III Весеннего биотопливного конгресса

В конце февраля в Санкт-Петербурге под эгидой портала wood-pellets.com прошел III Весенний биотопливный конгресс. Бизнес-конференции «Тепло из отходов − 2009. Современные технологии использования биомассы для производства тепловой и электрической энергии» и «Топливная гранула. Россия и мир», прошедшие в рамках конгресса, собрали в конгресс‑холле гостиницы «Park Inn Пулковская» около 150 участников из России, Украины, Белоруссии и стран Западной Европы. Генеральным спонсором мероприятия стала компания EKMAN & Co AB − один из крупнейших европейских импортеров биотоплива.

Открывший конференцию «Тепло из отходов − 2009» руководитель биотопливного портала Антон Овсянко свой доклад посвятил перспективам развития российской биоэнергетики в ближайшие два года. Сегодня доля биоэнергетики в ТЭК России составляет менее 1%, но развитие отрасли налицо: если в 2003 году Россия экспортировала всего 8 тыс. т пеллет, то в 2007 году − 500 тыс. т. Если на начало 2007 года в РФ функционировали около 60 заводов, производящих топливные гранулы, то на конец 2008‑го таких предприятий зарегистрировано уже 180. Г-н Овсянко также предложил интересный анализ экономической целесообразности перевода существующих в Ленобласти котельных на биотопливо. Цены на основные энергоносители примерно следующие:

  • топочный мазут − 7,30 руб./кг;
  • уголь − 1,90 руб./кг;
  • гранулы − 3 руб./кг;
  • природный газ − 1,20 руб./м;
  • щепа − 70 руб./кг.

С учетом теплотворной способности указанных видов топлива цена единицы произведенного тепла составляет соответственно:

  • топочный мазут − 760 руб.;
  • уголь − 422,22 руб.;
  • гранулы − 731 руб.;
  • природный газ − 133,33 руб.;
  • щепа − 140 руб.

Как видно, при современных ценах на внутреннем рынке, природный газ по-прежнему остается самым дешевым видом топлива. И если он подведен, им надо пользоваться и не искать альтернатив. Если же газопровода нет, то строительство котельной на газе не так уж заманчиво. Подключение к газовой магистрали весьма дорогостоящий и затяжной процесс. А получение лимитов на использование газа (или, проще говоря, права его использовать) требует очень значительных начальных капиталовложений. Кроме того, как отметил докладчик, в Ленинградской области около 29% котельных работают на привозном мазуте. И здесь уже топливные гранулы, которые могут производиться рядом, с точки зрения экономики, достойно выдерживают конкуренцию. В качестве дополнительных факторов рентабельности использования гранул Антон Овсянко выделил отсутствие затрат на подключение к сетям, а также возможность привлечения льготного экологического финансирования.

При выборе вида топлива тепловая мощность котельной станции также играет немалую роль. Мощность котельных, работающих на топливных гранулах, обычно не превышает 1−2 МВт. Хотя скоро можно будет говорить о возросших возможностях такого оборудования: компания ИКЕА планирует ввести в Нижегородской области в эксплуатацию котельную на биотопливе мощностью 6 МВт.

Доклад исполнительного директора Национального биоэнергетического союза Ольги Ракитовой был посвящен государственной политике в сфере биоэнергетики. Она рассказала, что правительство утвердило основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года, согласно которым к концу периода доля электроэнергии, производимой из возобновляемых источников энергии, должна быть доведена до 4,5%. Кроме того, с 1 января 2009 года вступил в силу новый ГОСТ Р 52808−2007 «Нетрадиционные технологии. Энергетика биоотходов. Термины и определения».

Ольга Ракитова отметила интересный проект, который завершен в Москве на Курьяновских очистительных сооружениях. Там была введена в эксплуатацию мини-ТЭС, работающая на биогазе. Мощность биогазовой ТЭС составляет 10 МВт электроэнергии и 8 МВт тепла, что должно удовлетворить 50% потребностей Курьяновских ОС в электричестве и тепле. Инвестиции в проект составили 29,3 млн евро, предполагаемый срок окупаемости теплоэлектростанции − 15 лет.

После обзорных докладов состоялось несколько выступлений, посвященных наиболее злободневной сегодня теме − возможностям выработки электроэнергии с использованием биотоплива.

Сергей Печников (ООО «Портал-Инжиниринг») рассказал о типах энергоустановок, критериях их выбора, детально остановившись на устройстве ТЭЦ на базе паросиловой установки. В частности, особое внимание было уделено вопросу подготовки сырья для сжигания, а также различным видам топок для сжигания твердого топлива. Вихревые топки циклонного типа и топки с кипящим слоем Сергей Печников назвал наиболее интересными для сжигания биотоплива. Кроме того, он отметил, что теперь предприятия, самостоятельно производящие электроэнергию, имеют право продавать её излишки сетевым организациям − наконец-то вышли соответствующие нормативно-правовые акты. Также предусмотрен механизм финансовой поддержки предприятий, вырабатывающих «зеленую» энергию. Субсидии предоставляются из федерального бюджета и служат для компенсации стоимости технологического присоединения генерирующих объектов с установленной мощностью не более 25 МВт, функционирующими на основе использования возобновляемых источников энергии. По мнению докладчика, эти поправки к закону об электроэнергетике должны стимулировать развитие малой электроэнергетики в России.

Борис Агафонов подробно рассказал о паросиловых турбогенераторах (ПТГУ), установках, которые и вырабатывают электроэнергию. Производством таких установок занимается ЗАО «Энерготех». Компания проектирует и выпускает ПТГУ мощностью до 16 МВт с КПД до 50%. Как отметил г-н Агафонов, удельные капиталовложения в строительство мини-ТЭЦ составляют 2210−2670 евро/кВт. Срок окупаемости таких проектов − до пяти лет.

Среди достоинств систем «котельная − паросиловой турбогенератор» были названы:

  • возможность работы на любом виде биотоплива;
  • широкий диапазон регулирования мощности;
  • ресурс − 300 тыс. ч и более.

К недостаткам докладчик отнес:

  • большую по сравнению с другими технологиями необходимую площадь под размещение оборудования;
  • более высокие требования по водоочистке и улавливанию вредных выбросов;
  • более продолжительный запуск оборудования из холодного состояния.

О принципиально другой технологии выработки электроэнергии с использованием биомассы рассказали Евгений Орлов и Александр Самылин. Г-н Орлов, зам. директора Центрального научно-исследовательского дизельного института (Санкт-Петербург), представил опыт создания мини-электростанций газогенераторного типа. В 2006 году институтом был успешно реализован проект блочно-модульной мини-ТЭЦ, построенной на базе «газогенераторная установка + дизель-генератор», в г. Енисейске Красноярского края. Установка используется для привода лесопильной рамы. Теплопроизводительность установки по генераторному газу − 100 кВт. Суть идеи − использование дизельного топлива как резерва для работы мини-ТЭЦ. В нормальном режиме электростанция работает на генераторном газе, а при запуске, когда выработка генераторного газа нестабильна, − станция работает на дизельном топливе. Номинальный расход твердого топлива такой установки 50 кг/ч. Мощность, вырабатываемая электроагрегатом, − от 16 до 30 кВт. При этом на себя установка забирает самое большее 10% вырабатываемой электроэнергии (на стадии розжига). Допустимая влажность биотоплива − до 25%. Срок окупаемости проекта − пять лет.

Украинские ученые также активно ведут разработки в этом направлении. Житомирский национальный агроэкологический университет разрабатывает системы на базе газогенераторов для получения как электрической, так и тепловой энергии. Александр Самылин подробно остановился на типах газогенераторов, которые применяются в настоящее время, режимах их работы и проблемах, которые возникают при эксплуатации. При выработке электрической энергии в системах «газогенераторная установка + газовый двигатель-генератор» основную сложность представляет необходимость высокой степени очистки газа, поступающего в двигатель-генератор, а также необходимость быстрой стабилизации процесса газификации биомассы, особенно после запуска установки.

Учеными из Житомира разработан универсальный газогенераторный модуль НАТА-3 силовой мощностью 45 кВт и газопроизводительностью 60 н·м³/ч. Вырабатываемый генераторный газ может подаваться в газовый двигатель-генератор или напрямую в котел. Во время работы установка потребляет 35−40 кг/ч топлива. Как отметил Александр Самылин, им удалось добиться хороших показателей КПД (70−75%) и высокой степени очистки генераторного газа. Газогенераторный модуль НАТА-3 разрабатывался для применения фермерскими хозяйствами и небольшими сельскохозяйственными или лесопромышленными предприятиями. Но не так давно были успешно завершены испытания модуля НАТА-3 при работе на транспортном средстве вместе с двигателем внутреннего сгорания.

Заседания второй половины дня были посвящены главным образом теплоэнергетике и котельно-топочному оборудованию на биомассе.

Доклад Павла Слипченко (ООО «ЭкоЭнергия», Псков) вызвал бурную полемику в зале. Доклад был посвящен биотопливным теплогенераторам, которые используются при производстве древесных пеллет. Выступление Павла Слипченко стало, по сути, разгромом теплогенераторного оборудования российского производства. Занимаясь строительством заводов по производству пеллет с 2005 года, докладчик приобрел отрицательный опыт запуска оборудования, произведенного в России. Разбираясь с возникающими проблемами, Павел Слипченко пришел к выводу, что проще и быстрее «все сделать по новой, самому». В 2007 году он наладил производство теплогенераторов собственной конструкции, на конструкционных особенностях которых и остановился в докладе детально.

Сергей Крылов рассказал о бытовых котлоагрегатах компании «Поли-НОМ» (Санкт-Петербург) − первом российском производителе, серийно выпускающем бытовые котлы на пеллетах. Эти установки рассчитаны на отопление частного дома или коттеджа. Типовой котлоагрегат мощностью 25 кВт обойдется заказчику в 160 тыс. руб. А для дома площадью 160 м² подойдет котлоагрегат тепловой мощностью 8−10 кВт. Одной загрузки топлива хватает на неделю. Оборудование работает автономно и не требует постоянного присутствия человека в доме. О возникновении внештатных ситуаций (закончилось топливо, к примеру) система оповещает хозяина посредством sms-сообщения. Средний расход топливных гранул за отопительный сезон − 3,5−5т. Но, как отметил докладчик, рынок котлов малой мощности в России все ещё развит очень слабо. В год продается не более 300 агрегатов. Будем надеяться, что появление российского производителя бытовых котлов изменит ситуацию в лучшую сторону.

Мария Шульгина представила финскую компанию Mega Kone OY, которая занимается производством модульных котельных станций малой мощности, работающих на щепе, топливных гранулах и брикетах. Mega Kone собирается выйти на российский рынок с установками мощностью 30−500 кВт. По словам Марии Шульгиной, котельные серии AgriCont мощностью 60 кВт в России будут стоить не более 42 тыс. евро (без учета налогов и сборов). Модульная конструкция установок позволит значительно ускорить и упростить монтаж оборудования на месте.

Во второй и третий день участники конгресса обсуждали исключительно проблемы производства рафинированного биотоплива − пеллет и брикетов.

Особого внимания заслуживал доклад Сергея Передерия, директора EKO Holz und Pellethandel GmbH (Германия), о древесных пеллетах нового поколения. В Европе набирает все большую популярность технология производства так называемых биоугольных пеллет, или АСВ пеллет (от англ. Аccelerated Сarbonized Biomass). Суть метода заключается в том, что перед гранулированием биомассу подвергают обжигу без доступа кислорода при температуре 200–300°C. Для этого используется так называемый Торбед-реактор (Torbed Reactor) − мини-реактор, разработанный в Англии для химической индустрии. Подобной обработке, к слову, подвергаются кофейные зерна. Такой обжиг ещё называют мягким или легким пиролизом. В результате у биомассы, будь то древесина или сельскохозяйственные остатки, повышаются теплота сгорания, энергоемкость и улучшаются параметры горения. Кроме того, в результате пиролиза пеллеты приобретают свойства, препятствующие проникновению в них влаги: вода стекает с гранул каплями, поэтому они не гниют и не разрушаются, в отличие от обычных. Отсюда возникает возможность их открытого хранения, а значит, и значительная экономия средств при отказе от дорогостоящих силосов и прочих складских сооружений. Благодаря большой насыпной плотности биоугольных гранул эффективно используются объемы складских помещений. Соответственно также достигается определенная экономия на перевозках − у биоугольных пеллет больше удельный погрузочный объем.

Ещё одним преимуществом биоугольных пеллет Сергей Передерий считает возможность их совместного сжигания с ископаемым углем. При этом нет необходимости проводить дорогостоящую модернизацию муниципальных электростанций, как при переходе на обыкновенные древесные гранулы. А вот сокращение выбросов в атмосферу парниковых газов при сжигании пеллет ВО2 (ещё одно название биоугольных пеллет) вместе с ископаемыми видами топлива зарегистрировано.

Представители компаний «Пини-Брикет» и «Форвуд Технолоджи» затронули проблемы брикетирования биомассы. Как известно, брикеты часто рентабельно выпускать даже в небольших масштабах, используя отходы одного или нескольких небольших предприятий. Кроме того, объем инвестиций, необходимых для организации брикетного производства, гораздо ниже, чем для организации производства топливных гранул. Поэтому технология брикетирования биомассы почти всегда вызывает значительный интерес.

Компания «Пини-Брикет» (Санкт-Петербург) поставляет оборудование для брикетирования древесных и сельскохозяйственных остатков, а также торфа. Особенностью технологии, которую предлагает компания, является то, что получаемые брикеты имеют очень высокую плотность (до 1400 кг/м³). А так как прессование происходит через фильеру, нагретую тэнами до 200°С, лигнин на его поверхности расплавляется и при остывании скрепляет брикет. Таким образом, брикеты, производимые по такой технологии, приобретают высокую прочность, характерную окраску и влагонепроницаемость. Неоспоримым преимуществом этих евродров является низкая зольность − 0,5%, то есть после сгорания от них практически ничего не остается. Как отметил докладчик, теплотворная способность брикетов, выпускаемых компанией, приближается к теплотворности каменного угля. В сочетании с механической прочностью, евродрова могут с высокой эффективностью использоваться на железной дороге − а это огромный и пока нетронутый в России рынок сбыта.

Светлана Александрова, заместитель генерального директора ЗАО «Форвуд Технолоджи» (Санкт-Петербург), рассказала о более простой и менее энергоемкой технологии брикетирования биомассы. «Форвуд Технолоджи» поставляют в Россию оборудование трех европейских производителей: CFN (Дания), Briklis (Чехия), RUF (Германия). Причем первый и последний выпускают промышленные установки, а компания Briklis закрывает сегмент маломощного оборудования. Светлане Александровой следует сказать отдельное спасибо за то, что она сразу развеяла бытующий среди деревообработчиков миф: если на площадке есть пара «небольших холмов» из опилок, то можно смело приобретать брикетную установку. Тогда в течение срока окупаемости проекта в избытке будет бесплатное сырье, ну и в дальнейшем вопрос с утилизацией отходов тоже будет решен. На самом деле рассчитывать нужно только на тот объем отходов, который образуется на предприятии сейчас. Если опилки пролежали под открытым небом более шести месяцев, использовать их как топливо уже нельзя, так как теплотворная способность такой биомассы резко падает.

Ещё одно интересное заявление сделала Светлана Александрова в своей презентации: заниматься сушкой биомассы перед её брикетированием экономически нецелесообразно. Стоимость сушильного агрегата практически равна стоимости всего остального комплекта оборудования, и если обходиться без сушки, то можно добиться срока окупаемости проекта от года до двух лет. Иначе сроки окупаемости переваливают за пять лет. Таким образом, заниматься производством топливных брикетов целесообразно лишь деревообработчикам, работающим с сухой доской или заготовками, высушенными до мебельной влажности.

Г-жа Александрова подробно описала технологию брикетирования биомассы. Брикет в среднем составляет 1/10 от объема сырья, из которого он изготовлен, что обуславливает экономичность и удобство транспортировки и хранения биотоплива. Заместитель генерального директора ЗАО «Форвуд Технолоджи» также рассказала о последних проектах, в которых принимала участие компания. В качестве примера был приведен проект, реализацию которого закончила компания ИКЕА в пос. Красная Поляна Кировской области. Исходное сырье − опилки, стружка сосны и березы. Проектная производительность − 2,7 т/ч. Объем инвестиций в проект составил 550 тыс. евро. Себестоимость производства продукции − 3−5 тыс. руб. за тонну.

В конгрессе приняли участие такие компании-производители оборудования для переработки биомассы, как California Pellet Mill, Prodesa, Bruks Kloeckner. Доклады их представителей были посвящены главным образом возможностям линейки оборудования, которое они предлагают российским заказчикам.

Михаил ЯШИН