Чистая энергия Valmet

Споры об альтернативной энергетике не утихнут еще долго. Точнее, не о самой этой еще довольно молодой отрасли - ее необходимость и значимость совершенно очевидны, - а о том, какими путями она будет развиваться. В пользу биотоплива убедительно говорит его «многозадачность»: это не только источник тепла и возможность генерации электроэнергии, но и способ утилизации разнообразных отходов, которые, как ни крути, всегда накапливаются там, где живут и работают люди.

Для того чтобы рассказать, с помощью каких технологий решаются эти вопросы сегодня и будут решаться завтра, представителей прессы пригласила в гости известная финская компания Valmet.

Пресс-тур

Команда приглашенных журналистов получилась многонациональной: Винс Мэйнард (Forest Bioenergy Review), Джуниор Айлз (The Energy Industry Times), Марк Раштон (Pulp & Paper International/RISI) и Дэвид Эпплъярд (Modern Power Systems) представляли отраслевые издания Великобритании; Герхард Брукер (Aktuelle Papier-Rundschau) приехал из Германии, а Андрес Хаакер (Bioenergy International & Bioenergi) - из Швеции. Были и местные журналисты - Хелена Раунио (Tekniikka & Talous), Лейф Линдберг (Paperi ja Puu), Отто Аальто (Automaatioväylä). И автор этих строк - от России.

В программу пресс-тура входили: визит в штаб-квартиру Valmet в Тампере и беседа с руководством направления Pulp & Energy, поездка в центр исследований и разработок компании (Valmet's Energy and Biotechnology R&D Center), а также посещение двух теплоэлектростанций, оснащенных оборудованием Valmet. Но обо всем по порядку.

Офис

Штаб-квартира направления Pulp & Energy компании Valmet находится в просторном и светлом здании традиционной для Финляндии лаконичной архитектуры, но с самыми современными интерьерами. Там нас тепло встретили сразу два вице-президента: Кай Янхунен (бизнес-единица «Генерация тепла и электроэнергии») и Кари Хуовила («Автоматизация»), - и работа началась.

В своей презентации Кай Янхунен пояснил: «Цель нашей компании - не просто продавать самую передовую технику, а быть поставщиком готовых комплексных решений для наших покупателей». Он рассказал об истории и сегодняшнем дне Valmet, перспективах развития. Приведу только несколько цифр и фактов из этого выступления.

За плечами у Valmet 150 лет промышленной истории, которая началась в 1856 году, с появления в Тампере машиностроительной компании Tampella. К ней присоединилась шведская компания Goeteverkan (основана в 1841 году). К началу ХХ века, освоив лесопиление и деревообработку, фирма стала одной из самых значительных в княжестве Финляндском. В 20-30-е годы XX века она уже занималась таким непростым делом, как производство автоматики для авиации, выпускала паровозы и оружие. В дальнейшем компания развивала самые разные технологии, и ее разработки находили применение в сталелитейной, строительной, горнодобывающей, химической, пищевой промышленности, деревообработке, энергетике, транспорте, ЦБП, муниципальном хозяйстве и пр. С 1999 года вошла в состав многопрофильной машиностроительной корпорации Metso Oyj. 1 января 2014 - дата возрождения имени Valmet, в этот день она была выведена из группы компаний Metso в отдельный бизнес.

Сейчас в компании работает 2000 сотрудников. 100 сервисных центров в 20 странах обслуживают 1700 сервисных специалистов. 1200 энергогенерирующих предприятий по всему миру используют оборудование и автоматизированные системы Valmet. Компанией с 2004 года было произведено и реализовано более 150 котельных установок. За последние 10 лет на оборудовании компании выработано 27 000 МВт энергии.

Кай Янхунен считает, что миссия Valmet - производство «чистой» энергии: «Применяя определенные технологии, ее можно и нужно получать из любых видов топлива: ископаемых, биомассы, отходов. Мы добиваемся не только экологичности процессов. "Чистая энергия" - это еще и безопасность, доступность, стабильность, надежность. Наше оборудование для производства тепловой и электрической энергии характеризуется высокой степенью автоматизации, а используемые технологии подразумевают постоянный контроль рабочих процессов, очистку продуктов горения, заботу об окружающей среде».

Компания производит как мощные промышленные котельные установки на биотопливе, так и модульные «биоэнергетические заводы», газогенераторы, комбинированные теплоэлектростанции. Причем ее деятельность не ограничивается созданием и продажей оборудования и систем автоматики, большое внимание уделяется сервису. Valmet осуществляет для своих поставок так называемый Lifecycle support, то есть поддержку на весь период эксплуатации: установку и наладку оборудования, регулярные инспекции, апгрейды, устранение неполадок, оптимизацию процессов, обучение персонала компаний-заказчиков.

В числе наиболее значимых биоэнергетических проектов Valmet, реализуемых в настоящее время, теплоэлектростанция BIO4 HOFOR (Дания), биотопливный завод Metsa (Финляндия), электростанция HELEN Oy Salmisaari (Финляндия), котельная установка на Сегежском ЦБК (Россия). Напомним, что энергетическая установка на предприятие в Карелии будет поставлена в 2017 году, ее пуск позволит ЦБК использовать древесные отходы с высокой и непостоянной влажностью и осадок сточных вод в качестве топлива для котла, который будет вырабатывать пар для технологических процессов комбината. Ввод в строй энергетической установки в Салмисаари намечен на 2018 год. Топливо - древесные отходы и топливные гранулы (годовое потребление пеллет - 40 тыс. т).

На вопрос о перспективах биоэнергетики г-н Янхунен ответил: «Я верю в большое будущее топлива из биомассы, это надежный и выгодный путь развития энергетики».

Кари Хуовила посвятил свое выступление автоматизации энергетических установок и разработкам в области промышленного интернета. «Что дает пользователю автоматизация? Безопасность, сокращение затрат на топливо и обслуживание техники, оптимальное использование биотоплива», - подчеркнул он.

На счету компании более 5000 внедренных автоматизированных систем управления в таких сферах, как ЦБП, генерация энергии, нефте- и газопереработка, кораблестроение и навигация.

Промышленный интернет позволяет организовать централизованное управление процессами: так, 11 теплоэлектростанций управляются с одного пульта в Тампере (всего у компании контракт с 26 подобными предприятиями в стране). На одной из них, удаленной от «кнопок» (автоматизированной системы управления) на 13 км, группе журналистов довелось побывать.

Теплоэлектростанция в Тампере

Котельную, которая может работать как на топливных гранулах, так и на другом измельченном древесном сырье, компания Valmet поставила для Tampereen Energiantuotanto Oy (дочерней компании группы Tampereen Sähkölaitos, отвечает за электроснабжение, централизованное тепло- и водоснабжение района, техническое обслуживание соответствующего оборудования). Стоимость заказа составляет около 27 млн евро, проект был реализован всего за 13 месяцев. Это комплексное технологическое решение - энергетический завод под ключ в районе Тампере Херванте.

Установка новой котельной мощностью 49,5 МВт является частью инвестиционной программы Tampereen Sähkölaitos по увеличению доли возобновляемых видов топлива для производства энергии. Переход на пеллеты, щепу или торф позволяет существенно сократить объемы использования мазута и угля и тем самым сократить выбросы углекислого газа в атмосферу.

Основой энергетической установки является котел Hybex BFB. Давление пара - 10 бар, температура - 184°C. Тепловая мощность котла около 44,5 МВт. Ежегодное производства тепла - 100-400 ГВт•ч. Объем топливного бункера - 6000 м³. Над предприятием, где ведется самый тщательный контроль отходящих газов и продуктов сгорания, возвышается труба высотой 75 м - самая высокая в Тампере. Видимо, на всякий случай.

Производственная площадка ограничена невысоким сетчатым забором. Людей на ней нет. Всеми процессами управляет автоматика, а контроль осуществляется дистанционно - с пульта в Лиелахти. На территорию въезжают только грузовики, доставляющие топливо, да время от времени здесь появляется диспетчер с центрального пульта управления. Как с улыбкой пояснил сопровождавший группу представителей прессы менеджер Valmet по продажам в регионе EMEA Юха Уванто, «просто для того, чтобы посмотреть, как идут дела». А дела идут нормально, за все время работы станции с мая 2015 года здесь не было ни одной поломки или остановки оборудования.

Центр разработок и внедрения энергетических и биотехнологий

Марко Палонен, глава Valmet's Energy and Biotechnology R&D Center, проводя экскурсию по объекту, поделился информацией о том, что всего у Valmet 16 собственных R&D-центров и пилотных объектов, где «обкатываются» новые технологии, разработанные инженерами компании. Например, центр, которым он руководит, занимается проблемами биоэнергетики, а центр, который расположен в Ювяскюля, занимается разработкой технологий для плитного производства и ЦБП.

В компании работает более 400 R&D-специалистов, на счету которых больше 1500 изобретений, защищенных патентами. Деятельность подразделения R&D приносит свыше 60 миллионов евро прибыли ежегодно.

В рамках центра в Тампере, который существует с 1990 года, действует полноценное производство тепла и генерации электроэнергии для проведения тестов и испытаний (здесь эксплуатируются котлы CYMIC и HYBEX), обкатки и внедрения новых узлов и устройств. Здесь же хранится специальный архив, в котором 9000 образцов анализов топлива, применяемого на установках клиентов Valmet в разных уголках мира.

В центре внимания ученых и инженеров центра - технологии нагрева теплом отходящих газов, пиролиз (для исследований в области пиролиза в 2007 году Valmet вошла в нацеленный на долгосрочное сотрудничество технологический консорциум с UPM и VTT) и экологичность производственных систем.

Теплоэлектростанция в Кераве

Еще один пример внедрения разработок Valmet - энергетическое предприятие в небольшом городке неподалеку от финской столицы. Собственники компании Keravan Energia Ltd - город Керава (96,5%) и муниципалитет ближайшего пригорода Хельсинки, Сипоо (3,5%). Станция мощностью 21 МВт работает с 2015 года, обеспечивая энергоснабжение (отопление и горячее водоснабжение) почти 6000 домов Керавы, Сипоо и отчасти Хельсинки. Кроме того, 10 МВт тепла (вода 60°C) подается на близлежащую промплощадку концерна Sinebrychoff Oy, где по лицензии производится пиво Carlsberg.

Заключены контракты с 31 коллективным пользователем электроэнергии и 1384 потребителями тепла. Протяженность теплосетей компании - 128 км.

На предприятии эксплуатируется котел типа Hybex-BFB производства компании Valmet. Давление пара 80 бар, температура 462°C. Паровая турбина производства MAN.

Предприятие работает на комбинированном топливе, в составе которого 57% древесного топлива (ветви, корни, кора, опилки, древесная пыль, щепа и пр.), примерно 28% измельченного торфа. Изначально топливом для котла был природный газ, сейчас он используется лишь для «подсветки». По словам директора по связям с клиентами Йоханны Хаверинен, «еще 10 лет назад использовать газ было дешевле и практичнее, кроме того, газ - самое легкое в использовании топливо. За прошедшее время он подорожал вдвое, что наряду с экологическим и другими резонами заставило производителей энергии задуматься о переходе на другие виды топливного сырья». Топливо поставляют из окрестностей Керавы (100 км), торф привозят издалека - до 300 км. Котельная установка потребляет 28 кг топлива в секунду (один грузовик в час). С каждой машины берется проба топлива, в которой прежде всего определяется влажность, оказывающая существенное влияние на процесс горения и выработку тепла. Исходя из качества сырья определяется цена, которую предприятие платит поставщику. «Мы покупаем не кубометры, а мегаватты», - пояснил представитель компании Keravan Energia Микко Юванен.

Два раза в год независимая экспертиза проводит на предприятии инспекцию и замеры по экологии. На основе результатов проверки составляется заключение, являющееся подтверждением безопасности и стабильности работы станции.

Чистая энергия для Копенгагена и королевы

Микко Юванен демонстрирует оптимальный размер
топливной щепы

И все же главным новостным поводом для пресс-тура стал большой «датский проект» компании: Valmet подписала контракт с датской HOFOR Energiproduktion A/S на поставку оборудования для энергетического завода (так здесь принято называть предприятия по выработке тепла и электроэнергии, которые мы привычно именуем теплоэлектростанциями). В составе заказа: котел-бойлер на биотопливе, а также хранилище топливной биомассы и конвейерные системы для подачи топлива в хранилища и далее на сжигание. Стоимость поставки составляет более 150 млн евро. Это крупнейшая сделка подобного рода для Valmet.

Завод HOFOR's Amagerværket BIO4 строится в Копенгагене для обеспечения датской столицы теплом и электроэнергией. Как рассказал руководитель проекта BIO4 Карстен Шнайдер, HOFOR - крупнейшая в стране компания коммунальных услуг с персоналом 1,1 тыс. сотрудников, она обеспечивает нужды более миллиона потребителей. Находится под муниципальным управлением, занимается отоплением и кондиционированием, очисткой воздуха и воды, канализацией и водоснабжением, производством энергии и биогаза. За последние 10 лет инвестиции в развитие компании превысили один миллиард евро. HOFOR стремится в своей деятельности быть всегда стопроцентно безопасной, надежной и «зеленой».

Поскольку власти Копенгагена взяли на себя обещание к 2025 году сделать город первой европейской CO₂-нейтральной столицей (согласно Климатическому плану Копенгагена), для проекта новой мощной теплоэлектростанции отбирались поставщики, соответствующие самым высоким критериям, в том числе экологическим. Ведь промплощадка расположена всего в 1-2 км от центра города и королевского дворца! «Выходя утром на балкон покурить - а она заядлая курильщица, - королева сможет видеть, как мы работаем», - шутит Карстен. Реализуемая Valmet технология поможет сократить выбросы CO₂ от деятельности завода в общей сложности на 1,2 млн т (95% всех выбросов) в год.

Поставка Valmet включает котел 500 MWF CYMIC, который работает по технологии циркулирующего кипящего слоя (ЦКС); расчетная мощность - 415 МДж/с. Тепловая мощность - 500 МВт. Рабочее давление пара - 140 бар, температура - 560°C. Система очистки и регенерации отходящих газов и водяного конденсата. Выработка электроэнергии - около 150 МВт. Котел будет потреблять в общей сложности 1,2 млн т биотоплива в год. Новая котельная установка заменит старую мощностью 600 МВт, работающую на угле, - она будет остановлена и демонтирована после пуска нового завода.

Кроме котельной установки, в поставку Valmet входят конвейерные системы для подачи биотоплива от судов в хранилище (2 х 1,500 м³/ч) и из хранилища в бойлер (2 х 900 м³/ч), а также два крытых хранилища емкостью 52,5 м³ каждое (что позволяет обеспечить семь дней работы котла с полной нагрузкой), вспомогательные системы, системы вентиляции, стальные конструкции, облицовка и т. д.

Помимо Valmet в проекте задействованы еще семь поставщиков. «Мы выбирали лучшего для реализации каждого этапа, каждого участка», - говорит г-н Шнайдер.

Доставка топлива будет осуществляться судами с моря. 350-метровый причал обеспечит прием одного судна в день, для выгрузки топлива там будут установлены два портовых крана. На площадке будет организована биржа сырья на 10 000 т и установлен измельчитель древесины.

На предприятии будут использоваться пеллеты только из древесных отходов, поскольку деловая древесина должна идти в дело, а не сгорать в котлах. В качестве поставщиков топлива датские коммунальщики рассматривают компании из стран Северной и Восточной Европы (в рамках системы Sustainable Boimass Partnership, SBP), но, к сожалению, не из России. Как пояснил г-н Шнайдер, приоритет безопасности диктует и выбор надежных поставщиков топлива, а в этом качестве в компании наших производителей не видят.

Период реализации проекта - с 2014 года (консультации и подготовка документации) по 2018 год (строительство и пусконаладка). Ввод в эксплуатацию намечен на 2019 год. BIO4 будет обеспечивать 25% потребностей датской столицы и ее пригородов в тепле и электричестве с гарантией сокращения выбросов углекислоты.

Для здания теплоэлектростанции был заказан специальный архитектурный проект. Популярная фирма Gottlieb Paludan Architects (услуги которой весьма дорогие, как признался Карстен) предложила сделать завод своего рода аттракционом для горожан и гостей Копенгагена: по диагонали фасада здания пойдет лестница со смотровыми окнами, через которые можно понаблюдать за действием энергетической установки, ее уже прозвали «Лестницей в небо» (Stairway to Heaven, по аналогии с названием знаменитой баллады Led Zeppelin). Поверх лестницы будет устроена фальш-стена из множества как бы висящих в воздухе вертикальных брусьев, она будет имитировать лес и обеспечивать безопасность поднимающихся по лестнице посетителей. На крыше организуют смотровую площадку с видом на исторический центр города и гавань.

Слово для леса и мира одно (вместо послесловия)

The Word for World Is Forest - так назвала американская писательница Урсула ЛеГуин свою антивоенную фантастическую повесть об уничтожении жестокими колонизаторами безобидных жителей планеты, полностью покрытой лесами, которая в переводе с языка аборигенов так и именовалась: Лес. Аллегория вполне прозрачная: угроза человечеству равнозначна или даже меньше угрозы лесу, в котором это человечество проживает. Поскольку лес и мир - одно и то же.

Название этого произведения не раз приходило мне на ум во время «энергетического тура Valmet», и даже не потому, что в разговорах представители бизнеса и прессы то и дело «сворачивали» с вопросов энергетического оборудования и технологий к темам охраны природы и рационального использования биоресурсов. Дело в отношении к самой природе окружавших меня людей. Поясню на примере истории, рассказанной финской журналисткой Хеленой Раунио (являющейся, как выяснилось, совладелицей частного леса): «Немецкие друзья, приехав в гости, поинтересовались, сколько у нас лесов. "У нас нет лесов - есть просто лес," - ответила я. "Как, разве вы в Финляндии не ведете учет своих природных ресурсов?" - не понимали практичные немцы. "Ведем, но у нас нет разделения лесов, вся страна - сплошной лес с тысячами озер, и только кое-где в нем стоят дома. А в них живут люди", - был мой ответ. Мы так это понимаем». Другая коллега тут же упомянула о том, что каждый день ходит из дома в близлежащий лес - без особой цели, просто потому что только там чувствует себя комфортно, только там все настоящее.

Все правильно. И мне очень импонирует такое мировосприятие. В самом деле, можно наивно думать, что лес - это всего лишь источник пищи, древесины для постройки дома, сырья для производства биотоплива или чего угодно еще. Но на деле все гораздо проще (и одновременно - сложнее): это наш общий дом, это целый мир, в котором живем мы, люди. Не станет нас - он останется, не будет его - не останется и нас.

Многие европейцы - а финны поголовно - не представляют иного понимания своего места в природе, и оттого никого не нужно убеждать в необходимости беречь и охранять ее, восполнять нанесенный урон. Так надо - вовсе не потому, что закон велит это делать (хотя и он велит тоже, причем довольно жестко). А значит, ответы на вопросы: «Быть ли энергетике будущего "зеленой"?, «Какое топливо и как лучше использовать?» - совершенно очевидны. При любых запасах ископаемых энергоресурсов в стране...

Вот бы и нам научиться! В одночасье привить обществу осознание глобальной ценности леса, увы, невозможно, но вот постараться взрастить в наших детях - необходимо. Для блага их самих...

Максим ПИРУС
Фото автора

Автор благодарит Уллу-Кайсу Ахо и Лотту Форсселл (Valmet) за приглашение и помощь в ходе пресс-тура