Устойчивое управление лесами для производства биотоплива в Финляндии

Финляндия - ведущая страна Европейского союза по генерации энергии, получаемой с использованием древесины. Доля древесного топлива в суммарном объеме производства энергии в пять раз превышает средний показатель по странам ЕС.

Рис. 1. Rovaniemi Energia – ТЭС г. Рованиеми производит
тепло и электроэнергию из биотоплива, распределяет
тепло в районе Рованиеми. Деятельность ТЭС
доказывает, что производство биотоплива и энергии из
него может быть прибыльным и устойчивым даже
в Лапландии


Рис. 2. Целлюлозно-бумажный комбинат компании UPM,
производя и потребляя энергию, получаемую
с использованием древесных отходов, помогает
Финляндии выполнять директиву 2009/28/EC


Рис. 3. Производство щепы в лесу из корней и пней
деревьев

Задачи климатической и энергетической политики ЕС требуют увеличения объемов применения возобновляемой энергии, что играет большую роль в энергетической самообеспеченности. В соответствии с обязательствами Финляндии перед ЕС страна должна в срок до 2020 года увеличить долю возобновляемой энергии в объеме конечного энергопотребления с 28 до 38%. Согласно Национальному плану деятельности по возобновляемой энергии, представленному правительством Суоми Европейской комиссии, в этом показателе прироста доля энергии, получаемой с использованием древесины, должна быть больше половины.

Древесина - наиболее важный возобновляемый источник энергии (ВИЭ) в Финляндии, на ее долю приходится 82% всех возобновляемых источников. Основным поставщиком и потребителем энергии, получаемой с использованием древесного топлива, является лесная промышленность. Большую часть энергии на основе древесины получают из жидких и твердых отходов промышленной деревообработки.

Во многих случаях бумажные, картонные, целлюлозные и лесопильные производства расположены на одной площадке, образуют интегрированное предприятие лесной отрасли, что позволяет эффективно использовать сырье и энергию. На многих предприятиях выработкой энергии управляет отдельная энергетическая компания. Чаще всего производитель энергии является собственником электростанции, осуществляет ее эксплуатацию, обслуживание и закупает топливо у предприятия, а также необходимое дополнительное топливо на рынке. Полученная тепловая энергия продается предприятию и в некоторых случаях районной системе централизованного теплоснабжения, а избыточная электроэнергия - предприятиям централизованной сети*.

Круглые лесоматериалы, применяемые в лесной промышленности, приобретаются в неокоренном виде, за исключением мизерного объема древесного сырья тропических пород. Лишь часть используемых сырьевых материалов может быть переработана в изделия; остальное, соответственно, представляет собой однообразные побочные продукты. Твердые побочные продукты состоят из варочной щепы, коры, опилок и технологической щепы. Варочная щепа и частично опилки используются в качестве сырья на целлюлозных предприятиях. Технологическая щепа и опилки являются сырьем для заводов по производству древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит. Другие твердые побочные продукты используются для выработки тепловой и электрической энергии, главным образом на предприятиях лесной отрасли.

Лесопильные предприятия зачастую совмещены с целлюлозно-бумажными производствами, и побочное топливо, образующееся в результате их деятельности, используется внутри единого предприятия для выработки тепловой и электрической энергии. Лишь немногие из независимых лесопильных заводов занимаются собственным производством электричества. Котельные большинства лесопилок вырабатывают тепловую энергию для сушки пиломатериалов путем сжигания древесного топлива, а излишки топлива продают сторонним котельным и электростанциям.

Многообещающие возможности наращивания производства энергии из древесины связаны с развитием концепций предприятий по производству биопродукции, с инвестициями в организацию процессов использования возобновляемой энергии на предприятиях, а также с ростом потребности энергетических компаний в щепе. Рост производства энергии из древесных материалов требует также принятия мер по обеспечению конкурентоспособности продукции в лесной промышленности. Наряду с ослаблением вредного воздействия выбросов промышленных производств на климат, использование возобновляемых видов энергии оказывает влияние на рост предпринимательства и трудовой занятости, особенно в сельской местности, что способствует сбалансированному развитию регионов. Увеличение объемов производства энергии из древесных материалов и развитие рынков энергетической древесины могут привести к ужесточению конкуренции за древесину, получаемую в результате рубок первого прореживания. Проблема здесь заключается в оптимизации стоимости переработки и разумном целевом использовании сырьевых ресурсов, а также увязывании аспектов устойчивого развития.

Рис. 4. Для производства «зеленой» энергии в Финляндии используется не только древесина, заготавливаемая при рубках ухода и прореживаниях. После финальной рубки на участке с помощью форвардера собираются все сучья и вершинки, а также с помощью экскаватора выкорчевывается часть пней. После просушки эта древесина тоже используется в биоэнергетике

Рис. 5. Небольшое предприятие по производству пеллет


Рис. 6. Пеллеты

В лесах Финляндии для энергетических целей заготавливают около 6 млн м³ в год древесной биомассы, получаемой при прореживании молодых лесов в результате переработки веток и крон деревьев, пней с участков возобновительных рубок, а также маломерных деревьев. По оценкам специалистов, технико-экономический потенциал заготовки древесной биомассы - 12-15 млн м³ в год, а ее доступность существенно зависит от объема коммерческих рубок.

Производство древесных гранул (пеллет) составляет 300-370 тыс. т в год. Кроме того, в небольших объектах недвижимости (частных домах) ежегодно в качестве топлива для печей и каминов используется 5-6 млн м³ дров.

В марте 2008 года правительство Финляндии утвердило Национальную лесную программу страны, которая была актуализирована в 2010 году. В таблице представлены мероприятия по достижению одной из целей этой программы: ответственного производства биотоплива.

Реализация мероприятий Лесной программы не приведет к увеличению суммарной азотной и фосфорной нагрузки на почвы в результате лесохозяйственной деятельности по сравнению с нынешним уровнем. Вместе с тем дополнительная нагрузка, возникающая вследствие роста объемов рубок, лесовозобновления и восстановительной мелиорации, может в местном и региональном масштабе оказаться значительной, особенно для истоков рек и малых водоемов. Наиболее существенный экологический риск связан с ростом нагрузки от фосфора, азота и твердых частиц в связи с увеличением объемов рубок на торфяниках и работами по восстановительной мелиорации и удобрению. В целях снижения вредного воздействия этого типа выбросов в программу включен ряд мероприятий и проектов, которые позволят уменьшить нагрузку на водоемы, вызываемую лесохозяйственной деятельностью.

Влияние роста объемов использования древесины в энергетических целях на баланс питательных веществ в почвах пока еще изучено недостаточно. Большие риски связаны с заготовкой древесины в рамках рубок прореживания, когда вместе с изъятием веток, листьев и хвои из круговорота питательных веществ удаляется значительный объем азота, а также с корчеванием пней на участках возобновительной рубки. Кроме того, рост темпов использования древесины в энергетических целях может привести к сокращению числа остающихся в лесу гниющих деревьев, которые играют большую роль в обеспечении биоразнообразия. В Лесной программе Финляндии предусмотрены меры по защите почв, а также по расширению исследований, касающихся воздействия питательных веществ древесных отходов надземной части деревьев и лесосечных отходов на состояние лесных насаждений.

Рис. 7, 8, 9. Типичная картина в лесах Финляндии: энергетическая
древесина, сложенная для просушки вдоль дорог

Использование лесосечных отходов, пней и маломерной древесины, получаемой в результате прореживания, в качестве топлива рассматривается как процесс, в долгосрочной перспективе нейтральный по влиянию на образование углерода и климат. Подобная точка зрения основана на том, что при сжигании порубочных остатков углекислый газ, который выделяется в атмосферу, связывается растущим древостоем. Вместе с тем от продолжительности периода мониторинга зависит пропорция расчетного сокращения объема выбросов по отношению к объему выработанной энергии.

В результате реализации Лесной программы объем углерода, поглощенного лесами и почвой, сократится по сравнению с текущим показателем. Вместе с тем прирост древостоя будет превышать даже максимальные объемы рубок, поэтому леса по-прежнему будут выполнять функцию депонирования углерода; увеличение объемов заготовки лесосечных отходов также не окажет заметного влияния на эту функцию. По расчетам НИИ леса Финляндии Metla, сокращение объема поглощения углерода будет временным, в 2020-х годах произойдет увеличение этого объема при условии своевременной и полной реализации мер по уходу за лесами. При постановке целей учитывался фактор неопределенности, связанный с расчетами баланса углерода в почве.

Реализация Лесной программы Финляндии окажет значительное содействие достижению установленной ЕС цели наращивания темпов использования возобновляемых источников энергии. Только увеличение объемов использования древесной биомассы позволит увеличить долю возобновляемых источников энергии (25% в 2008 году) в суммарном объеме потребления первичной энергии примерно на 2%. Если в дополнение к этому рост объемов использования древесной биомассы будет способствовать замене ископаемых видов топлива ВИЭ, возможно сокращение выбросов двуокиси углерода на 5 млн т в год по сравнению с текущим положением.

В Лесной программе Финляндии предусмотрен ряд мероприятий, без реализации которых соблюдение требований энергетической и климатической политики и нового экологического законодательства невозможно. Увеличение объемов рубок, стимулирующих лесовозобновление, отчасти отрицательно влияет на лесной ландшафт, однако это влияние можно ослабить путем ландшафтного планирования рубок. Воздействие, которое увеличение объемов рубок прореживания и использования древесины в энергетических целях (за исключением корчевания пней) оказывает на организацию рекреационного использования лесов, можно считать положительным.

Мероприятия по достижению ответственного производства
биотоплива в Финляндии

Реализация программы будет иметь значительные экономические и социальные последствия. По прогнозам, объемы традиционного производства лесной промышленности сократятся, однако стоимость продукции, включая энерго- и биопродукты, вырастет на 20% по сравнению с сегодняшней. Предполагается, что доходы от леса на корню и энергетической древесины также вырастут и составят 2,8-3,3 млрд евро, торговый оборот лесозаготовительных и транспортных компаний увеличится на 350-580 млн евро по сравнению с текущим положением, а доходы государства от налоговых платежей составят 270-400 млн евро.

В директиве 2009/28/EC у Финляндии самое высокое плановое задание по доле энергии, получаемой из возобновляемых источников: в общем объеме потребления энергии к 2020 году она должна составить 38%. Финны не скрывают, что смогут добиться запланированного только благодаря предприятиям лесной промышленности, вырабатывающим электричество и тепло из отходов деревообработки и целлюлозно-бумажного производства. Подобная ситуация справедлива для Швеции, Австрии и других стран Евросоюза. В то же время, говоря об использовании биотоплива, большая часть населения европейских стран подразумевает использование пеллет и брикетов для нужд частных домохозяйств, но никак не древесной щепы и черного щелока. Значит, помимо развития стандартов, для устойчивости пеллет и брикетов необходимо решать проблему поддержки устойчивости производства (происхождения) и этих видов биотоплива.

Андрей КРИВОШЕИН,
заместитель начальника управления лесной, легкой промышленности
и машиностроения министерства промышленности, природных ресурсов, энергетики и транспорта Республики Коми