Котельная на древесине жжeт!
Программа «Теплый дом»
Энергетическая отрасль – одна из основных отраслей промышленности, от работы которой напрямую зависит состояние экономики страны. Острейшая проблема теплоэнергетики России – Для того чтобы привести теплоэнергетическое хозяйство муниципальных котельных в приемлемое техническое состояние, необходимо значительное обновление парка котлов и вспомогательного оборудования. Конечно, финансирование реконструкции котельных может происходить исключительно за счет бюджетных средств и закладываться в цену отпускаемой потребителям теплоэнергии, однако финансовое обеспечение можно проводить и за счет средств от реализации единиц сокращенных выбросов парниковых газов в рамках Киотского протокола, используя механизмы совместного осуществления.
При выборе варианта реконструкции котельных следует учитывать удаленность мест добычи топливных ресурсов от мест потребления и максимально использовать местные виды топлива. Ведь не всегда благоприятно расположенные к источникам сырья котельные, как правило, вынуждены закупать топливо, добываемое за тысячи километров от них, и это притом, что источник тепла – древесина – находится рядом: в лесу ежегодно закапываются миллионы тонн энергетического топлива.Хорошо известно, что отводится в рубку. Биомасса лесосечного фонда включает в себя (см. рис. 2 на стр. 34): ликвидную древесину, малоценную древесину, отходы кроны (сучья, ветки, вершины, древесная зелень), пни и корни, кору. А что вывозится? Кругляк.
Ценным признается только ствол дерева, причем иногда лишь лучшая его часть. Доля стволовой древесины от всей биомассы дерева составляет около 65 % (рис. 1). Оставшиеся 35 % считаются отходами и не вовлекаются в переработку. При этом сучья, ветви и вершины образуют 9,8% биомассы, древесная зелень – 5,2 %, пни и корни – 12,3 %, кора – 7,7 %. Очевидно, что не все эти отходы могут быть использованы: в лесозаготовительном процессе необходимо выполнять экологические и лесоводственные требования. Однако даже с учетом этих ограничений масса отходов, которым можно было бы найти применение в теплоэнергетике, составляет около 34 млн тонн, или 98×106 МВ/ч (данные за 2005 год).
Для успешного использования лесозаготовительные отходы должны быть переработаны в топливную щепу. Существует много наработанных технологических схем заготовки и использования щепы. Встречаются технологии, когда измельчение на щепу происходит в лесу, причем как на временных складах хранения, так и непосредственно у пня, в процессе заготовки древесины. Однако из-за того что щепа имеет малую насыпную плотность, а уровень развития и качество дорожной сети в России оставляют желать лучшего, более целесообразным нам видится доставка уплотненных лесосечных отходов с лесосеки напрямую к котельным и их переработка на щепу вблизи (или непосредственно на территории) этих котельных.
Конечно, древесное топливо не всегда может конкурировать с ископаемыми видами. Прежде всего, оно проигрывает по теплотворной способности, которая в 1,5−2 раза меньше, чем аналогичные показатели угля, нефти и газа. Однако этот уголь нужно сначала доставить до потребителя не за одну тысячу километров, вручную заложить в топку; и КПД от его сгорания будет до 15 % меньше, чем от сжигания щепы. Попутно от сжигания угля получается целый букет парниковых газов и значительная доля шлака, который необходимо утилизировать. Древесина же имеет большое преимущество: она представляет собой экологически нейтральный вид топлива – биотопливо. При его применении в энергетике снижаются выбросы парниковых газов, что существенно для стран, имеющих высокий уровень эмиссии.
Механизм реализации программы
Перевод устаревших и изношенных котельных с ископаемых видов топлива на щепу с их одновременной реконструкцией позволяет России получать единицы сокращенных выбросов парниковых газов и продавать их иностранным инвесторам, одновременно вовлекая в производство большую часть отходов лесозаготовки и повышая эффективность работы лесной отрасли. Доход, который может быть получен от реализации единиц сокращенных выбросов, как показывают расчеты, значительно больше затрат на реконструкцию. Однако здесь следует учитывать два фактора:
- во-первых, деньги от реализации сокращенных выбросов инвесторы могут начать перечислять лишь после запуска котельной, т. е. для реконструкции необходима финансовая отсрочка;
- во-вторых, существует преграда проникновения на углеродный рынок: минимальный годовой объем сокращенных выбросов составляет 50 000 тонн. Для сравнения: годовая масса выбросов 4 МВт котельной варьируется в пределах 8000−12 000 тонн.
Для преодоления этих проблем была разработана интегрированная система, позволяющая осуществлять системную реконструкцию коммунальных котельных за счет средств от механизмов Киотского протокола (рис. 2).
Ведущей организацией в данном механизме является государственная компания (на рисунке это Государственный углеродный актив (фонд)), которая занимается разработкой зонтичных углеродных проектов и координацией работы частных биоэнергетических компаний, реконструирующих котельные. С учетом требований инвесторов Государственный углеродный актив организует выбор управляющих компаний для разработки и реализации проектов реконструкции котельных с переводом на биотопливо. Управляющая компания подбирает котельные и реконструирует их (переводит на щепу). Финансирование реконструкции обеспечивает Государственный углеродный актив за счет кредита, полученного от инвестиционного фонда.
После запуска котельная передает единицы сокращенных выбросов управляющей компании, а та в свою очередь – Государственному углеродному активу в обмен на вознаграждение. Государственный углеродный актив их суммирует и реализует иностранному инвестору в рамках зонтичного проекта. Из полученного финансового потока актив возвращает кредит в инвестиционный фонд.
Оценка реализации программы
При оценке реализации программы мы исходили из двух основных факторов: потребностей в теплоэнергии коммунальной сферы и объемов сырьевых ресурсов. Проведенный нами анализ показал, что энергетические потребности значительно превосходят имеющиеся сырьевые возможности.
В 2005 году в России функционировали 65000 источников теплоснабжения, из них в муниципальной собственности находились 39800. Количество теплоэнергии, вырабатываемой этими котельными от сжигания твердого и жидкого топлива, – 507 477 ТДж. Их перевод на биотопливо позволил бы получить 1,2 млрд тонн сокращенных выбросов.
При расчете сырьевой составляющей было выявлено, что объем лесозаготовки 2005 года дает возможность использовать 57,2 млн м древесины (сучьев, ветвей, вершин, порубочных остатков и иных отходов лесозаготовительного процесса). Однако их калорийность составляет только 55 % от потребности (280 717 ТДж), и далеко не все угольные, мазутные и дизельные котельные могут быть переведены на щепу в рамках данной программы.
Оценка целесообразности осуществления проектов реконструкции котельных (рис. 3) показала, что наиболее привлекательными для реализации проектов являются Архангельская и Иркутская области, а также Красноярский край. Отходов, образующихся в этих регионах и доступных для использования, хватит на успешное функционирование в каждой области свыше 500 котельных (из расчета реконструкции котельных мощностью в 2 МВт).
Привлекательными регионами для реализации проектов по реконструкции котельных также являются Республики Карелия, Коми, Алтай, Хабаровский, Алтайский, Приморский края, Вологодская, Кировская, Ленинградская, Свердловская области, Ханты-Мансийский автономный округ. В каждом из этих регионов ежегодно образуются отходы, которых хватило бы на работу не менее 250 котельных на регион.
В южных и некоторых северных регионах России лесопромышленный комплекс развит недостаточно сильно: в среднем можно «прокормить» до 50 котельных. Здесь важным фактором определения возможности реконструкции становится транспортная доступность, ведь для такого количества котельных отходы придется свозить со всего региона.
Учитывая сырьевые возможности регионов (объем лесосечных отходов) как лимитирующий фактор и их энергетические потребности, можно сказать, что реализация Программы по переводу котельных на щепу позволит реконструировать максимально 9362 котельные с суммарной мощностью 18 724 МВт. По укрупненным расчетам затраты на реконструкцию этих котельных (при переводе на щепу) составят 1872,34 млн евро (рис. 4).
При переводе одних только угольных котельных на биотопливо сумма предотвращенных выбросов составит 696,1 млн тонн СО2. В зависимости от цены за единицу сокращенных выбросов возможно несколько вариантов развития событий. При цене 12 евро / тонна СО срок окупаемости составит 6,5 лет (в программе предусмотрено, что ежегодно возможно переводить не более 900 котельных на биотопливо; при одномоментном переводе срок окупаемости составил бы чуть более 3 лет), выручка от реализации будет 8353,31 млн евро, а ожидаемый доход (за вычетом затрат на реконструкцию) – 6480,98 млн евро. При более пессимистичных вариантах развития событий срок окупаемости несколько отдалится.
Программа получила одобрение на заседаниях, проводимых в рамках:
- Санкт-Петербургского международного экономического форума (Санкт-Петербург, 14 июня 2006 года);
- Санкт-Петербургского международного лесопромышленного форума (Санкт-Петербург, 11 октября 2006 года);
- Конференции ФАО по вопросам энергетики и лесного сектора (Рим, 30 октября 2006 года).
Выполнение данной программы позволит России занять значительную долю международного углеродного рынка, снизить издержки на его развитие внутри страны, повысить уровень использования лесных ресурсов и улучшить состояние коммунальной теплоэнергетики страны.
Александр Васильевич КЛИШКО,
руководитель проектов в рамках общероссийской Программы по переводу муниципальных котельных на биотопливо «Теплый дом»
