Биотопливо и биоэнергетика: в поисках решений

"Актуальные проблемы биотоплива и биоэнергетики" - международная конференция под таким названием прошла 20-21 июня в Санкт-Петербурге в рамках специализированной выставки "БиоТопЭкспо" в Выставочном центре Северо-Запада РФ. Организатором выступила компания "Сивел" при поддержке Правительства Ленинградской области и Конфедерации объединений, предприятий и организаций лесопромышленного комплекса Северо-Запада.
Круг обсуждаемых тем был достаточно обширен: этодоклады о положении дел в отрасли, практические аспекты производства пеллет, бионефти, генераторного газа и древесного угля, вопрос Киотского протокола и перспективы, связанные с ним, и многое другое. В рамках этой статьи мы решили ограничиться на обзоре нескольких наиболее интересных, на наш взгляд, выступлений докладчиков.

Биоэнергетика нуждается в законах и льготах
"Электроэнергия из отходов лесопромышленного комплекса может быть дешевле атомной при определенных обстоятельствах",- отметила руководитель биоэнергетических проектов Лесопромышленной Конфедерации Северо-Запада РФ Ольга Ракитова в своем докладе на тему биоэнергетики и Киотского протокола. На Западе есть все предпосылки и условия, чтобы альтернативная энергетика развивалась все более активно. После ратификации Киотского протокола стимулы к этому таковы:
-отсутствие или снижение налогов при использовании биотоплива;
-налоги на использование ископаемого топлива;
-сильное желание ЕС соскочить с "нефтегазовой иглы", так как Европа по-прежнему существенно зависит от этих ископаемых видов топлива.
Энергоэффективность Европы в три раза больше российской. Подобное утверждение можно проиллюстрировать на примере Северо-Запада нашей страны. В этом регионе расположено 60% лесов европейской части России и 17% всех ее лесов. Отходов ЛПК образуется 16 млн. кубометров в год, а потребность Северо-Западного Федерального округа в топливе составляет около 80 млн. условных тонн в год. Таким образом, за счет биотоплива из древесных отходов можно было бы покрыть пятую часть потребности. А вырабатывается пока лишь 3%. Для сравнения: имея в 7.5 раз меньше леса, чем СЗФО, Финляндия вырабатывает в семь раз больше энергии.
Есть и другая выгода в скорейшем развитии биоэнергетики в России: РФ может обеспечить как минимум одну треть единиц сокращения выбросовдля стран Европы. Что же необходимо для того, чтобы биоэнергетика России могла быть реально сравнима по эффективности с европейской? По мнению Ольги Ракитовой, нужно в первую очередь
-добиться создания законодательной базы, регулирующей применение биотоплива;
-получить право на налоговые льготы;
-активно включиться в работу по применению Киотского протокола.

Гранулы или крупные брикеты?

Выступление Виктора Анатольевича Рыжова, главного инженера ЦНИЛХИ и представителя журнала "Лесной эксперт", было посвящено технологиям получения альтернативных видов топлива из отходов лесопромышленного комплекса.
По словам докладчика, рост цен на нефтепродукты способствует развитию технологий получения и использования биотоплива не только за рубежом, но и в нашей стране. Хотя приходится признать, что Россия на данный момент не столь активно внедряет новые технологии, как страны Запада. Причины этого - как высокая стоимость разработок, так и большие затраты на переоборудование производств и котельных.
Что касается получения газообразного топлива из древесного сырья, то разработка технологий этого направления началась еще в СССР во время Великой Отечественной Войны. Например, для транспорта использовались малогабаритные газогенераторы, сырьем для которых служила мелконарезанная воздушно-сухая чурка. В последующие годы газ из древесины использовался на стационарных генераторных станциях, расположенных в леспромхозах. Благодаря таким станциям вырабатывался энергетический газ как для котельных (для получения тепла), так и для дизелей (для получения электроэнергии). Позднее, из-за массового использования ископаемой нефти и дешевой электроэнергии от государственных энергосистем, газогенераторные станции были практически полностью остановлены или демонтированы. Однако сегоднярост цен на энергоносители возродил потребность в газификации древесного сырья.Газогенераторы, производящие топливо для бойлеров, успешно применяются в ряде европейских стран, таких как Финляндия, Бельгия, Нидерланды, Австрия, Швеция. В России также существует ряд фирм и предприятий, занимающихся созданием установок газификации. Производимый сейчас генераторный газ используется для получения тепловой энергии, для использования же в двигателях и для производства электроэнергии теплотворность такого газа мала и не превышает 4,2 -4,6 МДж на 1 нормальный кубометр газа.
Специалистами ЦНИЛХИ разработан новый способ газификации древесины, который обеспечивает полную конверсию древесного сырья и получение генераторного газа с теплотворной способностью 12 МДж на 1 кубометр нормального газа, что в 2,7 раза выше известных в мире газогенераторными установками. Такой газ пригоден какдля выработки тепла, так и для электроэнергии и получения жидких видов топлива.
Другая перспективная и актуальная технология получения альтернативного топлива, разрабатываемая еще с 80-х годов - брикетирование древесноугольных отходов для получения крупных топливных брикетов и технологических топливных гранул (пеллет). Как подчеркнул В.А. Рыжов, для российского производителя в настоящее время целесообразнее изготавливать все-таки именно крупные брикеты, а не пеллетс. Оснований для такого выбора несколько. Во-первых, брикеты крупного размера могут использоваться в качестве заменителя твердых видов топлива для котельных установок уже сейчас, в отличие от пеллетса, требующего существенной модернизации оборудования для их использования. А большая часть котельных установок в России пока, увы, не рассчитана на пеллеты. Поэтому производителю биотоплива, ориентирующемуся на внутренний рынок, следует это учитывать, иначе есть риск остаться без потребителя.
Во-вторых, в случае с экспортом пеллет в страны Европы, также не все так легко и благополучно, как может показаться. Действительно, потребность Европы в пеллетах высока и российское производство топливных гранул на экспорт так или иначе будет развиваться. Но в этой сфере есть принципиально важный вопрос, а именно - контроль качества гранул. Оно регламентируется в России и Европе совершенно разными документами, как в показателях качества, так и методиках их определения. Европа уделяет контролю качества очень большое внимание, у нас же до сих пор нет ГОСТа по топливным гранулам. Следовательно, российский производитель не может быть уверен на сто процентов в том, что изготовленные им пеллеты соответствуют европейским стандартам. А значит, возможность их сбыта за рубежом - подвопросом.
Производство древесного угля - экологично и технологично
С содержательным и подробным докладом на тему получения качественного древесного угля в экологически чистом процессе из отходов лесопиления и деревообработки выступилглавный технолог ООО "Биоэнергия", к.т.н., Юрий Давидович Юдкевич.
Углежжение в России имеет давние исторические традиции, и долгое время было мощной отраслью производства биотоплива. На сегодняшний день большинство частных производителей угля занимаются мелким кустарным производством. И это, по словам Ю. Юдкевича представляет собой проблему. Получается некая "яма": для потенциального крупного производителя доход от производства древесного угля слишком незначителен и потому неинтересен, мелкие же углежоги зачастую экономят на покупке качественных печей и пользуются примитивными технологиями при выжигании угля. Например, используют дешевые переносные печи ЦНИИМЭ или УВП, крайне вредные для окружающей среды, притом абсолютно неэкономичные и недолговечные. Таких, по выражению Ю. Юдкевича, горе-"Кулибиных", не останавливают ни штрафы, ни трудоемкость производства. Вся надежда - на увеличение числа заинтересованных производителей, готовых вложить деньги в соответствующее всем требованиям оборудование.
Специалисты ООО "Биоэнергия" разработали и производят несколько типов печей для производства древесного угля. Главные их особенности, как отметил Ю. Юдкевич, это экологичность, энергосбережение, способность производить качественный уголь из любых кусковых отходов и любых пород дерева.
Пример таких установок - семейство печей "Эколон" (производительность от 800 до 2000 тонн в год), семь из которых успешно работают сейчас в России. Суть их работы состоит в том, что дрова помещаются в печь в выемных ретортах, имеющих специальные устройства для отвода парогазов в топку. Там газообразные и жидкие продукты разложения древесины полностью сгорают. Таким образом, вредные выбросы не попадают в воздух, а сжигаются и покрывают потребность установки в тепле. Теплоноситель, образующийся при сгорании парогазов, проходит через пиролизную и сушильную секции печи и, отдав тепло, выбрасывается в дымовую трубу. По составуон не отличается от дыма, образующегося в бытовой дровяной печи. В выбрасываемом отработанном теплоносителе концентрация вредных компонентов NОx и СО намного ниже допустимых норм. Установка не имеет вентиляторов и напорных газодувок. Весь процесс протекает за счет естественной тяги дымовой трубы. Отсутствуют так же любые иные потребители электроэнергии кроме освещения, механического колуна и подъемного устройства - тельфера или крана грузоподъемностью 3-3,5 т.
Наряду с "Эколоном" ООО "Биоэнергия" производиттранспортабельныеустановки "Корвет" ((200-300 т. в год)и "Полевка"(200-250 т. в год).
Другая проблема российских производителей древесного угля заключается в том, что возможные отечественные потребители их продукции в буквальном смысле не знают, зачем и где применять в качестве топлива уголь, кроме как в отоплении. А ведь у древесного угля широчайший спектр применения! В металлургии он используется для производства ковкого чугуна (лидер вэтой области сейчас - Бразилия); в химической промышленности - как реагент при производстве сероуглерода; в сельском хозяйстве - в добавках в удобрения против вредителей корнеплодов. Для бытовых целей, помимо прочего, можно производить такую разновидность продукции, как угольные дрова. Этот вид топлива популярен в Японии и странах Европы среди обеспеченных домовладельцев, имеющих камины. Угольные дрова, в отличие от обычных, не дают угарного газа и поэтому гораздо безопаснее. Также пользуются спросом красный уголь (недожженная очень сухая древесина) и белый уголь, получаемый из железного дуба. В конце концов, древесный уголь используется в той же Японии и экзотическим путем, в качестве средства оздоровления.
Таким образом, решение этой проблемы - правильный маркетинг и широкое информирование представителей бизнеса о возможностях применения древесного угля.

"Бионефть полностью конкурентоспособна"

Так считает доктор технических наук, профессор Санкт-петербургской Лесотехнической Академии В.Н. Пиалкин. Говоря о проблемах и перспективах производства бионефти из отходов древесного сырья, он заметил, что бионефть по всем показателям - "идеал чистого топлива". Бионефть не производит SOx при сжигании, а количество образующегося NOx вдвое меньше по сравнению с ископаемой нефтью. Применение этого топлива при реализации Киотского протокола и росте цен на нефтепродукты становится все более востребовано.
Основное препятствие для развития производства бионефти в России - конечно же, сопротивление нефтяного лобби. Но, во-первых, ископаемая нефть небезгранична, а во-вторых, ухудшающаяся экологическая обстановка вынуждает все больше стран отказываться от энергоносителей, загрязняющих окружающую среду. И нефтяным магнатам рано или поздно придется считаться с этими обстоятельствами. Так что будущее - за бионефтью.
В основном бионефть из древесной биомассыпроизводят методами ультрапиролиза и газификации. Такие процессы энергетически самообеспеченыза счет использования химического тепла газообразных и твердых продуктов термодеструкции. Энергоемкость бионефти составляет от 17 до 29 МДж/кг, а энергетическая плотность - 28-30 ГДж/м3.
В Лесотехнической Академии прорабатывается одно из направлений ультрапиролиза с использованием формованного слоя древесной биомассы. По результатам исследований был разработан и изготовленмодуль ультраоксипиролиза отработанной щепы Верхотурского КЭЗа производительностью 322 кг/ч. При проведении балансового опыта было переработано 3.7 тонн щепы и выход продуктов составил 22% бионефти, 60% пироконденсата, 15% угля и 25% газов.

Вместо заключения.
Конечно, проблем в сфере российской биоэнергетики пока больше, чем способов их решений. И ситуация вряд ли существенно изменится, пока государством не созданы благоприятные финансово-экономические и законодательные условия для производителей биотоплива. Жизненно необходима разработка нормативной базы и стандартов качества, иначе трудно будет развивать не только внутренний рынок, но и экспорт. Крайне важно всестороннее освещение в средствах массовой информации вопросов применения биотоплива - как экологической, так и экономической целесообразности перехода на альтернативные источники получения энергии. Нужна координация усилий ведущих биоэнергетических компаний в создании взаимовыгодного корпоративного сообщества. Словом, нужно работать, работать и работать.


Максим Кузнецов

Все новости