Книги, научные публикации
В данной статье мы постарались рассказать об одной из наиболее злободневных и проблемных тем развития ЛПК России - утилизации тех древесных отходов, которые остаются на всех этапах производства - от
лесозаготовки до деревообработки. То, что принято называть древесными отходами, мы предпочитаем называть Упобочным продуктомФ и заявляем, что побочный продукт ЛПК - средство для получения прибыли Тиайнен В.С., для любого предприятия комплекса. директор ООО УТЕКО-лтдФ ПРЕИМУЩЕСТВА ПРЕССОВАННОГО БИОТОПЛИВА:
ТОПЛИВНЫЕ ГРАНУЛЫ И БРИКЕТЫ Не секрет, что используемое в Любые древесные отходы - это биотоп- 4. Отработанное древесное топливо в настоящ ее время оборудо вание по ливо. Любое биотопливо предназначено основном это бывшие в употреблении перера ботке древес ины достат очно для сжигания, для получения энергии. пиломатериалы;
сырье идет из строитель эн ер го ем ко е. Дл я пр ои зв од ст ва От того, в каком виде будет использо- ной и упаковочной промышленности, от качественных пиломатериалов необхо- ваться биотопливо, зависит эффектив- раз бор ки дер евя нны х кон стр укц ий и дима их сушка, а это также ощутимые ность его горения и стоимость энергии, изделий. В России в основном используется эн ер го за тр ат ы в ви де те пл ов ой которая в ырабатыв ается с по мощью частными лицами для производства дров энергии. Таким образом, суммарные биотоплива. Какие вид ы биотоплива для со бстве нных п ечей. Европ ейски й эне рго зат рат ы на про изв одс тво 1 существуют? лидер в использовании б/у пиломатериа кубометра пиломатериалов в России 1. Лесное древесное топливо лов Швеция, которая ежегодно экспорти зна чит ель но п рев ыша ют п одо бны е кустарник, тонкомер, ветки и верхушки рует большие объемы таких отходов.
энергозатраты у западных конкурентов деревьев, хвоя, пни, т.е. все то, что Проблемы этого сырья гвозди, бетон, ро сс ий ск их ле со пр ом ыш ле нн ик ов. считается некоммерческой древесиной, краска. Шведские производители биотоп Фора, которая была и пока еще есть у отходами от лесозаготовок. Этот вид лива научились решать эту проблему.
нас перед Западом (в виде более топлива ранее не использовался нигде в 5. Облагороженное (прессованное) дешевого электричества и тепловой мире. Для России это и сейчас дело древесное топливо топливо, полученное энергии), тает на глазах. Наша деше- буд уще го. Одн ако это й про бле мой с помощью глубокой переработки простого вая рабочая сила на самом деле не активно занимается Финляндия. С 1999 древесного топлива, которое служит настолько уж дешевая, если принять во по 2003 гг. техническим агентством сырьем для производства последнего.
внимание ее часто низкий профессио- Теке с (при фина нсов ой подд ержк е Примеры: топливные брикеты, гранулы нализм, низкую производительност ь правительства Финляндии) разрабатыва- (пеллеты), древесная пыль (пудра). Любое труда, длительные отпуска и налоги на лась госуд арственна я программ а по биотопливо это возобновляемая, так заработную плату. Дешевое сырье? И эффективной заготовке, переработке и называемая зеленая энергия, которая исп оль зов ани ю лес ног о дре вес ног о получила большое развитие во всем мире здесь затраты на производство 1 м топлива в качестве биотоплива. Страте- (особенно в связи с подписанием больши пиловочника постоянно растут. Еще гическая задача ЛПК Финляндии на нством стран Киотского протокола). Но немного, и прибыль ЛПК будет только в ближайшие 10 лет значительно увели- центральное место в ряду разных видов возврате НДС от экспорта. Что делать?
чить долю биотоплива на энергетичес- биотоплива занимает именно облагорожен Инвестировать в современные энергос ком рынке страны за счет этого топлива. ное, или прессованное, биотопливо. Это берегающие технологии по распиловке, Ни в какой другой европейской стране тот вид топлива и та энергия, которая острожке, сушке древесины. Но самое подобных программ пока не разрабаты- может и должна получить наибольшее главное извлечь максимальные валось. распространение в России. О его преиму прибыли из отходов деревоперера 2. Лесное энергетическое топливо ществах, особенностях производства и ботки, которые пока в основном топливо, производимое из быстрорасту- использования пойдет речь в статье.
выв озя тся на сва ки, уве лич ива я щих деревьев и кустарников, которые К биотопливу также относят отходы расходы на 1 м продукции. К сожале выращиваются специально для энергети- сельского хозяйства и животноводства, в нию в России пока не создана такая ческих целей. Для России это также том числе солома, шелуха от зерен, помет и отрасль, как биоэнергетика, которая взгляд в будущее. Однако уже сегодня навоз, биогаз и др. За этими видами очень быстрыми темпами развивается десятки тыс яч гектаров занято под топлива, очевидно, будущее. За прессован на Западе. А раз нет отрасли, значит нет выращивание такого топлива в Дании. ным биотопливом настоящее, и как и инфраструктуры отрасли, нет рынка Занимается этим, только в меньших минимум среднесрочная перспектива.
биотоплива. Как следствие предприя объемах, и Швеция. Но прежде чем перейти к более подробно тиям ЛПК некому предложить по 3. Простое древесное топливо все му анализу прессованного биотоплива, выгодной цене отходы стружку, виды топлива, для которого дерево или обратим внимание на торф. Торф нечто опилки, щепу, кору, горбыль и т.д.
ча ст и де ре ва яв ля ют ся ис хо дн ым среднее между ископаемым топливом и Вполне очевидно, что отрасль биоэнер материалом и где не происходит никакой биотопливом, однако чаще он рассматрива гетики не создать без ЛПК, как и в ЛПК химической обработки. Примеры: дрова, ется в качестве именно биотоплива. Россия невозможно получать дополнительные обрезки дров и досок, щепа, опилки, имеет самые большие запасы торфа в прибыли от реализации своих отходов стружки, кора. Этот вид биотоплива в мире. Его использование в настоящее без существования такой отрасли, как особой презентации не нуждается, так время мизерно. В Финляндии же с исполь биоэнергетика.
как до сих пор значительная часть зованием торфа производится почти 7% тепл оэне ргет ики стра ны испо льзу ет всей производимой энергии. Калорийность Классификация биотоплива именно его. торфа примерно такая же, как и древеси Цена, к/МВт, / Цена, /, к/МВт 4 1995 1999 2000 2001 Кора Щепа Опилки Опилки Щепа отходов из Кора Диаграмма 2. Цена на биотопливо в Карелии (с НДС) Диаграмма 1. Цены на биотопливо в Финляндии на сентябрь 2002 г. (без НДС) Примечание: при средней влажности (около 30%) 1 насыпной куб.м. опилок равен примерно 1 МВт тепловой энергии.
ны. Повышенная зольность (до 15%), энергию с использованием биотоплива. сырья для производства первоклассного повышенная влажность (до 30-40%) и Наиболее значительными источниками прессованного биотоплива брикетов и отсутствие эффективных котлов для его экоэнергии для Ekoshk Oy являются гранул (пеллет), имеющий большой спрос и сжигания вот главные проблемы, из-за КПТЭ Kainuun Voiman и Kuhmon Lammon, быстро развивающийся рынок в странах котор ых практ ическ и остан овило сь работающие на древесном биотопливе. В Западной Европы.
исп оль зов ани е то рфа в ка чес тве качес тве то плива кроме древе сных Теперь посмотрим на то, как изменяется топлива в России. Уникальные свойства отходов от промышленного производства стоимость древесного биотоплива (отходов торфа (такие, как его способность Kainuun Voiman использует собираемые лес опи лен ия и дер ево обр або тки ) на нейтрализовать хлориды, содержащие- на вы ру бк ах ле со се чн ые от хо ды. примере опилок, если иметь в виду разные ся в хвое), его доступность, преимущес- Древесные отходы преобразовываются в возможности их использования.
Как видно из таблицы 2, стоимость 1 м тва при хранении должны быть востре- тепло и электроэнергию, тепло поставля бов аны в Рос сии. Осо бен но при ется в сеть ЦТ. Благодаря когенерации опилок может колебаться от минусовых производстве смесей, например, КПД Ekoshk особенно высок. Kainuun отметок то есть убытков для предприятия торф/опилки, торф/лесные о тходы, Voi ma по ст оя нн о п ов ыш ае т д ол ю производителя, до очень высоких преде торф/кора/опилки и т.д. использования биотоплива при произво- лов, если грамотно распорядиться имею Рассмотрим цены на различное дстве тепла (в 1997 г. доля биотоплива щимся побочным продуктом.
биотопливо в России и в соседней составляла 31%, а в 1998 уже 44%). Финляндии. Обратите внимание на Из таблицы 1 видно, что стоимость Стоимость тепла, произведенного с диаграммы 1 и 2 ниже. На диаграмме 1 электрической энергии в России скоро использованием разных видов топлива приведены цены на различное биотоп- сравняется с европейской (мы помним ливо в Финляндии. Примерно такие же про планы Правительства РФ постоянно Ниже приводится таблица, в которой в цены и в других европейских странах. уве лич ива ть дол ю эле ктр оэн ерг ии, качестве итогового показателя рассчитыва Особенно важно отметить, что цены продаваемой по свободным рыночным ются затраты на топливо для производства приведены не относительно 1 м3, а ценам и намерение создать открытый 1 кВт тепловой энергии, произведенной в рынок электроэнергии с 2006 года). А это зависят от энергетической ценности ро сс ий ск их /е вр оп ей ск их ко тл ах пр и одна из серьезных статей расходов, топлива, которая коррелирует прежде использовании различных видов топлива с влияющих на себестоимость продукции.
всего с его влажностью. учетом КПД котлов.
Предприятия ЛПК, имеющие свои лесные При таких достаточно высоких ценах на Что мы хотели показать в данной таблице?
отходы, вполне могли бы на первом этапе би от оп ли во ст ои мо ст ь з ел ен ог о В первую очередь, речь идет о себестои для себя производить конкурентоспособ электричества в Финляндии составля- мости тепловой энергии, в составе которой ную электрическую и дешевую тепловую ет в среднем 62 к за 1 МВт (сравните с от 50% до 70% занимает стоимость топлива.
энергию. При эффективном ее использо российскими). Для примера приведем Ви дн о, чт о се бе ст ои мо ст ь эн ер ги и, вани и (ос обен но пр и эфф екти вном некото рые фак ты из де ятельн ости произведенной с помощью такого биотоп использовании коры) появились бы компании Ekoshk Oy, владеющей лива, как кора, щепа, опилки, ниже большие резервы качественных отходов не ск ол ьк им и эн ер го ст ан ци ям и в себестоимости энергии, произведенного с хвойных пород без содержания коры, Финляндии, на которых производят помощью традиционных не возобновляе Таблица1. Тарифная сетка Тариф Ночной Дневной Зимний, Зимний, Обычный при тарифе при тарифе будни остальное день/ночь 7 - 22 время Цена, к/кВт 0,052 0,054 0,0284 0,082 0, Таблица 2. Изменение стоимости опилок при различном способе использования Стоимость опилок, руб в виде пром. в виде гранул Ед. изм. вывоз на свалку реализация в виде брикетов в виде тепловой Опилки гранул 1 класса энергии влажностью 50% насыпной м3 - 50 400-600 450- 250-600 800- влажностью 25% насыпной м3 - 50 500-700 450-600 800- 120 250- Таблица 3. Затраты на различные виды топлива при производстве 1 кВт тепловой энергии 1 МВт), а также в системах КПТЭ - Комбини рованного Производства Тепла и Электроэ нергии. Чаще всего такие установки строят в небольших городах и поселках, для тепло/энергоснабжения городских микрорайонов. На сегодняшний день одна из крупнейших КПТЭ в Европе снабжает теплом и электроэнергией район Большого Копенгагена в Дании, причем на установке используются и природный газ, и жидкое топливо, и солома, и гранулы, - последние используются в тех секторах, которые раньше топились на каменном угле, от которого сегодня в пользу биотоплива отказывается вся Западная Европа.
Брикеты прежде всего используются в Примечание: цены на топливо даны по республике Карелия на 25 августа 2003 года. частном секторе - в каминах для дров, КПД определено для новых российских и зарубежных котлов. изразцовых печах и т.д. Однако они могут сжигаться и в котлах, предназначенных для мых видов топлива. Следовательно, в утилизации отходов, терять на этом сжигания сухого биотоплива в первую таком случае выгоднее использовать собственную прибыль! А тем временем в очередь в качестве альтернативы углю.
биотопливо к такому выводу больше ЛП К и на де ре во об ра ба ты ва ющ их Брикеты цилиндрической формы подходят десятилетия назад пришли западные комбинатах России остается большое для автоматизированной подачи в топку производители и потребители тепловой количество побочного продукта: дров, транспортерами. Прямоугольные больше энергии. Поэтому за последние годы щепы, опило к, коры. При средн ей для ручной подачи в небольших установ объем п отребл ения би отопли ва во влажности около 30 % их энергетическая ках. Следуе т помнить пр и этом, что многих странах Европы растет быстры- ценность примерно одинакова около брикеты не только более эффективное ми темпами. топливо, чем уголь или дрова, но и более 2400 ккал/плотный м.
Как видно из таблицы 3, себестои- экологичное и эстетичное, и кроме того, мость тепловой энергии во многом неприхотливо в хранении и требует для Сфера применения и возможности зависит от КПД источника тепла. Мы этого намного меньших площадей.
производства прессованного биотоп использовали свои данные по величине Как уже подчеркивалось ранее, гранулы и лива КПД для тех или иных котлов. Обычно брикеты сухое топливо, влажностью менее производители ставят показатель КПД 12 %. По этому с уществ ует нес колько Для начала предлагаем вашему внима на поря док выш е реаль ного КП Д вариантов производства прессованного нию требования по качеству для пеллет и установки (здесь необходимо различать биотоплива. Где можно организовать его брикетов. В таблице 4 приведены понятия КПД горения и КПД установ- производство, и какие условия необходимо основные показатели в соответствии со ки!). Часто проектные организации и обеспечить? Самое ценное сырье для шведским стандартом SS.
потребители не доверяют реальным производства прессованного биотоплива Можно выделить несколько сфер цифрам, но для того, чтобы убедиться в опилки и стружка влажностью до 15%, такое применения гранул и брикетов.
их объективности достаточно устано- сырье остается на деревообрабатывающих Гранулы первого класса используются вить теплосчетчик на выходе теплосети пре дпр ият иях, так их как зав оды по в первую очередь в небольших и средних из котельной и сравнить то количество производству фанеры, мебельные фабрики котлах, печах и каминах (до 1 МВт).
топлива, которое вы сожгли за отопи- и т.д. Поскольку объем отходов невелик, то Причем для использования гранул тельный сезон, и то количество тепла, на этих предприятиях возможна организа подходят как специализированные которое произвела котельная. Причем ция маломощных участков по произво котлы, так и жидкотопливные котлы, практика показывает, что высокий КПД дству брикетов или пеллет без сушилок.
оснащенные специализированным достигается только на автоматизиро- Во всех остальных случаях без сушилки сжигателем для гранул (сжигатель для ванных котельных с минимальным не обойтись. И поэтому сушилка становит гранул может использоваться вместо влиянием человеческого фактора. ся очень важным звеном в производстве исчерпавшей свой ресурс жидкотоплив Таблица 3 приведена еще и для того, пеллет (брикетов). Очень важно четко ной форсунки/горелки или устанавли чтобы показать, какие возможности подобрать мощность сжигателя и произво ваться на новый котел - см. пункт 10). В использования биотоплива существуют дит ель нос ть с уши ки. Эт о еди ный Европе системы отопления на гранулах у предприятий-производителей комплекс, и ошибка в подборе того или становятся все более популярными в ле со пи ль но й пр од ук ци и. Ка жд ое другого резко снижает КПД этого звена, частном секторе, количество таких пре дпр ият ие отр асл и име ет сво й может не обеспечить качество сушки или систем растет в геометрической источник тепла, зачастую работающий будет приводить к частым остановкам прогрессии.
на дорогом жидком топливе, и при этом комплекса, а значит, и серьезно влиять на Промышленные гранулы используются еще приходится решать проблему КПД всего производства, снижение в более мощных установках (свыше Таблица 4. Физические свойства прессованного биотоплива.
Плотность Плотность Продукция Диаметр Теплотворная способность Влажность Содержание золы насыпом Гранулы 1 класса 4,5 - 4,7 кВт/кг < 12% 1,5 % > 500 кг/м 1,5 % частиц < 3 мм max 25 мм 4,9 - 5,1 кВт/кг < 0,7 % Гранулы промышл. 6 - 12 мм < 10% < 0,8 % --ФФ- > 600 кг/м --- -- > 70 мм 4,5 - 4,8 кВт/кг Гранулы топливные < 12% 0,2 % Примечание: При производстве промышленных гранул допускается незначительное количество коры. Эти гранулы используются в больших или средних тепловых установках. При производстве гранул первого класса исключается применение связующих веществ, а также коры.
Брикеты могут быть двух видов: цилиндрические или прямоугольные (прямоугольные брикеты обычно имеют размеры 150x70x90 мм).
Форма брикетов зависит от технологии их производства. Свойства брикетов не зависят от их формы.
мощности производст ва, но, самое лучше? Однозначного ответа нет. У всех Этому способствуют законы этих стран по главное не позволит производить есть свои сильные и слабые стороны. мотивац ии к испо льзован ию зеле ной качественную продукцию. Здесь многое зависит от того, из какой энергии. Налоги на ископаемые виды Большую фабрику по производству древесины производить гранулы, какой топлива сделали пеллеты более дешевым пеллет (от 20000 до 60000 т/год) в плотности эта древесина, смесь это или топливом при том же привычном для условиях отсутствия рынка биотоплива однородная древес ина. Здесь также ев ро пе йц а у ро вн е а вт ом ат из ац ии и во зм ож но по ст ро ит ь то ль ко пр и большую роль играет кондиционер и надежности.
крупных лесопилках или деревоперера- при нци п его раб оты по соз дан ию На российском рынке несколько иная батывающих заводах, где остаются гомогенной массы перед гранулировани- ситуация. Отсутствуют налоги на ископае большие объемы отходов различной ем. Но какую бы фирму-производителя мые виды топлива, и, сравнивая дизельное влажности. Поэтому и требования к вы не выбрали (цены, кстати, примерно топливо и пеллеты по цене и калорийности комплексу сжигатель+сушилка должны одинаковы), очень важно адаптировать (1 т дизельного топлива = 2 т пеллет по быть строгие: возможность работы в сист ему гран улир ован ия к сист еме калорийности при цене 7500 руб/т для автоматическом режиме с постоянным сушки и системе охлаждения гранул. первого и 2800 руб/т для второго). КПД контрол ем влажнос ти сырья после Нужна единая система с высоким КПД и ко тл ов пр им ер но од ин ак ов. Од на ко сушилки. И еще раз обратим внимание большой степенью надежности, способ- сто имо сть жид кот опл ивн ого кот ла с на то, что при любом подобном произво- ная произвести пеллеты, которые купят в горелкой примерно в 2 раза ниже, чем дству основную проблему для предпри- Европе! Есть свои покупатели для разных котла на пеллетах такого же качества.
ятий составляет кора, точнее необхо- гранул, но для любого потребителя Поэто му осн овной сегме нт рын ка на димость ее эффективной утилизации. наиболее важны 3 показателя: состав, ближайшие 2-3 года Европа, а это значит, Убить двух зайцев поможет сжига- прочность, важность. Покупатель готов что российских производителей пеллет тель на коре это одновременная платить за гранулы, а не за опилки, в ожидает серьезная конкуренция. Занять утилизация отходов и получение с их которые превращаются при транспорти- свою нишу на рынке в условиях высокой помощью тепловой (а возможно и ров ке низ кок аче ств енн ые гра нул ы. конкуренции можно только с продукцией электрической) энергии для собствен- Поэтому прочность их, как и влажность высокого качества и гарантированными ных нужд для отопления сушильных очень важный показатель при оценке поставками в течение всего года. Для этого камер, сушилки для опилок при качества гранул. Что еще, кроме необходимо сделать правильный выбор пр ои зв од ст ве гр ан ул, о то пл ен ие оптимально подобранного оборудования тщ ат ел ьн о п од би ра ть об ор уд ов ан ие, помещений и т.д. Итак, подбор для гранулирования, влияет на про- адаптировать его в единую систему, сводя сжигателя необходимой мощности и чност ь гран ул? Оч ень ва жен зд есь к минимуму чувствительность отдельных сушилки нужной производительности заключительный этап охлаждение и звеньев этой системы и воспользоваться одно из основных звеньев в работе упаковка. Из гранулятора, после форой, которая пока еще есть.
фабрики по производству гранул или перетирания в пыль и прессования, Эта статья, можно сказать, введение в брикетов. выходят гранулы очень высокой темпе- биоэнергетику. Я надеюсь, что лесопро Не вдаваясь в детали, опишем ра ту ры. О ни до ж ны не ме дл ен но мышленники осознают, что это новое, технологическую схему производства попасть в охладитель, и он тоже должен параллельное направление бизнеса может топливных гранул. Речь пойдет только быть эффективным. Именно в противо- принести хорошие прибыли. Хорошие, если об оборуд овании произв одстве нной поточном охладителе гранулы приобре- все хорошо считать, если заранее подгото линии, мы не затрагивае м сейчас та ют пр оч но ст ь. По сл ед ни й э та п вить плацдарм к тому времени, когда воп рос инф рас тру кту ры фаб рик и, упаковка. Гранулы 1-го класса принято Россия вступит в ВТО, когда, наконец, схемы внутренней и внешней логистики расфасовывать в биг-бэги по 1 тонне и в Россия ратифицирует Киотский протокол и и т.д. Как стало понятно из написанного малые мешки, весом 16 или 25 кг. такие зеленая энергия по праву займет свое выше, в 99% случаев одним из первых пакеты пользуются наибольшим спросом место на энергетическом рынке России.
этапов при производстве прессованного на частном рынке и сто ят дороже Хочется надеяться, что пока идет создание биотоплива является этап сушки. Но остальных. отрасли биоэнергетики, будут созданы и часто еще до этого этапа сырье должно закон одате льно оформ лены рыноч ные пройти первоначальную обработку это Справка: стоимость промышленных отношения в муниципальной энергетике, а первичное грубое размельчение, чтобы пеллет в Европе в прошлом сезоне Вы сами решите, что выгоднее продавать придать сырью гомогенность и, при опилки и кору, продавать прессованное составляла 75 -100 к/т, стоимость необходимости, - очистка от посторон- топливо из древесных отходов или прода пеллет 1 класса 200-250 к/т.
них примесей камней, частиц металла, вать тепловую и электрическую энергию, грунта и т.д. После того, как сырье произведенную из биотоплива на совре Прошедший 2002 год и год текущий размельчено и просушено, оно поступа- менных, эффективных котлах или установ годы бума по замене твердотопливных ет на молотковую дробилку и грануля- ках КПТЭ. Муниципальная энергетика в котлов на котлы по сжиганию пеллет в тор. лесных краях - это огромный сегмент Европе. Котлы на жидком топливе в Теперь непосредственно о сердце энергетического рынка и большие возмож частном секторе отслужили свой ресурс фабрики - участке гранулирования. В ности для зеленой энергии.
15-20 лет и при замене котлов Европа настоящее время мировыми лидерами отдает предпочтение котлам на грану За дополнительной информацией по производству такого оборудования лах. Поэтому потребление качественных обращаться:
молотковых дробилок и грануляторов пеллет быстро растет, и уже несколько Тел. в Петрозаводске:
стали 4 компании. Это Каль (Герма- последних лет предложение не успевает (8142) 70 28 48, 74 37 ния), СПМ (США-Нидерланды), за спросом. E-mail: teco@karelia.ru Спроут-Матадор (Дания) и Бюллер Чем руководствуются потребители при WWW: (Швейцария). Принцип работы молотко- выборе в пользу котлов на гранулах?
вых дробилок у всех примерно одинаков Забота об экологии? Только во вторую и все они достаточно эффективны. очередь. Главное экономика. Тепло, Гранулятор компании Каль имеет произведенное в котельных на гранулах, плоскую матрицу, у остальных произво- дешевле, нежели тепло, произведенное дителей матрицы цилиндрические. Что на газовых или жидкотопливных котлах.