Свяжитесь с нами

+7 (495) 989-43-69


(многоканальный)

e-mail: arz-p@arzpuck.ru

8-926-917-76-62
8-926-917-76-69

+7 (499) 123-54-44,
+7 (499) 124-56-63,
+7 (499) 797-49-76,
+7 (499) 127-67-40,
+7 (499) 127-18-78,
+7 (499) 755-71-13.

Производство энергии на базе древесины

Правительства стран-членов ЕС проявляют все больший интерес к поощрению использования альтернативных возобновляемых источников энергии в целях обеспечения устойчивого развития и энергетической безопасности. На региональном и национальном уровнях, а также на уровне ЕС были установлены целевые показатели производства энергии на базе биомассы. Разработана политика развития производства энергии на базе биомассы. В настоящее время во всех странах ЕЭК ООН осуществляются крупные капиталовложения в исследования и технические разработки, связанные с использованием альтернативных источников энергии. Появляются все новые и новые альтернативные технологии производства энергии, в том числе технологии производства энергии на базе биомассы для малых, средних и крупных установок.

На политическом уровне ведется оживленная дискуссия о том, каким образом лучше всего прийти к установленным в странах ЕС целевым показателям производства энергии на базе биомассы, не нарушив функционирования рынка. Задача состоит в достижении компромисса между конкурирующими участниками — потребителями энергии, владельцами лесов, которые приветствуют появление высокого спроса на древесину в этой новой области, и отраслями, для которых древесина служит сырьем.

Некоторые отрасли промышленности, особенно ЦБП и сектор листовых древесных материалов, отмечают, что в результате конкуренции со стороны потребителей энергии предложение их основного сырья снизилось, а цены на него поднялись. В мае 2006 г. эти аспекты обсуждались и Европейской лесной комиссией, которая рассмотрела вопрос о том, каким образом устойчивое лесопользование могло бы способствовать решению стоящих перед обществом проблем, в частности, глобального потепления и растущей необходимости в альтернативных источниках энергии. Были предприняты попытки найти способы укрепления сотрудничества между энергетическим и лесным секторами. По мнению Комиссии, повышение спроса на энергию и цен на древесные виды топлива характеризуется следующими моментами:

  • повышение цен на древесные виды топлива и увеличение объема их производства во многих районах будут способствовать укреплению экономической жизнеспособности лесного хозяйства;
  • проводимый в настоящее время мониторинг изменений в этой области не дает полной и достоверной информации;
  • учреждениям лесного сектора следует взять на себя инициативу по пропаганде целесообразности производства энергии на базе древесины, например, путем использования древесных видов топлива в своих зданиях;
  • целевые показатели производства энергии на базе биомассы в некоторых странах уже разрабатываются при консультациях с директивными органами лесного сектора, в результате чего в планы и показатели развития лесной промышленности вносятся соответствующие изменения;
  • лесохозяйственная политика должна последовательно и эффективно обеспечивать удовлетворение растущих потребностей общественности в информации, в том числе о древесине как источнике энергии, устойчивости источников энергии и экологически безопасных отопительных системах;
  • быстрый рост потребления древесного топлива не должен выходить за пределы устойчивости; ....
  • в Южной Европе спрос на энергию на базе древесины может стать стимулом для чистки лесов от подлеска и заготовки других лесных горючих материалов, способствуя тем самым снижению опасности лесных пожаров;
  • вопрос конкуренции за древесину между сектором лесных товаров и энергетическим сектором требует дополнительного обсуждения.

Перед лицом усиления конкуренции за древесину со стороны потребителей энергии руководители отрасли по обеим сторонам Атлантического океана заявили, что для реализации полного потенциала лесов, в том числе для использования лесной биомассы в целях производства лесоматериалов, энергии и биохимикатов, необходимо обеспечить сбалансированность и стабильность поставок древесины. Они также отметили, что предприятия лес ной промышленности сами являются крупными потребителями энергии на базе биомассы, за счет которой они удовлетворяют внутренние потребности в тепловой энергии в рамках целлюлозно-бумажного производства, при сушке пиломатериалов, шпона и щепы и при прессовании плит и листовых материалов.

Промышленность получает энергию из остатков лесоматериалов, которые не могут быть использованы в производственном процессе, и рас ширяет продажи тепла и электроэнергии местному населению или электроэнергетическим системам. Кроме того, принятые недавно программы, предусматривающие предоставление субсидий энергетическим предприятиям, которые производят энергию на базе древесины, представляют собой угрозу для давней репутации отрасли как лидера в области развития биоэнергетики. Они считают конкуренцию между компаниями, получающими субсидии из государственного бюджета, и предприятиями, использующими такое сырье для производства комбинированных плит и целлюлозы, а также для получения энергии для внутренних целей, нечестной.

Многие предприятия традиционных отраслей лесной промышленности и самого лесного хозяйства также пользуются субсидиями и налоговыми стимулами из различных источников. В некоторых европейских странах налоги на выбросы углерода или аналогичные инструменты благоприятствуют использованию возобновляемых источников энергии вместо невозобновляемых. Американская ассоциация лесной и бумажной промышленности в 2005 г. опубликовала доклад, в котором отмечалось, что в четырех из семи обследованных штатов (Южной Каролине, Флориде, Джорджии и штате Мэн) производство энергии на базе балансовой древесины является столь же конкурентоспособным или почти столь же конкурентоспособным, как и производство энергии на базе угля.

Вскоре оно станет конкурентоспособным еще в двух штатах (Техасе и Висконсине) при субсидиях, составляющих всего 0,9-1,3 цента/кВтч. В докладе делается вывод, что в целях избежания ущерба существующим отраслям промышленности субсидии должны использоваться весьма осторожно — либо в форме государственного финансирования инвестиций в производственные мощности, либо в качестве прямых субсидий на единицу производимой энергии.

В целях поощрения использования возобновляемых источников энергии в США все шире и активнее применяются экономические и налоговые стимулы. Например, на федеральном уровне в настоящее время предпринимаются усилия в целях расширения сферы действия существующей налоговой скидки для энергии на базе биомассы в размере 0,9 цента/кВт-ч и ее распространения на биомассу, источником которой является лес. В настоящее время субсидии выделяются лишь в отношении замкнутых систем производства энергии на базе биомассы (то есть чисто энергетических плантаций). Этот вопрос усложняется тем, что субсидии, вероятно, будут необходимы для поддержки незамкнутых систем, например, для осуществления предложений об использовании в производстве энергии лесоматериалов, заготавливаемых при рубках ухода в западной части США, где такого рода рубки необходимы в целях снижения опасности лесных пожаров.

Ассоциации некоторых отраслей промышленности, особенно сектора листовых древесных материалов и ЦБП, продолжают утверждать, что в отношении древесного сырья должен применяться принцип «каскада», в соответствии с которым древесина используется (благодаря ее структурным качествам) прежде всего для производства новой продукции.

Согласно другой точке зрения, весьма желательно сохранение открытой ценовой конкуренции между секторами-потребителями древесины (то есть сектором энергетики и традиционными потребителями древесины) с коррективами для учета общих приоритетов общества (обеспечения возобновляемости источников энергии и безопасности энергоснабжения).

Особая роль принадлежит научным исследованиям и разработкам в области производства энергии на базе древесины. Одним из основных лозунгов концепции развития ЕС до 2030 г. является «Биотопливо — двигатель развития Европы». Снижение зависимости от нефти и газа путем производства биотоплива станет одним из неотъемлемых элементов стратегии развития лесного сектора и значительно расширит возможности для предпринимательской деятельности. В ходе исследований основное внимание уделяется прямому преобразованию биомассы в биотопливо (например, в этанол), при этом сырьем служат отходы деревообрабатывающего производства и древесина, заготавливаемая в лесах и на плантациях.

Предусматривается, что операции по сортировке и рекуперации сырья в рамках производства новых изделий с более высокой добавленной стоимостью будут также являться источниками волокна и исходного материала. Биотопливо можно также производить на биохимических комплексах из уже изолированных фракций древесины (в частности, из лигнина). Общую эффективность производства биотоплива на базе лесной биомассы можно повысить путем его интеграции в уже существующие промышленные процессы. Например, для российских ЦБК производство пеллет представляется весьма перспективным, однако оно требует серьезного научного сопровождения.

Биотопливо нового поколения. Гранулированное древесное топливо — пеллеты или энергогранулы, характеризуются энергосодержанием на единицу объема или массы в 3-5 раз больше, чем у древесной щепы. Так, для производства 1 ГВЧ энергии необходимо 385 м3 пеллет или 1200-1800 м3 щепы. Размещение новых крупных предприятий по производству энергии на базе древесины определяется транспортными издержками. Опыт Нидерландов и Швеции свидетельствует о предпочтительности прибрежных районов.

Производство и использование пеллет непрерывно расширяется и базируется на ряде научных принципов, обеспечивающих при совместном использовании очень высокую эффективность (КПД до 95-97%).

Влажность. В отличие от исходной древесины, имеющей благодаря природной капиллярно-пористой структуре влажность 30-50%, пеллеты имеют влажность 6-8%.

Двухстадийное сжигание. Сжигание пеллет осуществляется в две стадии: газификация в условиях контролируемого недостатка кислорода (лямда-датчики) и вихревое сжигание газообразных продуктов в смеси со вторичным воздухом.

Возможность охлаждения отходящих газов. Отсутствие в древесине серы (обусловливающей при сжигании большинства других видов топлива образование сернокислотного тумана) позволяет вести глубокое охлаждение отходящих газов (ниже точки росы) до 30-50 "С.

Экономическая эффективность различных направлений переработки 1 т древесины:

  • глубокая механическая переработка древесины дает продукции на 1044 евро;
  • глубокая химическая переработка древесины в бумагу, картон и композиты на их основе дает продукции на 993 евро;
  • использование древесины в качестве биотоплива обеспечивают производство продукции намного меньшей стоимости (до последнего времени приводилась цифра 118 евро, но на конференции в Барселоне в марте 2007 г. приводилась цифра около 200 евро; цены на биотопливо продолжают расти (в Обзоре 2006-2007 гг. приводится цена на пеллеты 200-250 евро/т).
  • Инвестиции, необходимые для создания новых производств:
  • строительство современного ЦБК (оптимальной мощности) требует около 1 млрд дол ларов;
  • современное предприятие по глубокой механической переработке древесины требует инвестиций 50-100 млн. долларов;
  • линия по производству энергопеллет требует капиталовложений в 1-5 млн долларов.

Научные исследования и лесной сектор. Проблемы охраны окружающей среды и научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) находятся в центре внимания Европейской комиссии, цель которой состоит в построении в будущем в партнерстве со странами-членами ЕС устойчивой и конкурентоспособной Европы в соответствии с Лиссабонской повесткой дня (2000 г.) и Стратегией экономического развития и обеспечения занятости (2005 г.). Европейская комиссия надеется, что промышленность окажет поддержку в деле достижения этой цели и внесет свой вклад в реализацию инициативы «Более эффективное регулирование», направленной на упрощение законодательства и улучшение оценки его воздействия на предприятия. Европейская комиссия начала проводить новую промышленную политику в целях создания более благоприятных условий для отраслей обрабатывающей промышленности, и в конце 2005 г. создала рабочую группу по конкурентоспособности, энергетике и окружающей среде, в работе которой активно участвуют Европейская Конфедерация Производителей Бумаги (СЕПИ) и европейская целлюлозно-бумажная промышленность.

15 февраля 2005 г. европейский лесной сектор в рамках своей инициативы «Технологическая платформа» официально принял программный документ «Концепция развития до 2030 г.», цель которого состоит в стимулировании непрерывного процесса устойчивого развития и инновационной деятельности для обеспечения роста в секторе в ближайшие 25 лет. Лесная «Технологическая платформа» (технологическая платформа развития лесного сектора) явилась смелым шагом вперед и впервые объединила усилия всех основных заинтересованных сторон в Европе в целях разработки концепции будущего развития.

В рамках «Повестки дня на 2020 г.» {Agenda 2020) в США и Канаде рассматривается целесообразность коренной комплексной реконструкции существующих ЦБК (в США 120 целлюлозных заводов) с их трансформацией в лесопромышленные Комплексы (ЛПК) на базе разделения гемицеллюлоз, целлюлозы и лигнина и их квалифицированной переработки.

  • Лесная технологическая платформа ЕС одним из основных направлений развития лесного комплекса рассматривает биорефайнинг, где основными направлениями являются производство:
  • товарной целлюлозы, бумаги, картона, целлюлозных композитов;
  • биотоплива — этанола и дизельного топлива (через синтез-газ), пеллет;
  • мономеров и полимеров на основе продуктов переработки древесины (например, итаконовой кислоты и угольных волокон из осажденного лигнина).

По аналогии с «нефтехимическим синтезом» можно говорить о «лесохимическом синтезе» с использованием всех достижений нефтехимии и лесохимии. Теплотворная способность различных видов топлива при биорефайнинге достаточна высока и составляет для биомассы 15 ГДж/т, для лигнина — 26,9 ГДж/т (у нефти — 43,5 ГДж/т).

С точки зрения политики проведение исследований по новым направлениям потребует либо новых инвестиций в НИОКР, либо значительной переориентации текущих исследований, либо того и другого. В прошлые годы уже отмечалось, что, с одной стороны, существует необходимость в новых инвестициях в научно-исследовательскую деятельность, а с другой стороны, наблюдалось значительное свертывание масштабов исследований в области использования древесины, проводимых правительственными лабораториями, промышленностью и рядом университетов.

Положительным моментом 2005-2007 гг. в Европе и Северной Америке является резкое увеличение объема государственного финансирования НИОКР путем предоставления конкурсных грантов в ряде ключевых областей, связанных, в частности, с производством биотоплива и развитием биохимической промышленности.

И чтобы различные заинтересованные стороны под руководством промышленности могли определить приоритеты в области научных исследований и разработок (НИОКР) для широкого круга отраслей, ЕС разработал Европейские технологические платформы. Проект Технологическая платформа развития европейского лесного сектора осуществляется в сотрудничестве с Европейской конфедерацией деревообрабатывающей промышленности, Конфедерацией европейских лесовладельцев и Европейской конфедерацией бумажной промышленности. Он пользуется поддержкой широкого круга заинтересованных сторон и направлен на разработку и осуществление плана действий сектора в области НИОКР.

В январе 2005 г. группа ведущих ассоциаций лесного сектора в сотрудничестве с компаниями, университетами, научно-исследовательскими учреждениями, ассоциациями, национальными группами поддержки и экспертами, а также органами Европейской комиссии утвердила Концепцию развития сектора до 2030 г.: «Конкурентоспособная и основанная на знаниях отрасль промышленности, способствующая расширению использования возобновляемых лесных ресурсов и стремящаяся внести как можно более весомый вклад в развитие общества в контексте европейской экономики, основанной на принципах охраны природы, ориентированной на потребителя и конкурентоспособной в глобальном масштабе» {European Commission. 2005. Innovative and sustainable use of forest resources — Vision 2030. European Commission, Directorate-General for Research Directorate B. Brussels, Belgium). Реализация этой концепции должна стать важным вкладом в развитие общества, в частности, благодаря разработке новых и инновационных товаров, отвечающих конкретным потребностям потребителей, устойчивому управлению лесами, уменьшению воздействия на окружающую среду, борьбе с изменением климата и его последствиями, снижению зависимости Европы от нефти, участию в реализации европейской стратегии в области экономического развития и создания рабочих мест, а также поддержанию уровня занятости (особенно в сельских районах).