Антикризисные решения: потенциал переработки древесной биомассы в Украине

 1 714
Среди источников возобновляемой энергии в мире биомасса занимает ведущее место. Использование древесной биомассы для получения энергии является традиционным для человечества на протяжении миллионов лет. Биомасса заменяет 1250 млн. т условного топлива ежегодно, что составляет 15% всемирного потребления первичных энергоресурсов и является четвертым по значимости видом топлива.

Древесная биоэнергия определяется как «энергия из древесной биомассы или торфа», получаемая в результате цепочки природного цикла, где под воздействием солнечной энергии на биологическое вещество происходит производство биомассы, и затем при распаде биомассы выделяется энергия.
Биоэнергетическая система считается нейтральной в отношении выбросов СО2, и распад биомассы не способствует глобальному потеплению. Это объясняется тем, что при распаде биомассы в техногенных процессах выделяется столько же парниковых газов, сколько выделилось бы при естественном распаде биомассы в природных условиях (рис. 1).


Рис. 1. Цикл регенерации биотоплива

Для определения понятия «биотоплива» можно воспользоваться определением, которое дает шведский стандарт SS 187106, издание 3: «топливо, для которого исходным материалом является биомасса или торф. Топ­ливо может подвергаться химическим процессам или переработке, а также может быть использованным ранее в других целях». Биомасса в том же стандарте определяется как «материал биологического происхождения, не прошедший химической обработки, или эта обработка была незначительной».
Биотопливо за последние несколько лет становится важным фактором решения проблем, связанных с климатом. Киотский протокол определяет почти для каждой страны необходимость снижения выбросов парниковых газов, для чего необходимо уменьшить использование ископаемых видов топлив. «Белый документ по возобновляемой энергии» комиссии Европейского Союза, опубликованный в декабре 1997 года, предписывает довести вклад возобновляемой энергии в Европейском Союзе с 6% до 12% к 2010 году. Биомасса рассматривается как сектор, который должен быть развит в наибольшей степени и в кратчайшие сроки. Ожидается, что в 2010 году он должен составить 74% общего потребления возобновляемой энергии в Европейском Союзе.


Рис. 2. Интеграция поставок древесного топлива с поставками деловой древесины

Традиционно биотопливо разделяется на пять подгрупп:

  • древесное топливо (сырье из леса, не прошедшее химической обработки);
  • торфяное топливо;
  • аграрные топлива (биотопливо сельскохозяйственного происхож­дения, например, энергетический лес, трава, солома и зерно для производства этанола);
  • биотопливо из отходов, из органического мусора;
  • щелоки — побочный продукт цел­люлозно-бумажной промышленности. Образуется при варке щепы и содержит органические соединения, которые можно сжигать, и химикалии, подлежащие восстановлению.
    Строго говоря, торф нельзя отнести к возобновляемым источникам, так как это не полностью разложившийся биологический материал, образующийся в болотах в течение сотен лет. Скорость образования торфа в природе в несколько десятков раз меньше скорости его исчерпания. Поэтому использование торфа для производства энергии не относят к «зеленой энергетике».
    Древесина также обладает относительной возобновляемостью, потому что для образования ее запаса определенного качества требуются многие десятилетия. Источником древесины является лес. Лес как природный ресурс относится к энергетическому типу ресурсов и является исчерпаемым. Лес, как природная система, может быть возобновляемым ресурсом только в том случае, если методы его управления устойчивы и экологически сбалансированы. Это означает, что условия для роста будущего поколения леса должны быть такого качества, чтобы позволить будущим экосистемам выжить.
    Для западных, северо-западных и северных областей Украины с учетом имеющихся природных ресурсов и существующих технологий в настоящее время наиболее актуальной является задача эффективного использования древесного топлива, в первую очередь низкосортной древесины, а также отходов лесозаготовок. Эти отходы для многих лесозаготовителей стали настоящей проблемой, так как их утилизация требует дополнительных расходов, отражающихся на себестоимости продукции. Однако при включении древесной щепы в технологический цикл лесозаготовок, эти затраты многократно окупаются (рис. 2).
    В процессе работ по заготовке древесины и ее дальнейшей переработке только 28% первоначального дерева становится пиломатериалом, остальное — становится отходами.
    Основными источниками биомассы в Украине являются отходы сельского хозяйства (63%), среди которых можно выделить солому злаковых культур, перегной большого рогатого скота и свиней, а также отходы дерево­обработки (17,4%), биогаз мусорников (19,6%). Использование этих источников в стране незначительно, несмотря на значительный энергетический потенциал биомассы. По оценкам экспертов TACIS, этот потенциал в нефтяном эквиваленте сопоставим с 7 млн.т, использование этого потенциала даст возможность заменить более 5–10% общего потребления энергоресурсов.
    Древесная биомасса — это отходы древесины, которые получаются в процессе ее технологической обработки, начиная от лесозаготовительных работ и до производства конечного потребительского продукта. К древесной биомассе относятся отходы деревообработки, отходы древесной зелени, отходы семени. К отходам деревообработки относятся опилки, стружка, обрезки досок, горбыль, дрова, кора. Большое количество древесных отходов образуется непосредственно на лесосеке в процессе проведения рубок главного и промежуточного пользования, и они включают в себя обломки стволов, ветви деревьев, тонкомер и др.
    Есть определение, что отходы — это продукт незавершенной технологической цепи, а потому древесные отходы надо рассматривать не как отходы, а как сырье, в том числе для получения тепловой и электрической энергии. При этом использование древесины в таком качестве целесообразно рассматривать с точки зрения экологии, экономики и решения социальных вопросов.


    Рис. 3. Пример технологии производства щепы на верхнем складе с дальнейшей транспортировкой ее автощеповозами потребителям

    В зависимости от того, где производится щепа из отходов древесины, все технологии можно классифицировать на три группы:
    1. Технологии с производством щепы у пня (на лесосеке).
    2. Технологии с производством щепы в месте примыкания к лесовозной дороге (на верхнем или нижнем складе).
    3. Технологии с производством щепы у потребителя.

    Все существующие технологии обязательно включают транспортную фазу. Транспортная фаза технологических процессов освоения биомассы из леса — важнейшая. Биомасса может транспортироваться в различной форме. Наиболее часто биомасса из леса перерабатывается в топливную щепу и в таком виде доставляется автотранспортом потребителям. Для этого используют большегрузные специальные автопоезда-щеповозы грузоподъемностью 40–60 тонн, для которых требуются дороги с твердым покрытием.
    Пример технологии производства щепы на верхнем складе с дальнейшей транспортировкой ее автощеповозами потребителям представлен на рис. 3.


    По материалам V Международной конференции «Сотрудничество для решения проблемы отходов»,
    2–3 апреля 2008 г., Харьков, Украина,
    bio-briquette.com и lesopromyshlennik.ru

    Продолжение статьи в журнале
    «ОКНА. ДВЕРИ. ВИТРАЖИ» №5/2009

  • Найдите все свои архитектурные решения через OKNA.ua: Нажмите здесь чтобы зарегистрироваться. Вы производитель и хотите наладить контакт с клиентами? Кликните сюда.
    HOPPE Серія Гамбург

    Новое и лучшее