Биоэнергетика в России и мире – цифры, факты, тенденции

«Биочар» как спасение от голода и другие материалы конференции по биотопливу в Санкт-Петербурге

Один из наиболее перспективных видов возобновляемого энергетического сырья в России является биомасса.

Пока же её ресурс задействован в очень небольшой степени. Что происходит в этой отрасли в России и мире, что делается и нужно сделать для развития этого направления в нашей стране, какие технологические решения применяются и могут быть применены?

Об этом говорилось на конференции «Выработка тепловой и электрической энергии за счет биотоплива: производство биотоплива, его применение в России и мире», прошедшей 19 мая 2011 года в Санкт-Петербурге.

Организаторы конференции: Информационно-аналитическое агентство «ИНФОБИО», журнал «Международная биоэнергетика», ОАО «Ленэкспо» при поддержке НП «Национальный Биоэнергетический Союз».

Приводим некоторые ключевые цифры и факты из материалов и выступлений докладчиков.

На древесину приходится 10% всего топлива, используемого в мире.

Справка

При общем объёме потребления энергии около 15 млрд тонн условного топлива на древесину приходится 1,5 млрд т.у.т., что эквивалентно примерно 7 млрд куб.м. леса, или 70-80% всего мирового прироста древесины. Учитывая то, что эксплуатация лесных ресурсов распределена крайне неравномерно, ряд регионов подвергается катастрофическому обезлесению.

Ежегодный прирост древесины в России составляет около 700 млн. куб.м.

При переработке древесины в ходе лесозаготовок и лесопереработки, рубок ухода и другой деятельности в отходы идёт до 60%  сырья. Пока основная часть древесных отходов в России сжигается или закапывается.

Справка

При ежегодном объёме лесозаготовок в России около 150 млн куб.м. объём отходов – около 90 млн. куб.м.

Биотопливо, в отличие от минерального сырья, является возобновляемым источником энергии. Кроме того, его экологические преимущества связаны с отсутствием выбросов фосфора, серы, тяжелых металлов.

Среди разных видов биотоплива в последние годы большим вниманием пользуется древесный уголь. Возможно многофункциональное использование этого продукта – в качестве топлива, сорбента, исходного сырья для производства кристаллического кремния и материала, повышающего плодородие почв.

Об эффективности внесения древесного угля в почву заговорили несколько лет назад. Этот уголь получил наименование «биочар», применение которого уже называют новой «зеленой революцией», которая может спасти человечество от вновь надвигающегося голода. В России эксперименты с биочаром проводили ещё в середине XX века, и они доказали его эффективность, но пока наша страна остаётся в стороне от развития производства этого продукта.

Среди развитых стран в использовании биотоплива выделяется Швеция, где его доля в производстве:

• тепловой энергии - 52% (179 ТВтч);
• электроэнергии – 4,5% (132 ТВтч);
• транспортного топлива -1% (91 ТВтч).

В России, по экспертным оценкам, доля биотоплива в производстве:

• тепловой энергии - 5%,
• электроэнергии – 1%.

Торфяной  промышленности внимание докладчиков также было уделено.

В последние двадцать лет торфяная промышленность России переживала резкий спад: в 1991 году общее производство продукции из торфа составляло 1,3 млн тонн, но к 2005 г. оно сократилось до 7 тыс. тонн – почти в 200 раз.

Однако в последние пять лет обозначилась смена тенденции, и  к 2010 году общий объем продукции уже превысил 70 тыс. тонн.

В развитии торфяной отрасли инициатива на данный момент принадлежит  Кировской, Ивановской, Псковской, Владимирской областям , где торф используется, главным образом, как местный энергетический ресурс.

По теплоте сгорания торф занимает промежуточное место между дровами и углем, причем характеристики топливных продуктов переработки торфа приближаются к показателям бурого угля, и даже находятся на их уровне.

Теплота сгорания различных видов топлив

*теплота сгорания 29,3 МДж принята в качестве таковой для 1 кг условного топлива

Торфяное топливо также экологически чище угля и топочного мазута. В выбросах котельных, работающих на торфяном топливе, содержится значительно меньше диоксида серы, основной причины образования и выпадения кислотных дождей, и более чем в 10 раз меньше других вредных выбросов.

Торфяная топливная продукции может производиться в виде фрезерной крошки, кускового торфа, брикетов, пеллеты, формованного заводского топлива (гранул, «инновационных пеллет»). Вид продукции, получаемой из торфа, зависит от сырьевой базы и от требований к сжиганию топлива.

Кроме того, организация добычи и переработки торфа – легко диверсифицируемое производство. Например, направления использования торфа помимо топливно-энергетического:

• аграрное (удобрения, грунты, мелиоранты);
• строительное (теплоизоляционно-конструкционные блоки, заполнители – торфозит, керамзит);
• экологическое (сорбенты для поглощения нефтепродуктов, сорбенты для очистки воды от тяжелых металлов);
• химическое (торфяной воск, кокс).

Отдельная тема конференции – переработка бытовых отходов. Было сказано о том, что только в Санкт – Петербурге мусором завалено 400 га территории города. Между тем, он может стать ценным сырьем для многих предприятий: из отходов ПЭТ-бутылок можно изготавливать пластиковую тару, из отходов деревянной тары – топливные гранулы и брикеты. Переработка 1 тонны пластика позволяет сэкономить 750 кг нефти, а 1 тонна макулатуры заменяет около 4 куб.м. древесины.

Большой интерес представляет также использование топливных брикетов. Это спрессованный под высоким давлением растительный материал (опилки, торф, солома), который, в результате прессования, приобретает улучшенные свойства: плотность свыше 1000 кг/куб.м. и теплотворную способность, сопоставимую с каменным углем.

Развитие энергетики на возобновляемых источниках стимулируется и экономическим кризисом, о чём говорила Ольга Ракитова, кандидат экономических наук, исполнительный директор Национального Биоэнергетического Содружества (Союза), руководитель журнала «Международная Биоэнергетика» и ИАА «Инфобио».

К 2020 году в ЕС доля ВИЭ (включая биомассу) в энергетике должна достигнуть 20%. На транспорте доля использования биотоплива должна достичь 10% к 2020 году. (The Renewable Energy Road Map [COM(2006) 848]). В Великобритании к 2015-2016 гг. доля ВИЭ на ТЭС должна составить 15,4%.

В России цели более скромные. Доля электроэнергии на ВИЭ (кроме гидроэлектростанций установленной мощностью более 25 МВт) должна составить:

• в 2015 году - 2,5%;
• в 2020 году - 4,5%.

В России, тем не менее, развивается биотопливное производство. Совокупная мощность заводов по выпуску топливных гранул - более 3 млн тонн продукции в год.

В ЕС производится 8 млн тонн, притом, что потребляется 12 млн тонн, что увеличивает интерес Европы к России как источнику сырья.

По данным, которые приводит Ольга Сергеевна, в лесном секторе России общая масса отходов оценивается в 20-30 млн тонн в год с энергосодержанием 15-20 млн т.у.т., в деревообработке – соответственно 32,5 млн тонн с энергосодержанием 16 млн т.у.т.

Ежегодный прирост древесины на корню составляет 920-950 млн. куб. м., из которых потребляется 186 млн .куб. м., то есть дополнительный резерв можно оценить в 730 млн. куб. м.

При их переработке можно было бы получить более 250 млн. тонн биотоплива в виде гранул, брикетов, щепы. Энергосодержание 1 кг топливных гранул соответствует 0,5 л жидкого дизельного топлива. В идеале, при ежегодном использовании всего прироста древесины можно было бы заменить более 100 млн тонн нефтяного топлива биотопливом. Общая масса отходов агропромышленного комплекса составляет порядка 640 млн тонн в год с энергосодержанием 80 млн т.у.т. Только в Южном федеральном округе РФ ежегодно образуется 25 млн тонн соломы, из которых используется не более 10 млн тонн. Оставшаяся часть «запахивается» в землю, а из этого количества можно было бы получить не менее 12 млн. тонн топливных гранул или другого биотоплива.

На данный момент биотопливо рассматривается докладчиком, прежде всего, в качестве потенциального экспортного товара - сейчас на рынке ЕС доминируют США и Канада, производящие 3-4 млн тонн древесных гранул, но у России достаточный сырьевой потенциал, чтобы занять их место.

Справка

Вместе с тем, нельзя не сказать, что энергообеспеченность России в 2-3 раза ниже по сравнению с Канадой и США, что блокирует наше экономическое развитие. Довольно часто развитие производства ВИЭ в России рассматривается как способ увеличения нашего экспортного потенциала.

Между тем, если ориентироваться на развитие, а не закрепление в роли «сырьевого придатка», наращивание производства энергоносителей необходимо, прежде всего, для внутренних потребностей страны.

Отдельно – о том, как развивают биотопливную отрасль в разных странах и регионах мира.

В США работает самый крупный завод в мире по производству гранул, мощностью 750 тысяч тонн гранул в год, сейчас запускается второй такой же завод и строится завод мощностью 1 млн тонн.

В России также построен, но пока не запущен, завод мощностью 900 000 тонн топливных гранул в год в Ленинградской области.

В США действуют правительственные программы поддержки роста интенсивности лесного хозяйства. Лесничие штатов помогают частным владельцам в вопросах многостороннего использования леса, используются прямые субсидии на развитие биоэнергетики.

Уровень субсидий на переработку неделовой древесины в США таков, что фактическая себестоимость производства топливных гранул на Восточном побережье страны (например, в Северной Каролине) составляет всего 3 доллара против 40-50 долларов в России.

Европейский Союз также выделяет огромные средства в виде долгосрочных льготных кредитов на реализацию проектов, строительство электростанций и ТЭЦ на биотопливе - особенно в странах Восточной Европы. Евросоюзу это необходимо для выполнения принятых им на себя обязательств по уровню использования биомассы в энергетике (The Renewable Energy Road Map [COM(2006) 848]).

Китай приступил к реализации масштабной программы развития биотопливной промышленности, предполагающей использование государственных и частных средств. До 2020 года Китай планирует выйти на объём производства 50 млн тонн гранул в год. Кроме того, ежегодно там должно строиться 20-30 новых электростанций на биотопливе мощностью по 25 МВт. В Китае ориентируются на энергетическую древесину (специальные быстрорастущие посадки деревьев), которая должна обеспечить 350 млн тонн древесного биотоплива ежегодно.

В России же биотопливная промышленность пока развивается без поддержки государства, благодаря европейской конъюнктуре рынка.

Подготовил Кирилл Дегтярёв