Декарбонизация бумажного производства в Европе: технологии и методы

Существует много проблем, с которыми сталкивается бумажная промышленность Европейского Союза, когда работает над выполнением своих обязательств по сокращению выбросов. Достижение так называемого «чистого» нуля выбросов к 2050 году является не просто целью или амбицией: теперь для производителей ЕС это закон, который также предусматривает сокращение выбросов на 55% к 2030 году.

Бумажной промышленности как пятой по энергоёмкости отрасли в Европе предстоит большая работа. Промышленность имеет впечатляющий послужной список в области сокращения выбросов — 29% с 2005 года, поэтому ей, по существу, необходимо сделать то же самое снова в течение следующих девяти лет. Задача, конечно же, не из легких.

Это потребует значительных изменений в существующим порядке: так, промышленности предстоит перейти к использованию более эффективных технологий, которые позволят радикально снизить количество выбросов. Второй, не менее важный вопрос заключается в том, насколько быстро может трансформироваться отрасль, чтобы к установленным законом срокам успеть достичь того самого заветного нуля. 

Около 70% энергии, используемой в производстве бумаги, приходится на стадию сушки. Именно здесь, считают эксперты отрасли, и стоит внедрять новые технологии.

Электрификация ЦБП: а будет ли выхлоп? 

Согласно статье, опубликованной в конце 2020 года доктором Сильвией Маддеду из Потсдамского института изучения климатических изменений, бумажную промышленность возможно почти полностью электрифицировать (приблизительно на 96%) с помощью существующих технологий.

Многие предприятия Европы уже используют электрические котлы в качестве резервного оборудования. Они достаточно дешевы, просты в использовании, но дороги при работе на полную мощность, так как электричество часто в несколько раз дороже газа. Одна из проблем с электричеством заключается в том, что оно часто сталкивается с втрое большим количеством налогов и сборов на единицу энергии, чем газ,  — пережиток времен, когда энергетическая сеть Европы была «грязной» и питалась углем. Но по мере того, как сеть становится всё более «зелёной», всё сильнее звучат призывы перенести бремя налогов с чистой электроэнергии на загрязняющий атмосферу газ.

Эксперты считают, что, если промышленность действительно серьёзно относится к электрификации и декарбонизации, пересмотр Директивы ЕС по налогообложению энергии в конце 2021 года будет хорошим поводом, чтобы добавить ещё один голос к «хору», призывающему к пересмотру налогового обложения. Главная загвоздка заключается в том, что налогообложение — это всё-таки национальный вопрос, поэтому ЕС не может спровоцировать этот сдвиг сразу для всех своих участников.

Сжигание биомассы и декарбонизация ЦБП: взаимоотношения на грани

Использование биомассы в качестве источника энергии в европейской бумажной промышленности выросло на 50% за последние 30 лет, и в настоящее время она составляет 60% первичной энергии, используемой в промышленности. Для этого есть две причины: 

1. биомасса в виде древесных отходов является легкодоступным местным источником энергии для многих производителей бумаги; 
2. сжигание биомассы, как правило, освобождает компании от EU ETS.

Европейская система торговли квотами на выбросы парниковых газов (EU ETS) является одним из основных инструментов Евросоюза в борьбе с климатическими изменениями. Ограничения включают в себя годовой уровень выбросов CO2, установленный для европейских компаний. Те компании, которые смогли удачно сократить годовые выбросы CO2, могут продавать выданные им квоты другим предприятиям.

Пока целлюлозно-бумажная промышленность ЕС ограничивается отходами, которые не имеют других возможных применений, в среднесрочной перспективе всё должно быть хорошо. Однако в долгосрочной перспективе существует большая неопределённость, поскольку биомасса в настоящее время классифицируется как «переходное решение». Её сжигание может нанести больше вреда, чем сжигание газа, и заявления о климатической нейтральности биомассы основаны на нескольких десятилетиях поглощения углерода растущими деревьями.

Путешествие к центру Земли в поисках энергии

Ещё один действительно необычный вариант получения энергии для ЦБП — использование геотермальной энергии, т. е. тепловой энергии недр Земли. Такая энергия может обеспечить всё необходимое заводу тепло 24 часа в сутки и семь дней в неделю без каких-либо вредных выбросов и больших финансовых затрат. 

Сложность же заключается в том, что на разработку такого источника может уйти несколько лет, да и доступно столь неординарное решение далеко не везде и влечёт за собой значительные первоначальные затраты.

Но стоит отметить, что аналогичный проект в настоящее время уже реализуется в Нидерландах: он носит говорящее название «Долина тепла» и предусматривает погружение в недра Земли к геотермальному источнику, расположенному на глубине в 6000 метров, для обеспечения теплом не только бумажного завода, но и 15 000 домов в регионе через специально организованную централизованную тепловую сеть.

Шумиха вокруг теплового насоса

Наиболее перспективным решением для обезуглероживания бумажной промышленности Европы может стать скромный тепловой насос, использующий в качестве источника энергии тепло земных недр, воздушную или водяную массы. Бумажная промышленность не нуждается в очень высоких температурах (по сравнению, например, со производством стали или керамики). 

Коммерческие испытания тепловых насосов, работающих при температуре 160 градусов, продолжаются, и уже готовы проекты тепловых насосов, работающих при температуре 200 градусов — более чем достаточно для производства бумаги.

Декарбонизация ЦБП: меньше слов, больше действий

Есть и другие способы обезуглероживания целлюлозно-бумажной промышленности, которые кажутся европейским компаниям менее перспективными. Технологии CCS (улавливание и хранение углерода) и «зелёный» водород обещали обеспечить необходимое сокращение выбросов углерода с минимальными нарушениями, однако на деле в этих сферах значительных сдвигов в положительном направлении пока не произошло. 

Так, несмотря на рекордную поддержку угольной промышленности в Европе, технологии CCS так и не смогли воплотить в жизнь идеи использования «чистого» угля. При использовании его в ЦБП он показал себя не очень эффективным и, что самое неприятное, излишне дорогим. Хотя от идеи его применения отказываться окончательно в Европе пока не намерены. 

«Зелёный» водород получил большое внимание за его потенциал в декарбонизации тяжёлой промышленности. Если он и окажется спасителем данного сегмента, то именно он и будет играть большую роль в установлении цены. Представители ЦБП явно не захотят вступать в ценовую войну с другими тяжёлыми отраслями промышленности, которые будут полностью зависеть от этого газа для достижения необходимого уровня декарбонизации. 

Существует множество различных исследований о том, как и из чего будут складываться затраты на водород в будущем, но ни одно независимое исследование не даёт уверенности в том, что «зелёный» водород станет недорогим и повсеместно востребованным энергоносителем в ближайшие десятилетия.

Эксперты считают, что обезуглероживание бумажной промышленности не будет достигнуто в одночасье, однако для того и нужны новые технологии и беспрерывные поиски новых, зачастую неординарных, решений. Но самый большой вопрос заключается в том, будут ли люди, стоящие во главе отрасли, действовать соответственно складывающейся в Европе и в мире ситуации.