Превращение отходов в энергию без заклинаний и фокусов

Безотходное производство… «Мечта», — скажете вы? «Реальность!» — ответят другие. Пока весь мир борется за экологию и переработку невостребованных остатков, российские лесопромышленники «утопают» в растущих горах коры, горбыля и низкосортной древесины. Вновь и вновь эксперты повторяют, что пора перестать воспринимать отходы лесопиления как ненужный мусор.

Ведь циркулярные принципы позволяют не только снизить затраты конкретного предприятия, но и улучшить экологическую устойчивость всей отрасли, а в некоторых случаях даже создать новые бизнес-возможности.

О, сколько форумов провели спикеры по теме биотоплива, опилок, пеллет за последние 10 лет, порой напрасно сотрясая воздух! Почему основные обсуждения идут только вокруг столь узкой темы, недоумевают некоторые специалисты. Тем более что есть альтернатива, к сожалению, пока недооценённая, сетует руководитель обособленного подразделения ООО «Полибиотехник» Евгений Панов.

Не только о гранулах

Ещё несколько лет назад востребованное европейцами пеллетное топливо успешно решало вопросы отходов лесопромышленников, в 2020 году лет объёмы производства гранул доходили до 3 млн тонн в год. Генеральный директор ООО «Каблиц Энерджи РУ» Андрей Шурыгин отмечает, что средние и крупные лесопильные и плитные предприятия решали проблему своих отходов практически на 100%, до тех пор пока не возникли трудности со сбытом древесных гранул.

Когда за границей процветала «зелёная повестка», росло и благосостояние наших соотечественников. 2022 год изменил рынки сбыта, а также ёмкость потребления. Внутри страны такое количество древесного топлива не было актуально, да и, положа руку на сердце, скажем, не востребовано оно и сейчас.

Несмотря на все попытки стимулировать этот сегмент, пока раскачать его никому не удалось. Перспективы, связанные с экспортом в Китай, как говорится, вилами по воде писаны, а проблему необходимо решать здесь и сейчас.

Власти серьёзно взялись за контроль незаконного складирования отходов производства, нарушающего требования экологической безопасности и наносящего ущерб окружающей среде. Далеко ходить не надо, достаточно почитать последние новости по теме и оценить масштабы бедствия.

Так, год назад за свалку из горбыля, опилок, коры и других отходов лесопиления площадью более 22 тыс. м2 предприятие в Красноярском крае оштрафовали на 60 млн рублей. В этом году при выгрузке отходов вне оборудованной площадки с поличным поймали предпринимателей из Югры, Хабаровского края и других регионов.

Весной этого года в Совете Федерации в очередной раз подняли вопрос утилизации низкотоварной древесины, отходов лесопиления и лесопереработки. Член Комитета Совета Федерации по аграрно-продовольственной политике и природопользованию Сергей Аноприенко акцентировал внимание на серьёзности проблемы и в качестве доводов привёл впечатляющие цифры. Так, по некоторым оценкам, на 1 м3 перерабатываемой древесины образуется до 0,7 м3 отходов, из них до 0,5 м3 непосредственно опилок.

При ежегодном объёме заготовки около 200 млн м3 древесины невостребованным останется приблизительно 140 млн м3. Как правило, переработчики складируют или просто сжигают то, что уже не может принести прибыль. Сенатор назвал сразу несколько вариантов введения отходов деревообработки в хозяйственный оборот. И производство древесных гранул — вовсе не первое предложение в списке.

«Производство пеллет в нашей стране получило некоторое развитие, но спрос на них в России крайне низкий», — отметил г-н Аноприенко.

Наиболее очевидным способом борьбы со столь масштабной проблемой чиновник считает прямое сжигание древесины для производства тепловой и электрической энергии.

«Практически все предприятия, имеющие отходы, задумывались об их использовании. Сейчас наше государство активнее подталкивает к этому, повышая плату и ужесточая требования к производствам, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Всё это обязывает отраслевиков применять циркулярные принципы: повторно использовать ресурсы и минимизировать остатки.

Это формирует подход „отходы в энергию”. А постоянно растущая стоимость внешних энергоресурсов для предприятий ЛПК, кроме экологической целесообразности, делает этот принцип ещё и экономически выгодным», — отмечает Андрей Шурыгин.

Уже несколько лет на отраслевых мероприятиях этот подход активно пропагандирует и Евгений Панов.

«Естественно, среди лесозаготовителей ни о какой дальнейшей утилизации речи в большинстве случаев не идёт, потому что в первую очередь это дорого. Тысячи кубометров в год нужно куда-то девать, они продолжают копиться и сейчас. Залежи отходов где-то гниют, где-то горят, и, когда уже деваться некуда, бизнесмены начинают искать решения по ликвидации этой катастрофы. Хотя в том состоянии уже вариантов не остаётся, а, задались бы этим вопросом немного раньше, могли бы сэкономить много денег», — делится он опытом.

Ответ на популярный вопрос, что же с этим делать, по его мнению, лежит на поверхности — «некондицию» нужно сжигать. К примеру, для выработки тепла, хотя только этим, как говорится, сыт не будешь. Действительно, установка водогрейных котельных на древесных отходах для организации теплоснабжения сушильных камер — стандартное решение многих лесопильных предприятий.

«Помимо тепла для обеспечения помещений, всем производствам без исключения необходима электроэнергия. Приобретать её у внешних поставщиков — дорогое удовольствие не только с позиции стоимости, но и со стороны технологического подключения, особенно в удалённых районах. Мини-ТЭЦ на древесных отходах позволяет вырабатывать как отопление, так и электричество для собственных производственных нужд и, более того, реализовывать излишки сторонним потребителям», — рассказывает о возможностях эксперт.

Что мешает?

Получение тепловой и электрической энергии из низкокачественных отходов — давно известное и используемое многими решение, и себестоимость такого продукта в разы меньше, чем если бы предприятия ЛПК закупали эти энергоресурсы, подтверждает г-н Шурыгин. Однако если тепло из опилок научились получать многие, то массовым внедрением электростанций могут похвастаться единицы.

«Сейчас в связи с закрытием большей части рынков для сбыта древесных гранул проблема вернулась, и предприятия снова пытаются пересмотреть баланс использования отходов в сторону генерации электрической энергии. И новое поколение ТЭС обладает значительной долей её конденсационной выработки, в отличие от более ранних проектов, где основным был принцип когенерации. А это всё-таки уже другая себестоимость, кроме того, текущая экономическая ситуация и, прежде всего, цена заёмных денег сдерживают подобные проекты», — делится мнением Андрей Шурыгин.

Предприятия замкнутого цикла в деревообрабатывающей промышленности — довольно частое явление, хотя в России мини-ТЭЦ строят не так много, как хотелось бы, отмечает Евгений Панов. Тем не менее в Архангельской, Вологодской, Кировской, Костромской областях, в Республике Коми и в других регионах уже можно найти примеры предприятий, где установлены ТЭЦ на древесных отходах. Безусловно, генерация — операция недешёвая, сразу предупреждает эксперт. Стоимость мини-ТЭЦ на древесных отходах варьируется и зависит от мощности, а также сырья. Однако тем, кто готов окунуться в эту сферу, эксперт поясняет преимущества, что называется, «на пальцах».

«Для наглядности возьмём условное, но приближенное к реальному предприятие, которое производит пиломатериалы в объёме 270 000 м3/год, при этом генерирует до 150 000 м3/год отходов в виде опилок, коры, щепы. Чтобы утилизировать весь этот объём биотопливного сырья, можно использовать мини-ТЭЦ с двумя котлами сухого насыщенного пара по 12 МВт каждый и турбоагрегат электрической мощностью 3 МВт.

При условии работы 8400 часов/год турбоагрегат сможет выработать 25,2 тыс. МВт•ч электрической энергии и 195,4 тыс. Гкал тепловой энергии. Здесь, как и в случае с водогрейными котельными, всё так же утилизируются древесные отходы, однако вместо горячей воды заказчик получает насыщенный пар с параметрами 23 бар / 222 °С.

В первую очередь он поступает на турбоагрегат, который вырабатывает 3 МВА электрической энергии. Для возврата пара в котёл его необходимо сконденсировать, для чего предусмотрен теплообменник мощностью 20 МВт (конденсатор), к которому подключена отопительная нагрузка, а также вентиляторная сухая градирня. В итоге часть тепловой энергии уходит на нужды предприятия: отопление, ГВС, сушильные камеры, а избыточная мощность утилизируется в атмосферу через сухую градирню», — рассказывает он.

При этом спикер напоминает, что тарифы на электроэнергию в стране постоянно растут, и обеспечить автономное снабжение намного выгоднее, чем зависеть от внешней ценовой политики сбытовых компаний. Однако, даже вложив миллиарды в проект, быстрой окупаемости ждать не стоит: по словам эксперта, мини-ТЭЦ оправдывают себя через 6-8 лет.

«В конечном итоге, конечно, каждый сам для себя определяет, какое оборудование ему необходимо. Действительно ли нужна генерация или достаточно имеющейся водогрейной системы и периодической её модернизации. С нашей точки зрения, планируя новый завод, гораздо более целесообразно закладывать не водогрейную котельную, а именно паровую, которую позже можно будет масштабировать, добавив турбину, чтобы вырабатывать электроэнергию для своего предприятия», — резюмирует г-н Панов.

Андрей Шурыгин считает, что наиболее остро проблема экономики замкнутого цикла стоит не для лесопильного сегмента, худо-бедно здесь вопрос отходов решают, чего нельзя сказать о предприятиях ЦБП.

«В настоящее время в силу понятных причин, а именно проблем ЛПК, немногие имеют доступ к современным иностранным технологиям. Линейка нашего оборудования до 110 МВт позволяет активнее работать на предприятиях ЦБК, КБК, которые в значительной степени используют макулатурное сырьё. Оно отличается наличием значительных объёмов отходов утилизации в виде пластика, скопа, кека, осадков сточных вод.

Это более сложные составляющие топлива, нежели даже влажные КДО с содержанием воды 60-65%. Поэтому в стране пока мало отработанных решений по использованию этих отходов. Кроме высокой влажности, их химический состав вносит свои коррективы в конструкцию требуемых котельных установок», — поясняет трудности для целлюлозников г-н Шурыгин.

Он отмечает, что для этой отрасли необходимы иные конструктивные решения, которые позволят продлить долговечность использования паровых котлов, генерирующих теп-
ловую энергию для собственных нужд, на химически агрессивном топливе. Кроме того, состав оборудования должен быть чётко продуман, включая компоненты для очистки дымовых газов, которые содержат целый комплекс загрязняющих веществ.

«Эти технические решения практически новые и мало используются в нашей стране. Зачастую любые инновации и непонятны, и настораживают, и сдерживают интерес к таким возможностям использования отходов, хотя меняющиеся экологические требования (а предприятия ЦБК и КБК относятся к 1-й и 2-й категориям НВОС) обязывают использовать современные технологии для утилизации отходов. Кстати, эти регламенты практически идентичны европейским», — подчёркивает Андрей Шурыгин.

Однако и здесь самым главным сдерживающим фактором является стоимость заёмных денег, и пока в наших условиях это очень непростые решения, сетует спикер. А ведь к организации предприятия замкнутого цикла необходимо подходить комплексно, уверены эксперты. Кроме того, реализация подобного проекта требует стороннего участия.

«Я думаю, сама природа предприятий лесопромышленного комплекса подталкивает к использованию концепции циркулярной экономики. При изменении внешних условий в благоприятную сторону принцип замкнутого цикла станет очень популярным, потому что будет необходим для предприятий, работающих в современных экономических и экологических реалиях», — резюмирует г-н Шурыгин.

Пока циркулярная экономика в деревообработке — красивое, но недосягаемое понятие. Возможно, в будущем это станет не просто навязанным государством экологическим трендом, а осознанным походом отраслевиков к производству.

Текст: Марина Каталакиди