Игра стоит свеч

Для многих лесопромышленников переоснащение котельных — уже приятная реальность, но остаются и те, кто пока не решил встать на путь прогресса. Впрочем, при избытке древесных производственных отходов экономически выгодно преобразовывать их в доходную статью, нежели взваливать на себя ношу утилизации и терять деньги. В любом случае игра стоит свеч, главное вовремя пустить в ход заветный козырь.

Пойти ва-банк?

О целесообразности использования биомассы в качестве топлива заговорили достаточно давно. А посылом к развитию данной темы стали экономические и экологические аспекты. Аналитика роста цен на основные виды топлива красноречиво отражала превосходство биомассы над традиционными видами топлива: дровами, углём, дизелем и мазутом. При этом сравнению подвергалась не цена 1 тонны топлива, а стоимость 1 кВт энергии, получаемого при сжигании определённого топлива. Как показала практика, биотопливо действительно можно считать альтернативой для тех регионов, где предполагается солидный запас древесины, и стоимость древесных отходов имеет разумную цену. И предприятия лесопереработки и деревообработки — идеальные кандидаты для внедрения современных биотопливных технологий.

«Твёрдые виды топлива (уголь, торф, дрова) крайне распространены в нашей стране, но в некоторых районах стоят далеко не дёшево. Котлы на данных видах топлива чаще всего ручные со слоевыми топками. Отходы деревообработки (опил, щепа, стружка) являются самым дешёвым видом топлива, так как представляют собой отходы производства. Для сжигания их используются полностью автоматизированные котлы. Наиболее интересно и выгодно использование такого оборудования, по моему мнению, предпринимателям, работающим в деревообрабатывающей промышленности. Так как за утилизацию древесных отходов необходимо платить, а использование их как основного вида топлива позволяет сэкономить вдвойне. Сегодня переоснащение существующих котельных процесс не столь болезненный. Поскольку при переходе на биотопливо замене обычно подвергается исключительно котёл. К примеру, наша организация кроме полной замены оборудования предлагает врезку в уже существующий теплообменник топочной камеры (горелки), работающей на биотопливе. Выгода будет заключаться в уменьшении затрат на само топливо, отсутствие затрат на утилизацию, что в долгосрочной перспективе окупит все затраты многократно. Отмечу, что биотопливо, как правило, имеет высокую степень влажности. Для решения данной проблемы мы предлагаем котельное оборудование с вихревыми-пиролизными топками, что обеспечивает работу на топливе с влажностью до 60%», — рассказывает ведущий инженер ЗАО «ЦРММ Коммунэнерго» Константин Чернышев (г. Киров).

Тенденция развития ТЭК России гласит, что цены на жидкое топливо и газ будут неуклонно расти, а значит, тема активного использования биомассы в качестве топлива становится актуальной. При этом нельзя упускать из вида и тот факт, что для каждого вида биотоплива существует своя специальная и специфическая технология. Котельные, предназначенные для биомассы влажностью менее 30%, не будут эффективны ни для сжигания влажного биотоплива с содержанием воды около 50%, ни для рафинированного биотоплива. Влажное сырье не будет сгорать по причине того, что ему необходима очень высокая температура внутри котла, достигать которой нет смысла, если использовать более сухую биомассу. Рафинированное топливо, гранулы, в таком котле горят, но при этом теряют экономическую целесообразность, поскольку стоимость котла на гранулах ниже, чем на влажной или сухой (до 35%) биомассе — опилках, щепе.

Однако в России уже появились производители котлов, утверждающие, что могут эффективно сжигать практически любое биотопливо в котле, предназначенном для сжигания биомассы 30%-ной влажности. Однако проведенный анализ с привлечением иностранных специалистов показал, что КПД таких котлов будет крайне низок. Более того, сжигание биомассы в таких котлах противоречит самой идее использования биомассы как экологически дружественного топлива взамен вредного для окружающей среды ископаемого топлива. Вредные выбросы при неправильном сжигании биомассы велики и очень пагубно влияют на окружающую среду и людей. И такие горе-производители абсолютно не задумываются о последствиях, с которыми придётся жить и бороться нашему наследию. Если же говорить об экономической составляющей использования таких котлов, то всё может закончиться довольно плачевно — низкий КПД и безмерное «пожирание» топлива приведёт не к увеличению прибыли с учётом инвестиций в оборудование, а скорее к её потере. Иногда, конечно, риск оправдан, но стоит взвешенно подходить к вопросам выбора технологий и оборудования и заключать контракты только с проверенными поставщиками.

Козырь в рукаве

Одним из основных вопросов предприятий, работающий в сфере глубокой переработки древесины (ЦБП, ЛДК, фанерные комбинаты, т. п.) является вопрос утилизации существующих отходов производства. По причине того, что стоимость официальной утилизации отходов достигает до 5 500 руб/тонну, комбинаты пытаются нелегально избавляться от различных видов отходов и продолжают жечь газ, вместо того, чтобы провести небольшую реконструкцию теплоэнергетического комплекса и получать дополнительную прибыль, либо найти другой источник получения прибыли от утилизации кородревесных отходов предприятия.

Специалисты фирмы «Веллонс.ру» делятся своим опытом и презентуют новый источник возникновения прибыли, а именно предлагают рассмотреть возможность реализации инвестиционного проекта «Строительство тепличного комплекса на базе котла Wellons». По словам генерального директора компании Михаила Токаря, внедрение проекта позволит не только улучшить экологическую обстановку района, но и рационально использовать лесные ресурсы, создать дополнительные рабочие места, а также обеспечить рост доходов за счёт тепличной овощной продукции, имеющей стабильную положительную динамику производства и потребления.

Михаил Токарь приводит вполне логичные доводы: социологические опросы показывают, что сегодня жители России готовы выделять на свежие овощи и зелень гораздо большую часть своего бюджета, чем 10-15 лет тому назад. Мода на «здоровый образ жизни», рекомендации диетологов подталкивают наших сограждан увеличивать долю овощей в ежедневном меню. К сожалению, российский климат не позволяет организовывать круглогодичное овощное производство в открытом грунте. Более того, в южных регионах Российской Федерации, как наиболее благоприятных для выращивания овощей «с грядки», можно получать свежие овощи в течение максимум 4-5 месяцев в году. В остальных регионах РФ сезон свежих овощей длиться не более 2-3 месяцев. Следовательно, 8-10 месяцев в году для обеспечения потребности в «свежих витаминах» необходима продукция, выращенная по технологии «защищённого грунта». Как показывают исследования, типичный житель России в среднем употребляет почти в два раза меньше рекомендованных Институтом питания РАН годовых норм потребления свежих овощей. Динамика потребления свежих овощей (смотри диаграмму) показывает, что в тёплое время года потребности удовлетворяются овощами, выращенными в открытом грунте, то остальные 8-9 месяцев в году ощущается катастрофическая нехватка свежих овощей, которую возможно компенсировать за счёт развития круглогодичных тепличных хозяйств. Основными причинами низкого уровня потребления не сезонных овощей, как показали опросы, являются:
• слишком высокие цены;
• недоверие к происхождению и качеству импортных овощей (содержание нитратов, генномодифицированное происхождение продуктов);
• дефицит свежих овощей и зелени достойного качества в розничной торговле.

Как показывают опросы, россияне обычно больше доверяют продукции своих производителей, чем импортным продуктам. Специализация ближайшего тепличного комбината оказывает непосредственное влияние на состав «овощной корзины» жителей Российской Федерации. Вышеприведенный краткий анализ ситуации потребления свежих овощей, а также опрос общественного мнения, показывающий предпочтение потребления овощей, выращенных местными тепличными хозяйствами, позволяет сделать вывод о целесообразности реализации инвестиционного проекта по строительству тепличного комплекса. Данный проект позволит:
• обеспечить утилизацию кородревесных отходов в объеме до 8 000 тонн в год;
• снизить затраты от размещения отходов на полигоне до 44 000 000 рублей в год;
• отказаться от использования газообразного топлива, в том числе, снизив начальные инвестиции на этапе строительства, отказавшись от прокладки газопроводов, строительства газораспределительных пунктов при использовании газовых котлов для данного комплекса;
• обеспечить круглогодичное снабжение населения свежими овощами и зеленью до 805 000 кг/год или до 65 000 000 рублей в год;
• получить дисконтированный срок окупаемости (DPP) до 2 лет и 11 мес.;
• получить чистый приведённый доход (NPV) до ~154 млн руб. в периоде 10 лет.
• получить внутреннюю норму рентабельности (IRR) до 60 %.

Предварительный расчёт ТЭО учитывает реализацию проекта на условиях EPC-контракта — от проектирования, поставки, строительства и монтажа, до сдачи в эксплуатацию всего комплекса оборудования.

Беспроигрышная партия?

В настоящий момент начинает активно развиваться спрос на котлы, работающие на пеллетах и щепе. Это связано с тем, что одновременно с появлением котельного оборудования, у которого степень автоматизации и конструкция гарантирует высокий КПД и отсутствие постоянного контроля со стороны обслуживающего персонала, появилось также большое количество производителей пеллет.

По мнению генерального директора ООО «Энерготехника» Дмитрия Дадыкина (г. Ярославль) котлы на биотопливе имеют преимущество перед котлами на дизельном топливе и сжиженном углеводородном газе, так как эксплуатационные затраты на них значительно ниже, прежде всего из-за цены топлива. Также котельные на биотопливе конкурируют с газовыми, когда стоимость строительства газовой магистрали высока. Причём, стоимость 1 Гкал тепла произведённой котельной на щепе приблизительно на 30% ниже, чем у газовой.

Когда речь идёт об экономической выгоде, то основная масса потенциальных клиентов задаётся вопросом выбора оборудования, исходя из его возможностей и вариации использования различных видов топлива. Сквозь призму этих интересов разумно рассматривать и котлы, предназначенные для отопления жилых домов и предприятий, которые не связаны с деревообработкой и, соответственно, необходимостью сжигания отходов лесопиления и деревообработки.

«Есть принципиальное отличие в подходе отопления при наличии отходов деревообработки и необходимостью закупать щепу, пеллеты у производителя. Остановимся на том, когда производство тепла является отдельной отраслью — теплоснабжением. В этом случае для сокращения затрат на оборудование и перевозку топлива необходимы котлы, работающие на щепе с максимальной влажностью до 40% или пеллетах.
В принципе применение щепы более экономически выгодно по сравнению с пеллетами, но имеет свои особенности в применении. Наилучший вариант топлива — это щепа из дерева, прошедшего естественную сушку и достигшего влажности 25-30%. В этом случае теплотворная способность топлива значительно, в 1,5-2 раза выше, чем у свежесрубленного дерева. Нетрудно заметить, что для получения одного и того же количества тепловой энергии топлива с влажностью 25% нужно меньше, чем с влажностью 55%.
Котлы, работающие на щепе влажностью 25%, меньше размерами, чем для влажного топлива. Это обусловлено тем, что для сжигания влажного топлива необходимо иметь большую массу теплоизоляционного материала, который накапливает необходимое тепло для сушки поступающей влажной щепы. И чем влажность выше, тем больше масса теплоизоляции. Как результат — размеры котельной и стоимость строительства меньше. Меньшие размеры котлов позволяют использовать здания дизельных и угольных котельных. Однако практическое использование выявило основную сложность — качество топлива. Поэтому, одна из основных задач при эксплуатации — это наличие качественной щепы», — поясняет Дмитрий Дадыкин.

Проблема: влажность и размеры щепы

Серьёзные производители поставляют котлы с топливоподачей, которая может подавать щепу длиной до 12 см и поперечным сечением до 5 см². При этом большинство производителей могут использовать щепу только размером 30х30 мм. Получается, что чем меньше требований к размерам щепы для системы топливоподачи котла, тем проще эксплуатировать оборудование и найти поставщика щепы. Поскольку при попадании щепы ненормируемого размера происходит остановка котла, когда требуется вмешательство обслуживающего персонала, а в худшем случае — оборудование абсолютно выход из строя.

Немаловажным фактором являетя система пожаротушения и защита от обратного возгорания. У хороших производителей всегда имеется несколько защит: тушение в подающем шнеке, устройство от обратного возгорания и контроль температуры в подающем шнеке. И тут особое внимание необходимо обратить на конструкцию топки, которая должна быть с подвижными колосниками. Только в такой конфигурации она сможет качественно сжигать топливо влажностью до 40%. Бесспорно, ретортные топки дешевле, но сжигать могут топливо только с влажностью 25-30%, что в наших климатических условиях не всегда достижимо и фактически не реально. Особенно это прослеживается в период межсезонья: во время туманов, оттепели, когда влажность воздуха высока и щепа впитывает в себя влагу. А если ещё обратить внимание на материал топки, то в настоящее время лучшим и долговечным материалом является огнеупорный бетон.

Без очистки никуда

Важный момент — наличие системы очистки теплообменника. В любом случае пепел оседает на стенках труб и препятствует теплоотдаче, что значительно снижает КПД котла. Поэтому система постоянной очистки теплообменника крайне важна, так как рассчитывать на регулярную чистку вручную не приходится, так КПД котла по практическим исследованиям падает до 50%, что значительно увеличивает потребление топлива. Таким образом, возникает необходимость регулирования процесса горения с помощью контроля количества кислорода в дымовых газах.

Из-за изменения влажности и состава дерева процесс горения нуждается в постоянной корректировке. В случае её отсутствия чаще увеличиваются потери с уходом тепла вместе с дымовыми газами, так как воздуха в топку поступает больше необходимого.

Система управления котлом должна также управлять контурами отопления, и иметь возможность диспетчеризации, используя стандартные общедоступные программы по дистанционному управлению. Также в составе котла необходимо иметь систему подъёма температуры воды обратного потока. При отсутствии таковой при температуре меньше 55 °С на поверхности теплообменных труб образуется конденсат, к которому прилипает пепел, что приводит к значительному уменьшению теплоотдачи и загрязнению газоходов. Также на дымовых трубах желательно использовать клапан-регулятор тяги, который, согласно экспериментальным данным, способствует сохранению тепла на 10%. Он стабилизирует работу дымососа и препятствует уносу тепла с воздухом во время остановки котла.

В настоящий момент на рынке России появилось много организаций, которые заявляют о себе как о производителях котлов из известных стран-производителей, таких как Австрия и Германия. Однако может так случиться, что эти продавцы будут «тёмными лошадками» из Восточной Европы, не способными изготовить оборудование в соответствии с европейскими нормами и попытаются его продать на российском рынке.

Поэтому обязательно стоит проверять всю информацию: наличие и содержание сайта, места нахождения завода, официальных представительств в России. Кстати, в этом могут вам безвозмездно оказать помощь в торговом представительстве страны, от которого выступает производитель.

Мнение

Константин Чернышев, ведущий инженер ЗАО «ЦРММ Коммунэнерго»:
«В условиях кризиса промышленные предприятия стараются экономить по максимуму. Экономят на сырье, повышении производительности труда, энергозатратах. Одной из основных статей расходов промышленного предприятия является затраты на энергетику (тепло, электричество). Как можно сэкономить на тепле? Оптимальным вариантом для этого является сжигание биологических отходов производства (в нашей стране чаще всего таковыми являются отходы дереообработки: опил, щепа, стружка) для получения тепловой энергии, необходимой как для отопления, так и для различных технологических процессов. За последние два года в нашей организации продажи отопительного оборудования на биотопливе увеличились в более чем в два раза. Заказы поступают из различных уголков России и стран СНГ, это говорит о том, что интерес к продукции данного типа является повсеместным и охватывает различные отрасли производства».

Дмитрий Дадыкин, генеральный директор ООО «Энерготехника»:
«Современные котельные на биотопливе имеют высокую степень автоматизации и надёжность, что позволяет им работать без постоянного контроля со стороны обслуживающего персонала. Котлы нового формата уже сегодня показывают отличный КПД до 93%, что сравнимо с КПД газового котла. Поэтому не стоит отказываться от прогресса. Ведь замена старого котельного оборудования, работающего на дровах или угле на современные пеллетные, щеповые котлы приведёт к значительному снижению эксплуатационных затрат. Кстати, срок окупаемости замены дизельных котлов и котлов, работающих на СУГ (сжиженный углеводородный газ), на щеповые составляет не более двух лет».