На экспорт или в свой котёл?

Производство пеллет в России растёт семимильными шагами и превосходит самые смелые прогнозы. Только за первую половину 2020 года их объём вырос в годовом исчислении на 15%. По оценке аналитического агентства WhatWood, в настоящее время он составляет 2,3-2,5 млн тонн в год.

Львиная доля этой продукции (до 98%) отправляется за границу, внутренний рынок потребления древесного биотоплива пока развит слабо. Всего в нашей стране действует более 250 пеллетных заводов. И лишь немногие из них используют собственную продукцию для обеспечения своих производств тепловой и электрической энергией.

Казалось бы, что может быть очевиднее — установить на предприятии котельную и сжигать в ней изготовленные здесь же пеллеты или брикеты. Таким образом можно не только решить проблему быстрой утилизации большого количества отходов, но и получить значительную выгоду за счёт экономии на энергоносителях. Однако на практике всё не так просто.

Отходы — сжигать, пеллеты — продавать

«Оборудование по производству биотоплива сбрасывает в помещение до 10% установленной тепловой мощности, и в большинстве случаев дополнительного отопления на заводах, где сушат биомассы, не требуется.

Но важным параметром любого деревообрабатывающего предприятия является оборот воздуха в производственном помещении (в идеале требуется шестикратный воздухообмен в час). А учитывая размеры цехов, для нагрева приточного воздуха нужна огромная тепловая мощность, измеряемая в мегаваттах, в противном случае температура в здании будет равна уличной.

Собственники заводов почти всегда экономят на приточно-вытяжной вентиляции, именно из-за необходимости подогревать входящий воздух и связанных с этим затратами. Тут можно вспомнить про воздушные рекуператоры, но при такой загрязнённости и влажности воздуха они бессильны что-либо сделать без предварительной очистки и осушки.

По этой причине в производственных цехах обычно отсутствует приточно-вытяжная вентиляция, поэтому там всегда очень пыльно и пожароопасно, но тепло», — рассказывает руководитель департамента промышленного оборудования и инвестиций в заводы гранулирования древесины Союза участников пеллетного рынка Сергей Исправников.

Устанавливать отдельное котельное оборудование только для отопления цехов производителям биотоплива точно не выгодно, считает эксперт СУПР. Как и сжигать собственную продукцию — это не даст высокие показатели по окупаемости. Дело в том, что переработка отходов в пеллеты и брикеты лишь обеспечивает увеличение плотность биомассы для снижения стоимости её доставки до конечного потребителя.

Нет необходимости сжигать готовую продукцию, если есть исходная дешёвая биомасса. А вот модернизация системы отопления может быть хорошим решением для снижения затрат на отопление, приточную вентиляцию и решение экологических вопросов на заводе.

«Здесь есть два варианта. Первый — использование остаточного тепла от сушильной установки (можно выбрать чуть большую мощность при заказе оборудования, именно для отопления). Второй — установка отдельного утилизатора коры на базе теплогенератора FT с воздушным теплообменником и подключением к приточной системе вентиляции.

Последний отлично вписывается в концепцию любого биоэнергетического производства, так как обычно такие предприятия вырабатывают большое количество утилизационной биомассы. Кроме того, такое решение позволит обеспечить необходимый воздухообмен во всех помещениях завода, значительно снизить пожарную нагрузку и повысить чистоту в помещениях завода.

Если говорить про утилизационные установки на базе теплогенераторов на коре, то их стоимость начинается от 8 млн рублей за 1 МВт установленной мощности. Этого хватит, чтобы обеспечить приточную вентиляционную установку на цех площадью 1000 м2 с высотой потолков 10 м. Срок окупаемости подобных установок — не более двух лет», — считает Сергей Исправников.

Как это работает

Для иллюстрации этого подхода на практике можно привести в пример лесоперерабатывающее предприятие в Республике Коми. В 2014 году ООО «СевЛесПил» ввело в эксплуатацию мини-ТЭЦ, работающую на кородревесных отходах. Комплекс включает котлы для сжигания биомассы и турбинную установку для генерации электрической энергии. Её производительность составляет 10 тонн пара в час при сжигании 7 тонн кородревесной массы, что позволяет получить 12–14 МВт тепла и 2,2–2,4 МВт электроэнергии. Общий объём инвестиций в проект составил 250 млн рублей.

«В пользу мини-ТЭЦ было сразу несколько факторов: возрастающие тарифы на тепло и электроэнергию, плановое увеличение производства пиломатериалов почти в два раза в результате реконструкции цеха лесопиления, увеличение платы за загрязнения окружающей среды, а также наличие бесплатного топливного сырья в виде древесной коры в объёме 45-50 тыс. м3/год.

Чтобы рассчитать экономию предприятия, можно провести разбивку на составляющие. Кородревесные отходы относятся к четвёртому классу опасности, поэтому плата за загрязнение окружающей среды при её захоронении составляет 700 руб./т. По формуле: 45-50 тыс. м3 x 0,65 т (≈650 кг/м3 — масса коры с естественной влажностью на 1 м3) = 29-32,5 тыс. тонн кородревесных отходов в год.

Умножаем на 700 руб./т и получаем 20,3-22,7 млн рублей в год — столько предприятие должно было отчислять за загрязнение окружающей среды. А используя отходы для отопления производства, мы оставляем эти деньги на предприятии.

Также надо иметь ввиду, что в случае захоронения кородревесных отходов по законодательству требуется организовать специализированную свалку, осуществлять её обслуживание — содержать бульдозер с бульдозеристом, который также будет выполнять функции охранника.

Плюс затраты на покупку техники для транспортировки отходов, её амортизацию, оплату труда водителей и топливо — это тоже немалые затраты. До того, как организовать автономную систему генерации тепла и электроэнергии, предприятие ежемесячно тратило от 15 до 20 млн рублей на потребление ресурсов со стороны. Теперь эти денежные средства остаются в бюджете компании», — приводит пример заместитель генерального директора по производству — главный технолог ООО «СевЛесПил» Александр Конюхов.

Автономное снабжение

Есть и другое мнение на этот счёт, прямо противоположное — использовать для отопления производственных помещений на пеллетном заводе следует именно продукцию самого предприятия. Какие аргументы в пользу этой позиции?

«Современная тенденция технического развития — повышение энергоэффективности и экология. В соответствии с этим энергетическая стратегия лесопромышленного предприятия должна быть основана на использовании местного сырья и распределённой генерации энергии. Как известно, энергетический баланс включает в себя тепловую и электрическую составляющие. Тепловой может быть построен на трёх вариантах использования топлива. Первый, классический, — сжигание щепы естественной влажности в 50%.

Преимущество здесь одно — это дармовое топливо. Недостатков же более чем достаточно: котлы на влажной щепе более-менее стабильно работают при мощности в 100-200 кВт, их КПД ниже 80%, а уровень автоматизации минимальный — возле оборудования круглосуточно должен находиться истопник. Перевозка влажной щепы на расстояние более 50 км разорительна, поскольку ты, по большому счёту, возишь воду.

Второй вариант — сжигание мелкой сухой щепы влажностью 15%. Такие отходы вырабатывают столярные и мебельные предприятия, в том числе выпускающие ДСП, ОСП и другие виды древесных плит. По сути, это полуфабрикат — для сжигания такого топлива можно эффективно использовать котлы на пеллетах. В отличие от древесных гранул у щепы большая кубатура. Кроме того, действует ограничение по её перевозке даже на средние расстояния — 100-200 км.

Наконец, самое эффективное решение — сжигание промышленных пеллет влажностью 8%. Котлы для такого топлива выпускают самой разной мощности — от 16 до 500 кВт. Они могут работать автономно более месяца, а перевозка пеллет экономически обоснована при расстоянии даже в несколько тысяч километров.

Себестоимость тепла на пеллетах составляет 1-1,3 рубля за кВт/час. Так что если предприятие не производит пеллеты из древесных отходов, то в первую очередь необходимо это сделать, и только потом рассуждать об энергетической эффективности», — убеждён директор ООО «Светлобор» Олег Шаров.

Что касается электрического баланса, здесь также есть несколько вариантов использования древесного топлива, в зависимости от производственных условий. Если есть подключение к сети централизованного электроснабжения, то рационально использовать его, тогда цена электроэнергии составит 6 рублей за кВт/час. Если есть газовая труба, то целесообразно установить газопоршневую электростанцию на трубопроводном газе.

В этом случае цена — 1,3 рублей за кВт/час. При использовании дизель-генератора себестоимость электроэнергии будет варьироваться от 14 до 30 рублей за кВт/час, в зависимости от транспортной составляющей. А если установить на производстве газогенератор на пеллетах и стандартную газопоршневую электростанцию, себестоимость электроэнергии летом составит 4,5 рубля за кВт/час, а в зимний период (в режиме ТЭЦ) — всего 1,5 рубля.

«Таким образом, при отсутствии газопровода самым экономичным способом получения электроэнергии является использование оборудования на пеллетах. А в целом в рамках современных технологий вполне реально создать полностью автономное электро- и теплоснабжение предприятия на собственном древесном биотопливе», — подводит итог Олег Шаров.

Для справки:
По импортным поставкам в 2019 году лидировала Германия (более 86%), ведущим поставщиком пеллет стала компания J.Rettenmaier & Sohne GMBH & CO. KG (83,8%). Большую часть продукции российских экспортёров покупает Дания (более 41%), крупнейшим импортёром является CM Biomass Partners A.S. (30,3%).

По пути замкнутого цикла

По этому пути обычно идут крупные компании, и в их числе ООО «Свеза». В ноябре 2018 года компания запустила автономную малую теплоэлектроцентраль на комбинате в г. Мантурово Костромской области. Мини-ТЭЦ заменила котельную, которую эксплуатировали с 1955 года. Мощность нового объекта составляет 36 МВт тепловой энергии и 4 МВт электрической. КПД котельных установок достигает 86%.

Следующим этапом стало строительство мини-ТЭЦ на комбинате «СВЕЗА Уральский», в этом году оно должно завершиться. Введение автономных энергетических мощностей позволит предприятию полностью обеспечивать растущие производственные мощности теплом и электроэнергией. По оценке специалистов компании, это приведёт к сокращению ежегодных затрат на энергоресурсы на 36% и экономии за счёт отказа от захоронения отходов на полигоне ТБО.

В рамках комплексной программы по развитию энергетики «Свеза» продолжает строить мини-ТЭЦ. В настоящее время компания проектирует тепло-электроцентраль в Верхней Синячихе. По словам генерального директора ООО «Свеза» Анатолия Фришмана, мини-ТЭЦ позволяют решить целый комплекс задач.

«Мы не можем себе позволить работать на ТЭЦ, которым 70 лет. Заменяя их на мини-ТЭЦ, мы обеспечиваем стабильность энергоснабжения (это важно и потому, что к нашим котельным подключены социальные объекты), снижаем экологическую нагрузку. Плюс мы идём по пути производства замкнутого цикла: отходы, которые образуются на основном производстве, используем в качестве топлива для мини-ТЭЦ.

И ещё один очень важный момент — часто энергетический комплекс ограничивал развитие производства. Снятие этих ограничений в том же Мантурове позволило увеличить мощности комбината почти на 20%. Такие мини-ТЭЦ мы строим почти на всех комбинатах», — подчеркнул Анатолий Фришман в прошлогоднем интервью изданию «Ведомости».

Для справки:
Ежегодные темпы роста промышленного глобального выпуска топливных древесных гранул свидетельствует о высоком спросе на данный вид биотоплива и отражают мировую тенденцию стремления цивилизованных стран к использованию экологически чистых видов сырья для потребностей в тепловой и электрической энергии

Текст: Мария Кармакова