В поисках энергетической независимости: биотопливо дешевле?

Затраты на электрическую и тепловую энергию в структуре себестоимости продукции предприятий ЛПК составляют до 25% и уступают только затратам на сырьё. В связи с этим многие компании находятся в поиске альтернативного решения, и одним из самых очевидных становится переход на собственное древесное топливо, получаемое из отходов основного производства.

Это позволяет снизить затраты не только на приобретение энергоресурсов, но и на транспортировку отходов и содержание отвалов. А кроме того, повышает надёжность энергопотребления предприятия, делая его независимым от поставщиков энергоресурсов.

Всё это так, но всегда ли вырабатываемая с использованием древесного топлива энергия дешевле покупной?

«Для предприятий, покупающих электроэнергию на розничном рынке, и регионов, относящихся к первой ценовой зоне рынка электрической энергии и мощности, это почти всегда так. Важно понимать, что собственный энергоисточник возвращает инвестиции не только за счёт разницы в цене вырабатываемой энергии, но и благодаря снижению затрат на утилизацию отходов и экологические платежи, связанные с их размещением», — подчёркивает директор по маркетингу ООО «Первый инженер» Наталья Баклыгина.

«Стоимость энергии, вырабатываемой с использованием древесного топлива, можно оценить типовым образом на основе технико-экономических расчётов по сроку окупаемости инвестиций. Низкая себестоимость древесного топлива и возможность приобретения оборудования в лизинг при этом являются решающими факторами», — убеждён заместитель директора по научной работе компании «ПроЭнергоМаш» Евгений Пузырёв.

Он напоминает, что стоимость энергии, полученной из древесного топлива, зависит от множества условий: стоимости котельного оборудования, качества сырья и других факторов. По оценке эксперта, использование такой энергии эффективно, если оборудование быстро окупается — за срок не более пяти лет.

Выбор технологии

На сегодняшний день существует несколько типовых технологий производства тепловой и электрической энергии из твёрдого топлива.

«Самое бюджетное, простое в реализации и доступное абсолютному большинству производителей, — это отопительная котельная, позволяющая обеспечивать стабильное теплоснабжение предприятия за счёт внутренних ресурсов с минимальными потерями.

Более масштабное решение, интересное производствам со значительным потреблением тепла в технологических процессах, — термомасляная установка.

Она может полностью обеспечить технологических потребителей тепловой энергией. И, наконец, вариант, обеспечивающий полную энергонезависимость, — собственная ТЭЦ на паровых турбинах», — перечисляет Наталья Баклыгина.

Пример использования кородревесных отходов для выработки тепловой и электроэнергии для производства демонстрирует «Лесозавод 25». Архангельская область, где расположено предприятие, в целом на голову опережает другие регионы по части переориентации системы энергетики на древесное биотопливо.

Установка биотопливных котельных началась на «Лесозаводе 25» в середине 2000-х гг. На первом этапе, в 2005 году, на Цигломенском участке была смонтирована и запущенна в эксплуатацию новая котельная, оборудованная двумя во-догрейными котлоагрегатами мощностью по 2,5 МВт каждый.

В феврале 2008 года начала работу мини-ТЭЦ на Маймаксанском участке, в составе которой два паровых котлоагрегата по 7,5 МВт каждый и турбогенератор электрической мощности 2,2 МВт.
Выработанная электроэнергия позволила полностью обеспечить тепловой энергией сушильные камеры и системы теплоснабжения цехов завода за счёт сжигания собственных древесных отходов. А произведённая таким образом энергия оказалась в 5-6 раз дешевле, чем получаемая от внешних источников.

Где взять оборудование?

На российском рынке представлены твердотопливные котлы как отечественного, так и зарубежного производства. Причём первые достаточно распространены и за годы эксплуатации доказали свою эффективность. По оценке специалиста компании «Первый инженер», отечественные производители котлов на древесных отходах предлагают простые, надёжные, а главное, экономичные решения. Они хорошо известны в индустрии и занимают уверенную позицию на местном рынке.

«В среднесрочной перспективе как наиболее надёжный вариант для гарантированной поставки котельного оборудования стоит рассматривать российских поставщиков. С электрогенерирующим оборудованием ситуация сложнее, поскольку собственное предложение по паровым турбинам малой мощности в России недостаточное.

Но сегодня в работе на отечественном рынке весьма заинтересованы производители турбин из Индии и Китая, чьи производственные программы по диапазону мощности вполне отвечают задачам промышленной генерации», — анализирует ситуацию Наталья Баклыгина.

Заместитель директора по научной работе компании «ПроЭнергоМаш» считает: системы производства электроэнергии более сложны и дороги, а потому не слишком распространены.

«Локальные мини-ТЭЦ практически недоступны для большинства предприятий из-за высокой стоимости оборудования, как иностранного, так и отечественного. Более приемлемым является применение работающих на продуктах газификации древесины двигателей внутреннего сгорания в блоке с электрогенератором», — приводит пример Евгений Пузырёв.

Специалисты компании «Первый инженер», напротив, уверены в том, что для деревообрабатывающего сектора именно прямое сжигание отходов в целях тепло- и электрогенерации является наиболее простым решением.

«Возьмём для примера фанерный комбинат — термомасляная установка для нужд технологии и водогрейные котлы для нужд отопления уже составляют значительную часть капитальных затрат в его строительстве. Наш опыт показывает, что полноценная ТЭЦ стоит на 50% дороже, но на горизонте 10 лет оказывает позитивное влияние на бизнес-план всего предприятия за счёт полной утилизации отходов и низкой себестоимости кВт/ч», — приводит экономическое обоснование Наталья Баклыгина.

Что сжигать?

Для получения тепловой и электроэнергии сжигать можно как непосредственно сами отходы, так и изготовленные из них пеллеты или брикеты. Сегодня перед многими лесопромышленными предприятиями стоит вопрос о каналах сбыта пеллетной продукции, которую ранее активно поставляли в Европу. Развитие внутреннего рынка потребует времени, и высвободившиеся объёмы могут частично потребить сами производители.

«Все перечисленные энергоисточники предполагают использование в качестве топлива древесных отходов, образующихся на производстве: щепы, коры, фанеры и других отходов деревообработки. Их преимущество — нулевая стоимость для предприятия и углеродная нейтральность. Дополнительный плюс заключается в том, что энергетическая утилизация позволяет сэкономить на вывозе и размещении этих отходов на полигонах», — рассуждает Наталья Баклыгина.

По оценке Евгения Пузырёва, на данный момент среди лесопромышленников, использующих отходы собственного производства для выработки тепловой или электроэнергии, наиболее распространено и освоено простое сжигание древесины в котлах.

«Генерация наиболее эффективна при наличии круглогодичного и круглосуточного потребителя энергии, например, если теплоноситель используется для сушки или в технологии производства. Теплоснабжение предприятия за счёт сжигания неликвидной древесины не столь эффективно, так как отопительная нагрузка имеется только в зимний периоды и частично осенью и весной.

Выход же древесных отходов также неравномерный, но действует в противофазе, с максимумом в летний период, поэтому необходимо складировать или утилизировать отходы с соответствующими дополнительными затратами», — комментирует заместитель директора по научной работе компании «ПроЭнергоМаш».

С точки зрения Натальи Баклыгиной, оптимальным и самым экономичным вариантом для собственной тепло- или электрогенерации является прямое сжигание отходов и последующая выработка горячей воды, пара и электроэнергии. В отличие от него производство топливных пеллет требует дополнительных капитальных затрат, а потому целесообразно только для продажи или снабжения собственных объектов, удалённых от места образования отходов.

При этом, напоминает Евгений Пузырёв, следует учитывать, что производство брикетов либо пеллет из неликвидной древесины зачастую ограничивается объёмами производства и логистикой. Необходимы большие объёмы производства и минимум затрат на доставку к потребителю, так как большинство регионов России характеризуется дешевизной и избыточным предложением по различным видам топлива.

«Положительным эффектом производства брикетов или пеллет является возможность заметного увеличения производительности оборудования в летний период. Соответственно, комплексный подход с совместным применением обеих технологий позволит использовать древесные отходы стабильно в течении года», — считает спикер.

Условия перехода

При каких обстоятельствах владельцам лесопромышленного предприятия стоит задуматься о переходе на собственные источники тепловой и электрической энергии?

«Технико-экономические расчёты показывают, что существенным фактором для эффективности такого перевода является высокая стоимость энергоресурсов на рынке. Кроме того, значительную роль могут играть мероприятия и механизмы государственного регулирования.

Государство может назначить высокие цены за утилизацию древесных отходов в связи с их высокой пожарной опасностью или вообще ввести запрет на деятельность предприятий, не имеющих оборудования по утилизации отходов», — рассуждает Евгений Пузырёв.

Последний сценарий в нашей стране теоретически возможен, но в текущих условиях выглядит несколько фантастически. Если до начала санкционной политики, даже в период пандемии, можно было ожидать, что государство в продолжение экологической повестки и курса на глубокую переработку введёт подобные ограничения, то сегодня, когда перед отраслью стоит цель не развиваться, а выживать, это маловероятно.

Впрочем, полностью отказываться от «зелёного» курса наша страна пока не намерена. Об этом свидетельствует, в частности, поддержка инициатив по развитию лесоклиматических проектов. И всё же верится с трудом, что государство готово прикладывать значительные усилия для популяризации углерод-нейтральных видов топлива, как это делается в европейских странах.

«Древесные отходы относятся к CO2 нейтральным, поэтому их применение экологические эффективно и относится к возобновляемой «зелёной» энергетике. В Европе экономическая поддержка подобных проектов сильно политизирована и в известной мере является самоцелью.

За счёт дотирования «зелёных» проектов поддерживается производство достаточно сложных систем, в том числе и для генерации энергии из древесных отходов в Германии и наиболее промышленно развитых странах. Политическая поддержка проектов «зелёной» энергетики в нашей стране будет экономически неоправданной», — считает замдиректора по научной работе компании «ПроЭнергоМаш».

Евгений Пузырёв, заместитель директора по научной работе компании «ПроЭнергоМаш», д-р техн. наук, профессор кафедры «Котло- и реакторостроение» АлтГТУ

«Характеризуя древесину и отходы лесного производства как топливо, нужно сказать, что это топливо низкого качества. Оно имеет большую неоднородность фрагментов по форме и высокую влажность, что существенно усложняет обращение с ним.

Однородное или подготовленное топливо (например, в виде щепы) имеет собственную ценность, так как может являться продуктом для продажи. В целом древесина и отходы лесного производства имеют огромный и мало освоенный потенциал для выработки CO2 нейтральной, экологически эффективной и возобновляемой «зелёной» энергии.

Следует также учесть возможность более эффективного, комплексного использования древесины и древесных отходов. Например, с применением достаточно освоенной сухой перегонки древесины можно добыть древесный уголь, уксусную кислоту, метиловый спирт, ацетон, смолу, горючие газы и другие ценные продукты.

Такой метод термохимической переработки древесины, пиролиз, подразумевает воздействие на сырьё высокой температуры в замкнутом пространстве (без доступа воздуха). В конечном итоге мы получаем твёрдые (древесный уголь), жидкие и газообразные продукты (парогазовая смесь — уксусная кислота, смола, метиловый спирт, фурфурол).

Далее, древесный уголь — это по большей части углерод, который благодаря своей пористой структуре может служить основой для многотоннажного производства различных типов активированного угля, импортозамещения угольных фильтров и другой ценной продукции на его основе».

Наталья Баклыгина, директор по маркетингу компании «Первый инженер»

«Наличие собственных древесных отходов — безусловный показатель к тому, чтобы рассмотреть перспективу строительства как минимум котельной на биомассе. Собственная выработка тепла всегда будет дешевле её приобретения за счёт нулевой стоимости топлива. Для более масштабных и дорогих проектов критериев больше.

В случае с ТЭЦ это достаточный и постоянный объём отходов для стабильной работы турбины, наличие соответствующей внутренней потребности, и, безусловно, наличие средств для реализации проекта или возможность привлечения заёмных».

Олег Шаров, генеральный директор ООО «НПО Светлобор»

«Год назад я подсчитал эффективность использования пеллет для генерации тепла и электроэнергии. Что касается тепловой энергии, то на древесных пеллетах её стоимость составляет 1,4 руб./кВтчас, на природном газе — 0,9, на сжиженном — 2,2, на пеллетах из лузги — 0,7. Для электроэнергии картина другая: её стоимость на пеллетах равна 5,4 руб./кВтчас, на природном газе — 1,2, на сжиженном — 2,5.

Технология получения электроэнергии из пеллет основана на использовании газогенератора и газопоршневой электростанции. Для газа всё проще — достаточно только газопоршневой электростанции».

---

Текст: Мария Кармакова