Новая энергетика

Биоэнергетический рынок в Карелии

Новости - Современные Российские разработки

Барьеры на пути развития теплоэнергетики в республике Карелия

Мы работаем в отрасли теплоэнергетики уже в течение 10 лет. За это время построили около 60 котельных от маломощных до больших полностью автоматизированных тепловых установок до 10 МВт на газе, дизельном топливе и мазуте, а также комбинированных (газ/мазут, газ/дизельное топливо) и электрических котельных.

Два года назад мы начали сокращние производства котельных в силу следующих причин:

— отсутствие рыночных отношений в области теплоэнергетики и ЖКХ;

— существующая тарифная политика, призванная держать тариф на минимальном уровне, и, поэтому, являющаяся одним из главных тормозов развития рыночных отношений в теплоэнергетике;

— отсутствие мотивации для привлечения инвестиций, использования местных видов топлива, развития инфраструктуры местных видов топлива и строительства КПТЭ (комбинированного производства тепловой и электрической энергии).

Эти барьеры до сих пор не преодолены, поскольку не разработаны ни План стратегического развития отрасли теплоэнергетики , ни Стратегия внедрения энергосберегающих и энергоэффективных технологий на основе принципов энергетического планирования. Более подробно о ситуации на теплоэнергетическом рынке Карелии и нашей точке зрения на возможные решения можно узнать на нашем сайте, где размещена соответствующая информация.

Гранулы как вид биотоплива

Параллельно с сокращением производства и выработкой новой стратегии работы на карельском рынке, мы начали изучать тему биотоплива. Особенно сильно нас заинтересовало так называемое сухое топливо - древесные гранулы (pellets), высококалорийное и экологически чистое топливо, позволяющее полностью автоматизировать процесс подачи и горения топлива, контроля и отпуска тепла. Чем больше мы занимались изучением темы, тем больше вопросов возникало. Поэтому на разработку бизнес-плана по строительству фабрики по производству гранул ушло полтора года вместо 4-6 месяцев, как планировалось сначала.

Рассматривая гранулы как топливо, важно принимать во внимание, что для различного теплоэнергетического оборудования используются различные гранулы: так называемые промышленные гранулы в больших теплоэлектроцентралях (Avedore в Дании, Hasselbyverket в Швеции), гранулы первого класса для котлов до 2 МВт, и, наконец, гранулы высочайшего класса для отопления частных домов. Использование недостаточно прочных гранул в небольших сжигателях значительно повышает риск возникновения пожара, а большой процент влажности снижает КПД установок, тем самым, повышая расходы собственников частных домов на отопление. На рынке малых потребителей конкурентоспособными являются только гранулы высочайшего качества.

В последнее время в некоторых североевропейских странах стала популярна идея о пристраивании новой горелки на гранулах к старому котлу на жидком топливе. Однако, необходимо учитывать, что в котлах для ископаемых видов топлива используется иной вид передачи тепловой энергии (лучистая энергия), чем в котлах, предназначенных для древесных видов топлива (конвективная энергия). Кроме того, топочное пространство в котлах для ископаемых видов топлива меньше, чем в котлах для древесных видов топлива. Принимая во внимание эти технологические различия горения и теплопередачи ископаемых и древесных видов топлива, а также степень изнашиваемости котла на жидком топливе, можно предположить, что КПД установки в данном случае, будет намного ниже, чем при монтаже нового комплекса - горелки и котла - разработанного специально для гранул. Кроме того, увеличиться загрязнение труб для отвода уходящих газов, что причинит массу неудобств потребителю тепла. Экономические вычисления на основе технологических аспектов должны в каждом отдельном случае определять окончательный выбор.

Изучив соответствующую литературу, проведя переговоры с производителями оборудования для фабрики, посетив ряд семинаров по данной тематике и осмотрев несколько фабрик по производству гранул в Германии, Швеции и Финляндии, мы пришли к следующим выводам:

- производство гранул - это достаточно сложный, уязвимый процесс, характеризующийся множеством подводных камней ;

- не существует идеальной фабрики по производству гранул: никому из владельцев фабрик не удалось создать гармонично работающую систему производства гранул;

Однако, постоянно растущий спрос на гранулы и требование к улучшению качества в Западной Европе стимулирует стремление производителей гранул к совершенствованию и развитию своих производств, что, как нам кажется, приведет к реконструкции многих существующих фабрик в Европе в ближайшие 2-3 года)

- налицо дефицит сырья для производства гранул в Западной Европе, что, на наш взгляд, даст импульс к инициированию и проведению исследований по производству и внедрению альтернативных гранул , т.е. производство гранул ожидает новая ступень развития;

- и, наконец, главное - производство гранул является неотъемлемой частью отрасли биоэнергетики.

Адаптируя эти выводы к работе над SWOT-анализом для фабрики по производству гранул в Карелии, мы осознали, что главной внешней угрозой для реализации нашего проекта является отсутствие отрасли биоэнергетики, и как следствие, отсутствие инфраструктуры по производству биотоплива.

Альтернативы развития биоэнергетической отрасли на примере Швеции и Финляндии

Отрасль биоэнергетики с фокусом на древесные виды топлива находится на стыке лесной промышленности и теплоэнергетики. Поэтому в создании рынка биоэнергетики должны принимать участие предприятия лесного комплекса и теплоэнергетические компании.

Обращаясь к опыту Швеции и Финляндии, необходимо заметить, что у этих стран принципиально различные стратегии развития отраслей биоэнергетики. В Швеции, в последние годы, внимание фокусируется на производстве облагороженного прессованного биотоплива - гранул и брикетов, где сырьем служат хорошие отходы лесопиления. Следовательно, предпочтение отдается развитию высокоавтоматизированного и предназначенного для сжигания гомогенного древесного топлива теплоэнергетического оборудования.

В Финляндии, напротив, акцент ставится на максимальное использование низкокачественных лесных и древесных отходов (коры, верхушек деревьев, хвои, тонких деревьев от раннего прореживания и т.д.) в качестве топлива, поэтому ведутся разработки технологий для сжигания сложно сгораемых видов топлива , например, технологии кипящего слоя (fluidized bed combustion technology) и т.д. Так, в Финляндии активно используется кора в качестве топлива (в 2001 г. из 23 ТВт - час / год энергии, полученной в результате сжигания древесных видов топлива на больших установках, 14,4 Твт - час / год энергии было получено за счет сжигания коры !!). Кроме того, проводятся исследования и разрабатываются программы с целью улучшения сбора лесных отходов, снижения расходов на их транспортировку (например, путем укладывания в кипы - Composite Residue Logs), снижения расходов на производство лесной и промышленной щепы. Важную роль в этих исследованиях занимает использование торфа, который можно сжигать совместно с древесными видами топлива в больших установках, тем самым, уменьшая расходы на транспортировку и дистанции. В установках, где ранее сжигался только торф, а теперь совместно торф и древесина, уменьшаются выбросы СО2. Кроме того, при совместном горении торфа и лесной щепы, нейтрализуются условия для возникновения коррозии, образующейся вследствие горения обогащенной хвоей щепы, которая выделяет щелочь и хлор.

В обоих случаях государство, посредством системы налогообложения и специальных инвестиционных программ, стимулирует развитие рынка биоэнергетики, а участники энергетического рынка на основе экономики сами определяют, какой вид биотоплива использовать.

Посредством развития рынка биоэнергетики в этих странах решаются проблемы:

- Лесовосстановления (пример: поскольку создана мотивация для своевременного прореживания и рубок леса, в Финляндии сосна до полного созревания растет 50 лет, а у нас 70);

- Полной утилизации древесных отходов;

- Удовлетворения энергетических потребностей;

- Национальной безопасности (снижение зависимости от импорта топлива);

- Экологии (снижение выбросов СО 2 а атмосферу);

- Лесопользования.

Благодаря тщательному сбору лесных отходов и полной утилизации древесных отходов с лесопилок, мебельных фабрик и т.д. в развитии рынка биотоплива заинтересованы собственники леса, производители биотоплива, энергетики и государство.

Биоэнергетика в перспективе развития отношений между Россией и Западной Европой

Выше упоминалось, что гранулы являются приоритетной областью развития на рынке биоэнергетики в Швеции. Помимо Швеции, производством гранул в Западной Европе занимаются Дания, Финляндия и Германия. Спрос на гранулы постоянно растет, и существует признаки того, что в скором времени спрос будет опережать предложение, что, в первую очередь, связано с дефицитом сырья для производства гранул, т.е. в основном отходов от производства пиломатериалов хвойных пород.

Во-первых, объемы производства пиломатериалов напрямую зависят от спроса на них в мире. На сегодняшний момент конъюнктура незначительна, и в ближайшие годы она, наверняка, мало измениться. Во-вторых, одним из главных поставщиков пиловочника является Россия, правительство которой находится на пути создания таких законов о лесе и таможенных пошлин, инвестиционной политики и мотивации к глубокой переработке, когда выгоднее будет производить пиломатериалы в России, чем экспортировать пиловочник. Осознание того, что основные прибыли приходятся на переработку древесины, а не на рубку леса, уже произошло. И тогда значительная часть высококачественных пиломатериалов будет производиться в России, что будет означать уменьшение объемов пиловочника идущего на экспорт, сокращение объемов производства пиломатериалов и отходов лесопиления в Западной Европе. Для России же, напротив, это будет означать резкое увеличение древесных отходов. Уже имеющиеся отходы лесопиления и потенциальный рост отходов позволяет говорить о наличии в России условий, при которых может развиться достаточной большой рынок прессованного биотоплива, в создании которого участие западноевропейских экспертов, фирм и инвесторов крайне ценно.

На фоне последних событий в мире (война в Ираке, американская политика глобализации и т.д.) и сложившихся в связи с этим отношений между Западной Европой и Россией можно говорить о возникновении тенденции к сближению России и Западной Европы. В этом отношении, рынок биоэнергетики может стать одной из областей тесного сотрудничества, тем более что в ближайшие 3-4 года российский рынок применения прессованного биотоплива будет ограничен, и продукция будет экспортироваться на западный рынок.

Элементы биоэнергетического рынка в Карелии

Возвращаясь к сегодняшней ситуации на теплоэнергетическом рынке Карелии, можно с уверенностью сказать, что рынка биоэнергетики в республике нет, но есть скорее элементы этого рынка. В результате проектов совместного осуществления (Joint Implementation Projects) в Карелии было построено несколько котельных на биотопливе. Однако, из-за отсутствия инфраструктуры и слабого маркетинга топливно-сырьевого баланса в данных районах, котельные работают крайне неэффективно: сжигается топливо не той влажности и фракции, на которое рассчитано оборудование, что, естественно, существенно снижает срок службы оборудования, и возрастает риск возникновения пожара; часто котельные простаивают без топлива, и ввиду отсутствия древесного топлива используется пиковая котельная на дорогом дизельном топливе. Самое негативное последствие отсутствия инфраструктуры заключается в том, что энергоэффективность далека от той, что была заложена в бизнес-плане. Таким образом, прекрасная идея о строительстве котельных на биотопливе рискует оказаться дискредитированной.

План стратегического развития биоэнергетики

Необходимо создавать и развивать отрасль биоэнергетики. Внимательно изучив опыт Северных стран с учетом локальных особенностей, следует разработать План стратегического развития биоэнергетики . Международные проекты и программы осуществления, федеральные и региональные проекты должны разрабатываться и внедряться на основе этого плана. Строительство фабрик по производству гранул, щепы, торфа, строительных котельных и КПТЭ на биотопливе должны быть составными частями одного большого проекта, основанного на Плане стратегического развития биоэнергетики . На наш взгляд, этот путь позволит избежать многих ошибок и материальных затрат.

При разработке плана следует принимать во внимание многообразие видов биотоплива и их свойств, которые определяют особенности процесса подачи, горения, а значит конструкции конвейеров, котла, горелки, склада, транспортных средств и т.д.

Большое разнообразие отличает древесные виды топлива: кора, щепа, произведенная из отходов лесозаготовительных работ, щепа, произведенная из поврежденных деревьев, щепа, произведенная из тонких деревьев после раннего прореживания (вкл. ветки и хвою), щепа, произведенная из лесных отходов, опилки, гранулы, брикеты, для которых характерны разные влажность, плотность, химический состав, фракция, что необходимо учитывать при выработке оптимального технического решения для теплоэнергетического и сопутствующего оборудования.

Так, использование опилок в котле, предназначенного для сжигания коры и щепы приведет к резкому снижению КПД и увеличению риска возникновения пожара. При переводе старых котельных на угле и жидком топливе на древесное топливо, следует принимать во внимание, что конструкция первых существенно отличается от последних, поскольку в котельных для ископаемых видов топлива используется принцип лучистой энергии, а в котельных на древесных видах топлива - принцип конвекции. Во избежание дискредитирования идеи о широкомасштабном использовании биотоплива, необходимо, чтобы специалисты в области теплоэнергетики принимали активное участие в разработке плана. Участие специалистов в области теплоэнергетики необходимо при составлении экономических расчетов, так как незнание технических нюансов может привести к тяжелым финансовым потерям и провалу плана в целом.

Так, параллельно с нашим проектом по строительству фабрики по производству гранул, мы решили с заинтересованными организациями и частными лицами создать НП Ассоциация биоэнергетики Карелии . В настоящее время готовится Устав и учредительные документы НП. Уже проявили желание участвовать в работе НП Госэнергонадзор Карелии, РЭК, ООО ТОН-Инвест (инициатор проектов строительства двух котельных на биотопливе), Агентство экономического развития регионов в Санкт-Петербурге и др. Первоочередной задачей, на наш взгляд, является разработка структурной схемы биоэнергетического рынка Карелии при участии специалистов:

— Теплоэнергетики - с данными по топливно-энергетическому балансу районов РК

— ЛПК - с данными по заготовке и переработке древесины, а также с прогнозом развития отрасли по районам

— Муниципальных образований - с данными по инвентаризации источников тепла и теплосетей на основе энергоаудита

— Госэнергонадзора

— РЭКа

— Минэкономразвития РК

Разработка схемы потребует, естественно, финансовых ресурсов, и мы рассчитываем получить софинансирование со стороны министерств и ведомств, бюджета РК и международных финансовых институтов. Как только будет разработана структурная схема биоэнергетического рынка Карелии, можно будет приступать к работе над Планом стратегического развития биоэнергетики Карелии . Осуществление большого проекта на основе плана позволит создать новые высокорентабельные производства по переработке отходов лесозаготовки и деревообработке, новые рабочие места и решить экологические проблемы (уменьшение выбросов СО2, лесовосстановление и т.д.).

---

Читайте:
Вверх по лестнице, ведущей вниз Ветроэнергетика: опыт и перспективы Вихревой теплогенератор для систем теплоснабжения Альтернативная энергетика и экологическое домостроение Горение твердого топлива: перспективы угольной энергетики