CC BY
61АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ДРЕВЕСНЫХ ГРАНУЛ (ПЕЛЛЕТ) В ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ И БЛИЗЛЕЖАЩИХ РЕГИОНАХ ПРИВОЛЖСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА
В.П. Нагорнов, канд. техн. наук, С. Б. Дорноступ, канд. техн. наук, С.В. Попов
Министерство промышленной политики и инноваций Оренбургской области.
ООО «Оренбурггазпромлизинг», ул. Донгузская, д. 64А, г. Оренбург, 4600027, Россия Тел.: (3532) 73-40-01; факс: (3532) 73-40-45; e-mail: orgasliz@esoo.ru
В обзоре рассматривается необходимость применения биотоплива как одного из видов возобновляемых источников энергии. Описаны теоретические основы производства древесных гранул и их способность конкурировать на современном рынке энергетики. Приводится анализ рынков сбыта пеллет и оборудования для их изготовления в Европе. Рассматриваются перспективы применения данного вида биотоплива в России на примере некоторых проектов. Доказывается актуальность внедрения древесных гранул в энергетику Приволжского федерального округа, а конкретно Оренбургской области.
TOPICALITY OF PELLET'S PRODUCTION IN ORENBURG REGION AND VOLGA FEDERAL REGION
V.PNagornov, PhD, S.B. Dornostup, PhD, S.V. Popov
Orenburg region's Ministry of industrial policy and innovations, "Orenbrggazpromleazing Ltd"
Requirement of application of biofuel is considered in this review as one of the renewable energy. The theory of the pellet's production process, its ability for compete in modern energy market and pellet's and it's equipment's markets in Europe is shown and analyzed in this review. Prospects of pellet's adaptation in Russia are described by the example of some projects. Urgency of pellet's introduction to the energy of Volga Federal Region especially to Orenburg Region is argued.
Владимир Павлович Нагорнов
Сведения об авторе: канд. техн. наук (1999); член-корреспондент Международной Академии компьютерных наук и систем; член-корреспондент Международной Академии наук экологии, безопасности человека и природы; зам. министра промышленной политики и инноваций Оренбургской области.
Образование: инженер-металлург, Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова (г. Екатеринбург, 1972);
Высшие офицерские курсы «Выстрел» (г. Солнечногорск, 1982);
Высшая партийная школа (г. Екатеринбург, 1987).
Область научных интересов: экономический анализ промышленного комплекса; переработка техногенных образований; инновационные и инвестиционные проекты; экология; безопасность человека и природы.
Публикации: более 250 печатных публикаций, социально-экономических статей, в том числе 77 научных трудов, две монографии.
Сергей Борисович Дорноступ
Сведения об авторе: канд. техн. наук, директор ООО «Оренбурггазпромлизинг».
Образование: Оренбургский политехнический институт, факультет производства строительных изделий и конструкций, специальность: инженер-строитель-технолог (1985);
Новосибирский инженерно-строительный институт им. В.В. Куйбышева: присвоена ученая степень кандидата технических наук (1986).
Область научных интересов: экология; охрана труда и инженерная экология; строительство; глубокая переработка отходов производства нефти, лесозаготовок; технология изготовления ДСП, ОББ, топливных гранул; финансы; экономика.
Публикации: более 150 научных работ и статей.
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 9 (65) 2008 © Научно-технический центр «TATA», 2008
Сергей Владимирович Попов
Сведения об авторе: специалист коммерческого отдела ООО «Оренбурггазпромлизинг».
Образование: анестезиолог-реаниматолог, Оренбургский Государственный медицинский институт (1984 г.);
студент Оренбургского Государственного института менеджмента, специальность «экономика и управление на предприятиях г/х».
Область научных интересов: экология и здоровый образ жизни; технология гранулирования древесных и растительных отходов; альтернативная топливная энергетика.
Публикации: 8 научных статей.
Введение
Развитие мирового общественного производства увеличивает размеры наносимого окружающей среде ущерба до такой степени, что его уже невозможно преодолеть без использования глубоко продуманного комплекса законодательных и технологических мероприятий, затрагивающих все сферы хозяйственной деятельности человека.
В связи с этим возрастает необходимость широкого внедрения технологических процессов, дающих минимальные выбросы, при которых самоочищающая способность природы в нужной степени будет препятствовать возникновению необратимых процессов и экологических изменений. Можно с достаточной степенью уверенности и точности сказать, что главным направлением в борьбе за выживание окружающей среды должны быть безотходные технологии.
Концепция безотходного производства предложена и развивается российскими академиками Н.Н. Семеновым, И.В. Петряновым-Соколовым, Б.Н. Лас-кориным и другими. Термин «безотходная технология» (БОТ) получил широкое распространение во всем мире. В равной мере и в том же значении применяется термин «безотходное производство» (БП), а иногда «безотходная технологическая система» (БТС). В некоторых западноевропейских странах практически в том же значении применяются термины «чистая технология» или «экологически чистая технология».
В настоящее время официально признано следующее определение: «Безотходная технология - это такой способ производства продукции, при котором сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы - производство - потребление - вторичные сырьевые ресурсы используются так рационально и комплексно, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования».
В.А. Зайцев - профессор кафедры промышленной экологии МХТИ им. Д.И. Менделеева, один из авторов этого определения - акцентирует внимание на трех основных положениях. Прежде всего подчерки-
вается необходимость использования сырьевых ресурсов в цикле, включающем сферу потребления. Это означает, что в самом определении безотходного производства заложена концепция кооперации производств и региональный подход.
Вторым основным положением является обязательное включение в переработку всех компонентов сырья. При этом должно быть обеспечено максимально возможное использование потенциала энергетических ресурсов. На полное задействование энергии безотходное производство не претендует, но оно должно быть направлено на самое рациональное ее потребление.
Третьей основной частью концепции безотходного производства является сохранение или не нарушение нормального функционирования окружающей среды (сложившегося экологического равновесия), при котором оно не оказывает неблагоприятного воздействия, в первую очередь, на здоровье людей.
Разработку и внедрение рациональных систем переработки отходов производства и потребления следует рассматривать не как экологическую нагрузку, а как использование вторичных материальных ресурсов (ВМР).
Резервы безотходных технологий огромны. Было подсчитано, что в расчете на душу населения у нас в стране за год перерабатывается до 20 т различного природного сырья, при этом в готовую продукцию переходит всего лишь 5-10 %, все остальное - отходы, неиспользованная часть ресурсов. В процессе эксплуатации, по мере износа или морального старения, вся промышленная продукция также переходит в категорию отходов потребления. Таким образом, практически весь объем взятых у природы материалов возвращается ей, но уже с новыми свойствами, которые приводят к нарушению экологического равновесия.
Одним из ярких примеров безотходного производства является глубокая переработка древесины, которая позволяет решать экологические и энергетические проблемы одновременно.
Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов со все нарастающей остротой показывают
неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии. Увеличивающееся загрязнение окружающей среды, нарушение теплового баланса атмосферы постепенно приводят к глобальным изменениям климата, что также показывает необходимость внедрения качественно новых видов топлива.
К такому прогрессивному и экологически благоприятному источнику энергии относится биотопливо, в частности древесина, отходы древесного и сельскохозяйственного производства.
Состояние энергетической отрасли России находится не на высшем уровне. Износ основных фондов в среднем по стране составляет более 50 %, в отдельных сельских местностях превышает 75 %. Большинство котельных нуждается в модернизации. Традиционные виды топлива дорожают и становятся менее доступными. Поэтому перевод котельных на биотопливо приобретает все большую популярность.
Проблема получения энергии из биотоплива стала актуальной в последнее десятилетие и пока еще находится в стадии интенсивного обсуждения. При этом положительных сторон в использовании биотоплива очевидно больше, чем отрицательных.
Основными аргументами в пользу применения биомассы в области энергетики выступают:
- жизненно важная необходимость существенного сокращения поступления в атмосферу СО2 с целью уменьшения парникового эффекта;
- возможность альтернативного использования обрабатываемых сельскохозяйственных площадей, которые уже больше не требуются для производства продуктов питания;
- экономия ископаемых ресурсов;
- повышение надежности энергоснабжения.
К твердому биотопливу относится, в частности, древесина и отходы ее переработки (кора, опилки, стружки, щепа, древесная пыль) в виде гранул, пел-лет и брикетов; отходы сельскохозяйственного производства (солома, подсолнечная лузга и др.).
В данной работе рассматривается один из видов древесного топлива - древесные топливные гранулы (ДТГ ), или пеллеты. Их получают из отходов и остатков деревообработки, отходов сельского хозяйства.
Рынок топливных гранул (пеллет) в России только зарождается. Однако неизбежный рост тарифов на энергию и традиционное топливо будет способствовать росту спроса на российское биотопливо как на внешнем, так и на внутреннем рынке. Обладая крупнейшим в мире запасом лесных ресурсов, значительными преимуществами в сфере других производственных затрат, Россия имеет реальный шанс занять роль ведущего поставщика нового вида топлива на растущий рынок Европы.
Перечисленные факторы указывают на актуальность данной темы в российской экономике и необходимость рассмотрения ее как на государственном уровне, так и в регионах России.
Теоретические аспекты производства топливных гранул
Древесные топливные гранулы как альтернативный вид топлива
Определение древесных топливных гранул, их виды
У этого продукта очень много названий. Из иностранных распространены два: «Wood pellets» и «HolzPellets» или «Holzpellets». Из русских: «биогранулы», «топливные гранулы», «биомасса», «опилочные гранулы», но наиболее правильное название «древесные топливные гранулы» или просто «пеллеты».
Древесные топливные гранулы - это нормированное цилиндрическое прессованное изделие из высушенной, оставленной в природе остаточной древесины. Сырьем для производства гранул служит древесина в любой ее форме: круглый лес, горбыль, щепа, опилки, кусковые отходы от лесопереработки. Можно также выпускать древесные гранулы из коры. Практические замеры показывают содержание золы в таких гранулах = 3,0-3,5 % (при условии, что исходный круглый лес - относительно чистый и не имеет грязи на внешней поверхности, образующейся в процессе лесозаготовки).
Древесные гранулы производятся без химических закрепителей под высоким давлением. Основными факторами, влияющими на качество гранул и процесс производства, являются:
- Содержание лигнина в древесине. Лигнин в процессе гранулирования играет роль «клея», который связывает мелкие частицы древесины в готовых гранулах. Чем его больше, тем гранулы качественнее.
- Твердость древесины. Чем выше твердость древесных пород, тем больше нагрузка на узлы при рубке, измельчении и гранулировании. Тем выше энергопотребление оборудования, выше износ узлов и механизмов.
Наиболее благоприятным сырьем для производства гранул является древесина хвойных пород - ель, сосна. Это обусловлено их мягкостью и большим содержанием лигнина.
- Лиственные породы - лиственница, береза -являются более твердыми и вызывают повышенный износ узлов и большее энергопотребление. Тем не менее, в России работают заводы, использующие березу как сырье в 100 % объемах.
- Осина. Порода, вызывающая наибольшее количество вопросов о пригодности ее к гранулированию. Содержание основного связующего вещества, лигнина, в осине меньше на 30 %, чем в хвойных породах. Поэтому гранулы, полученные из осины, являются менее устойчивыми и сам процесс гранулирования более капризен. Проблема решается вводом дешевых связующих добавок, что подтверждено опытом работы одного из заводов ДТГ, работающим на 100 % на осине.
В качестве вводимых связующих добавок, компенсирующих пониженное содержание лигнина в
IM
77
древесине, применяются следующие связующие вещества: мука, лигнин, лигносульфат, лигнобонд и другие. Процент вводимых добавок обычно находится в пределах 1-5 %. Выбор того или иного связующего определяется прежде всего экономическими соображениями. Или насколько стоимость вводимых добавок повышает стоимость готовых гранул.
Длина древесных гранул примерно 20-50 мм, диаметр 4-10 мм. Теплотворность древесных гранул равна 5 кВт/час на один килограмм. При этом энергосодержание одного килограмма древесных гранул равно энергосодержанию полулитра жидкого топлива (дизельного топлива).
Можно сравнить основные виды топлива, используемые для отопления, по основным показателям (табл. 1).
Таблица 1
Сравнительные характеристики основных видов топлива, используемых для отопления
Table 1
Comparative characteristics of basic fuels used for heating
Как видно из табл. 1, древесные гранулы стоят лишь на 5 месте по удельной теплоте сгорания, но эта величина - теоретическая, без учета КПД сгорания топлива (КПД нетто) и КПД тепловой установки (оба КПД вместе дают КПД брутто). Рассмотрим их отдельно.
КПД сгорания топлива зависит от многих факторов, главный из которых - удельное содержание несгораемых веществ, чаще всего - воды. Ведь эти вещества приходится нагреть, испарить и выбросить в дымовую трубу. Таким образом, чем меньше в топливе несгораемых веществ, тем выше КПД. Практически наиболее высокий КПД нетто (в порядке убывания) - у электроэнергии, газа, древесных гранул и дизельного топлива. Здесь гранулы стоят уже на 3 месте.
КПД котла (тепловой установки) зависит тоже от многих факторов, главными из которых являются: 1) оптимальный режим сжигания, т.е. режим, при котором достигается максимальный КПД нетто; 2) максимальный коэффициент теплоотдачи. КПД качественных современных котлов доходит до 93 % (электрические - не в счет). Наибольший КПД имеют современные котлы, работающие, опять же, на газе, древесных гранулах и дизельном топливе.
В табл. 2 приведено сравнение стоимости наиболее распространенных в России видов топлива (по данным на январь 2007 г.).
Таблица 2
Стоимость наиболее распространенных в России видов топлива
Table 2
Cost of fuels that are most widely used in Russia
Вид топлива Усредненный КПД установки, % Стоимость топлива, руб./кг Стоимость 1 кВт получения тепла, руб.
Природный газ 94 1,4 руб./м3 0,16
Уголь 75 2,0 0,49
Сжиженный газ 90 9,0 0,85
Дрова 60 1,5 1,04
Древесные пеллеты 90 4,0 0,89
Дизельное топливо 90 19,0 2,05
Электричество 98 1,6 руб./кВт-ч 1,63
Из табл. 2 видно, что древесные гранулы являются значительно более выгодным топливом для производства энергии по сравнению с другими его видами, за исключением газа. Однако из-за выравнивания внутренних и общемировых цен на газ цена на газ будет постоянно и быстро расти. В ближайшей перспективе стоимость энергии, произведенной из биотоплива, будет меньше произведенной на газе, не говоря уже о других видах топлива. Если прибавить к этому факт, что далеко не у каждого желающего есть возможность подключиться к системе газоснабжения и силовому электрокабелю, то на практике для владельца собственного дома, желающего иметь автоматическое отопление, выбор сводится к двум позициям: дизтопливу и древесным гранулам.
Когда в западных изданиях говорят о преимуществах древесных гранул, в первую очередь речь идет об экологии. На сегодняшний день из всех энергоемких видов топлива самым экологически чистым являются пеллеты. Конечно, сегодня в России мы не очень задумываемся об экологии, вспоминаем о ней только тогда, когда происходят катастрофы. На западе об этом не только задумываются, но и наказывают, вводят экологические налоги. И наоборот, поощряют всех, кто использует экологически чистые источники энергии.
Вид топлива Теплота сгорания МДж/кг (^мДЖ/М3) % серы % золы Углекислый газ, кг/ГДж
Дизельное топливо 42,5 0,2 1 78
Мазут 42 1,2 1,5 78
Природный газ * 35-38 0 0 57
Каменный уголь 15-25 1-3 10-35 60
Гранулы древесные 17,5 0,1 1 0
Гранулы из соломы 14,5 0,2 4 0
Гранулы торфяные 10 0 4-20 70
Щепа древесная 10 0 1 0
Опилки древесные 10 0 1 0
Примечание: "0" в колонке количества выделяемого СО2 означает, что при горении возобновляемых видов топлива выделяется только СО2, связанный растениями за период роста, баланс СО2 в природе при этом не меняется.
Например, за то, что семья или предприятие в Германии установит котел, работающий на топливных гранулах, государство выплачивает дотацию в размере 2500 евро плюс 50 евро за каждый 1 кВт котла (около 3000 евро).
Экологические факторы:
- Уменьшение парникового эффекта. Освобождаемая углекислота (CO2) в древесных гранулах обозначается как «нейтральная». Древесина освобождает столько CO2, сколько приняла во время роста (закрытый углеродный обмен). При сгорании ископаемого горючего, напротив, освобождается углекислота, собранная за миллионы лет. А это ведет к повышению содержания CO2 в атмосфере и, следовательно, к антропогенному парниковому эффекту.
- Уменьшение кислотных дождей. Наряду с уменьшением выбросов углекислоты при использовании в качестве топлива древесных гранул происходит уменьшение выброса двуокиси (диоксида) серы. А это, в свою очередь, приводит к уменьшению кислотных дождей и снижению гибели леса. Используя древесину в качестве сырья, пеллеты как топливо в конечном итоге берегут наши леса.
- Уменьшение риска транспортировки. Загрязнение окружающей среды такими бедами, как пролив из пробоин в нефтеналивных танкерах, аварии на газопроводах, электростанциях, в том числе АЭС, полностью исчезают при использовании пеллет. А опасность взрывов, аварий, пролива горючего, вредных выбросов минимальна по сравнению с ископаемыми видами топлива. Как пример: если только одна семья из трех человек, живущая в отдельном доме, перейдет с котла, работающего на дизельном топливе, на котел с древесными гранулами, это освободит атмосферу от выбросов 5 тонн углекислоты в год, а если с газового - 2,5 тонны вредных выбросов.
Развитие и опыт производства древесных пеллет в странах Европы
В настоящее время в связи с дефицитом традиционных видов топлива и ухудшением экологической обстановки страны Европейского Союза пришли к соглашению относительно возможно более срочного использования биомассы для получения топлива.
Рассмотрим рынки пеллет некоторых европейских стран. Особенностью немецкого рынка пеллет является то, что частные хозяйства с маломощными котельными, потребляющими в среднем 3-5 тонн гранул в год, преимущественно используют высококачественные пеллеты. Однако уровень потребления пеллет в Германии относительно низок. Так, годовое внутреннее потребление гранул в Австрии составляет 300 тысяч тонн, а в Германии - 130 тысяч тонн (для сравнения: ведущий австрийский производитель пеллет компания Holzindustrie Pfeifer производит в год 100 тысяч тонн продукции). Австрия является лидером среди стран Евросоюза по числу котельных, отапливаемых пеллетами. В 2006 году в стране на-
считывалось 20 тысяч центральных отопительных систем на основе топливных гранул. В Австрии сформирована хорошая система торговли топливными гранулами, позволяющая снабжать этой продукцией потребителей по всей стране. Суммарная производственная мощность австрийских производителей пеллет составляет 500 тысяч тонн, а к 2007 году она увеличится до 640 тысяч тонн.
В скандинавских странах доминирует промышленное использование пеллет в качестве топлива для котельных мощностью 2 МВт. Крупнейшим потребителем пеллет в Европе является Швеция, где ежегодно в котельных сжигается до 1,1 млн тонн пеллет. Потребление обеспечивается как внутренними производителями, насчитывающими 30 предприятий, так и импортными поставками. На протяжении последних трех лет рынок древесных гранул ежегодно растет здесь в среднем на 25 %. Аналогично выглядит ситуация и в Дании, где в настоящее время в промышленных целях в год потребляется 850 тысяч тонн пеллет.
Растет производство и потребление пеллет в Италии, где в 2006 году на 41 предприятии в общей сложности было произведено 130-150 тысяч тонн топливных гранул. Основная доля мирового потребления пеллет сегодня приходится на Японию и скандинавские страны. Вообще в странах с хорошо развитым уровнем технологии переработки древесины степень использования древесных отходов в качестве топлива очень высока. Например, в США этот показатель составляет 70 %, в Канаде - 65 %, в Германии - 62 %, в Швеции - 51 %, в Финляндии - 53 %. Планируется, что к 2010 году Европа будет потреблять за счет возобновляемых источников энергии 82 млн тонн нефтяного эквивалента. При этом доля биотоплива будет составлять 74 % общего вклада.
Постепенный перевод котельных европейских стран на пеллеты ставит перед ними проблему гарантированной и бесперебойной поставки биотоплива.
В России же запасы сырья для производства биотоплива огромны, исчисляются они миллиардами кубометров. Сейчас на каждом гектаре рубки остается 40-60 м3 отходов лесопиления. Поэтому Россия становится одним из ведущих экспортеров древесных пеллет для западных стран. К тому же вступление в силу Киотского протокола дает возможность российским предприятиям получать международные инвестиции за счет продажи так называемых единиц сокращений выбросов (ЕСВ) через механизмы совместного осуществления.
Речь в первую очередь идет о проектах по повышению энергоэффективности, по замещению одних видов топлива другими (например, замена угля или мазута на биомассу).
Каждое отдельное предприятие, которое станет участником торговли ЕСВ, может получить дополнительную прибыль, если до начала реализации проекта энергосбережения зарегистрирует свой проект как климатический и найдет потенциального покупа-
теля своих сокращений. Покупателями выступают предприятия и организации из стран Европейского Союза, который обязан уменьшить выбросы парниковых газов в среднем на 8 % к 2012 году в отличие от России, имеющей резерв углеродных кредитов. ЕС заявил о намерении приобрести до 520 млн тонн ЕСВ, выделив на это 2,7 млрд евро.
Уже сегодня западные кампании платят большие штрафы, если их выбросы превышают установленные единицы. Это заставляет европейцев, с одной стороны, переходить на использование биотоплива, а с другой стороны, закупать ЕСВ в соседних странах, если переоборудование котельных на возобновляемые источники энергии сопряжено с какими-то проблемами.
Потенциальные возможности России в организации собственного производства пеллет
Производство пеллет в России только начинает зарождаться. Внутренний рынок топливных гранул в России уже активно формируется и вскоре начнет расширяться. Используя биотопливо, получаемое из отходов лесной промышленности, для теплоснабжения городов и поселков, Россия могла бы экономить в год 15-20 % традиционного топлива.
В настоящее время в стране производятся пелле-ты исключительно промышленного назначения. Из-за отсутствия внутреннего спроса производство, составившее в 2006 году 15-25 тысяч тонн, ориентировано на экспорт в Западную Европу. Основные мощности по производству пеллет в России сосредоточены в Северо-Западном регионе, чему способствовала не только близость к основным европейским рынкам сбыта, но и к морским портам.
Среднегодовая производственная мощность 11 расположенных в этом регионе производителей пел-лет составляет 100 тысяч тонн. В ближайшие годы планируется строительство следующих трех заводов общей мощностью 130 тысяч тонн. По данным Конфедерации ЛПК Северо-запада, имеющиеся в настоящее время мощности по производству топливных гранул загружены лишь на 20-30 %. Причина состоит, прежде всего, в отсутствии соответствующего оборудования для организации транспортировки такого вида продукции во многих портах Северо-
Запада. Иностранные потребители пеллет активно ведут себя на российском рынке. Заявлены намерения о строительстве в Вологодской области завода производственной мощностью 50 тысяч тонн топливных гранул при участии австрийских инвесторов, в Тверской области - совместное немецко-российское производство мощностью 35 тысяч тонн. Однако неизбежный рост тарифов на энергию и традиционные топливные ресурсы, связанные с дальнейшей интеграцией России в мировое экономическое сообщество, а также прогнозируемым вхождением в ВТО, ратификация Россией Киотского протокола будет, в долгосрочной перспективе, несомненно, способствовать росту внутреннего спроса на пеллеты и другие виды биотоплива. В этой связи Россия, обладающая крупнейшим в мире запасом лесных ресурсов, имеет реальный шанс занять место ведущего мирового поставщика биотоплива.
Вопросы производства и использования древесных пеллет
Производственная технология
Существуют разные мнения о том, где строить заводы по производству древесно-топливных гранул
(ДТГ):
- размещать производство древесных гранул как вспомогательное производство на деревообрабатывающих, фанерных, лесопильных и других предприятиях ЛПК;
- строить заводы в зоне, где скапливается большое количество древесных отходов. Экономически целесообразно собирать отходы в радиусе 100 км от производства. Но существуют риски: те, кто продает, отдает или сдает отходы, могут начать утилизировать их на собственном производстве, тогда у завода по производству пеллет возникнет проблема с сырьем. Еще один риск: непостоянство качества «чужих» древесных отходов. Все это можно регулировать с помощью заключения различных договоров.
Можно привести примерную схему мини-завода по производству ДТГ (рис. 1).
Однако расстановка и комплектация оборудования на каждом предприятии может различаться.
Рис. 1. Вариант компоновки мини-завода по производству пеллет: 1 - приемный бункер для сыпучих продуктов; 2 - блок гранулирования; 3 - блок аспирации и обеспыливания; 4 - упаковщик в МКР (биг-бэги) контейнерного типа на 7 шт.
Fig. 1. Pellet miniplant configuration
80
lid
В целом упрощенно технологический процесс производства топливных гранул (пеллет) включает следующие стадии (рис. 2).
Рассмотрим каждый этап производства более подробно.
Подача и складирование сырья Участок складирования сырья предназначен для размещения на нем сырья таким образом, чтобы обеспечить его своевременную и беспрепятственную подачу для дальнейшей переработки.
В состав оборудования участка входят:
- сепарационная установка;
- транспортная система, которая может быть выполнена различными способами (шнековая подача, «живое дно» и др.).
Измельчение
На стадии подготовки сырья щепа, опил, кора, стружка подаются в измельчитель, установленный над загрузочным устройством материалопровода (при переработке крупнокусковых отходов используется рубительная машина, а затем измельчитель).
Рис. 2. Стадии производства ДТГ Fig. 2. Woodpellet production stages
Подаваемое сырье может быть различной влажности (в зависимости от этого настраивается работа участка сушки), оно не должно содержать посторонних включений (камни, металл, песок). В составе сырья сумма коры, хвои, листвы не должна превышать 17 % от массы (из-за повышенной зольности), порода древесины значения не имеет, однако проще процесс производства протекает при использовании хвойных пород.
Эту стадию производства называют также крупным дроблением. Рубительные машины (рис. 3) измельчают древесное сырье до фракции с размерами не более 25x25x2 мм для дальнейшей сушки. Крупное дробление позволяет быстро и качественно высушивать сырье и подготавливает его к дальнейшему дроблению в мелкой дробилке. Обычно влажные древесные отходы хранятся на бетонном полу или в бункере, чтобы избежать смешивания с песком или камнями.
Сырье подается в систему сушки с помощью скребкового устройства (рис. 4). Оператор может брать сырье с различных площадок и подавать необработанный продукт в систему сушки.
Рис. 3. Барабанная рубительная машина Fig. 3. Drum chipper
Рис. 4. Подача сырья из бункера Fig. 4. Supply of raw material from the hopper
Сушка
Древесные отходы с влажностью более 15 % очень плохо прессуются. Кроме этого, изготовленные гранулы с повышенной влажностью не подходят для котлов. Поэтому сырье перед прессованием должно иметь влажность между 8 и 12 %. Для качественного продукта влажность должна составлять 10 % ± 1 %. Измельченное сырье (фракция 3-5 мм) по материалопроводу попадает в камеру сушильного агрегата. Отбор излишней влаги осуществляется горячим воздухом, выработанным теплогенератором. Теплогенератор может работать как на тех же отходах, так и на газе.
Сушилки бывают барабанного (рис. 5) и ленточного типа. Выбор типа сушилки определяется видом сырья (щепа, опилки), требованиями к качеству продукции и источником получаемой тепловой энергии.
Рис. 5. Барабанная сушилка на паре для сушки щепок и опилок
Fig. 5. Steam-heated drying drum for chips and sawdust
При использовании барабанных сушилок температура воздуха на входе в сушилку 250-280 °С, на выходе из сушилки продукт имеет температуру 75100 °С. Сырье высушивается до влажности 8-15 %. При необходимости после сушки фракция может быть уменьшена благодаря тонкому измельчению в молотковой дробилке.
Кроме барабанных, существуют еще ленточные сушилки. За последнее время технология сушки в этих сушилках значительно изменилась, и на сегодняшний день около 70 % вновь создаваемых пел-летных производств в Германии оснащается такими сушилками (рис. 6).
Рис. 6. Ленточная сушилка Fig. 6. Band drier
Далее измельченный и высушенный продукт по пневмотранспорту поступает в батарейный циклон, где происходит разделение высушенного материала и теплоносителя. Отработанный теплоноситель выбрасывается в атмосферу, а высушенный материал подается на питающее устройство пресса-грануля-тора непрерывного действия.
В производстве пеллет сушка является наиболее энергоемким процессом. Для сушки опилок расходуется приблизительно 1 МВт энергии на тонну выпариваемой влаги. Для практического расчета можно принимать, что на 1 т гранул требуется теплота сгорания от 1 плотного кубометра древесины. Оптимальным решением является сжигание коры в котле, обеспечивающем работу сушильной установки.
Мелкое дробление
В пресс сырье должно заходить с размерами частиц менее 4 мм. Поэтому мельница измельчает сырье до необходимых размеров. Для качественного продукта насыпной вес после измельчения должен составлять 150 кг/м3 ± 5 %, а размер частиц - не более 5 мм. Мельница может быть установлена до сушилки или после.
Водоподготовка
Сырье с влажностью менее 8 % плохо поддается склеиванию во время прессования. Поэтому слишком сухое сырье увлажняется. Для этого нужна установка дозирования воды в смесительной емкости. Лучший вариант - это шнековые смесители, в которые встроены входы для подачи воды или пара.
Добавление горячего пара требуется, если прессуются твердые сорта древесины (дуб, бук) или сырье залежалое, некачественное. Для мягких сортов древесины хвойных пород достаточно добавления воды в смесителе. После этого сырье направляется в бункер вызревания, где оно доходит до однородного состояния.
Прессование (пеллетирование)
Производится на прессах различных конструкций. Два основных вида прессов применяются для пеллетирования, это прессы с цилиндрической матрицей и прессы с плоской матрицей (рис. 7). При этом диаметр матрицы может быть более метра, а мощность пресса до 500 кВт, в зависимости от заданной производительности. Также на производительность пресса в пределах 20 % влияет размер получаемых гранул, обычно 6 мм для частного потребления и 10 мм - для промышленного.
а б
Рис. 7. Матрица: а - цилиндрическая, б - плоская Fig. 7. Die: а - cylindrical, b - flat
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 9 (65) 2008
© Scientific Technical Centre «TATA», 2008
Большинство пеллет в мире производится в прессах с цилиндрической матрицей. Итальянская фирма Ьа Мессашса предлагает серию таких прессов различной мощности от 80 до 1500 кг/час, например: пресс-гранулятор СЬМ 520 ИБ ЬО (рис. 8, табл. 3), пресс-гранулятор СЬМ 630 О ЬО (рис. 9, табл. 4).
Рис. 8. Пресс- гранулятор CLM 520HD LG Fig. 8. Granulating press CLM 520HD LG
Таблица 3
Общие характеристики CLM 520 HD LG
Table 3
General characteristics of CLM 520 HD LG
Таблица 4
Общие характеристики CLM 630 G LG
Table 4
General characteristics of CLM 630 G LG
Производительность 10-1.5 т/час пеллет диам. 6 мм
Подающий шнек type C180; diameter 180 mm; motor 2,2 KW
Миксер type M400.1830; diam 400 mm; 7,5 KW; 1830 mm
Тип Lamec 630.100
Валы 2 rollers; 310 mm
Масса 8400 кг; Compact 8980 кг, включая основной двигатель
Упрочненный вариант серии «520», использующий комплектующие 520 серии. Присоединенная мощность до 160 кВт (220 л.с.). Модель относится к серии «тяжелых» и предназначается для работ с повышенной нагрузкой: древесные опилки, удобрения, кормовые травы и т.д.
Упрочненный вариант серии «630», использующий комплектующие 630 серии. Присоединенная мощность до 200 кВт (270 л.с.). Тяжелая модель, используемая прежде всего для работ, требующих повышенных механических характеристик оборудования. Утяжеленный ротор обладает повышенной инерцией и приспособлен для различных типов сырья. Модель относится к серии «тяжелых» и предназначается для работ с повышенной нагрузкой: древесные опилки, удобрения, кормовые травы и т.д.
Охлаждение
Этот этап обеспечивает получение качественного конечного продукта. Оно нужно для охлаждения гранул, нагретых после прессования до 70-90 °С. В качестве охладителей в основном применяются противоточ-ные охладители. Влияние стоимости процесса охлаждения на себестоимость пеллет очень незначительно. Через выходное отверстие пресса-гранулятора готовые гранулы попадают в специальное устройство - шкаф охлаждения и просеивания - охлаждающий транспортер, где происходит охлаждение и очистка гранул от мелкой фракции. Мелкая фракция подается обратно в бункер над прессом-гранулятором, делая процесс непрерывным и безотходным. Очищенные и остывшие гранулы попадают в тару для упаковки и транспортировки к месту хранения, либо поступают в большой накопительный бункер.
У хороших производителей оборудования в технологическом процессе после охладителя существуют системы для очистки готовых гранул от пыли, что существенно улучшает качество выпускаемой продукции. Например, осциллирующее сито фирмы Ьа Мессашса (рис. 10).
Осциллирующее сито предназначено для очистки пеллет. Благодаря колебательным движениям качество очистки пеллет от пыли очень высоко. Корпус, выполненный из листового проката, имеет большие
Производительность 900-1300 кг/час пеллет диам. 6 мм
Подающий шнек тип С245; диаметр 245 мм; привод 4 кВт
Миксер тип М400.1830; диам. 400 мм; 7,5 кВт; 1830 мм
Тип Ьатес 520.060; Ьатес 520.080
Валы 2 вала; 250 мм
Масса 6960 кг, включая основной двигатель
Рис. 9. Пресс- гранулятор CLM 630 G LG Fig. 9. Granulating press CLM 630 G LG
lifF"
13 ;
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 9 (65) 2008 © Научно-технический центр «TATA», 2008
люки для ревизии, что облегчает проведение регламентных работ. Рама сеток выполнена из дерева, ячейки решетки сита могут иметь различные размеры в зависимости от потребностей заказчика. Рабочие поверхности легко заменяются с тыльной стороны сита. Колебательное движение передается ситу от эксцентрикового вала.
3w г
Рис. 10. Осциллирующее сито компании La Meccanica Fig. 10. Oscillating sieve made by La Meccanica
Фасовка и упаковка
Фасовка и упаковка топливных гранул зависят от того, какая система хранения существует у потребителя: в свободном виде - насыпью; в мешках типа «биг-бэг» от 500 до 1200 кг; в мелкой расфасовке по 10-20 кг. В большие мешки типа «Big-Bag» готовые гранулы пакуются с помощью дозатора, предназначенного для автоматического взвешивания.
На рынке оборудования для производства топливных гранул в основном преобладают зарубежные фирмы: немецкие («Munch Edelstahl Gmbh», «Amandus Kahl», «SALMATEC»), скандинавские: «Norsk Pellets», SPROUT-MATADOR (Дания), SPC (Швеция), BUHLER (Швейцария) и многие другие. В последнее время этот рынок интенсивно осваивается итальянскими производителями, например компании «La Meccanica», «Construzioni Nazzareno s.r.l», ZEPI, GENERAL DIES, AKADEMIA 2003.
Отличительные черты производства пеллети-рующего оборудования фирмы «La Meccanica»:
- высококачественные материалы, включая высоколегированную сталь;
- использование новейших технологических достижений;
- сверление с зеркальным полированием отверстий;
- вакуумное упрочнение - термообработка;
- минимальная деформация при термической обработке;
- строгий предпродажный технический контроль;
- сжатые сроки поставки.
Стандарты и качество древесных гранул
Одним из важнейших показателей, определяющих качество пеллет, а значит, их стоимость, является их теплотворная способность.
Теплотворная способность определяется высшей теплотой сгорания (высшая теплотворная способность - ВТС), которая обычно выражается в МДж/кг. Значение ВТС пеллет обычно составляет от 17 до 21 МДж/кг. При производстве пеллет большое влияние на стоимость процесса оказывает влажность сырья. Предполагается, что энергия образуется при горении сухой беззольной массы. Теплотворная способность в значительной степени определяется уровнем влажности, так как испарение воды требует затрат энергии.
Древесные гранулы, согласно шведскому стандарту (SS 187120), - это спрессованные цилиндры с максимальным диаметром 25 мм. Согласно этому стандарту, пеллеты делятся на 3 группы, начиная с I (гранулы наивысшего качества) и заканчивая III (промышленные).
Австрийский стандарт ONORM M 7135 классифицирует древесные гранулы по типу исходного сырья на пеллеты из древесины и на пеллеты из коры. Размеры в обоих случаях следующие: диаметр 4-20 мм и длина до 100 мм.
Согласно немецкому стандарту DIN 51731, пеллеты должны иметь диаметр в пределах 4-10 мм и длину не более 50 мм.
Американский стандарт Институт гранул дает диаметр от 6 до 7,6 мм и делит их на 2 категории -«бытовые» и «промышленные».
Ассоциация производителей топливных гранул Британской Колумбии (Канада) объявила 2 стандарта древесных гранул - «стандартные» и «высшего качества», оба влажностью 3-6 %.
Все стандарты регламентируют такой параметр, как зольность, на который основное влияние оказывает наличие в исходном сырье коры, веток и других включений. Механические примеси, от которых зависит зольность, в основном находятся в коре, куда попадают за период роста дерева. При увеличении объема коры в сырье процент зольности повышается. Зольность гранул из коры составляет более 3,5 %.
В России национального стандарта на древесные топливные гранулы пока не существует. В табл. 5 приведены сравнительные характеристики немецких, австрийского и шведского стандартов.
Критерии, от которых зависит качество древесных гранул:
Сырье. Сырьем должны служить все хвойные породы и мягкие сорта древесины. С твердыми сортами будут проблемы с оборудованием. Большое количество коры - это повышение выброса углекислоты: она не должна превышать во многих странах Европы 0,5 %. Сырье не должно быть старым, так как оно теряет эластичность и внутреннюю энергию, которую отдает во время сгорания. Старое, слежавшееся, прелое сырье, как правило, поражено грибком и плесенью.
Влажность. Влажность перед прессованием должна быть не более 10-12 %. При избыточной влажности у вас могут не купить продукцию или сильно занизить цену.
Оборудование. Конечно, оборудование должно отвечать самым жестким нормам. При сертификации продукции один из важных вопросов - изготовитель оборудования. Хорошее оборудование - качественные гранулы и высокая цена.
Очистка, хранение, перевозка. Если вы изготовили качественные древесные гранулы, это еще не все. Перед упаковкой их надо очистить от пыли. Далее -
хранить в сухом месте. Далее - перевозить защищенными от влаги. После складирования не допускать сильных нагрузок и трения.
В целом качественные древесные гранулы представляют собой ровные, хорошо спрессованные, блестящие цилиндры без трещин, обладающие хорошим энергообменом.
Сравнительная характеристика ряда европейских стандартов Comparative characteristics of a number of European standards
Таблица 5
Table 5
Характеристики пеллет DINplus (Германия) DIN 51 731 (Германия) O-Norm M 7135 (Австрия) SS 18 71 20 (Швеция) 1 группа SS 18 71 20 (Швеция) 2 группа SS 18 71 20 (Швеция) 3 группа
Диаметр, мм 6 6-10 4-10 < 25 < 25 < 25
Длина, мм < 50 < 50 < 50 < 40 < 50 < 50
Плотность, кг/дм3 > 1,12 > 1,0-1,4 > 1,12 > 600 > 500 > 500
Влажность, % < 10 < 12 < 10 < 10 < 10 < 12
Насыпная масса, кг/м3 650 650 650 > 500 > 500 > 500
Содержание пыли, % < 2,5 < 5 < 2,3 - - -
Зольность, % < 2,5 < 5 < 2,3 < 0,7 < 1,5 < 1,5
Теплота сгорания, МДж/кг > 18 17,5-19,5 > 18 > 16,9 > 16,9 > 15,1
Содержание серы (Б), % < 0,04 < 0,08 < 0,04 < 0,08 < 0,08 указывается
Содержание азота (Ы), % < 0,3 < 0,3 < 0,3 - - -
Содержание хлора (С1), % < 0,02 < 0,03 < 0,02 < 0,03 < 0,03 указывается
Котельные на биотопливе (технология сжигания, устройство, примеры котлов)
Минимальный комплект оборудования автоматизированной котельной коттеджа, работающей на древесных топливных гранулах, включает в себя котел, оборудованный горелкой для сжигания пеллет и бункером. После подключения к системам отопления и электроснабжения и загрузки бункера топливом (пеллетами) такая котельная сможет в течение длительного времени работать без участия человека (в зависимости от конструкции, от одного дня до нескольких месяцев).
КПД специализированных котлов на пеллетах составляет 85-97 %, что соответствует уровню газовых и жидкотопливных котлов и во многом зависит от используемой технологии сжигания пеллет. КПД пеллетных котлов с горелками объемного типа - до 95 %. Среди поставляемых в Россию моделей непременно надо отметить Vitolog 300 от VIESSMANN (Германия), GD-WB от GRANDEG (Латвия), Biomatic от Ariterm Oy (Финляндия), Benekov ling и Pelling 27 от BENEKOV (Чехия). В Европе популярны такие модели, как Pelletskessel USP от KWB (Австрия), Logano SP251 от BUDERUS и Pro solar от PRO SOLAR ENERGIETECHNIK (Германия) и др.
Чтобы избавить потребителя от необходимости подкладывать топливо в топку котла, ряд фирм разработали автоматизированные топочные аппараты (АТА). По мере сгорания топлива его новая порция подается из загрузочного бункера автоматически. Но вот топливо в этом случае годится уже не любое, а мелкоразмерное. В состав аппарата входят котел, горелочное устройство с механизмом автоматической подачи топлива и дутьевой вентилятор для обеспечения полного сгорания топлива. Производством бытовых АТА для коттеджей сегодня занимаются многие иностранные компании во всем мире. На российском рынке начинает появляться продукция от ВАХ1 (Италия), ВЕЫТОЫЕ (Швеция), УБЯКЕЯ (Чехия), УШББМАЫЫ (Германия). По конструкции и принципу работы моноблочные аппараты разных производителей во многом похожи друг на друга. Например, Уйо1о§ 300 от УТЕББМАЫЫ мощностью 5-26 кВт состоит из двух агрегатов: котла с топкой и стоккерной горелки. Стоккерная горелка включает в себя металлический контейнер, к которому присоединен шнековый транспортер, переходящий в горе-лочное устройство с дутьевым вентилятором. Загрузка древесных гранул из специального контейнера емкостью 150 л осуществляется автоматически с помощью специального винтового конвейера, пере-
IM
85
ходящего в дутьевой вентилятор. В зависимости от температуры наружного воздуха содержимого контейнера может хватить на двое суток работы котла. Новейшая разработка компании Vitolog 300 по удобству обслуживания и комфорту, создаваемому им в отапливаемом помещении, соответствует газовым и жидкотопливным котлам благодаря цифровому контроллеру и модулируемому процессу согласования вырабатываемой мощности и нагрузки. Объема контейнера вполне достаточно для автоматической работы котла в течение двух суток. Есть устройства, работающие непрерывно 2-5 суток и даже две недели (VAP 25 Zeus от VERNER (Чехия)).
Целый ряд изготовителей предлагают в России котлы с камерой сжигания твердого топлива и возможностью установки навесных горелок для работы на газе или жидком топливе. Из зарубежных производителей, выпускающих устройства на трех видах топлива (газ, жидкое и твердое), можно назвать DAKON и VIADRUS (Чехия), DEMRAD (Турция), ROCA (Испания), BAXI, FERROLI (Италия), VIESSMANN, BOSH (Германия).
Промышленные котлы и горелки на древесных гранулах
Эту продукцию на российском рынке в основном представляют фирмы FERROLI (Италия), FACI (Италия), Ariterm Oy (Финляндия), GRANDEG (г. Рига).
■ Котлы модели FACI 10-100 (от $12000 до $65000) (рис. 11).
Котельные установки с трубчатым теплообменником для отопления административных и жилых зданий. Конструкция котла спроектирована с учетом применения топлива различной сортности. Благодаря специально рассчитанной конструкции теплообменников прогрев котла осуществляется быстро и в максимально экономичном режиме. Высокий КПД. Удобное обслуживание и настройка.
■ Котлы Arimax Bio 120...3000 от Ariterm Oy (Финляндия) мощностью 120-3000 кВт предназначены для промышленных котельных. Котлы рассчитаны на рабочее давление 4-10 бар и могут иметь люки для чистки как сверху, так и сбоку (с любой стороны). Для сжигания биотоплива в этих котлах фирмой производятся высокоэффективные горелочные системы, оснащаемые шнековой подачей топлива и бункером с перемешивающими дисковыми либо пластинчатыми устройствами. Автоматика, поставляемая в комплекте с котельным оборудованием, обеспечивает управление работой горелки, системами подачи топлива и защиты от обратного пламени. Котельные мощностью до 500 кВт могут поставляться в виде полностью укомплектованного автономного модуля в контейнере. Стоимость таких котлов немаленькая - от 40000 до 60000 евро, но она оправдывается отменным финским качеством.
Российское производство гранул сегодня ориентировано на зарубежный рынок. Европейско-уральская часть страны продает гранулы в основном в Европу. Транспортировка осуществляется или ав-
томобильным транспортом, или судовыми партиями. На Дальнем Востоке странами-покупателями российского биотоплива выступают, как правило, японские компании.
Рис. 11. Котел FACI10-100 Fig. 11. Boiler FACI 10-100
Экономика производства пеллет
Внутри России гранулы пока используются мало. Покупателями гранул здесь являются частные домовладельцы или небольшие предприятия, установившие мини-котельные на гранулах. Иногда можно увидеть древесные гранулы в магазинах в мешках в качестве наполнителя для кошачьих туалетов.
Себестоимость производства гранул в России колеблется в районе 50 евро за тонну. Продажная цена гранул также варьируется. В России гранулы можно продать на FOB-Санкт-Петербург за 110 евро за тонну. В Европе же цена на гранулы колеблется от 120 до 150 евро за тонну. Наиболее высокие цены на пеллеты в Италии и Великобритании. Важно отметить, что таможенных пошлин на экспорт гранул из России пока нет.
Ниже приводится примерный расчет себестоимости производства топливных гранул для технологической линии с оптимальной для скорейшей окупаемости предприятия мощностью в 4 т/ч. Исходные данные, приведенные в табл. 6 (стоимость сырья и электроэнергии, аренда помещений, непроизводственные затраты, коммерческие расходы и пр.), имеют ориентировочные величины. Однако и по этим расчетам можно наглядно представить, насколько рентабельным выглядит сейчас изготовление и использование древесных пеллет как альтернативного биотоплива.
Таблица 6
Расчет себестоимости топливных гранул
Table 6
Calculation of wood pellet production cost
№ Показатели Значение
Производительность технологической линии, т/ч 4
1 Выпуск гранул, т Количество тонн в смену (двенадцатичасовая смена) 30
Количество смен в сутки 2
Количество рабочих дней в месяце 30
2 Коэффициент использования оборудования (рекоменд. = 0,7) 0,70
3 Цена сырья, руб./куб.м 125,00
4 Необходимый объем сырья для производства 1 тонны ГП, куб. м насыпной плотности 9
Итого сырья для производства готовой продукции, куб. м. 5400
5 Установленная мощность (УМ) линии, кВт/час 560
6 Бригада гранулирования, чел./ в смену 4
7 Заработная плата в час, руб. 0,00
8 Сдельная оплата труда, руб/тонна 650,00
9 Стоимость кВт/ч, руб. 1,80
10 Расход электроэнергии на производство всего, кВт/ч 282240
Объем производства гранул в месяц, т 1800,00
11 Общая стоимость электроэнергии руб./ мес. 508032,00
12 Энергоемкость производства, кВт-час/т 156,80
13 Расходы на содержание и обслуживание оборудования, руб./мес. 30000,00
14 Фонд заработной платы персонала технологической линии, руб./мес. 1 169999,81
15 Премиальный фонд, руб./мес. 10000,00
16 Ставка налога на ФОТ 26 %
17 Отчисления на социальное страхование (налог на ФОТ), руб./мес. 304199,95
Производственные затраты в месяц, руб., всего 2697231,66
Цеховая себестоимость, руб./т 1498,46
Постоянные расходы, руб., всего: в т.ч. 47800,00
18 Общепроизводственные расходы, руб. 5000,00
19 Обслуживание офисов и складов (аренда помещений), руб./мес 15000,00
Фонд непроизводственной ЗП, руб всего: в т.ч. 27800,00
20 Зарплата управленческого персонала, руб. 20000,00
21 Зарплата вспомогательного и обслуживающего персонала, руб. 10000,00
22 Отчисления на социальное страхование (налог на ФОТ) 7800,00
Коммерческие расходы руб., всего 287999,95
23 Упаковка в биг-бэг (big-bag), руб./т 160,00
24 Непредвиденные расходы, руб./т 0,00
Непроизводственные затраты, руб., всего: в т.ч. 335799,95
Затраты, итого: руб. 3033031,61
EUR/RUR (курс 1 евро), руб. 36,00
Общая себестоимость производства пеллет на предприятии, рубль/тонна 1685,02
Общая себестоимость производства пеллет на предприятии, евро/тонна 4б,81
На основе рассчитанной себестоимости можно определить окупаемость производства в идеальных условиях на совершенном рынке (табл. 7).
Естественно, все эти показатели весьма приблизительны. Для составления конкретного бизнес-плана
необходимо учитывать множество дополнительных условий: схемы поставки сырья, условия реализации продукции, текущие затраты и многое другое. Это может стать темой отдельного исследования.
Расчет окупаемости производства Production payback calculations
Таблица 7 Table 7
№ Показатели Значение
1 Стоимость линии гранулирования, руб. 6 500 000,00
2 Расходы на транспортировку линии, руб. 125 000,00
3 Стоимость монтажных и пусконаладочных работ, % 3,50
Стоимость монтажных и пусконаладочных работ, руб. 227 500,00
4 Стоимость подготовительных работ, руб. 150 000,00
5 Объем инвестиций, руб. 7 002 500,00
6 Сумма кредита, руб. 7 002 500,00
7 Сумма первоначального взноса, % 30
8 Срок погашения кредита, месяцев 24
9 Процентная ставка по кредиту (годовая), % 14,00
10 Ежемесячные платежи (расходы) по кредиту, руб. 204 239,58
Выплата процентов по кредиту, руб. 11 913,98
11 EUR/RUR (курс 1 евро), руб. 36,00
12 Цена реализации, евро € 90,00
13 Себестоимость, евро/тонна € 1,30
14 Себестоимость, руб./тонна 46,81
15 Выручка в месяц, евро € 161 999,97
16 Выручка в месяц, руб. 5 831 999,07
17 Прибыль, евро € 155 994,71
18 Прибыль, руб. 5 615 809,51
Срок окупаемости, месяцев 1,25
Срок окупаемости, лет 0,10
Современное состояние и перспективы развития рынка древесных гранул
Опыт российских производителей древесных гранул и актуальность использования биотоплива в Оренбургской области
Практическое воплощение российских пилотных проектов До недавнего времени об использовании биотоплива внутри России чаще всего говорили как о деле отдаленного будущего. Россия богата ископаемыми энергоносителями, промышленные предприятия, равно как и жилищно-коммунальный сектор, в нашей стране располагают весьма ограниченными ресурсами, которых едва хватает для поддержания существующих систем отопления и производства электрической энергии в работоспособном состоянии, не
говоря уже о снижении вредных выбросов в атмосферу и экономии топлива.
Однако современная мировая экономика оказалась динамичнее самых оптимистически настроенных специалистов. На фоне споров о повышении экспортных цен на нефть и газ, дискуссий о вступлении России в ВТО и последствиях ратификации Ки-отского протокола российским парламентом предприятия из самых разных секторов отечественной экономики стали проявлять вполне практический интерес к использованию биотоплива внутри России. И для этого есть целый ряд объективных оснований:
1. В стране более чем достаточно биомассы, которую можно применять в качестве топлива. Эти ресурсы не монополизированы гигантскими компаниями, и их стоимость не подвержена воздействию
88
11
конъюнктуры мировых рынков. Зачастую биотопливные ресурсы могут иметь даже отрицательную стоимость, так как их так или иначе необходимо утилизировать.
2. Интенсивно развивающаяся экспортно-ориентированная отрасль производства топливной гранулы и брикетов нуждается в развитии внутреннего рынка, который мог бы обеспечить некоторую стабильность сбыта и таким образом снизить инвестиционные риски. Заинтересованные производители биотоплива немало делают для формирования спроса на свою продукцию внутри страны - поставляют котельное оборудование, проводят пропагандистскую работу.
3. Развитие рынка оборудования для сжигания биотоплива, а также инфраструктуры самого биотопливного рынка в России постепенно уравнивает экономические показатели котельных на ископаемом и возобновляемом топливе. Проще говоря, сжигание опилок, щепы или топливной гранулы в промышленных масштабах, равно как и для отопления частных домов, во многих случаях оказывается не менее выгодным, чем сжигание угля, мазута или газа. Биотопливо, произведенное, скажем, из древесных отходов, может быть столь же технологичным, как природный газ или дизельное топливо и гораздо удобнее угля или мазута.
4. После ратификации Россией Киотского протокола возобновилась работа по привлечению иностранных инвестиций к повышению энергетической эффективности российской экономики. Одно из направлений этой деятельности - выработка механизмов торговли квотами на выбросы парниковых газов в атмосферу. На практике это значит, что любое предприятие в России имеет возможность получить значительные финансовые ресурсы на перевод своей котельной на возобновляемое экологически чистое топливо.
Древесные топливные гранулы могут стать хорошей альтернативой для регионов, имеющих запасы древесины и, соответственно, относительно дешевые древесные отходы.
На сегодняшний день в России действует ряд заводов по производству пеллет, например:
Ленинградская область - «Биотек», «Биотопливо», «Грин Пауэр», «Росполитехлес», «Салотти», «Экопел», «Экоресурс», «Экотех».
Новгородская область - «Биотоп», «Брилит».
Вологодская область - «Вологдабиоэкспорт».
Псковская область - «ЭкоЭнергия».
Хабаровский край - «Стэк».
Все они в начале своего развития были ориентированы в основном на внешний рынок, считая российских потребителей не способными приобретать импортное оборудование для сжигания пеллет. Однако постепенно происходит частичная переориентация производителей на внутренний рынок благодаря продвижению импортного оборудования.
Также проявление все большего интереса потребителей внутреннего рынка связано с удорожанием таких традиционных видов топлива, как нефть и газ. С 2003 года по первое полугодие 2006 года внутренняя цена на нефть в России выросла в 3,75 раза. Вопрос о повышении цен на газ и изменении порядка ценообразования поставлен на обсуждение в Правительстве РФ. И хотя В.В. Путин на одном из последних совещаний отложил вопрос о реализации данного проекта, эксперты уверены, что роста цен на газ в России не избежать.
Постоянно сообщается о все новых и новых готовящихся и уже реализованных проектах заводов по производству древесных гранул. Например, в сентябре московские бизнесмены заявили о своем намерении построить завод по производству топливных гранул (пеллет) в Коми. Проект строительства завода и цеха реализует ООО «Строй сервис» (Москва). Mayr-Melnhof Holz (Австрия) планирует в 2008 году открыть производство биотоплива в Бокситогорском районе Ленинградской области. В июле 2007 года в Гдовском районе в д. Добручи Псковской области построен завод по производству топливных гранул производительностью 1 т/ч. Продукция завода будет поставляться как на экспорт, так и на внутренний рынок.
Все это лишний раз подтверждает необходимость создания новых отечественных заводов по производству пеллет. И так считают не только специалисты данной области. В Красноярске в ходе посещения Сибирского федерального университета 15 ноября 2007 года Президент РФ Владимир Путин заявил, что Россия может стать мировым лидером в области биотоплива. Как считает глава государства, сейчас на подъеме тема биотоплива. «Россия - энергетическая страна, но если человечество будет переходить на биоэнергетическое топливо, Россия может выйти в число мировых лидеров».
Перспективы развития биотопливной энергетики в Оренбуржье
Оренбургская область богата таким топливом, как газ и нефть. Большая часть промышленного производства, направления экспорта ориентированы именно на эти широко добываемые в области виды топлива.
В Оренбургской области извлекаемые запасы нефти составляют 465,6 млн тонн, газа — 994,5 млрд кубометров.
В топливно-энергетическом комплексе Оренбургской области работает около 40 компаний, осуществляющих геологических изучение и добычу углеводородов более чем на 80 объектах. Извлекаемые запасы нефти сосредоточены в 198 месторождениях и составляют 465,6 млн тонн. По подсчетам специалистов, теоретическая обеспеченность области запасами нефти составляет 29 лет. Ясно, что одними запасами нефти и газа невозможно обеспечить будущее населения области. К тому же постоянное повышение цен на традиционные виды топлива и
ухудшение экологической обстановки диктуют необходимость качественно новых источников топлива. Одним из таких источников может стать биотопливо.
Оренбургская область окружена богатыми лесными районами, в которых находятся лесозаготовительные предприятия, накапливающие большие объемы отходов деревопереработки.
Большое количество отходов и сырья, имеющихся в граничащих регионах, можно поставлять в нашу область. Для этого необходима хорошо развитая транспортная система и продуманная логистика.
Челябинская область может стать таким поставщиком сырья в нашу область.
Лесистость области составляет в среднем 29,2 % и изменяется от 3,0 % в Магнитогорске до 98 % в Катав-Ивановске. Доля гарей от общей площади лесов - 0,0921 %, доля вырубок от общей площади лесов - 1,43 %. Преобладают осино-березовые и сосновые леса. По состоянию на 01.01.2007 г. общая площадь лесного фонда, находящегося в ведении лесхозов Главного управления лесами Челябинской области, составляет 2632,4 тыс. га, в том числе покрытые лесной растительностью земли - 2340,9 тыс. га. 80 % от общей площади лесного фонда занимают: защитные леса; леса, расположенные на особо охраняемых природных территориях; леса, расположенные в водоохранных зонах; зеленые зоны, лесопарки; городские леса. Лесхозами Управления проводится постоянная работа по лесовосстановлению. Ведется и заготовка древесины. Ежегодный объем заготовки древесины по всем видам пользования составляет более 1 млн кубометров. Расчетная лесосека по рубкам главного пользования составляет 751,1 тыс. м3, в т.ч. по хвойному хозяйству - 128,2 тыс. м3.
Для заготовки древесины из лесного фонда области в 2006 году выделено в аренду 28 участков общей площадью в 268337 га. Эксплуатационный запас леса на этих участках составляет 1911,1 тыс. м3 с установленным ежегодным объемом пользования в 171,0 тыс. м3, из которых фактически заготовлено 70,1 м3.
За последние десятилетия лесное хозяйство области многократно реорганизовывалось. В настоящее время в состав Управления входят 29 областных государственных учреждений-лесхозов и 154 лесничества, среди которых самые крупные - это Нязепет-ровский, Усть-Катавский, Катав-Ивановский, Злато-устовский, Каслинский, Кусинский, Уфалейский лесхозы.
Наиболее богаты лесом северные и северозападные районы Челябинской области на границе с Башкортостаном и Екатеринбургской областью (Верхний Уфалей, Нязепетровск, Куса, Усть-Катав, Катав-Ивановск). Соответственно в этих районах находятся лесхозы с наибольшей площадью участков, арендуемых различными лесозаготовительными компаниями:
- НЯЗЕПЕТРОВСКИЙ ЛХ - 140 451 га;
- УСТЬ-КАТАВСКИЙ ЛХ - 51 039 га;
- КАТАВ-ИВАНОВСКИЙ ЛХ - 31 924 га.
Проведен сравнительный анализ потенциальных
возможностей лесозаготовительных предприятий, работающих с этими лесхозами, по установленному ежегодному объему отпуска древесины на корню для каждой из компаний:
- ООО «Леспромхоз» («Леспромсервис», Усть-Катавский ЛХ) - 21,1 тыс. м3;
- ООО «Уралгравитонсервис» (Нязепетровский ЛХ) - 20,9 тыс. м3;
- ООО «Русь» (Нязепетровский ЛХ) - 18,6 тыс. м3;
- ИП Газизов Ш.К. (Усть-Катавский ЛХ) -11,3 тыс. м3.
По фактически заготовленному объему древесины в 2006 году лидировали компании:
- ООО «Леспромхоз» (Усть-Катавский ЛХ) -19,6 тыс. м3;
- ИП Субач В. А (Златоустовский ЛХ) -7,50 тыс. м3;
- ИП Епифанов Г. А. (Уфалейский ЛХ) - 6,1 тыс. м3.
Другим поставщиком сырья может стать Башкирия. Лесной фонд Башкирии составляет 56,3 млн га (38 % территории республики); покрытая лесом площадь, соответственно - 4898 тыс. га. Общий запас древесины - 708 млн м3, доля вырубок от общей площади лесов - 1,92 %, доля гарей - 0,107 %. Общий запас древесины - 675 млн м3. В среднем на одного человека приходится почти 1,5 га леса.
Лесная промышленность Республики Башкортостан представлена лесозаготовкой и лесопилением. За 2006 год на территории Республики Башкортостан находилось в промышленном использовании 318609 га лесосырьевых ресурсов. На этой площади находилось 13 арендуемых участков. Эксплуатационный запас древесины Башкортостана исчисляется 21668,2 тыс. м3, в том числе хвойных - 5553,7 тыс. м3. Стоит отметить, что установленный ежегодный отпуск древесины для республики составляет 565,9 тыс. м3. Фактически за 2006 год было заготовлено 149,7 тыс. м3, что составило 47 % от общего объема заготовленной древесины в России.
Наиболее возможными поставщиками сырья могли бы выступать следующие ближайшие к Оренбургской области компании и леспромхозы Башкирии:
- ООО ЛЗК «Башлеспром» (Уфа), в состав которого входят ООО «Авзянский ЛПХ», ООО «Бело-рецкий ЛПХ», ООО «Тирлянский ЛПХ»;
- ООО «Башлесэкспорт» (Уфа), включающий «Бурзянский ЛПХ», ООО «Кананикольский ЛПХ»;
- ООО ЛПХ «Сакмар» (Темясовский ЛПХ в Бай-макском р-не);
- ОАО «СибайЛес» (Баймакский р-н);
- ООО «Артель» (с. Кулгунино Ишимбайского р-на);
90
\ю
- ЗАО «Мостостроительное Управление (МСУ)» и многие другие предприятия.
Можно говорить о наличии внешнего и внутреннего рынков для Оренбургской области.
Несмотря на то, что уже по всей России сложился стереотип, что пеллеты - исключительно экспортный продукт, а в самой стране и, в частности, в нашей области есть дешевые газ, мазут, уголь и т.д., можно утверждать обратное. Далеко не все перечисленные виды топлива являются дешевыми. Об этом свидетельствует все более усиливающаяся тенденция роста внутренних цен на углеводородное сырье.
Нельзя не сказать и об ухудшающейся экологической обстановке. По данным областного комитета госстатистики, в Оренбургской области экологическая обстановка продолжает оставаться напряженной. На наш регион приходится одна третья доля вредных выбросов в Приволжском федеральном округе. Основными загрязнителями атмосферного воздуха являются предприятия именно нефтяной, газовой и металлургической промышленности. Большую роль в загрязнении воздуха играют также многочисленные газовые и угольные котельные частного сектора зимой и ветровой подъем пыли в летний период. А древесные гранулы, как уже говорилось, являются более экологичными. К тому же область применения пеллет достаточно широка. Их можно использовать как на крупных ТЭЦ, электростанциях и котельных, так и в качестве топлива для каминов, специальных печей, для отопления жилых помещений.
Из всего вышесказанного ясно, что потребительский рынок пеллет для нашей области объемен. Пропаганда биотоплива и акцент на важность экологии могут обратить внимание потребителя именно на древесные гранулы как экологически чистый источник энергии. Пеллеты как в нашем регионе, так и в Самаре, Башкортостане, Казахстане и других близлежащих районах могут успешно конкурировать с продуктами-заменителями.
Конечно, производство на экспорт также нельзя отрицать. Ведь многим европейским странам уже не хватает сырья для собственного производства, и они готовы закупать готовые пеллеты из России.
Следует сказать и об оборудовании, необходимом при использовании биотопливных гранул. Существует несколько технологий сжигания древесных отходов, но все они требуют особого оборудования, которое в настоящее время поставляется западными странами - Италией, Германией, Швецией, Финляндией. Этими же странами поставляется оборудование для производства пеллет. Удобство покупки оборудования именно для нашей области в том, что в настоящее время фирма «Delta Engineering» (Италия) совместно с фирмой ООО «Оренбурггазпромлизинг» (Россия) являются авторизованными коммерческими представителями продукции компании «La Mec-canica» (Италия) на российском рынке. Компания предлагает различные варианты пеллетирующих линий производительностью от 2,5 т/ч до 8 т/ч с ори-
ентировочной стоимостью от 1800 тыс. до 2700 тыс. евро в зависимости от требуемой комплектации.
Заключение
Таким образом, в нашей области сложились довольно благоприятные условия для развития производства пеллет из отходов деревообработки. Налицо также высокая потребность в постепенном переводе как частных, так и промышленных котельных с газа на перспективное, экономически выгодное и экологически чистое твердое топливо. Для инициации пилотного проекта строительства комплекса переработки древесных отходов и сопутствующей ему инфраструктуры необходимы довольно большие инвестиции и активная поддержка областного правительства. Конечно, для этого потребуются немалые капиталовложения и тщательные экономические расчеты. Но все эти усилия окупятся сторицей, т. к. потребность в древесных пеллетах за рубежом и в России не только не снижается, но постоянно растет, а рынок сбыта этого вида топлива представляет собой обширное поле деятельности для предпринимателей.
Список литературы
1. Васильева Т.В. Обзор сложившихся тенденций использования древесных отходов за рубежом // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. 2002. № 4. С. 71-73.
2. Гомонай М.В. Производство топливных брикетов. Древесное сырье, оборудование, технологии, режимы работы: Монография. М.: МГУЛ (Московский государственный университет леса), 2006.
3. Климова Е.В. Использование биомассы в аспекте системной энергетики // Экологическая безопасность в АПК. Реферативный журнал. 2007. № 1. С. 21.
4. Кузнецов А.С. Планы по развитию производства биотоплива в странах ЕС на 2005-2010 гг. (ФРГ) // Экономика сельского хозяйства. Реферативный журнал, 2005. № 3. С. 605.
5. Колодина О.А. География Оренбургской области. Население и хозяйство. Оренбург: Издательство ОГПУ, 2005.
6. Мусин А. П. Обзор котельных установок малой мощности на древесном топливе, принцип действия, технические характеристики, экономические показатели. (ФРГ) // Инженерно-техническое обеспечение АПК. Реферативный журнал. 2002. № 1. С. 30.
7. Нагорнов В.П. Концепция создания экологически чистого производства при переработке техногенных образований // Промбезопасность - Оренбург. Научно-технический, информационно-аналитический журнал. 2006. № 6. С. 84.
8. Паньковский Г.А. Значение возобновляемых источников энергии (твердое биотопливо) в планировании социального развития, развития сельского
хозяйства и в охране окружающей среды. (Польша) // Экологическая безопасность в АПК. Реферативный журнал. 2006. № 3. С. 751.
9. Применение древесных гранул и щепы как топлива для отопительных котлов. (Австрия) // Инженерно-техническое обеспечение АПК. Реферативный журнал. 2006. № 3. С. 695.
10. Пироженко А.И., Васильева И.В. Будущее за биотопливом // Лесной эксперт. Сентябрь 2007. № 5 (42).
11. Панцхава Б.С., Пожарнов В.А. Биотопливо и энергетика. Возможности России // Теплоэнергетика.
2006. №3. С. 65-72.
Информационные ресурсы:
1. Территориальный орган федеральной службы государственной статистики по оренбургской области - http://www.orenstat.ru/
2. Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы» - http://esco-ecosys. narod.ru/2006_2/index.htm
3. ООО «ЭкоЭнергия» - http://www.ecology-energy.ru/Theory/theory.html
4. Информационная система WOOD.RU - http: //www.wood.ru/ru/mgul.html
92
11
тжшт
