CC BY
81
УДК 630.40
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ КАК СОСТАВНОЙ ЧАСТИ МЕСТНЫХ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
Елена Сергеевна Волкова
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 10/3, кандидат географических наук, старший научный сотрудник лаборатории самоорганизации геосистем, тел. (3822)49-22-23, e-mail: [email protected]
В статье автором анализируются потенциальные возможности использования отходов лесопромышленного комплекса на примере территории Томской области. Томская область богата лесными ресурсами, здесь развита лесозаготовительная и лесоперерабатывающая отрасли экономики, отходы которых в настоящее время используются в малых масштабах. Делаются выводы о том, что переработка отходов лесопромышленного комплекса области способна создавать дополнительные теплоэнергетические ресурсы для экономики области и нужд местного населения.
Ключевые слова: отходы лесопромышленного комплекса, возобновляемые биоресурсы, биоэнергетический потенциал.
THE POTENTIALITY FOR FORESTRY WASTE
USE OF TOMSK OBLAST'S TIMBER INDUSTRY
AS A COMPONENT OF LOCAL RENEWABLE ENERGY SOURCES
Elena S. Volkova
Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, 634055, Russia, Tomsk, 10/3 Akademichesky Av., senior researcher, candidate of geographic science, Associate Professor, tel. (3822)49-22-23, e-mail: [email protected]
The potentiality for use of waste timber industry on the example of the Tomsk region are analyzed by the author. Tomsk region is rich in forest resources. Here forestry and wood processing industries are developed, waste which is currently used on a small scale. Recycling timber industry complex area can create additional heat and energy resources for the region's economy and the needs of the local population.
Key words: waste timber industry, renewable bioresources, bioenergy potential.
Проблема истощения запасов углеводородного сырья наряду с проблемами технологического старения энергооборудования и инфраструктурной тру дно-доступностью тепло-энергосетей во многих регионах РФ диктует необходимость поиска альтернативных вариантов развития энергетического сектора. Одним из перспективных направлений является более активное использование возобновляемых источников энергии на локальном уровне, особенно для отдаленных сельских местностей. Органы государственной власти Томской области начинают политику активного внедрения в топливно-энергетический баланс региона возобновляемых источников энергии. Отмечается, что приоритет при
реконструкции и внедрении новых локальных теплоустановок будет отдаваться именно этим источникам [1]. Основные виды возобновляемых источников энергии на территории области представлены солнечной и ветровой энергией, энергией земных недр и биоэнергоресурсами. Специалисты Томского центра ресурсосбережения и энергоэффективности, сотрудники Томского политехнического университета и другие эксперты провели большую работу по оценке потенциала возобновляемых источников энергии области и пришли к выводу, что их использование во многих районах технически возможно и экономически целесообразно [1, 2, 3].
Приоритетное место в ряду биоэнергетических ресурсов отдается более глубокому использованию торфяных ресурсов и отходов лесопромышленного комплекса. Во многих странах получение тепловой и даже электрической энергии ведется на разных видах биотоплива, в том числе на отходах лесозаготовок и лесопереработки. Так, например, в Финляндии (стране со сходными природными условиями) 70% всей производимой биоэнергии вырабатывается из древесного топлива [4]. У нас доля биоэнергии, получаемой из древесного топлива не превышает 5% [1].
Для территории Томской области, расположенной преимущественно в зоне тайги, скорость возобновления лесных ресурсов достаточно высокая, и использование древесного биотоплива особенно рентабельно. Целесообразность развития биоэнергетики в Томской области обусловлена природными и социально -экономическими условиями региона. Томская область, обладая большим лесным фондом - лесопокрытая площадь достигает 61 %, Общий запас древесины
-5
оценивается специалистами в 2820,88 млн. м . Более 70% лесного фонда представлено эксплуатационными лесами, около 30% - защитными. Половину эксплуатационных запасов древесины составляют хвойные породы, из которых наиболее ценными являются сосна, ель, пихта, кедр [5]. Соответственно регион имеет значительный биоэнергетический потенциал, который может стать базисом развития малой энергетики, столь необходимой для множества населенных пунктов, находящихся в зоне децентрализованного энергоснабжения.
Традиционно в качестве топливных ресурсов местное население использует дровяную древесину, хотя темпы ее заготовки в последние годы существенно сократились. Лесосечные отходы и отходы лесопереработки длительное время просто выбрасывались. Намечающийся сдвиг в этом вопросе свидетельствует о мировой и всероссийской тенденции увеличения объемов переработки этих отходов. Сейчас имеются современные технологии, позволяющие использовать отходы лесопромышленности в качестве топлива (пеллеты, топливные брикеты). Для районов лесозаготовки и лесопереработки, преимущественно находящихся в зоне децентрализованного тепло-энергоснабжения перевод дизельных котельных на биотопливо особенно актуален.
Методика, на которой базируется оценка потенциальных возможностей использования отходов лесопромышленного комплекса, заключается в расчете валового потенциала энергии биомассы отходов через рабочую удельную объемную теплотворную способность. Информационно-аналитическая база осно-
вывается на исследованиях экологического отделения ИМКЭС СО РАН, на данных Комитета Лесного хозяйства Томской области, материалах ГИС «Возобновляемые источники энергии в Томской области», созданный АНК «Томский демонстрационно-консультационно-образовательный центр ресурсосбережения и энергоэффективности» [5, 6].
Взятая для расчетов объемная рабочая удельная теплотворная способность древесных отходов имеет большее практическое значение, поскольку лесозаго-
-5
товка традиционно учитывается в объемных единицах (м ). Массовая удельная теплотворная способность почти одинаковая для всех пород - у абсолютно сухой древесины теплота сгорания колеблется в пределах 19,5-21,4 МДж/кг [7]. В зависимости от породного состава древостоя, произрастающего на территории области, величина объемной рабочей удельной теплотворной способности
-5
древесины при влажности 15% колеблется от 10,88 до 6,69 ГДж/м3 [8].
Топливные пеллеты, изготавливаемые из отходов лесопромышленности способны конкурировать с дровяной древесиной и углем, их теплотворная спо-
-5
собность достаточно высокая - 10,8 ГДж/м при влажности 8%. При этом в экологическом отношении это более чистый и низкозольный продукт. При замене дизельных котельных на газогенераторные, пеллетные и комбинированные котлы цена на вырабатываемое тепло уменьшается, а новые установки окупаются в ближайшие годы. В Германии, Швейцарии, Австрии, Финляндии, Норвегии, Швеции этот вид топлива уже многие годы пользуется повышенным вниманием. Сейчас и в России наметился устойчивый рост спроса на пеллетное топливо.
Проведенная оценка биоэнергетических возможностей по использованию отходов лесопромышленного комплекса по Томской области показала большие потенциальные возможности и территориальную неоднородность. В целом по области ежегодные запасы по лесосечным отходам при влажности 15% достигают величины 2556,09 ТДж, по отходам лесопереработки -2796,7 ТДж. При этом общее потребление тепла по области за 2012 г. составило 31935,4 ТДж [9].
Отходы от лесозаготовительных работ наибольшей величины достигают в отдаленных северных районах (Верхнекетское, Кедровское, Колпашевское лесничества), где имеется значительный лесосырьевой потенциал для лесозаготовок. Во вторую группу вошли районы более развитой южной зоны (Томское, Первомайское, Асиновское лесничества), здесь отмечаются более благоприятное транспортно-географическое положение для вывоза древесины (рис. 1А). Но лесосечные отходы почти не используются из-за отсутствия специального оборудования по их сбору и технологической обработке.
Наибольший энергопотенциал отходов лесопереработки имеют Верхнекет-ский, Томский, Первомайский, Асиновский, Молчановский районы области (рис. 1Б), где расположены основные центры лесопромышленной деятельности. На некоторых деревообрабатывающих предприятиях области уже изготавливают топливные пеллеты, которые в основном экспортируются.
А
Б
FI
500-400-^" 3002001000-
№
с 11
t
—I I I Г"
—I Г"
7
Ö- & £ & $ $ I" S- Э-
* <f & er # ^ # & "" " "'
^ ^ # Д # / / f, & & J? & & £>
S> S>
А £
& $
P" ,3? -О-
# t ^ <f # # ^ ¿Г ^
¿f / ^ ^ ^
^ # # ir
^ <f v?'
1600 1200
S 800
400 0
_D
> ¡5- > >
cf # if & J(y
/ / / / /
<i / /
,¿0
i <f
Рис. 1. Энергетический потенциал отходов лесопромышленного комплекса Томской области по объемной теплотворной способности в рамках административных районов: А - лесосечные отходы; Б - отходы лесопереработки
Таким образом, значительные запасы древесины и отходы лесопромышленного комплекса области способны создавать дополнительные теплоэнергетические ресурсы для экономики области. Рекомендуется более активно вовлекать эти отходы в дальнейшую переработку и использовать для отдаленных и труднодоступных местностей. Поскольку скорость возобновления биоэнергетических ресурсов достаточно высока, то их можно рассматривать в качестве перспективных альтернативных источников энергии.
Работа выполнена при поддержке РФФИ № 31 -05-98060/рсибиръа.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Новый Томский энергетический вектор [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://esto.tomsk.gov.ru/articles/org/14939/
2. Перспективы использования ВИЭ в Томской области [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://nacep.ru/novosti-energetiki/alternativnaya-energetika
3. Данченко А.М., Задде Г.О., Земцов А.А. и др. Кадастр возможностей / под ред. Б.В. Лукутина. - Томск: Изд-во НТЛ, 2002. - 280 с.
4. Yearbook of Energy Statistics, 2009 [Electronic resource]. - Англ. - Режим доступа: http://www.slideshare.net/undesa/2009-energy-statistics-yearbook
5. Лесной план Томской области, в 3-х книгах (проект) / Департамент разв. Предпри-ним. и реального сектора экономики ТО; ОАО «Лесинвест»; ИМКЭС СО РАН. - Книга 1. -Томск, 2008. - 238 с.
6. ГИС «Возобновляемые источники энергии Томской области» [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://green.tsu.ru/tomres/
7. Коломинова М.В. Методические указания для студентов специальности 250401 «Ле-соинженерное дело». - Ухта УГТУ, 2010. - 52 с.
8. Калашников П.Л. Древесиноведение и лесное товароведение». - Москва, 1963. - Го-слесбумиздат. - 256 с.
9. Схема и программа развития электроэнергетики Томской области на период 20142018 годы. - Томск, 2013. - Администрация Томской области. - 168 с.
© Е. С. Волкова, 2015
