CC BY
72
БИОЭНЕРГЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИИ
топлива; производство, хранение и транспортировка древесного топлива; теплоэнергетические установки на древесном топливе; экономические и экологические аспекты энергетического использования древесины; стратегия развития биоэнергетики отрасли.
Курс должен включать лекционные занятия (9 лекций) и 36 часов лабораторных работ: теплотехнический анализ различных видов древесного топлива, в том числе улучшенного (пеллеты, брикеты), который включает определение влажности, зольности, выхода летучих веществ, теплоты сгорания, насыпной (складочной) плотности, фракционного состава и прочности топливных пеллет и брикетов; испытание установки по производству брикетов или пеллет; определение КПД водогрейного котла на древесном топливе баланса; определение характеристик продуктов пиролиза и газификации древесины; оценка ресурсов биотоплива на лесозаготовительных и деревообрабатывающих предприятиях и др. Набор таких работ зависит от возможностей лабораторной базы вуза.
В направлении биоэнергетического использования древесины должны выполняться магистерские работы. Например, по следую-
щим темам: исследование влияния породного состава и вида древесных отходов на характеристики биотоплива (пеллет, брикетов); исследование влияния начальной влажности исходной древесной массы на характеристики твердого биотоплива (пеллет, брикетов); сравнительный анализ энергоэффективности использования топливной щепы и улучшенного твердого топлива (пеллет,брикетов) для производства тепловой и электрической энергии в конкретных условиях расположения источников топлива и потребителей, тепловой и электрической мощности и т.п.
Таким образом, реализация курса «Современные проблемы биоэнергетического использования древесины» в учебном процессе вузов будет способствовать успешному решению энергоэкологических задач, стоящих перед отраслью.
Библиографический список
1. Семенов, Ю.П. Лесная биоэнергетика: учебн. пособие для вузов / Ю.П. Семенов, Б. Хиллринг, А.Б. Левин, и др.- М.: Изд. МГУЛ, 2008. - 348 с.
2. Семенов, Ю.П. Проблемы энергетического использования древесной биомассы в России / Ю.П. Семенов // Известия Международной академии наук высшей школы. - 2009. - № 1. - С. 63-70.
РАЗРАБОТКА ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСА
регионов с учетом ресурсов древесного топлива
В.С. ХОЛОДКОВ, исполнительный директор НП «БИОЦЕНТР», канд. с.-х. наук
Целью энергетической политики России является максимально эффективное использование природных топливно-энергетических ресурсов и потенциала энергетического сектора для роста экономики и повышения качества жизни населения [1]. Одной из основ успешной реализации государственной энергетической политики является правильный и своевременный учет региональных особенностей и эффективная региональная политика. Для всех федеральных округов общими направлениями энергетической политики являются повышение энергоэффективности, проведение активной энергосберегающей политики, а также решение социальных проблем.
rusbio@lens.spb.ru; www. rusbiocenter. spb.ru
В Стратегии отмечается роль (ТЭБ) как основного инструмента выявления диспропорций и установления равновесия между спросом и предложением энергоресурсов по всем цепочкам их преобразования от добычи до потребления.
На основании топливно-энергетического баланса принимаются решения:
- о достаточности или недостаточности топливно-энергетических ресурсов;
- о возможности создания новых производств на той же топливно-энергетической базе;
- о возможности вывоза топливноэнергетических ресурсов или необходимости их ввоза.
44
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2010
БИОЭНЕРГЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИИ
Опыт нашей работы в регионах показывает, что использование топливно-энергетического баланса до сих пор не является системным, охватывающим все необходимые уровни (в частности региональный), и не учитывает принципиальные различия условий энергообеспечения, особенно потенциала местных видов топлив в регионах, и вовлечение ДТ в ТЭБ регионов возможно через нормативный метод.
Как вовлекать альтернативные источники энергии в региональный топливно-энергетический баланс? Нет единой методики для каждого региона. Каждый регион и даже административные районы России имеют свои особенности, в том числе в топливо- и энергообеспечении, лесопользовании. Правильный учет этих особенностей и достоверная оценка ресурсов - обязательное условие обеспечения их энергетической безопасности и основа успешной реализации государственной энергетической политики.
Поэтому при разработке ТЭБ регионов требуется в нормативном порядке планировать оптимальное использование местных источников топливно-энергетических ресурсов, т.е. провести оптимизацию ТЭБ, где в качестве основного критерия использовать обеспеченность местными ресурсами ВИЭ. Учитывая то, что экономическая целесообразность использования древесного топлива уже обоснована на примере единичных проектов в различных регионах России, наибольшее внимание в лесных регионах, естественно, должно уделяться этому виду энергетических ресурсов.
Для оптимизации ТЭБ необходимо совершенствование информационной базы и методологии балансовых расчетов с целью повышения надежности и обоснованности получаемых результатов.
В основу методологии расчетов ТЭБ регионов предлагается заложить оценку ресурсов местных видов топлив (древесного топлива), и при проведении региональной энергетической политики внимание должно быть уделено оптимальному использованию древесного топлива. Это в свою очередь даст импульс к развитию внутренних топливно-энергетических рынков, формированию рационального топливно-энер-
гетического баланса, региональной и внешней энергетической политики, социальной, научно-технической и инновационной политики в энергетическом секторе.
По мнению специалистов, в подавляющем большинстве регионов топливные балансы перекошены (монотопливны) и не отвечают экологической безопасности сегодняшнего и завтрашнего дня и требованиям экономической целесообразности с учетом развития рынка. Даже в регионах с развитым ЛПК (северо-запад РФ, ХМАО) присутствие древесного топлива в ТЭБ муниципального сектора энергетики только номинально обозначено, но практически незаметно.
Да и в Стратегии отмечается роль такого бытового топлива, как дрова, которые в настоящее время используют более 5 млн семей, расходующие на эти цели свыше 50 млн куб. м древесины, а также производственных и бытовых отходов. Однако никаких прогнозов спроса и мероприятий по их вовлечению в топливный баланс не дается, и ДТ рассматривается как топливо для частных домов, а не для промышленного использования.
Правда, в той же Стратегии отмечено, что «доработка и уточнение энергетической стратегии должны осуществляться не реже чем один раз в 5 лет». Видимо, настало время дорабатывать, уточнять и отказаться от принципа «разделяй и властвуй».
По такому «нормативному» пути идут зарубежные страны, где через государственные директивы устанавливают нормативы.
Тем более, что в производстве электроэнергии государство пошло именно по такому пути, о чем свидетельствует распоряжение Правительства Российской Федерации от 8 января 2009 г. N 1-р «Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности-электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года», где устанавливаются следующие значения целевых показателей объема производства и потребления электрической энергии с использованием возобновляемых источников энергии (кроме гидроэлектростанций установленной мощностью более 25 МВт):
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2010
45
БИОЭНЕРГЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИИ
в 2010 г. - 1,5 процента; в 2015 г. - 2,5 процента; в 2020 г. - 4,5 процента.
Минэнерго России осуществляет дифференцирование указанных значений по каждому из видов возобновляемых источников энергии, а также введение дополнительных индикативных целевых показателей (установленная мощность, производство электрической энергии и иные), характеризующих достижение установленных целей. Понятно, что устанавливать нормативы по использованию ВИЭ по Дании и по России - это «две большие разницы». И даже на уровне региона (области) России разработать целевые показатели значительно труднее, чем сделать это, например, в скандинавских странах (по причинам отсутствия достоверной информации, опыта работы с древесным топливом в масштабных проектах, профильного законодательства, недостаточности трудовых ресурсов и т.п.). Но это вполне реально сделать, используя системный подход, через проведение научно-исследовательских проектов, создание региональных программ и организации системы мониторинга.
Мировой опыт использования биотоплива говорит о том, что любой биоэнергетический проект надо начинать с тщательной проработки по исследованию ресурсов топлива.
Если говорить о ДТ, то оценка потенциала, выполненная на уровне «расчетной лесосеки», является в наших условиях не более чем красивой, но несбыточной мечтой, а оценка экономической доступности ресурсов зависит от большого количества переменных, обусловленных в первую очередь региональными особенностями (экономическими, социальными и др.), поэтому при планировании целевых показателей объема производства энергии на региональном уровне оценка реальных ресурсов ДТ является наиболее приемлемой и достаточно информативной.
В качестве примеров можно использовать результаты исследований, выполненных нами в регионах.
Пример 1. Региональный уровень. Ленинградская область.
Проект «Исследование потенциала ежегодной гарантированной заготовки неликвидной древесины, торфа и использования
отходов деревопереработки для производства топливной щепы и пеллет (брикетов) в Ленинградской области на период до 2020 года» выполнен в 2007 г. [2].
Баланс ТЭР по муниципальным котельным ЛО за 2006 г. представлен на рисунке.
Расчет реальных РДТ основан на информации о работе лесозаготовительной отрасли региона, в которой отражена динамика объемов рубок с 2002 г. Объемы заготовки древесины в ЛО за исследуемый промежуток времени стабилизировались и составляют в среднем по году 7,9 млн м3 древесины от всех видов рубок. При проведении расчетов были использованы данные 2004 г., согласно которым годовой объем рубки - 7,9 млн м3, в т.ч. 5,1 млн м3 - древесина от рубок главного пользования, 1,5 млн м3 - древесина от рубок промежуточного пользования и 1,3 млн м3 - древесина от прочих рубок. Годовые объемы образования реальных ресурсов ДТ в Ленинградской области составляют около 4 млн м3 пл. (8,0 ТВтч ).
При условии, что сохранятся объемы заготовки древесины и соответственно объемы образования энергетической древесины в области на уровне 2004 г., можно утверждать, что при замещении в коммунальных котельных мазута, угля, дизельного топлива и электричества на ДТ (всего 177 котельных - 26 % в ТЭБ) будет востребовано около 21 % древесного топлива, образующегося в результате рубок на территории области. Надо отметить, что, по данным статистики 2008 г., объемы заготовки упали до 6,0 млн м3 и соответственно объемы образования сырья для производства древесного топлива составили около 3 млн м3, что также вполне достаточно для замещения ископаемых видов топлив и изменения топливно-энергетического баланса региона.
Пример 2. Субрегиональный уровень. Кондинский район, ХМАО - Югра. Проект «Инновационные решения эффективной переработки отходов древесины в комбинированном цикле выработки электроэнергии и тепла (использование комбинированных инновационных технологий сжигания отходов древесины с приоритетной выработкой электроэнергии, а также тепла и холода (тригене-рация) на примере децентрализованных генераций Кондинского района)» [3].
46
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2010
БИОЭНЕРГЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИИ
% 80 70 60 50 40 30 20 10 0
72,19
1
И
щ
щ
щ 16,5
щ ■ 8,5
1 X ■ 0,59 0,8 0,54 0,43 0,27 0,2
Газ Мазут Уголь Дрова Торф Диз.топл.Эл.энерг. Щепа Сланец
Вид топлива
Рисунок. Баланс ТЭР по муниципальным котельным ЛО за 2006 г.
Таблица
Реальные ресурсы ДТ в Кондинском районе (ХМАО)
Вид ресурсов энергетической древесины Единицы измерения 2007 г.
Объем вывозки (хлыстов) тыс. м3 571,0
Стволовая дровяная древесина от РГП тыс. м3 138,0
Лесосечные отходы от РГП тыс. м3 28,5
Отходы рубок промежуточного пользования тыс. м3 7,5
Отходы лесопиления тыс. м3 49,0
Отходы от разделки древесины тыс. м3 15,0
итого тыс. м3 238,0
Источниками теплоснабжения в районе являются 39 котельных, в том числе 36 котельных находятся в муниципальной собственности. В таблице приведены данные по объемам образования ДТ в районе.
Наличие ресурсов древесного топлива в районе позволяет гарантированно обеспечить потребности муниципальных энергетических объектов сырьем.
Объемы образования ДТ составляют 238 тыс. м3, а возможные объемы потребления для перевода муниципальных энергетических объектов на ДТ составляют 214,4 тыс. м3, (90 % от возможного потребления), т.е. реальные ресурсы древесного топлива позволяют обеспечить сырьем котельные, использующие нефть, уголь, электричество.
выводы
1. В исследуемых регионах наличие РДТ позволяет изменить ТЭБ в сторону значительного увеличения использования ДТ с поэтапным изменением ТЭБ.
2. В регионах России для разработки целевых показателей объема производства и потребления энергии в качестве главного критерия необходима оценка реальных РДТ.
Библиографический список
1. Распоряжение Правительства Российской Федерации. N 1234-р. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. 28 августа 2003 г.
2. Отчет о выполнении научно-исследовательской работы по теме: «Инновационные решения эффективной переработки отходов древесины в комбинированном цикле выработки электроэнергии и тепла (использование комбинированных инновационных технологий сжигания отходов древесины с приоритетной выработкой электроэнергии, а также тепла и холода (тригенерация) на примере децентрализованных генераций Кондинского района)», Санкт-Петербург. 2008.
3. Отчет о выполнении научно-исследовательской работы по теме: «Исследование потенциала ежегодной гарантированной заготовки неликвидной древесины, торфа и использования отходов деревопереработки для производства топливной щепы и пеллет (брикетов) в Ленинградской области на период до 2020 года», Санкт-Петербург. 2009.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2010
47
