CC BY
48
КОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
УДК 630.86 (571.1/5)
С.О. Медведев, Р.А. Степень, С.В. Соболев
Сибирский государственный технологический университет
Медведев Сергей Олегович родился в 1986 г., окончил в 2008 г. Сибирский государственный технологический университет, аспирант, ассистент Лесосибирского филиала Сибирского государственного технологического университета. Имеет около 40 печатных работ в области экономики, эколого-экономических и технических аспектов переработки древесных ресурсов. E-mail: medvedev_serega@mail.ru
Степень Роберт Александрович родился в 1936 г., окончил в 1959 г. Сибирский технологический институт, доктор биологических наук, профессор кафедры промышленной экологии, процессов и аппаратов химических производств Сибирского государственного технологического университета. Имеет около 200 печатных работ в области экологии, химии древесины и химической переработки древесных ресурсов. Тел.: 8-913-839-22-06
Соболев Сергей Владимирович родился в 1965 г., окончил в 1989 г. Красноярский институт цветных металлов, кандидат технических наук, доцент, заместитель директора по учебной работе Лесосибирского филиала Сибирского государственного технологического университета. Имеет более 40 печатных работ в области экономики, эколого-экономических и технических аспектов переработки древесных ресурсов. E-mail: sergey_sobolev_2@mail.ru
РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННОГО ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО КЛАСТЕРА В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ
На основе исследования возможностей и потенциала развития лесной отрасли в Красноярском крае предложена комплексная схема создания лесопромышленного кластера в Лесоси-бирском промышленном узле. Проведены исследования по созданию ряда продуктов из древесных отходов.
Ключевые слова: кластер, опилки, лесохимическое производство, гидролиз, пихтоварение, СО2-экстракт.
Одной из наиболее острых проблем на пути перехода лесной промышленности России к современному высокодоходному, экологически устойчивому развитию является повышение эффективности использования ресурсов. В нашей стране в производство вовлечено в среднем 50 % древесной биомассы при малоэффективном потреблении отходов. Лишь на отдельных предприятиях организована переработка вторичного древесного сырья в продукцию со сравнительно высокой добавленной стоимостью, в частности в плитные материалы, пеллеты. При этом очевидны преимущества получения комплекса дополнительных продуктов сразу в нескольких направлениях: улучшение производственных и финансовых показателей деятельности предприятий, снижение воздействия на окружающую среду за счет изъятия ранее вывозившихся в отвалы отходов при повышении занятости населения.
Л
1
шл
Принятый Правительством России курс на модернизацию лесопромышленного комплекса (ЛПК) призван способствовать развитию глубокой переработки древесной биомассы, созданию мало- и безотходных производств [1]. Первыми шагами в данном направлении стали принятые регионами страны Лесные планы, в которых одними из важнейших элементов стали инвестиционные проекты по созданию на их территории предприятий, производящих продукцию с высокой добавленной стоимостью. В лесной отрасли к таким продуктам относятся бумага, древесные плиты, пел-леты, продукция лесохимических предприятий и др. Одним из наиболее обеспеченных лесными ресурсами регионов, принявших программу развития своего ЛПК до 2020 г., является Красноярский край. В нем важнейшее значение в развитии отрасли придается Лесосибирскому комплексу, являющемуся крупнейшим центром переработки древесины в крае. Основные объемы древесного сырья осваиваются здесь тремя комбинатами: ЗАО «Новоенисейский ЛХК», ОАО «Лесосибирский ЛДК № 1» и ОАО «Маклаковский ЛДК (ЗАО НЛХК, ОАО ЛЛДК и ОАО МЛДК), на двух из которых на базе кусковых отходов налажен выпуск ДВП, также они используются для производства клееных материалов, мебели, столярных изделий. По оценкам экспертов, дальнейшее развитие лесопиления в Лесосибирском узле связано с внедрением тонких пил, ведущим к увеличению образования опилок, которые до недавнего времени практически полностью использовались как топливо или оставались отходом производства [4].
В августе 2010 г. на ЗАО НЛХК запущена первая линия по производству древесных гранул, что является важным шагом к развитию глубокой переработки в Лесосибирском лесопромышленном комплексе. Мощность производства на первом этапе составит 40 тыс. т в год, после строительства второй линии возрастет в 2 раза. Сырьем выступают опилки и некондиционный лес, т.е. отходы производства, не находящие пока должного потребления. Вместе с тем, экспертами отмечается неразвитость внутреннего рынка пеллет и высокие расходы на транспортировку продукции зарубежным потребителям.
Проведенное нами исследование [2] показывает, что для существенного улучшения экономической, экологической и социальной ситуации в рассматриваемом комплексе (аналогичные выводы могут быть получены и по другим отечественным производственным комплексам) необходимо создание лесопромышленного кластера на базе существующих предприятий и инфраструктуры (рис. 1). Его важнейшими элементами, помимо уже существующих деревообрабатывающих комбинатов, должны стать планируемые к строительству целлюлозно-бумажный комбинат, гидролизный завод и сеть малых лесохимических предприятий. Создание первого из них отвечает потребностям в картоне и бумажной продукции всего Сибирского региона и является одним из приоритетов развития Нижнего Приангарья. Строительство и запуск второго планировались еще в 1980-1990-е гг., однако вследствие сложного экономического положения проект не был реализован. В то же время его запуск остается экономически и технологически обоснованным вследствие комплекса причин, в том числе ежегодного образования предприятиями города более 200 тыс. м опилок, весь объем которых не может быть направлен на получение пел-лет. Однако для его наиболее успешной реализации требуется создать современный лесохимический комплекс, включающий несколько отдельных направлений потребления различного сырья, что должно позволить производить широкий ассортимент товаров и свести к минимуму воздействие на окружающую среду.
Головные предприятия
Рис. 1. Ведущие предприятия рекомендуемого кластера
Эффективное использование опилок в Лесосибирском кластере достигается за счет сочетания действующими предприятиями выпуска топливных гранул и гидролизного производства (рис. 2) [3]:
1) выпуск топливных гранул по применяемой в настоящее время технологии на ЗАО НЛХК и создание предлагаемого гидролизного комплекса за счет сырья двух других комбинатов;
Рис. 2. Принципиальная схема современного производства в Лесосибирском
лесопромышленном кластере
2) выпуск топливных гранул из гидролизного лигнина, в то время как основной объем опилок должен перерабатываться в продукцию гидролизного производства, а их оставшаяся часть, подвергаясь брикетированию в процессе загрузки гидролизаппаратов и отсеиваясь из технологического процесса, образует древесные топливные брикеты.
В табл. 1 представлены основные физико-химические показатели топливных гранул и брикетов из гидролизного лигнина, полученных в ходе проведенных исследований, и их сравнение с традиционным древесным топливом. Эксперименты по непосредственному получению образцов проводились в промышленных условиях (на предприятиях), а определение их физико-химических показателей стандартными методами на лабораторном оборудовании.
Таблица 1
Физико-химические показатели древесного топлива
Древесное топливо Сернистость Зольность Влажность Удельная теплота сгорания топлива, МДж/кг
%
Щепа, опилки 0,2.. .0,3 2.4 12.25 10,2.11,2
Дрова 0,2.. .0,3 2.4 20.25 9,4.12,5
Гидролизные:
гранулы 0,6.0,7 4.5 4.5 20,1.21,8
брикеты 0,2.0,3 5.6 8.9 18,2.20,1
Полученные результаты свидетельствуют о несколько повышенной серни-стости и зольности гидролизных брикетов и гранул, но также о существенном увеличении теплоты сгорания топлива.
Преобладание и использование в Лесосибирском промышленном узле хвойного сырья, а также потребность в развитии сельскохозяйственной отрасли в крае, для которой достаточно востребованным и ценным продуктом являются кормовые дрожжи, диктуют ориентацию гидролизного предприятия на спиртодрожжевое направление. Другим важным шагом к созданию эффективного лесопромышленного кластера является использование ресурсов лесосек, в частности древесной зелени, практически не применяемой в настоящее время. Единственным полупромышленным направлением ее использования является выработка эфирных масел, в частности пихтового. Однако в силу ряда причин данное производство обладает низкой эффективностью. Повышению экономических, производственно-технических, экологических и социальных показателей способствует комплекс предлагаемых решений, в частности дополнительная экстракция древесной зелени, получаемой в гидролизном производстве, углекислотой с образованием хвойных СО2-экстрактов, использование флорентинной и хвойной вод, переработка отработанной древесной зелени в компост и хвойную муку. Получаемые в лесосибирском промышленном узле пихтовые экстракты отличаются повышенным содержанием эфирных масел и липи-дов в сравнении с аналогами, прежде всего в среднем и верхнем ярусе кроны (табл. 2).
Высокими физико-химические показателями характеризуются также СО2-экстракты древесной зелени пихты сибирской среднеенисейской тайги (табл. 3).
Таблица 2
Содержание липидов (числитель) и эфирного масла (знаменатель) в древесной зелени пихты среднеенисейской тайги, %
Возраст пихты, лет Ярус кроны
нижний средний верхний
15...20 11,0/4,0 12,5/4,9 13,8/5,7
30...35 12,0/4,2 14,0/5,2 14,9/5,9
50.60 10,5/3,5 11,8/4,3 12,7/4,9
100.120 9,3/2,7 10,4/3,4 11,4/3,8
130.150 7,7/1,7 8,6/2,0 9,2/2,3
Таблица 3
Физико-химические показатели СО2-экстрактов древесной зелени
Показатель Характеристика
Внешний вид и цвет Маслянистая жидкость зелено-коричневого цвета
Запах Характерный хвойный
Плотность при (20 ± 2) °С, г/см3 0,940.0,990
Показатель преломления 1,4922.1,5034
Массовая доля воды, % 0,3
Кислотное число, мг КОН/г 28,8.31,1
Эфирное число, мг КОН/г 53,9.64,8
Содержание эфирных масел, % 53,4.53,6
Исследования древесной зелени пихты сибирской и получаемых из нее продуктов проводились в лабораторных условиях с использованием стандартных методик и специализированного оборудования. Полученные образцы соответствуют своим аналогам, получаемым как в лабораторных, так и полупромышленных условиях, а по ряду параметров несколько превосходят их, что объясняется особенностями произрастания деревьев в среднеенисейской тайге.
Таким образом, первоначальные шаги на пути создания глубокой переработки древесины, в частности использование опилок и древесной зелени в Лесосибир-ском промышленном узле, должны стать отправной точкой к созданию мощного лесопромышленного кластера. Представляется, что наиболее рациональным направлением развития выступает гидролизное производство с получением в качестве товарной подукции этилового спирта и кормовых белковых дрожжей. Побочные продукты и отходы гидролиза должны применяться при получении компостов, удобрений, углекислотных экстрактов и для энергетических целей, в том числе в виде топливных гранул и брикетов. В настоящее время производство топливных гранул уже запущено на ЗАО НЛХК, что свидетельствует о начале нового этапа развития Лесоси-бирского промышленного кластера. СО2-экстракты должны стать вторым важным направлением в развитии лесохимии, в частности комплексной переработки древесной зелени пихты сибирской. Проведенные исследования указывают на возможности получения в промышленных условиях ценных продуктов из отходов действующих и планируемых производств: топливных брикетов и гранул из гидролизного лигнина, эфирных масел и СО2-экстрактов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Иванов И. С. Развитие инновационных экотехнологий, базирующихся на использовании древесных отходов // Экономика и управление. 2009. № 12. С. 64-69.
2. Медведев С.О, Соболев С.В., Степень Р.А. Возможности рационального использования древесных отходов в Лесосибирском лесопромышленном комплексе: моногр. Красноярск: СибГТУ, 2010. 85 с.
3. Медведев С.О, Степень Р.А. , Соболев С.В. Пути расширения переработки древесных отходов в Лесосибирском промышленном комплексе//Вестн. КрасГАУ. Красноярск: КрасГАУ, 2010. № 3 (42). С. 173-176.
4. Чистова, Н.Г., Петрушева Н.А., Алашкевич Ю.Д. Возможные резервы комплексного использования древесного сырья//Современные наукоемкие технологии. 2005. № 5. С.64-65.
S.O. Medvedev, R.A. Stepen, S.V. Sobolev Siberian State Technological University
Development of Modern Forest-industrial Cluster in Krasnoyarsk Territory
The complex scheme of forest-industrial cluster establishment in Lesosibirsk industrial centre is proposed based on study of possibilities and potential of the forest industry development in the Krasnoyarsk Territory.
Keywords: cluster, sawdust, forest-chemical production, hydrolysis, fir-cooking, CO2- extract.
