Искусство жечь дрова...

Философы и фантасты уже не первое десятилетие гадают об особенностях функционирования мира после истощения запасов углеводородов. Энергетики и экономисты пытаются решить эту проблему различными техническими средствами. В частности, использованием возобновляемых источников энергии. Европейский союз, например, поставил перед собой серьезную задачу: к 2020 году довести в топливном балансе долю возобновляемых источников энергии до 20 %, на 20 % снизить выбросы парниковых газов и на столько же увеличить эффективность использования энергетических ресурсов. Беларусь в своих планах не отстает от ЕС: долю местных энергоресурсов планируется довести до 25 % уже к 2012 году. Учитывая весьма скромные собственные запасы нефти, основная нагрузка ляжет на торф и биомассу. Освоение этих энергоресурсов уже активно начато, необходимые «балансовые» показатели, несомненно, будут выполнены. Но уже сегодня необходимо думать не только о замещении газа и мазута торфом и древесиной, но и об эффективном их использовании. Пока же экономика местных энергетических богатств несколько прихрамывает. По крайней мере, вопрос о том, будет ли «дровяная» гигакалория по цене сопоставима с газовой или мазутной, остается открытым…

Сумма  большая,  но  в  среднем  —  скромная

Увы, в некоторой степени по такому принципу пока используются местные виды топлива. И вопрос не только в энергетической ценности древесины и торфа, а в оборудовании, которое используется для их сжигания. Западный опыт доказал: биомасса наиболее актуальна для малой энергетики, когда установочная мощность измеряется несколькими мегаваттами или гигакалориями. Иначе возникает проблема с бесперебойным обеспечением топочным сырьем. Скажем, рентабельность древесины для энергетики заканчивается, когда транспортное плечо доставки от места заготовки к котлу превышает 50—60 километров. Далеко не всегда в таком радиусе найдется подходящих лесов на несколько десятков мегаватт установочной мощности.

Словом, основными потребителями местных видов топлива в республике будут котельные и мини-ТЭЦ, обслуживающие небольшие населенные пункты или отдельные объекты. Согласно постановлению Совмина к 2012 году в топливном балансе жилищно-коммунального хозяйства местные виды топлива будут занимать 65 %. Естественно, чтобы взять такую высокую планку, необходима серьезная модернизация котельных. Впрочем, немало из них уже давно ждут своей очереди на техперевооружение: у коммунальщиков еще немало котлов, которые эксплуатируются уже 30—40 лет и давно выработали свой ресурс. Областные ЖКХ сегодня всеми силами стараются вписаться в жесткие параметры переориентации на торф и дрова. Вроде бы и бюджетные средства на эти цели выделены немалые. Но практика показала: перевод котельных на новые виды топлива — дорогое удовольствие. А чтобы приобрести эффективное современное оборудование, необходимы средства, на несколько порядков превышающие запланированное финансирование.

Скажем, Минскому областному УП «Управление ЖКХ» на модернизацию котельных в этом году выделили из бюджета несколько миллиардов рублей. Сумма впечатляет. Но в нее необходимо вписаться, переоснастив 68 котельных, заменив в них 96 котлов. Средние показатели получаются не столь уж и внушительные. Тем более энергетическое оборудование, в которое заложена перспективная технология, — дорогое удовольствие. На него, с КПД 75—85 %, явно денег не хватит. Хороший котел, не от самого брендового производителя, установочной мощностью 2—3 мегаватта стоит около 200—400 миллионов рублей. Еще приблизительно такая же сумма необходима на приобретение вспомогательного оборудования и техники для инфраструктуры: дробилки, устройства для механизированной подачи топлива, топливные склады, дымососы… Плюс издержки на изготовление проектно-сметной документации и выполнение строительно-монтажных и пусконаладочных работ. Итак, если брать по-хорошему, то выделенных государством миллиардов хватит на оборудование 3—4 котельных.

Каким же образом имеющиеся средства «размажут» на 68 объектов? Судя по всему, выход только один — приобретение более простого и дешевого оборудования с не самыми лучшими техническими характеристиками. Скажем, приобретать котлы не с автоматической, а с ручной системой подачи топлива. Увеличить долю местных видов топлива можно и еще более бюджетным способом: переводить на дрова и торф старые угольные и мазутные котлы. Видимо, в том числе и таким путем будет выполняться госпрограмма по использованию местных видов топлива.

Делаем  тепло  или  утилизируем  древесину?..

Топить котельную щепой или дровами технологически сложнее, чем газом или мазутом. По крайней мере, при использовании древесного  топлива есть много нюансов. Казалось бы, какая разница — ручная подача топлива или автоматизированная? Понятное дело: этот момент отражается на количестве работников, на условиях их труда, но самое главное — влияет на КПД. Пляшущие языки пламени в камине — больше эстетическое зрелище, чем энергетическое. В топке котла горение — химический процесс, требующий соблюдения определенных параметров, в частности, объемов поступления кислорода. Когда кочегар открывает топку, температура в ней падает, к тому же происходит приток лишнего воздуха, и топливо выгорает не полностью, увеличиваются объемы вредных продуктов горения. Поэтому КПД котла с ручной загрузкой редко превышает 50 %. Конечно, техническая документация производителя может обещать и более внушительную эффективность. Но на практике получается: половина полезной энергии топлива уходит в дымоход или остается в золе. 

Второй серьезный вопрос: качество сырья. Де-юре белорусское законодательство вообще запрещает сжигать древесную биомассу влажностью более 40 %. На деле сегодня в топках горят дрова и щепа с влажностью 50 %, а то и более. Сырое сырье снижает КПД, уменьшает температуру горения и увеличивает выброс вредных веществ в атмосферу. Древесина обладает свойством: при увеличении температуры в топке в разы снижаются выбросы оксида углерода, полиароматических углеводородов и твердых частиц. Но после преодоления границы в 1000 оС начинает расти «производство» другого яда — оксида азота. Оптимальное экологическое равновесие достигается при 900—950 градусов С. Но достичь его возможно при влажности топлива 30—40 %. Если она выше на 10—20 %, то достигнуть температуры 800 оС в топке практически невозможно, а при таких условиях КПД самых совершенных котлов падает с 80—85 % до 60—70 %. И это на фоне повышенных выбросов вредных веществ. Удар не только по экологии, но и по себестоимости гигакалории: лишние выбросы увеличивают экологические налоги, а в некоторых случаях влекут и штрафные санкции.

Как мрачно шутят специалисты, сжигать топливо 50—60 % влажности в котлах старых модификаций — это не производство энергии, а утилизация древесины. Ведь КПД такой установки иногда составляет всего 10—15 %. Впрочем, винить энергетиков и коммунальщиков в «водяных» проблемах сырья не совсем корректно. В данном вопросе в законодательной базе еще достаточно пробелов. Ведь установлены требования для топлива, которое непосредственно попадает в топку. Зато производить и реализовывать, например, дрова и щепу можно любой влажности. Никакого наказания не предусмотрено. По-хорошему каждого потребителя топлива необходимо снабдить специальным оборудованием для входящего контроля биомассы. Но стоит такая техника дорого. Да и вторая проблема вырисовывается: для производителей дополнительная сушка топлива — дополнительные издержки, ответственности за выпуск некондиции нет… Словом, котельные могут и не взять, но тогда рискуют остаться вообще без топлива. А санкции за отсутствие тепла в нужное время в нужном месте — вполне конкретные. Особенно зимой…

Практика  обогнала  теорию?..

Конференция «Использование энергии биотоплива — основной механизм реализации Концепции энергетической безопасности Директивы № 3», организованная МОУП «Управление ЖКХ» и компанией «Стройсервис экстра» (эксклюзивный дилер Ковровского завода котельно-топочного и сушильного оборудования «ГЕО-СОЮЗ-Энергия», — одна из немногих, на которой собрались исключительно практики и обсуждали не столько свои планы (они уже давно прописаны), а проблемы. И вопросов относительно эффективного использования местных видов топлива сегодня, судя по всему, больше, чем ответов. Скажем, какие котельные переводить на биомассу или торф? Казалось бы, в первую очередь мазутные, как наиболее дорогие в эксплуатации и устаревшие технически. Однако в некоторых случаях более целесообразно заместить нефтепродукты газом. Понятно, древесина растет в Беларуси, повышает ее энергетическую независимость, но нельзя же игнорировать еще и экономику. В том же Несвижском районе лесистость слабая: откуда биомассу взять? Возить из других районов? Но транспортные издержки могут сделать топливо золотым.

Еще один нюанс — расположение котельной в населенном пункте. Для местных видов топлива нужны дополнительные площади: для «оформления» нормальных подъездов автотранспорта, разгрузочные площадки, склады… Если коммунальный объект находится в центральных кварталах, плотно зажат другими строениями, то для перехода на местные виды топлива потребуются дополнительные инвестиции в финансирование неординарных инженерных решений. Да и себестоимость проекта может значительно вырасти. Окупаемость же оборудования на местных видах топлива пока не поражает своей инвестиционной привлекательностью и равняется в среднем 12 годам.

Также остается еще не решенной проблемой производство качественного топлива, его эффективное использование. Добавляются и экологические проблемы. Кроме того, все эти нюансы напрямую влияют на необходимый объем инвестиций, а также себестоимость гигакалории. Пока она весьма высокая: на древесной биомассе в среднем — 145 тысяч рублей.

Почти в два раза дороже, чем газовое тепло, — 85 тысяч за гигакалорию. Конечно, углеводороды будут дорожать в последующем, увеличивая привлекательность биомассы и торфа. Однако факт остается фактом: об эффективном использовании местных энергоресурсов говорить пока рано.

Самое печальное, в Беларуси пока отсутствует реальная база для разработки логистики эффективной выработки тепловой энергии из древесного топлива. «Эксплуатации» местных энегоресурсов напрямую или косвенно посвящено несколько госпрограмм, которые касаются различных ведомств. И у каждого — свой уникальный взгляд на вещи, исходя из своих узкоотраслевых интересов. А ведь существует несколько десятков технологий производства и сжигания биомассы, и для каждой необходимо вполне определенное оборудование. Немало же практиков на местах еще только изучают азы работы с древесиной, осваивая новое дело фактически методом проб и ошибок.

В Словении, например, прежде всего решили развивать теоретическую составляющую использования местных видов энергоресурсов и создали образовательно-методический центр. Там и изучают технологии, и испытывают оборудование, и учат отраслевых специалистов. И такой продуманный со всех сторон подход дает свои результаты. Насколько успешной древесная и торфяная энергетика окажется в условиях белорусской действительности, прогнозировать пока сложно. Но ее становление пока происходит по экстенсивному пути. Не исключаю, что в республике просто взяли слишком быстрый темп реализации этого непростого проекта. В Скандинавии вопросами использования биомассы начали заниматься еще в 70-х, и пока не на все вопросы нашли ответы.

Программу-то по использованию местных видов топлива разрабатывали специалисты, ответственные за энергоэффективность. Естественно, они выгораживали свои показатели — снижение импорта энергоресурсов. Их предложение, скажем, перевести на торф и дрова 65 % мощностей ЖКХ выглядит достаточно привлекательно. Другой вопрос: откуда взять столько средств для качественной модернизации мощностей? Коммунальщики даже с перекрестным финансированием с трудом сводят концы с концами из-за регулируемой цены на реализуемые гигакалории. Средств для огромных капитальных вложений у них явно нет. А на современное оборудование для всех котельных недостаточно и предусмотренных бюджетных ассигнований. Не окажутся ли впоследствии слишком большими эксплуатационные расходы бюджетного оборудования?.. 

Мнение эксперта

Юрий Яковлев, управляющий  Ковровским заводом котельно-топочного и сушильного оборудования «ГЕО-СОЮЗ-Энергия» (Россия):

— Еще недавно, когда в России начинали говорить о биомассе и торфе как об энергоносителях, многие только смеялись. Но за последние годы ситуация в корне изменилась. В этом году на российском внутреннем рынке газ подорожал на 27 %, к 2012 году его цена будет равняться 170 долларам за тысячу метров кубических. И к древесине стали относиться более уважительно. Прежде всего ее энергетическими свойствами заинтересовались деревоперерабатывающие предприятия. Например, на одном из фанерных заводов ежегодно около 20 тысяч тонн коры свозили в соседние овраги, а поселок возле предприятия отапливали мазутом… Сегодня от такой расточительности начинают отказываться.

Но существует еще немало неразрешенных вопросов. Прежде всего необходимо четко прорабатывать различные варианты при выборе оборудования. Наибольшим КПД обладают котлы, в которых технология горения рассчитана на определенную влажность топлива. Но очень редко поставщики смогут стабильно обеспечивать этот параметр. Необходимо реально смотреть на вещи: лучше потерять несколько процентных пунктов на КПД, зато использовать оборудование, которое может эффективно «воспринимать» биомассу с широким диапазоном характеристик.

Есть и еще одна реальность: при вырубках редко влажность древесины составляет менее 50 — 60 %. Чтобы ее снизить до 30 — 40 %, для подготовки каждой тонны сухого топлива придется сжечь полтонны мокрого. А это дополнительные энергозатраты и издержки. В деревнях дрова заготавливают на 3—4 года вперед: за это время они высушиваются в поленнице естественным путем. Но такой способ понижения влажности тоже спорный — теряются углеводороды и снижается энергоотдача топлива. Скажем, наши котлы новой серии УТПУ мощностью от 0,3 до 12 МгВт могут работать на разных видах топлива: торф, опилки, щепа различных фракций... Причем потеря КПД всего 1—2 %, а новые технологии, реализованные в котлах, позволяют эффективно сжигать топливо с влажностью до 60 %.

Большое значение для местных видов топлива имеет и логистика поставок. Например, фрезерный торф дешев при заготовке, но максимальное транспортное плечо не должно превышать 50—60 километров. У кускового торфа более высокая себестоимость, но расстояние рентабельной транспортировки увеличивается до 90 километров. В принципе, у этого вида топлива — большие перспективы. Не так давно рядом с городом Гусь-Хрустальным обнаружили месторождение торфа, запасов которого, по некоторым оценкам, хватит Владимирской области на 700 лет.