А. Н. КартАшевич в. С. товСтыка а в. ГордееНКо топливо, СмАзочНые мАтериАлы

• Название: А. Н. КартАшевич в. С. товСтыка а в. ГордееНКо топливо, СмАзочНые мАтериАлы
• Дата: 21.02.2022
• Размер: 2.39 Mb.
• Имя файла: 014.docx
• Тип: Документы; #369524
• страница: 27 из 72

Мировой опыт использования местных видов топлива

Биомасса на сегодняшний день четвертое по значению топли- во в мире, дающее около 2 млрд т условного топлива (у.т.) в год, что составляет около 14 % общемирового потребления первичных энергоносителей (в развивающихся странах — более 30 %, а ино- гда и 50…80 %).

В развитых странах Европы использование биомассы для про- изводства тепла значительно выросло со времени нефтяного кри- зиса в конце ХХ в. и заняло определенное и стабильное место в то- пливном балансе с тенденцией увеличения. Особенно это относится к тем странам, в которых нет своей добывающей топливной про- мышленности с возможностями экспорта, таких как Дания, Шве- ция, Финляндия, Голландия и т.д.

И в настоящее время производство энергии из возобновляе- мых источников, в том числе биомассы, динамично развивается в большинстве стран Европы. В 1995 г. в ЕС на долю возобновля- емых источников энергии приходилось 74,3 млн т нефтяного эк- вивалента (н.э.), что составляло около 6 % общего потребления первичных энергоносителей. Из них доля биомассы находилась на уровне более 60 %, что составляло около 3 % общего потребления первичных энергоносителей. В отдельных странах доля биомассы в общем потреблении первичных энергоносителей значительно превышала среднеевропейскую: в Финляндии — 23 % (мировой лидер среди развитых стран), в Швеции — 18 %, в Австрии — 12 %,

в Дании — 8 %, в Канаде и Германии — 6 %, в США — 3 %. Про- гнозируется, что к 2020 г. в странах ЕС доля возобновляемых ис- точников энергии и биомассы в потреблении всей энергии составит 20 % и 14 % соответственно. Следовательно, биомасса является наиболее мощным сектором возобновляемых источников энергии в ЕС. Ни одна из развитых стран мира не заявила о планах по со- кращению потребления энергии биомассы. Наоборот, националь- ные энергетические программы стран ЕС, США и Канады содер- жат планы по дальнейшему существенному росту этого сектора возобновляемых источников энергии.

Твердая биомасса — древесина и остаточные сельскохозяй- ственные материалы, такие как солома, — является, вероятно, наи- более рентабельным типом возобновляемых энергоносителей. Увеличение использования биомассы является наиболее важным элементом в стратегии ЕС, нацеленной на удваивание применения возобновляемых энергоносителей в период с 1995 по 2010 г., но развитие в 15 странах ЕС идет не так быстро, как ожидалось. В Дании использование древесины и соломы увеличилось в 2,4 раза за период с 1980 по 2001 г. и в настоящее время покрывает более 5 % основного потребления энергии. Для Беларуси эта цифра со- ставляет 3…4 %, несмотря на то, что имеющийся потенциал гораз- до больше.

Использование соломы в качестве топлива практикуется до- вольно давно. Эта технология успешно применяется на Западе, в США и Китае.

Во многих странах мира энергетика на растительной и древес- ной биомассе становится эффективной самоокупаемой отраслью, конкурентоспособной по отношению к энергетике на ископаемом топливе.

Широкое использование биомассы для производства энергии в Финляндии объясняется сотрудничеством между компаниями лесного сектора, энергетическими предприятиями и муниципали- тетами. Лесное хозяйство — крупнейшая отрасль промышленно- сти Финляндии: целлюлоза, бумага и другие продукты переработ- ки древесины приносят более 35 % экспортной выручки страны. Многие финские целлюлозно-бумажные комбинаты имеют соб- ственные котельные для производства тепла и электроэнергии из древесных отходов и растворов целлюлозного производства. Не-

которое количество древесины также специально выращивается для нужд энергетики. Топки с кипящим слоем, широко используе- мые в лесной промышленности, позволяют применять различные виды топлива и сжигать биомассу с высоким содержанием влаги. Теплоэлектроцентрали, которые часто строятся совместно му- ниципалитетами и энергетическими предприятиями, могут снаб- жать теплом местные отопительные системы и электричеством

местные сети.

Крупнейшая теплоэлектроцентраль, работающая на биомассе, была пущена недалеко от города Jacobstad/Pietarsaari в декабре 2001 г. энергетической компанией Alholmens Kraft на западном по- бережье Финляндии. Основные функции станции: эффективная утилизация биомассы побочных продуктов соседних целлюлозно- бумажных и лесопильных производств, генерация электроэнергии для поставок на рынок (мощность 240 МВт), производство про- мышленного пара (100 МВт), снабжение паром для отопления производств и районной отопительной сети (60 МВт). Эта тепло- электроцентраль использует смесь различных видов древесного биологического топлива: кору, опилки, щепу, торф, а уголь — в ка- честве резервного топлива.

Широко использовать биомассу для производства тепла нача- ли в Чехии. В качестве топлива служат древесные отходы, щепа, опилки, брикеты, гранулы, солома и другая биомасса. Первые кот- лы, работающие на биомассе, в Чехию завезли, как и в Латвию, из Западной Европы. Чехи отмечают, что первые проекты, осущест- вляемые с участием иностранных государств, были сравнительно дороги, не была установлена самая современная техника, которая широко используется в Западной Европе. С первыми проектами было довольно много проблем, которые разрешались постепенно. Со временем Чехия сама освоила производство котлов на биомас- се и с помощью этого добилась технического соответствия котлов для условий страны, а также уменьшения стоимости котлов до 50 %. Чехи производят котлы как для местного (децентрализован- ного) отопления, так и для централизованного теплоснабжения. Большое внимание в Чехии уделяется разнообразию используе- мой биомассы. Выращиваются быстрорастущие деревья, травы и специальные зерновые культуры для нужд энергетики.

В Литве самый используемый вид биомассы — древесина. Леса занимают 2,02 млн га, или 30,9 % площади страны. Ежегодный прирост древесной массы оценивается в 11,7 млн м³. Объем лесо- переработки в государственных лесах достигает 5 млн м³ в год с предполагаемым ростом на 46 % в течение последующих 10 лет. В Литве на древесине работают более 90 котлов с общей мощ- ностью 230 МВт. Эта мощность в ближайшие годы должна увели- читься на 40…50 МВт. Древесину в основном используют для про- изводства тепла, кроме того, на отходах древесины работает теплоэлектростанция деревообрабатывающей компании Pjurio Mediena, где установлена паровая турбина мощностью 1,5 МВт. Производством котлов, работающих на древесине, занимается до- статочно много литовских предприятий, самое крупное из них — Kazlu Rudos metalas, которое установило и реконструировало 43 котла в 37 котельных с общей мощностью 97,4 МВт и произво-

дит котлы для латвийского, российского и белорусского рынков.

Сжигание соломы для производства тепла в Литве началось в 1996 г. С этого времени в стране развернулось строительство ко- тельных на соломе для централизованного теплоснабжения, и их общая мощность составляет 7 МВт. Общие ежегодные ресурсы со- ломы в Литве достигают приблизительно 3,5…4,0 млн т в год, из них объем, используемый в энергетике, — около 10…12 %, или 400 тыс. т в год. Котлы мощностью 15…340 МВт, работающие на соломе, в Литве производят многие предприятия. Котлы на соло- ме используют для обогрева деревенских школ, больниц и част- ных домов. В энергетическом балансе Литвы объем используемой биомассы древесины и соломы составляет 8,7 % от общего потре- бления энергии.

В Словакии основная энергетическая биомасса — древесина от лесозаготовительной и деревоперерабатывающей промышленно- сти. Каждый год для производства тепла используют около 400 тыс. т древесины.

В Эстонии объем древесины для производства тепла составля- ет 14 % от общего количества топлива. В Польше биомасса, в том числе древесина и солома, составляет 4,6 % от потребления топли- ва. Уже больше 10 котельных общей мощностью 0,5…7 МВт, ис- пользующих отходы деревообработки, подключены к системе цен- трализованного теплоснабжения.

В Словении к началу 2000 г. удельный вес древесной биомассы в топливном балансе централизованного теплоснабжения достиг 3,5 %.

В Карелии с 2003 г. Союз промышленников и предпринимате- лей реализует программу внедрения высокотехнологичного то- плива из отходов лесопереработки.

Лидирующими странами по использованию биоресурсов в Евро- пе, как уже говорилось, являются Финляндия, Швеция и Австрия, при этом Финляндия, Германия и Швеция являются основными странами, где развивается и продвигается биоэнергетика, в основ- ном благодаря должным регулятивным механизмам, которые по- зволяют обеспечить конкурентоспособность биоэнергетического топлива по сравнению с ископаемыми топливами. Основным ис- точником биоэнергетических ресурсов является твердая биомасса (табл. 2.26).
Таблица2.26

Баланс биоэнергетических ресурсов, млн т н.э.

Показатель	1995	2000	Цели Белой книги
Твердая биомасса	42,9	48,4	102
Газообразная
биомасса	1,2	1,8	15
Жидкие биото-
плива	0,4	0,9	18
Всего	44,5	51,1	135

Реально биоэнергетика в Европе развивается довольно быстро. За 2001–2002 гг. число заводов по производству топлива из дре- весных отходов в странах Европы удвоилось.

С 1996 г. в Европе наблюдается бум в спросе на топливные гра- нулы. Реализуются программы развития биоэнергетики Дании, Швеции, Норвегии на основе использования топливных гранул, в том числе выполняется перевод теплоустановок с потребления щепы на потребление гранул.

Финляндия за 1998–2002 гг. увеличила производство древес- ных гранул в 50 раз: с 5 тыс. т в год до 250 тыс. т в год. Много гра- нул поставляется на экспорт, например в Швецию. Таким образом,

производство топливных гранул имеет две составляющие: для нужд собственной теплоэнергетики и для поставок на экспорт.

Что же касается России, то в настоящее время дрова там ис- пользуют более 5 млн семей. На эти цели расходуется свыше

50 млн м³ древесины. Централизованно топливоснабжающими предприятиями различных форм собственности реализуется око- ло 6 млн м³ дров.

Изучение потребления первичной энергии в Беларуси показы- вает, что в 2003 г. основную роль играли газ и нефть (59,9 % и 21,7 % соответственно). Местные ресурсы (торф, древесина, дре- весная стружка и биомасса) составили 12 % (рис. 2.5).





Рис. 2.5. Структура потребления первичной энергии в Беларуси (2003)

В 2004 г. в Беларуси стартовал первый полномасштабный про- ект, финансируемый Глобальным экологическим фондом, —

«Энергия биомассы». Он включает ряд мероприятий, направлен- ных на расширение использования древесных отходов в качестве топлива. Главная цель проекта — снижение объема выбросов парни- ковых газов за счет устранения факторов, препятствующих эконо- мически выгодному использованию отходов древесины в системе централизованного теплоснабжения.

Объем потребления местных видов топлива и вторичных энер- горесурсов в 2005 г. составил 411,9 тыс. т у.т., в том числе дров и древесных отходов — 181,5 тыс. т, торфа и торфобрикетов — 70,9 тыс. т, вторичных энергоресурсов и отходов производства — 172,1 тыс. т. Потребление попутного газа снизилось более чем на 28 тыс. т у.т.

Важной темой при использовании древесины как топлива яв- ляется производство рафинированного древесного топлива, кото- рому в нашей республике до последнего времени не уделялось должного внимания. Но тем не менее определенные знания и прак- тические заделы в создании технологий, оборудования и произ- водства рафинированного древесного топлива (гранул и брикетов) в нашей стране есть. Древесные гранулы в небольших объемах на несовершенном, в основном бывшем в употреблении оборудовании уже более двух лет производятся в Беларуси и успешно экспорти- руются в страны ЕС (СООО «ЭКОГРАН», СООО «Профи- систем», УП «Ива» и др.).

Одним из местных видов топлива является торф. Доля исполь- зования торфа как энергетического сырья в различных странах следующая (млн т у.т.): Россия, Беларусь, Украина — 3; Ирлан- дия — 1,4; Финляндия — 1,4; Швеция — 0,3; Китай — 0,2; Эсто-

ния — 0,1; Латвия — 0,09; Литва — 0,02.

До начала 1990-х гг. Россия занимала ведущие позиции в мире по добыче и использованию торфа. Мощности по добыче достига- ли 150 млн т в год, производилось более 40 видов различной про- дукции. В настоящее время эти мощности значительно снизились и составляют 25 млн т для всех направлений использования торфа.

В энергетике России объем потребления торфяного топлива в 1990-е гг. составлял 30 млн т, число электростанций на торфе приближалось к 80, а мощность их достигала 3800 МВт. Сейчас добыча торфа на топливо, которое используется на 11 электро- станциях и лишь на 3 теплоэлектроцентралях, составляет 2,5 млн т. В малой теплоэнергетике используется примерно 700 тыс. т фре- зерного торфа, 200 тыс. т брикета и 100 тыс. т кускового торфа. Удельный вес торфа в общем топливопотреблении электростан- ций, запроектированных для работы на этом виде топлива (32 электростанции), снизился до неоправданно низкого уровня: с 21 % до 0,27 %.

Значительное внимание использованию торфа в энергетиче- ских целях уделяют страны с высоким темпом развития экономи- ки, а также страны с суровым климатом. Например, в Финляндии ежегодно добывается около 10 млн м³ торфа для нужд энергетики. Удельный вес его использования в выработке теплоэнергии со- ставляет 20 %.

В Республике Беларусь в соответствии с данными концерна

«Белтопгаз» в 1975 г. было добыто 16,8 млн т торфа. В настоящее время ежегодно добывается 2,1…2,3 млн т фрезерного торфа. Для сравнения: в 2005 г. в России было добыто около 1,6 млн т фрезер- ного торфа. Это свидетельствует о том, что, несмотря на пробле- мы, связанные с распадом СССР, Беларуси удалось сохранить промышленный потенциал торфяной отрасли.

В современном обществе постоянно наращивается темп потре- бления, что, в свою очередь, приводит к увеличению отходов. Тем- пы накопления отходов опережают экономический рост, поэтому вполне целесообразно использовать данные ресурсы для выработ- ки энергии за счет термических и ферментационных процессов. В некоторых странах – членах ЕС ресурсы мусорных свалок оста- ются незадействованными на 80 %. Согласно Директиве ЕС по утилизации мусорных свалок (1999/31/ЕС) страны – члены ЕС должны постепенно сократить объемы органических выбросов до 35 % от уровня 1995 г.

В настоящее время в 18 европейских странах действуют

304 мусоросжигательных завода, и 96 % из них вырабатывают энергию за счет утилизации отходов. В среднем объемы утилиза- ции составляют 177 тыс. т в год на фабрику. Однако лишь биораз- ложимая часть отходов может считаться биомассой. В статистиче- ских данных такое разграничение между возобновляемыми и невозобновляемыми потоками отходов по-прежнему либо отсут- ствует, либо проводится нечетко. Согласно статистике Междуна- родного энергетического агентства (МЭА) объемы поставок пер- вичных энергоресурсов за счет возобновляемых источников энергии, полученных после утилизации твердых коммунально- бытовых отходов, составляют 5,1 млн т н.э.