Статьи журнальчика ЛесПромИнформ №5 (71) за 2010 год
Версия статьи для печати

Рубрика Биоэнергетика • Статья по теме Щепа, Котельные на древесном горючем
Щепа как жесткое биотопливо в Европе
Перспективы использования щепы в ЖКХ Рф
Твердые виды горючего согласно европейским нормам Pre-Norm prCEN/TS 14961 подразделены на группы. Для генерации термический и электроэнергии применяется древесная щепа, которая относится к принципиальной группе древесной биомассы (в эту группу входят дрова, пеллеты, брикеты).

Древесная биомасса классифицируется по этим нормам согласно происхождению (методу получения). Каждой группе присваивается собственный код. Из-за контраста происхождения видов горючего в этой группе оно различается и по качеству (высококачественным показателям):

• щепа, приобретенная из древесной породы проходных и санитарных рубок, рубок ухода;
• щепа, приобретенная из отходов деревообработки, переработанных отходов, не содержащих хим примесей, и б/у древесных конструкций (неприменимые к предстоящей эксплуатации европалеты, строй леса и крепежный элемент, столярные изделия и т. п.).

Растет и энтузиазм к щепе, приобретенной в итоге ландшафтных работ по уходу за зеленоватыми насаждениями в парках, рекреационных зонах, полосах отчуждения стальных дорог и автобанов, также к щепе, получаемой из быстрорастущих деревьев, выращиваемых на особых плантациях.

Систематизация и эталоны
Таблица 1. Соответствие систематизации древесной щепы по
австрийским нормам oNORM M7133 и по европейским
CEN/TS 14961
По размеру

По влажности

По зольности

В Европе существует технический комитет, ведущий разработку эталона CEN/TS 335 «Жесткая биомасса», в каком имеются описания всех видов твердого биотоплива, в том числе щепы, древесных гранул и брикетов, опилок, травы и др. В эталоне содержится вся нормативная информация, приведены требования к физическим и хим свойствам горючего, требование указывать источник его происхождения. В документе CEN/TS 14961 «Жесткое биотопливо. Спецификация и классы» содержатся в первый раз разработанные общеевропейские нормы для твердого биотоплива.

До того как в Германии были приняты требования норм евро эталона DIN, щепу использовали без учета ее систематизации или в согласовании с австрийским эталоном onorm M7133. Главные высококачественные характеристики щепы по австрийскому эталону — это размеры (к примеру, для эталона G30 наибольшее сечение — 3 см2, для G50 — 5 см2) и влажность (к примеру, W35 — 35%).

Нормативные свойства щепы по CEN/TS 14961 «Жесткое биотопливо. Спецификация и классы»:

• происхождение;
• размер частиц (P16/P45/P63/P100);
• содержание воды (M20/M30/M40/M55/M65);
• зольность (A0.7/A1.5/A3.0/A6.0/A10.0).

Информационные свойства щепы:

• теплота сгорания (низшая теплота сгорания (LHV)), МДж/кг либо кВтч/м3;
• большая плотность, кг/м3, от которой зависят нужные размеры складских помещений и транспортные расходы;
• содержание хлора, % (Cl0.03/Cl0.07/Cl0.10/Cl0.10);
• содержание азота, % (N0.5/N1.0/N3.0/N3.0).

В этом документе указаны и многие другие свойства: содержание хим частей и летучих веществ, температура плавления золы и т. п.

Европейский комитет по сертификации CEN при разработке новых общеевропейских норм систематизации щепы учитывает как австрийский эталон onorm M7133, так и другие эталоны щепы, действующие в 27 европейских государствах.

Создание и транспортировка щепы
Таблица 2. Зависимость теплотворной возможности разных
пород древесной породы от влажности

Большая часть хозяев маленьких котлов (около 70%) в личных хозяйствах в сельских и лесных районах Германии заготовляют щепу без помощи других, используя собственные либо оплаченные рубительные машины. С этой целью используются как мобильные, так и стационарные установки. Для переработки б/у «столярки» и иной старенькой древесной породы употребляются особые стационарные измельчители с малооборотным приводом (шредеры и молотилки). В Германии щепа, приобретенная таким методом, именуется Schredderholz — раздробленная, размельченная древесная порода. Используются рубительные машины самых различных типов: дисковые, барабанные, шнековые, при этом как самоходные, так и приводящиеся в действие через вал отбора мощности тракторов (см. техобзор «Мобильные рубительные машины и измельчители биомассы»). На теплоэлектростанциях, работающих на биомассе, установлены стационарные рубительные машины (см. техобзор «Стационарные рубительные машины и шредеры»).

В промышленном масштабе в Европе используют последующие способы производства и транспортировки щепы:

1. Получение щепы конкретно на деляне. Порубочные остатки измельчаются в щепу на месте вырубки леса в специальной мобильной измельчительной машине с накопительным бункером. По мере заполнения бункера щепа перевозится на придорожную площадку, где после механического опрокидывания бункера пересыпается в огромные контейнеры. Потом щепа транспортируется грузовым автомобилем-контейнеровозом на электрическую станцию, а пустые контейнеры ворачиваются на площадку. Это более дорогостоящий вариант производства и доставки щепы.

2. Измельчение на придорожной площадке. Лесосечные отходы перевозятся на придорожную площадку. Отходы складируются и высушиваются. Их измельчение в щепу происходит ежегодно. Доставка щепы до электростанции осуществляется автотранспортом: контейнерами либо щеповозами. Щепа подается с измельчительной машины конкретно в контейнер либо щеповоз, без складирования на площадке. Такая производственная схема является основной в Швеции и Финляндии.

3. Измельчение на спец терминале. Порубочные остатки перевозятся с деляны на терминал для сушки, измельчения и предстоящей перевозки автотранспортом конечному потребителю. Производственные этапы подобны шагам заготовки на придорожной площадке.

4. Дробление конкретно на электростанции. Лесосечные отходы пакетируются на деляне и перевозятся автотранспортом на электрическую станцию. Измельчение осуществляется на стационарной молотилке. Таковой способ более экономичен и дает возможность избежать несогласованности в работе звеньев технологической цепочки, которые часто присущи описанным выше способам получения щепы.

Для получения щепы высочайшего свойства согласно новым нормам систематизации нужно сортировать поступающее сырье. Большущее значение для получения высококачественной щепы имеет влажность сырья, которая не должна превосходить 30%. При таковой влажности приобретенная щепа может храниться на складе, не подвергаясь био разложению и не теряя энергетической ценности. Так как свежесрубленная древесная порода имеет влажность 50-60%, перед измельчением ее нужно высушить до 30%. Ведь конкретно от влажности зависит теплота сгорания (теплотворная способность) щепы.

Внедрение щепы в энергетике

В Европе щепу употребляют в энергетике в главном на больших теплоэлектростанциях мощностью от 1-го до нескольких 10-ов мегаватт. Но из-за увеличения цены ископаемых видов горючего в последние годы, также в связи с возникновением на рынке новых моделей котлов мощностью от 15 кВт щепу стали использовать как в личном секторе, так и в маленьких коммунальных и промышленных котельных, в особенности в сельской местности. Сжигание щепы происходит в автоматическом режиме. Цена получения 1-го кв термический энергии в маломощных котлах, работающих на щепе, сравнима со ценой получения такого же кв в пеллетных котлах. Главные отличия таких котлов от пеллетных — огромные размеры накопительного бункера и топливного склада. Из-за этого котел совместно со складом для щепы дороже котельного оборудования, работающего на пеллетах. На ТЭЦ в главном употребляются котлы для сжигания щепы, потому что в данном случае цена генерации энергии ниже, чем при эксплуатации пеллетных котлов. Потому пеллеты употребляются в главном на электрических станциях, расположенных вдалеке от лесных территорий, куда подвоз щепы авто- либо жд транспортом нерентабелен в отличие от поставок пеллет морскими либо речными судами. Это типично для Нидерландов, Бельгии, Дании, Швеции и Англии.

По последним статистическим исследованиям, в 2005 году для отопления в личном секторе в Германии было применено всего 1,1% щепы от общего годичного употребления (20,7 млн м3) всех видов твердого биотоплива из древесной биомассы, что соответствует 230 тыс. плотных кубометров древесной породы. В домашнем хозяйстве приемущественно эксплуатируются камины и котлы с ручной загрузкой, в качестве горючего употребляются в главном дрова и обрезки пиломатериалов.

В коммунальных и промышленных котельных с установленной мощностью наименее 1 МВт сжигается 3,6 млн м3 щепы, а в котельных мощностью от 1 МВт — 15,5 млн м3. Для справки: средняя цена щепы влажностью 20% в Германии составляет 118 евро за тонну, влажностью 35% — 80 евро за тонну, а влажностью более 50% — 38 евро за тонну (около 15 евро за насыпной кубометр).

По расчетам европейских био-энергетических агентств, потребление дров в 27 странах Евросоюза в 2005 году составляло 184 млн м3, а щепы, пеллет и брикетов — 38,9 млн м3. По прогнозам, в 2050 году потребление дров в ЕС должно снизиться до 96,6 млн м3 (-48% к 2005 году), а щепы, пеллет и брикетов — возрости до 194,6 млн м3 (+400%).

Внедрение щепы в Рф

В РФ многие предприятия деревообрабатывающей индустрии уже издавна употребляют щепу для получения термический энергии. Но в жилищно-коммунальном хозяйстве страны щепа пока не получила массового внедрения, потому что до сего времени не принята настолько нужная для Рф муниципальная программка использования твердого биотоплива в ЖКХ, без которой нереально его обширное применение в коммунальной энергетике Рф. Хотя уже в почти всех регионах страны (Ленинградской, Вологодской, Кировской областях, Республике Карелии и др.) в последние годы было запущено в эксплуатацию несколько новых и модернизированных котельных, использующих щепу и опилки как основной вид горючего.

Одна из заморочек русской экономики — высочайшая энергоемкость. Удельная энергоемкость ВВП в РФ втрое выше, чем в неких странах Западной Европы. Сначала это касается ЖКХ. Причина сначала в возрастающих потерях и увеличении цены энергоресурсов в коммунальных сетях и котельных вследствие их износа, достигающего иногда 60%. Параллельно усугубляется экологическая обстановка и вырастает загрязнение среды.

Последние годы все почаще можно слышать о региональных программках перевода коммунальных котельных на биотопливо, в главном на древесные топливные гранулки (пеллеты) и брикеты. Щепу почему-либо многие разработчики схожих программ запамятовали, а ведь себестоимость 1 ГКал тепла при сжигании щепы ниже, чем при сжигании тех же гранул либо брикетов. Потому что в производстве топливных гранул и брикетов, кроме опила и стружки, употребляется та же щепа, в почти всех случаях нет смысла инвестировать в дорогостоящие фабрики по изготовлению этих видов биотоплива, если предусматривается их использовать только для выработки термический энергии в местных котельных. Существенно дешевле будет сделать заготовку щепы на месте. А пеллеты и брикеты целесообразнее использовать в личном секторе и в маленьких котельных мощностью до 1 МВт.

Одним из многообещающих направлений увеличения энергоэффективности жилищно-коммунального комплекса страны является модернизация за счет обширно используемых в Европе технологий сжигания древесного горючего, произведенного из малоценной древесной породы и лесосечных отходов. Поселки, расположенные в лесных районах Урала, Сибири и Далекого Востока, обязаны закупать ископаемое горючее (уголь, мазут, дизтопливо) и завозить его за сотки и тыщи км. При всем этом в РФ миллионы тонн (более 65) порубочных остатков, лесопильных отходов и низкосортной древесной породы фактически не употребляются. А ведь такие отходы, собранные в радиусе до 50 км от населенного пт и переработанные в щепу, могут обеспечить теплом даже районный центр, не говоря уже о деревнях и рабочих поселках. Эта щепа, которую нередко именуют топливной либо «зеленоватой» (потому что на измельчительную машину подаются сучья, кора, ветки с листвой, составляющие от 20 до 25% биомассы дерева), не употребляется в плитном и гидролизном производствах. Ее экономически целенаправлено заготовлять в регионах с проблемным лесопользованием, где качество лесов свалилось и лесопользование становится нерентабельным. Одной из важных обстоятельств недоиспользования расчетной лесосеки в таких регионах является отсутствие производств по переработке низкосортной древесной породы (тонкомера и сухостойной древесной породы от рубок ухода) и мероприятий по воспроизводству лесов. При переводе коммунальных котельных в таких районах с угля на щепу решаются многие трудности: создаются новые рабочие места, понижается нагрузка на местный бюджет за счет значимого сокращения цены выработанной термический энергии.

Беря во внимание, что угольные котельные и котельные на щепе имеют почти во всем родственную конструкцию, а принципное устройство самих котлов идентично, многие угольные котельные можно переводить на щепу без подмены самих котлов — после малозначительной модернизации (а именно, обеспечения подачи и автоматизации). Можно использовать совместное сжигание угля и щепы, что уже издавна практикуется в почти всех европейских странах.

Естественно, не все котельные годятся для реализации схожих проектов. Сначала необходимо рассматривать проблемные котельные, котельные в отдаленных районах, где очень высока цена угля, а сырьевая база отходов лесозаготовки в регионе достаточна для производства нужного количества топливной щепы.

Внедрение щепы, приобретенной методом измельчения низкотоварной древесной породы, порубочных остатков и лесосечных отходов, повысит не только лишь энергоэффективность ЖКХ, да и рентабельность лесозаготовительных компаний, позволит отлично делать мероприятия по уходу за лесом и ведению устойчивого лесного хозяйства и сделает лучше экологическую обстановку в лесных регионах.

Сергей ПЕРЕДЕРИЙ
EKO Holz und Pellets GmbH

Маркетинговая статья
{other_ad_link}