ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ В ЭНЕРГЕТИКЕ РОССИИ

PROSPECTS FOR THE USE OF WOOD WASTE IN THE RUSSIAN ENERGY SECTOR

Maria Smirnova

student, Kaluga Branch of the Nikolai Ernestovich Bauman Moscow State Technical University,

Russia, Kaluga

АННОТАЦИЯ

В деревообрабатывающей промышленности так же, как и на остальных промышленных производствах, образуются отходы, которые следует утилизировать или перерабатывать для экологического и экономического блага. В связи с этим в данной статье рассмотрены основные виды отходов деревообработки, а также перспективные экологически чистые методы переработки древесных отходов в энергетическое топливо.

ABSTRACT

In the woodworking industry, as well as in other industrial enterprises, waste is generated that should be disposed of or recycled for the environmental and economic benefit of the country. In this regard, this article discusses the main types of woodworking waste, as well as promising environmentally friendly methods of processing wood waste into energy fuel.

Ключевые слова: древесные отходы; энергетика; перспективное производство; топливные гранулы; генераторный газ.

Keywords: wood waste; energy; advanced production; fuel pellets; generator gas.

Леса нашей страны представляют собой огромную ресурсную базу, так как они составляют почти четверть мировых запасов лесов. И, следовательно, большое количество производства связано с деревообработкой, в результате которой образуются древесные отходы. Но при этом используются лишь часть отходов деревообрабатывающей промышленности для переработки. В основном не утилизированными и не переработанными остаются: ветки, кора, щепа, опилки, стружки.

Для решения насущной проблемы рециклинга отходов деревообработки сначала нужно понять, какие виды отходов образуются, а также разобраться с предотвращением экологического и экономического ущерба и каковы перспективы использования древесных отходов в энергетике России.

«Отходы деревообрабатывающей промышленности разделяют по типу на: твердые или кусковые (горбыли, рейки, обрезки, ветви, вершины, пни, корни), мягкие (стружки, опилки, древесная пыль, луб), кору, древесную зелень (хвоя, листья)» [1, с. 10]. В настоящее время разработаны эффективные технические решения, позволяющие утилизировать отходы лесозаготовок и лесопереработки.

Рассмотрим варианты рационального и перспективного использования отходов деревообработки.

Пеллеты (древесные топливные гранулы) - это новый вид экологически чистого биотоплива. Они  являются одним из самых перспективных видов переработки древесных отходов в топливо на сегодняшний день. Пеллеты изготавливаются из опилок древесины при помощи прессования под давлением до 300 атм. При этом не используются какие-либо склеивающие химические вещества. Прочность гранулам придает лигнин — природное клеящее вещество, выделяющееся из древесины в процессе прессования. За счет высокой плотности и низкой влажности топливные гранулы имеют высокую теплоотдачу (4200-4800 ккал/кг), сравнимую с каменным углем. Преимущество данного метода перед сжиганием угля значительна: эмиссия углекислого газа в воздушное пространство в 10 – 50 раз ниже, а образование золы меньше в 15 – 20 раз. Это способствует снижению негативного воздействия на окружающую среду и улучшению качества воздуха.

Топливные гранулы - конкурентоспособное топливо. «Оно обладает более высокой теплотой сгорания по сравнению с обычными древесными отходами (щепа - 850 кВт ч/м³, пеллеты - 3150 кВт ч/м³ ). 2,1 тонны пеллет (около 3,2 м³ ) заменяют 1,0 м³ дизельного топлива. Затраты энергии на производство древесных гранул составляют примерно 3% от содержания энергии, что гораздо ниже затрат на получение природного газа или мазута»[4].

Производство топливных гранул из отходов деревообработки – одна из самых перспективных технологий. «Единственным недостатком производства пеллет является высокая стоимость оборудования для гранулирования древесных отходов. Но данный недостаток окупается и становится прибыльным уже через 2 – 3,5 года после запуска предприятия»[2, с. 18].

Пеллеты применяются для отопления жилых домов путем сжигания в печах, каминах и котлах, а также для обеспечения теплом и электроэнергией промышленных объектов и небольших населенных пунктов с использованием крупных гранул с высоким содержанием древесной коры.

Спрос на это альтернативное топливо и на оборудование для его производства и сжигания постоянно возрастает в связи с высокой экологичностью и экономичностью данного метода переработки.

Ещё одним из способов использования древесных отходов является получение генераторного (древесного) газа.

Древесный газ образуется в результате термической переработки отходов деревообработки в газогенераторах. Работа газогенератора основана на процессе превращения твердого топлива в газ. Преобразование протекает под воздействием высоких температур (до 450...550 °С)  без доступа воздуха либо в процессе горения при недостатке воздуха. В реакторной зоне происходят термохимические реакции, которые и приводят к образованию древесного газа.

«Из 1 кг щепы древесины получают около 2,5 м³ газа с теплотой сгорания 900–1200 Ккал/Нм³. Таким образом, эффективность газификации достигает 85-90%» [3, с. 778]. Удобное применение древесного газа и большой процент производительности делает газификацию более эффективным и чистым процессом, чем сжигание.

Газогенераторные установки могут успешно применяться для работы теплогенераторов, а также паровых и водогрейных котлов как при организации новых лесных и деревообрабатывающих предприятий, так и для модернизации действующих, в том числе в районах, удаленных от электрических и газовых сетей. Они также могут быть интересны для муниципалитетов, зерноочистительных и сельскохозяйственных предприятий.

В России запасы сырья для производства биотоплива огромны, исчисляются они миллиардами кубометров. Сейчас на каждом гектаре рубки остается 40 - 60 м³ отходов лесопиления. Используя биотопливо, получаемое из отходов лесной промышленности Россия могла бы экономить в год 15 - 20% традиционного топлива.

Таким образом, описанные методы переработки древесных отходов в энергетическое топливо дают понять, что в России есть прекрасная возможность развития биоэнергетики. По мнению многих ученых, именно использование биотоплива приведет к развитию устойчивой, экологически благоприятной энергетики.

Список литературы:

1. Кислицына С.Н. Способы переработки отходов деревообрабатывающей промышленности: учеб. пособие по направлению подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств»/ С.Н. Кислицына, И.Ю. Шитова. – Пенза: ПГУАС, 2016. – 140 с.
2. Марченко О.В., Соломин С.В., Козлов А.Н. Возможности использования древесных отходов в энергетике России // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23, № 6. С. 17-21.
3. Kozlov A., Svishchev D., Marchenko O.V., Solomin S., Shamansky V., Keiko A. Development of s multi-stage biomass gasification technology to produce quality gas. 25th European Biomass Conference. Proceedings of the International Conference. Stockholm, June 12-15, 2017. Stockholm, ETA Florence Renewable Energies, 2017. P. 776—781.
4. Переработка древесных отходов: способы и проблемы // Журнал «Лесной комплекс», федеральный журнал для руководителей и специалистов предприятий ЛПК России. [Электронный ресурс] – Режим доступа – URL: https://forestcomplex.ru/ (дата обращения: 01.03.2024)