ТОПЛИВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РЕШАТ ДЕРЕВЬЯ…

В период «газового бума» в СССР прошла газификация энергетики Украины. В результате большое число энергетических установок сегодня способно работать только на природном газе (так сказать, на «чужом» топливе, поскольку основное его количество поступает из-за рубежа) и не может использовать «свое» твердое топливо (уголь или древесину). После обретения независимости это поставило Украину в тяжелое положение. Поэтому надо как можно быстрее выправить имеющийся в Украине «топливный перекос».

Опираясь на опыт некоторых развитых стран, можно утверждать, что Украина могла бы в короткий срок с высокой экономической эффективностью нарастить объемы потребления «своего» топлива, и прежде всего за счет древесины.

Если заглянуть на 20—30 лет вперед, то к сказанному следует добавить, что рассмотрение вопроса о потреблении древесины в качестве топлива не должно ограничиться рамками проблемы «топливного перекоса». Его нужно рассматривать шире. Природный газ, нефть и уголь — невозобновляемые источники энергии. Их запасы ограничены, и в будущем какой-то из этих источников раньше, а какой-то позже исчерпает свой ресурс. Учитывая это обстоятельство, большинство развитых стран наращивают потребление энергии за счет возобновляемых источников: энергии Солнца, ветра, древесины, тепла Земли и т.д. Учитывая географическое положение и природно-климатические условия Украины, древесина для нее может стать наиболее существенным возобновляемым источником энергии. При этом предполагается, что древесину будут собирать на топливо не только в существующих лесах (сейчас лишь 14% территории Украины покрыто лесом), но и с «плантаций», которые должны быть специально созданы для выращивания быстрорастущих деревьев или кустарников.

В странах ЕС поставлена задача довести выработку энергии из возобновляемых источников к 2010 г. почти до 9% от общего потребления. Уже сегодня доля энергии, получаемой из возобновляемых источников, составляет в Австрии 15%, в Швеции 19%, в Финляндии 23%. А в Украине — меньше 0,5%. Доля полезной энергии, которая получается за счет древесины еще меньше. (При этом следует отметить, что ежегодно в Украине образуется около 40 млн. т только отходов древесины.) Их использование позволило бы сэкономить 15—30 млрд. нм3 природного газа и решить ряд других трудных задач. Во-первых, если увеличить потребление «своего» топлива вместо «чужого», можно значительно снизить остроту проблемы «топливного перекоса». Во-вторых, за счет замены природного газа газом из древесины можно существенно уменьшить стоимость производства теплоты и электроэнергии. Это следует из того, что сегодня приобретение одного и того же количества энергии в виде природного газа обходится в 3—4 раза дороже, чем в виде древесины. В-третьих, сжигание древесины позволит улучшить экологическую ситуацию в Украине за счет уменьшения вреда от древесных отходов, а также за счет сокращения вредных выбросов в атмосферу.

Лет 30—40 назад в Украине эксплуатировалось большое количество дровяных котлов с разными топками, однако в результате «газового бума» они почти все были демонтированы. Теперь же, когда появилась необходимость нарастить объемы потребления древесины, оказалось, что для Украины это трудноразрешимая задача — практически не осталось дровяных котлов, в нашей стране они не производятся, покупать же за рубежом — дорого.

Есть и другие способы использования древесины. Так, процесс неполного сгорания предназначен для превращения твердого в газообразное топливо. При этом вся энергия органической части древесины практически полностью переходит в энергию горючего газа — из газификатора выходят горючий газ и зола. Однако газификаторы (по сравнению с топкой) имеют низкую производительность, что сильно сужает сферу их применения. Сегодня в Украине нет ни одного эффективно работающего газификатора.

Еще один способ — пиролиз — позволяет преобразовать древесину. Он чаще всего применяется при производстве древесного угля. У нас в стране работает несколько лесохозяйственных комбинатов, где производится древесный уголь. Однако технология там используется малопроизводительная и весьма энергоемкая.

Наиболее целесообразным вариантом химического преобразования древесины сегодня следует признать газификацию. Однако широкому использованию ее для получения горючего газа препятствуют, по крайней мере, два обстоятельства: низкая скорость газификации (малый выход газа с единицы объема аппарата) и высокая концентрация тяжелых углеводородов (смол) в продуктах газификации. Для устранения этих препятствий в Институте технической теплофизики НАН Украины (ИТТФ) разработан и запатентован способ скоростной энерготехнологический переработки древесины. На его основе создан промышленный газификатор. Горючий газ, полученный в нем, вполне пригоден для замены природного газа во многих существующих энергетических установках. На этом базируется представление о том, что основные топливные проблемы Украины способны решить деревья.

Экономическая эффективность варианта ИТТФ очень высока: при замене природного газа капиталовложения окупаются за период несколько больше года, а при замене угля — примерно за 2,5 года.

Учитывая то, что древесина может стать мощным экологически чистым возобновляемым источником энергии, целесообразно возродить в Украине разработку методов эффективного использования древесины для производства теплоты и электроэнергии.

Технико-экономическая оценка показывает, что двухстадийная переработка древесины (по схеме, предложенной Институтом технической теплофизики НАНУ) дает возможность на 20 % снизить стоимость производства теплоты и электроэнергии. По этой схеме на первой стадии из древесины получается два вида топлива: газообразное и твердое. На второй стадии газообразное топливо сжигается в газовом котле, а твердое (древесный уголь) направляется на питание газового двигателя мини-ТЭЦ.

В лесистых районах Украины целесообразно строить рядом с районными котельными газогенераторные станции (несколько газификаторов ИТТФ) по производству твердого моторного топлива (древесного угля в виде брикетов или зернистого материала в соответствующей упаковке), которое может затем использоваться для газификации и питания различных газовых двигателей (тепловозов, судов, мини-ТЭЦ, тракторов и т.д.). При этом имеется в виду, что газ, который получается на газогенераторной станции, используется в котлах районной котельной.

С целью популяризации экологически чистого производства теплоты и электроэнергии из древесины целесообразно было бы по примеру некоторых европейских стран перевести энергоснабжение небольшого населенного пункта на древесину в соответствии с двухстадийной схемой преобразования ее энергии.