ДЕРЕВА ВИРІШАТЬ... ПАЛИВНІ ПРОБЛЕМИ

У період «газового буму» в СРСР пройшла газифікація енергетики України. У результаті велика кількість енергетичних установок сьогодні здатна працювати тільки на природному газі (так би мовити, на «чужому» паливі, оскільки основна його кількість надходить із-за кордону) і не може використовувати «своє» тверде паливо (вугілля чи деревину). Після здобуття незалежності це поставило Україну у скрутне становище. Тому треба якнайшвидше виправити наявний в Україні «паливний перекіс».

Спираючись на досвід деяких розвинених країн, можна стверджувати, що Україна могла б у стислі терміни з високою економічною ефективністю наростити обсяги споживання «свого» палива, і насамперед за рахунок деревини.

Якщо зазирнути на 20—30 років уперед, то до сказаного слід додати, що питання споживання деревини як палива не повинне обмежитися рамками проблеми «паливного перекосу». Його слід розглядати ширше. Природний газ, нафта й вугілля — невідновлювані джерела енергії. Їх запаси обмежені, і в майбутньому котресь із цих джерел раніше, а котресь пізніше вичерпає свій ресурс. З огляду на цю обставину, більшість розвинених країн нарощує споживання енергії за рахунок поновлюваних джерел: енергії Сонця, вітру, деревини, тепла Землі тощо. Враховуючи географічне розташування і природно-кліматичні умови України, деревина для неї може стати найістотнішим поновлюваним джерелом енергії. При цьому передбачається, що деревину збиратимуть на паливо не тільки в наявних лісах (зараз лише 14% території України покрито лісом), а й із «плантацій», що їх спеціально створять для вирощування дерев із високими темпами росту або чагарників.

У країнах ЄС стоїть завдання довести на 2010 р. продукування енергії з поновлюваних джерел майже до 9% від загального споживання. Вже сьогодні частка енергії, одержуваної з поновлюваних джерел, становить в Австрії 15%, у Швеції 19%, у Фінляндії 23%. А в Україні — менше 0,5%. Частка корисної енергії, що утворюється за рахунок деревини, ще менша. (При цьому слід зазначити: щороку в Україні утворюється близько 40 млн. тонн тільки відходів деревини.) Їх використання дозволило б заощадити 15—30 млрд. м3 природного газу й вирішити низку інших складних завдань. По-перше, якщо збільшити споживання «свого» палива замість «чужого», можна значно знизити гостроту проблеми «паливного перекосу». По-друге, замінивши природний газ газом із деревини, можна істотно зменшити вартість виробництва тепла й електроенергії. Це випливає з того, що сьогодні одна й та ж сама кількість енергії у вигляді природного газу коштує удвічі-втричі дорожче, ніж у вигляді деревини. По-третє, спалювання деревини дозволить поліпшити екологічну ситуацію в Україні за рахунок зменшення шкоди від деревних відходів, а також за рахунок зменшення шкідливих викидів в атмосферу.

Років 30—40 тому в Україні експлуатувалося багато дров’яних котлів із різними топками, однак у результаті «газового буму» їх майже всі було демонтовано. Тепер же, коли виникла потреба наростити обсяги споживання деревини, виявилося, що для України це завдання — важковирішуване: практично не залишилося дров’яних котлів, у нашій країні вони не виробляються, купувати ж за кордоном — дорого.

Є й інші способи використання деревини. Так, процес неповного згоряння призначений для перетворення твердого палива на газоподібне. При цьому вся енергія органічної частини деревини практично повністю переходить в енергію горючого газу — із газифікатора виходять горючий газ і зола. Однак газифікатори (порівняно з топкою) мають низьку продуктивність, що дуже звужує сферу їх застосування. Сьогодні в Україні немає жодного газифікатора, який би ефективно працював.

Ще один спосіб — піроліз — дозволяє перетворити деревину. Він найчастіше застосовується при виробництві деревного вугілля. У нашій країні працює кілька лісогосподарських комбінатів, на яких виробляється деревне вугілля. Однак там використовується малопродуктивна і дуже енергоємна технологія.

Найдоцільнішим варіантом хімічного перетворення деревини сьогодні слід визнати газифікацію. Проте широкому використанню її для отримання горючого газу перешкоджають принаймні дві обставини: низька швидкість газифікації (малий вихід газу з одиниці об’єму апарата) і висока концентрація важких вуглеводнів (смол) у продуктах газифікації. Для усунення цих перешкод в Інституті технічної теплофізики НАН України (ІТТФ) розроблено й запатентовано спосіб швидкісної енерготехнологічної переробки деревини. На його основі створено промисловий газифікатор. Горючий газ, отриманий у ньому, цілком придатний для заміни природного газу в багатьох наявних енергетичних установках. На цьому базується думка про те, що основні паливні проблеми України здатні вирішити дерева.

Економічна ефективність варіанта ІТТФ дуже висока: при заміні природного газу капіталовкладення окупаються за період трохи більше року, а при заміні вугілля — приблизно за 2,5 року.

Оскільки деревина може стати потужним екологічно чистим поновлюваним джерелом енергії, доцільно відродити в Україні розробку методів ефективного використання деревини для виробництва тепла й електроенергії.

Техніко-економічна оцінка свідчить, що двостадійна переробка деревини (за схемою, запропонованою Інститутом технічної теплофізики НАНУ) дозволяє на 20% знизити вартість виробництва тепла й електроенергії. За цією схемою, на першій стадії з деревини утворюються два види палива: газоподібне і тверде. На другій стадії газоподібне паливо спалюється в газовому котлі, а тверде (деревне вугілля) спрямовується на живлення газового двигуна міні-ТЕЦ.

У лісистих районах України доцільно будувати поруч із районними котельними газогенераторні станції (кілька газифікаторів ІТТФ) із виробництва твердого моторного палива (деревного вугілля у вигляді брикетів чи зернистого матеріалу у відповідній упаковці), яке може потім використовуватися для газифікації та живлення різних газових двигунів (тепловозів, суден, міні-ТЕЦ, тракторів тощо). При цьому мається на увазі, що газ, який утворюється на газогенераторній станції, використовується в котлах районної котельні.

З метою популяризації екологічно чистого виробництва тепла й електроенергії з деревини доцільно було б, за прикладом деяких європейських країн, перевести енергопостачання невеликого населеного пункту на деревину, відповідно до двостадійної схеми перетворення її енергії.