Энергия древесины

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЫ ЗА РУБЕЖОМ

В периодической печати зарубежных стран уделяется много внимания вопросам экономии энергии и топлива в лесных от­раслях промышленности, а также проблеме замены, где это возможно и целесообразно, дефицитного нефтегазового сырья топливом из древесных отходов и низкосортной древесины. Об­суждаются проблемы использования древесной биомассы на топ­ливо, приводятся примеры работы электростанций и котельных установок на этом виде топлива, сведения о создании новых, более эффективных установок, работающих на древесном топ­ливе, а также о разработке вспомогательного оборудования для подготовки, складирования, хранения и транспортирования дре­весного топлива. Имеются сообщения о проведении исследова­ний по получению из древесины жидкого топлива и газа, при­годного для использования в бытовых целях.

Как известно, древесина с давних пор традиционно ис­пользуется в качестве топлива для бытовых целей. Даже се­годня, по оценкам зарубежных экспертов, около половины за­готавливаемой в мире древесины используется в качестве топ­лива для приготовления пищи и отопления, а в развивающихся странах на эти цели расходуется до 90 % древесного сырья.

Американские специалисты считают, что вовлечение в топ­ливный баланс древесных отходов может полностью удовлет­ворить потребность в топливе лесной отрасли. Считают, что в лесопильном производстве почти половина сырья переходит в отходы, а на мебельных предприятиях еще половина пилома­териалов превращается в отходы. Все неиспользуемые для тех­нологической переработки отходы лесозаготовок и деревообра­ботки должны найти применение в энергетике предприятий. В целях увеличения эффективности энергетического использо­вания древесной биомассы министерство энергетики США проводит в этой области все расширяющиеся по объему научно - исследовательские работы.

В Канаде принята специальная правительственная про­грамма по использованию древесной биомассы в качестве энер­гетического сырья. Руководство программой осуществляет ми­нистерство энергетики, шахт и ресурсов при участии между­ведомственного консультативного комитета. Цель программы — удвоить по сравнению с существующим уровнем и довести до 7 % долю древесных и коммунальных отходов в национальном энергетическом балансе страны.

Все большее значение использованию биомассы в качестве энергетического сырья придают в ФРГ. В одном из сообщений отмечается, что за счет энергетического использования древес­ной биомассы в стране можно сэкономить около 1...1,5% об­щего потребления нефтепродуктов.

Большие работы по вовлечению в топливный баланс древес­ной биомассы проводятся в Швеции. Активно ведутся работы в этом направлении в Финляндии, Норвегии, Австрии, Швейца­рии, Франции, Италии и других странах.

На основании анализа зарубежной информации по энергети­ческому использованию древесной биомассы можно установить, что основными направлениями проведения научно-исследова­тельских и проектно-конструкторских работ в этой области за рубежом являются:

Поиски возможностей увеличения резервов древесной био­массы путем повышения производительности лесных массивов и оптимизации сроков рубки при заготовке энергетической био­массы; <

Повышение эффективности использования различных видов древесной биомассы при непосредственном сжигании ее в топ­ках котельных установок для выработки тепловой и электриче­ской энергии;

Производство из древесной биомассы твердого топлива с по­вышенными показателями по транспортабельности, теплоте сго­рания и водостойкости;

Получение из древесной биомассы жидкого топлива для транспортных машин;

Производство на основе древесной биомассы газообразного топлива, пригодного для использования в современных систе­мах газоснабжения, а также в газобаллонных транспортных машинах.

Зарубежные специалисты выделяют два направления работ по увеличению резервов древесной биомассы для энергетиче­ского использования: во-первых, создание энергетических план­таций, или плантаций энергетического сырья и, во-вторых, по­вышение степени использования биомассы дерева в сущест­вующих, эксплуатируемых лесонасаждениях.

Под созданием энергетических плантаций понимаются по­садки быстрорастущих лесных культур на пустующих землях, непригодных для земледелия, с последующим использованием вырастающей на них древесины для получения энергии. Отме­чается привлекательность этого направления с точки зрения экологии. Продуктивность использования земельных площадей при этом, по зарубежным данным, может быть существенно повышена направленным генетическим совершенствованием лесных культур, введением оптимизированного короткого срока рубки и выращиванием саженцев в теплицах с продленным световым днем при применении искусственного освещения.

Повышение степени использования биомассы дерева в экс­плуатируемых лесных массивах, по мнению зарубежных спе­циалистов, может быть достигнуто за счет использования на топливо биомассы кроны, пней и корневой системы дерева, а также древесных отходов, оставляемых на лесосеке и обра­зующихся в процессе раскряжевки.

Эффективность непосредственного сжигания древесной био­массы в топках котлоагрегатов повышается в результате прове­дения следующих мероприятий:

Машинизации и автоматизации процессов складирования и транспортирования древесного топлива к топочным устрой­ствам;

Совершенствования топочных устройств, направленного на повышение КПД котлоагрегатов, снижение трудозатрат на об­служивание котельных установок и обеспечение возможности сжигания древесных отходов высокой зольности и влажности;

Разработки совершенных систем подготовки к сжиганию особо влажных отходов, главным образом коры.

Непосредственно образующиеся в процессе заготовки дре­весины и ее первичной обработки древесные отходы и щепа имеют малую плотность и низкую теплоту сгорания. Вслед­ствие этого они как топливо малотранспортабельны, и при сжи­гании развивают недостаточно высокую температуру горения, что исключает их применение для ведения высокотемператур­ных процессов и снижает теплопроизводительность и КПД ко­тельных установок, в которых они используются. Так, за ру­бежом проводятся исследования по разработке и совершенство­ванию производства транспортабельного, высококачественного топлива на базе древесного сырья. Применение древесных бри­кетов, по мнению специалистов, особенно привлекательно для бытового потребления, так как в их составе не содержится серы и других вредных элементов.

Ограниченность мировых запасов нефти, бесконтрольные

Действия транснациональных нефтяных корпораций вызывают на Западе неуверенность в будущем энергетики. Естественной реакцией технической общественности на сложившуюся си­туацию явилось увеличение объемов исследований по изыска­нию источников альтернативного топлива и, в частности, науч­ных работ по получению жидкого топлива для транспортных машин на основе древесной биомассы, возобновляющейся в сравнительно больших объемах. По имеющейся информации, эти исследования не вышли за рамки поисковых работ. В со­стоянии научного поиска находятся и исследования по получе­нию из древесины горючего газа с высокой теплотой сгорания для использования его в существующих системах газоснабжения.

Вопросами использования древесины и древесных отходов для получения энергии занимаются специализированные органы ООН. Комитет по лесоматериалам (ФАО) и отдел энергетики Европейской Экономической Комиссии (ЕЭК) проанализировали тенденции и потенциальные возможности использования древе­сины как возобновляемого источника энергии. При этом было установлено, что в развитых капиталистических странах доля энергии, получаемой из древесины, от общего потребления энергии, невелика и составляет в США 1,6%, в Канаде 2,2, во Франции 1,8, в ФРГ 0,9, Австрии 1,3, Швейцарии 1,1 %. Повы­шенное значение доли использования древесины на топливо от общего его потребления имеет место в Финляндии (8,9%), в Швеции (3,3 %) и Турции (22,9 %).

Характерным для развитых капиталистических стран явля­ется высокая степень использования на топливо древесных от­ходов. В общем объеме используемой на топливо древесины древесные отходы составляют в США 70%, в Канаде 65, во Франции 28, в ФРГ 62, в Швеции 51, в Финляндии 53%.