Более 25 млн м3 неперерабатываемых древесных отходов ежегодно формируется в России, озвучила в конце июля 2020 года вице-премьер Правительства РФ Виктория Абрамченко, ссылаясь на экспертные данные. Статистика известна давно: 40% отходов формируются при лесозаготовке, 25–40% – при деревообработке, а перерабатываются они лишь частично. Более половины всех отходов остаются лежать на земле. Решением этой проблемы может стать производство биоугля.
Проблемы утилизации древесных отходов
Одними из самых распространенных методов утилизации отходов в ЛПК является производство древесных плит (ЦСП и ДСП) и органического топлива – топливных гранул (пеллет) и брикетов. Хотя зачастую отходы просто сжигаются в целях получения тепла и электроэнергии. Эти пути решения и технологии освоены уже давно, но, к сожалению, закрывают не все проблемы, связанные с образованием отходов.
Во-первых, не все отходы могут быть использованы для переработки из-за существующих технологических ограничений. Пни, ветви, древесная зелень встречаются брошенными на отработанных лесных делянках. Кусковые отходы в виде горбыля, порубочных остатков, коры формируют целые свалки, о борьбе с которыми все чаще говорят на уровне Правительства РФ. Также нерешенной остается проблема переработки вторичной древесины – паллет, разобранных деревянных конструкций.
Во-вторых, экология. Выбросы углекислого газа со времен промышленной революции выросли на 50% и превратились в глобальную экологическую проблему. CO2 выделяется и в процессе разложения неперерабатываемых древесных отходов, и в процессе их сжигания, да и сами по себе многие виды переработки требуют существенных энергозатрат, в процессе которых опять же выделяется углекислый газ.
В-третьих, последнее время наблюдается насыщение рынков сбыта отдельными продуктами переработки древесных отходов, например, ЛДСП, пеллетами, и, как следствие, высокий уровень конкуренции.
Технологии производства биоугля решают все перечисленные проблемы комплексно и позволяют утилизировать непригодные для других видов переработки отходы, связать углерод и вернуть его в почву, получить новый продукт, рынок которого уже активно формируется в Европе и является перспективным для России.
Биоуголь – решение проблемы древесных отходов
Технология производства биоугля Green Carbon позволяет не только утилизировать древесные отходы, но и произвести продукт с высокой добавленной стоимостью и широкой сферой применения. При этом в процессе производства биоугля генерируется углерод-нейтральное тепло и может генерироваться электроэнергия (на основе Органического цикла Ренкина (ORC), которые могут использоваться как для собственных нужд предприятия, так и отданы во внешние сети.
В качестве сырья при производстве биоугля может быть использовано практически любое органическое сырье – кора, измельченная древесина, в том числе вторичная в виде паллет, поддонов и т.п., щепа, фрезерная и окорочная стружка, круглые лесоматериалы, опилки, спелая древесина и многое другое. При этом влажность сырья может достигать 80%, она лишь повлияет на время предварительной сушки.
Сам технологический процесс максимально автоматизирован и экологичен. Первое технологическое звено – сушка. Специальные контейнеры заполняются сырьем и высушиваются горячим воздухом, получаемым от избыточной энергии пиролиза. Процесс занимает порядка 24 часов, в результате чего влажность сокращается до 10–18%. После этого материал подается на станцию загрузки, где загружается в реторты. Перед поступлением сырья на пиролиз заполненные реторты автоматически транспортируются к станции предварительного нагрева. Здесь исходный материал нагревается горячим воздухом в течение 4–5 часов при температуре 100–120°C. Это сокращает время, требуемое на станции пиролиза, и повышает производительность установки.
После предварительного нагрева реторты перемещаются на станцию пиролиза в реакторы. Процесс пиролиза занимает 1–3 часа и проходит при температуре реактора 650–900°C. Станция получает энергию от сжигания топлива и пиролизных газов в топочном устройстве: при карбонизации выделяются пиролизные газы, которые не выбрасываются в атмосферу, а поступают в топочное устройство, сжигаются там, в результате чего выделяется тепловая энергия. При этом большая часть тепла получается за счет сжигания пиролизных газов, а древесное топливо используется лишь для поддержания горения в топочном устройстве – для этого требуется всего 3–4% от общего объема биомассы. По завершению процесса пиролиза реторты транспортируются дальше на станцию охлаждения. После охлаждения без доступа кислорода в течение суток до температуры окружающей среды реторты выгружаются на автоматической станции разгрузки, и полученный биоуголь подается на станцию ситовых аппаратов или дробления, что позволяет получать в итоге продукт необходимых размеров и фракций: биоуголь может быть кусковой, в виде брикетов и гранул, а также в виде порошка.
Завершающая весь производственный процесс станция – упаковочная, где продукция фасуется согласно фракционному составу и упаковывается, например, в мешки и мягкую упаковку – биг-беги или другую упаковку по требованию заказчика.
При такой технологии одновременно могут производиться разные виды биоугля из разного сырья при различных требованиях к конечному продукту от потенциальных заказчиков. Например, уголь для барбекю, кормовая добавка, почвенный субстрат и уголь для последующей активации. Все эти продукты имеют совершенно разные требования и к исходному сырью, и к окончательной сортировке, и технология позволяет это учесть, обеспечив прослеживаемость каждой партии, благодаря автоматической записи данных производства в системе управления установкой. Это позволяет без затруднений пройти необходимую сертификацию и разрешения для использования в тех областях применения, где это требуется.
Себестоимость производства биоугля
Себестоимость производства 1 тонны биоугля – от 10 до 14 тысяч рублей, без учета стоимости выработанного тепла, в зависимости, например, от типа сырья и удаленности мест его расположения (целесообразное транспортное плечо составляет 150 км). А в ряде случаев стоимость сырья может быть отрицательной: используя отходы собственного производства экономятся значительные средства, необходимые для их утилизации. Кроме того вырабатывается от 1,5 до 4 МВт полезной термической мощности. В среднем для производства одной тонны готовой продукции необходимо до 5 тонн исходного сырья (при влажности порядка 45%).
Перспективный рынок биоугля
Биоуголь имеет широкий диапазон применения, а также недорогие и экологически эффективные решения для самых разных отраслей промышленности. Биоуголь используется в виде топлива в целях получения энергии. За счет высокого качества его применение актуально для ресторанной отрасли для приготовления пищи на гриле. Кроме этого он может применяться в качестве обеззараживающего вещества, компонента фильтров и в виде активированного угля. В химической промышленности и в качестве источника углерода, и в виде абсорбента, участвующего в различных химических процессах. Строительство, медицина, косметология – это далеко не полный перечень потенциальных рынков сбыта биоугля.
Отдельная сфера применения – сельское хозяйство: в животноводстве – в виде кормовой добавки, которая снижает себестоимость продукции на 10%, и в земледелии – в виде почвенного субстрата, что уже получает широкое распространение в Европе и только приходит в Россию. Все это открывает абсолютно новые, высокомаржинальные рынки сбыта не просто продуктов деревопереработки, а продуктов утилизации существующих отходов!
Может ли производство быть безотходным и экологичным, а экология – экономически привлекательной? Однозначно, да – с применением технологии производства биоугля Green Carbon.
