Совмещение технологий производства биотоплива

При активном развитии лесопромышленного комплекса на всей территории страны нельзя не обратить внимание, что большинство анонсированных крупных проектов ЛПК запланировано к реализации в Сибири – в первую очередь в Иркутской области и Красноярском крае. Увеличение объемов переработки древесины в этих регионах усиливает конкуренцию за круглые лесоматериалы, а предприятия стараются обеспечить полный цикл переработки всего объема поступающего сырья. Отсутствие в регионе достаточного количества целлюлозно-бумажных и плитных предприятий затрудняет сбыт технологической щепы, и создание участков производства биотоплива фактически является единственной альтернативой для переработки отходов лесопильного производства.
— Дмитрий Владимирович, как изменились настроения на лесопильных и деревообрабатывающих предприятиях с ростом стоимости древесины. Готовы ли они инвестировать в развитие производства в целом или заинтересованы только в увеличении объемов производства пиломатериалов – наиболее востребованной на рынке продукции с максимальной стоимостью?

— Прежде всего необходимо отметить весьма доброжелательное отношение всех участников производственных процессов предприятий, от работающих в цехах до менеджеров и собственников заводов. Сотрудники предприятий стремятся к получению любой дополнительной информации о новых технологиях и возможностях их внедрения применительно к своему производственному процессу. Общение стало максимально открытым и конструктивным. Никто не боится экспериментировать и все понимают, что использование всего объема поступающей древесины – единственно верное направление развития в долгосрочной перспективе. Инженерный персонал предприятий активно делится своими достижениями, не скрывая технических нюансов реализуемых технологий, что позволяет оперативно выявлять узкие места и совместно разрабатывать проекты модернизации производственных участков.

Нельзя не отметить, что стремление руководства предприятий к внедрению новшеств позитивно отражается и на производственных коллективах. На заводах Иркутской области за последние несколько лет очень вырос уровень технической грамотности работников, что позволяет анализировать принимаемые решения с точки зрения их влияния на всю производственную цепочку — от процесса лесозаготовки до распределения сухих пиломатериалов по сортам после сушки. У руководства заводов существует понимание необходимости автоматизации и совершенствования технологии на всех производственных этапах. Более половины собственников предприятий, на которых мы побывали во время этой поездки, сообщили о планах по развитию производства.

На большинстве предприятий сейчас уже ведется параллельная работа, направленная на повышение объемов лесопиления и деревообработки в целом, а также по повышению эффективности использования всех видов измельченной древесины и отходов, которым ранее уделялось меньше внимания. Многие уже запустили участки по производству пеллет и топливных брикетов. Кора сжигается в собственных котельных, позволяя предприятиям закрывать все потребности по тепловой энергии. Вместе с тем, даже в таком полном цикле переработки древесины почти всегда возможна точечная модернизация, предложения по которой находят оперативный отклик у собственников. 

— Какие точки роста в области лучшего использования древесины видятся Вам наиболее эффективными?

— В силу своей специализации я уделял больше внимания вопросам измельчения древесины, сушки и брикетирования измельченной древесины. Несмотря на то, что все технологии пеллетирования, брикетирования и карбонизации древесины уже весьма распространены и довольно известны, а выбор основной технологии определяется количеством отходов, при создании комплексного участка производства биотоплива необходимо учитывать большое количество нюансов и особенностей, определяющих экономические показатели участка. В объеме пиловочного сырья доля так или иначе измельчаемой древесины достигает 40-45%, причем её качественные характеристики существенно отличаются, в зависимости от того, на каком этапе производства она получена, и ее параметры не всегда позволяют выполнить ее переработку в биотопливо используя только один тип оборудования.

По моему мнению, вне зависимости от размера предприятия, на участках производства биотоплива почти всегда можно найти резервы для повышения экономической эффективности. С ростом объемов производства даже доли процентов невостребованного сырья довольно быстро превращаются в значительные объемы древесины по итогам года, и их нужно перерабатывать, повышая рентабельность производства.

Оценку целесообразности возможной диверсификации необходимо проводить для каждого предприятия индивидуально, в зависимости от большого количества факторов, начиная от параметров сырья и возможностей имеющейся котельной и заканчивая оценкой затрат на логистику готовой продукции до потребителя. Простой пример, даже на крупных заводах, имеющих в своем составе высокопроизводительные современные пеллетные цеха, остается некоторая доля сырья, которая по целому ряду причин не может быть эффективно переработана в топливные гранулы. Это круглые лесоматериалы, имеющие грибные поражения или недопустимые пороки формы, не позволяющие осуществить их распиловку, выбраковываемые на стадии приемки сырья или непосредственно перед подачей в лесопильное производство, это кусковые отходы древесины, с высоким содержанием коры, получаемые при окорке пиловочника, а также пиломатериалы с биологическими повреждениями, проявившимися после их сушки и т.д. Вроде бы таких потерь и немного на каждом участке, но, в совокупности, они могут достигать до 2-3% от объема перерабатываемого сырья. Использовать древесину с гнилью или корой в производстве пеллет нецелесообразно, поскольку это может резко снизить стоимость всего объема выпускаемой продукции. А вот измельчение подобной древесины с последующей сушкой и брикетированием не только рентабельно, но и позволяет предприятию решить проблемы по утилизации сравнительно небольших объемов отходов древесины, поступающих с разных участков производства, перерабатывая их в ликвидную продукцию.

С повышением эффективности котельного оборудования проблемы переработки подобной древесины будут вставать все более и более остро. Уже сейчас для полного обеспечения предприятия тепловой энергией, как правило, достаточно только до 90% от общего объема коры. Причем она часто сжигается даже без предварительного измельчения и не требует подмешивания щепы или опилок для равномерного горения. С ростом эффективности котельного оборудования количество невостребованных отходов, которые раньше полностью сжигались в котлах-утилизаторах, будет расти и уже сейчас необходимо разрабатывать новые решения по использованию этой остающейся древесины.
Пеллетное оборудование является наиболее эффективным при производстве от 3 т биотоплива в час. Это значит, что на предприятии должно ежечасно генерироваться 8—10 плотных м3 влажной древесины и дополнительно к этому объему еще около 4 плотных м3, которые будут израсходованы на генерацию тепла для сушки древесных частиц перед прессованием. В среднем, для производства 1 т биотоплива необходимо использовать 4—4,8 плотных м3 влажной древесины.

Вместе с тем, наличие на предприятии успешно работающей пеллетной линии отнюдь не исключает возможности параллельной установки брикетных прессов. Пеллетные и брикетные пресса не только производят разную продукцию, но и выполняют различные производственные задачи, что позволяет им эффективно дополнять друг друга

Наиболее частым примером является установка брикетного оборудования для переработки сухой стружки, образующейся при строгании пиломатериалов на четырехсторонних продольно-фрезерных станках, при калибровании пиломатериалов или при производстве погонажных изделий. Сухая стружка обеспечивает брикетному производству максимальную рентабельность, а ее брикетирование максимально автоматизировано и не требует привлечения отдельных работников, поскольку весь процесс, включая упаковку готовой продукции, может быть автоматизирован.

Кроме того, сухую стружку, получаемую на строгальных станках, далеко не всегда рационально перерабатывать на пеллетном оборудовании. Затраты на внутризаводскую логистику и дополнительное измельчение стружки, учитывая ее сравнительно небольшие объемы, могут перекрывать стоимость произведенных из нее топливных гранул и иногда бывает эффективнее установить один или два гидравлических пресса и брикетировать ее в том же цеху, где она формируется.

Для предприятий малой и средней производственной мощности, выпускающих до 50 тыс. м3 пиломатериалов в год и генерирующих до 45 тыс. м3 опилок и щепы, где количество измельченной древесины находится на границе выбора между пеллетным и брикетным оборудованием, то есть составляет от 2 до 3 т в час, нами разработаны технические решения, позволяющие использовать сырье одной и той же фракции, как в производстве пеллет, так и в производстве топливных брикетов. Установка сразу двух видов оборудования позволяет предприятию не только обеспечить переработку всего объема измельченной древесины, но и оперативно перестраиваться между рынками, обеспечивающими большую рентабельность на коротких временных отрезках.

Возможно, в будущем мы придем не только к параллельному производству пеллет и брикетов, но и к рынку брикетированной коры, особенно если вырастет эффективность ее сжигания. Технологии брикетирования коры известны, но пока не востребованы на российском рынке из-за высокой себестоимости получаемых брикетов, которая может достигать 600-700 евро/т.

— Производство биотоплива в Сибири долгое время сдерживалось ввиду сложностей логистики. Как решена эта проблема сегодня?

— Действительно, транспортная составляющая является одним из наиболее слабых мест ЛПК Иркутской области. И в производстве пиломатериалов и в производстве пеллет на долю экспорта приходится до 90% от объема выпускаемой продукции. В первую очередь отгружаются пиломатериалы, как наиболее маржинальная продукция, а вот с пеллетами до сих пор возникают задержки с логистикой несмотря на то, что сейчас самый сезон по их использованию.

Биотопливо из региона отправляется в Европу, Китай, Японию и Южную Корею. Основная проблема с логистикой заключается в том, что на трансрегиональных направлениях железной дороги уже долгое время отмечается дефицит контейнеров. Нередко на лесопильных предприятиях можно увидеть склады, полностью заполненные пеллетами, но это не говорит об отсутствии спроса. Как правило это уже оплаченная заказчиком продукция, которая просто ждет своей очереди на отправку.

Примечательно, что межрегиональные железнодорожные транспортные компании таких проблем с вагонами не испытывают и перевозки внутри страны выполняются в штатном режиме. Биотопливо, произведенное в Иркутской области, оперативно поставляется заказчикам в Новосибирскую и Омскую области, в Забайкальский и Красноярский край, а также в Республику Бурятия.

Если отдельно выделять производство древесных брикетов, то в Иркутской области они изготавливаются уже на 6 предприятиях, обеспечивая ежемесячный выпуск на уровне 2100 т. Брикеты реализуются как внутри области, так и поставляются в соседние регионы. Нельзя не отметить и тот факт, что на долю весьма развитого с точки зрения лесной промышленности Красноярского края, где собственники лесопильных и деревообрабатывающих предприятий отмечают сложности с переработкой и сбытом измельченной древесины, приходится около 20% от объема выпускаемой продукции. Следует ожидать, что в ближайшие годы в Красноярском крае будет активно развиваться биотопливная отрасль, поскольку для ее развития в регионе имеются все условия.

Спрос на топливные брикеты не только увеличивается с каждым годом, но и уже сейчас значительно превышает возможности действующих производств, где лист ожидания для потребителей, желающих заменить брикетами другие виды топлива, составляет несколько месяцев, а складские запасы производителей полностью распроданы по предварительным заказам.

По моему мнению, все виды биотоплива в скором времени будут в большей мере востребованы внутри страны, в том числе и по причине общих сложностей с логистикой и постоянным ростом перевозок всех видов грузов в условиях ограничений со стороны транспортной инфраструктуры, в первую очередь загрузки трансрегиональных направлений. Перемещается же не только биотопливо. Каменный уголь вполне можно заместить, сжигая вместо него пеллеты и брикеты, которые, как и ископаемые виды топлива, характеризуются постоянными тепловыми свойствами.

— Возможно ли замещение в Сибири угля биотопливом в ближайшей перспективе?

— Сибирь — не та территория, где могут проводиться эксперименты с получением тепловой энергии. При внедрении альтернативных видов топлива всегда остается старая котельная и все системы дублируются, поскольку провалы при выработке тепла недопустимы ни при отоплении производственных зданий, ни при подаче тепла в жилые дома. С одной стороны, это затрудняет переход на новое топливо, поскольку требует инвестиций в создание дублирующей инфраструктуры тепловой подстанции, с другой — обеспечивает возможность избежать любых рисков. Огромным преимуществом угля является его неприхотливость к условиям хранения. Соответственно, обеспечивается страховка от любой непредвиденной ситуации. Если случится какая-то чрезвычайная ситуация или сбой поставок — всегда можно будет смести снег с резервного запаса угля и запустить теплоснабжение по старой схеме. Даже те предприятия, которые прошли путь модернизации, сохраняют свои первоначальные энергетические узлы. Вместе с тем, объемы потребления биотоплива в Иркутской области растут, и большинство предприятий либо уже установили себе современные котельные, либо думают об этом в ближайшей перспективе и ищут ресурсы для их установки. Перейдя на биотопливо, предприятия могут существенно сэкономить на его доставке и улучшить экологическую обстановку, значительно снизив объем вредных выбросов в атмосферу продуктов сгорания.

Беседовал Александр Тамби, 
Ассоциация «ЛЕСТЕХ», д.т.н., проф. АГАТУ
Бюллетень Ассоциации «ЛЕСТЕХ» №7, 2022 г.