В то время, как газ и мазут для энергетического использования постоянно дорожают, а поставки качественного угля затруднены, государство и органы местного самоуправления уделяют недостаточно внимания развитию рынка биотоплива в Украине. А ведь наша страна входит в десятку самых больших в мире производителей сельскохозяйственной продукции. У нас достаточно лесов, развита деревообрабатывающая и мебельная промышленность. Поэтому сырьевая база для развития биоэнергетики и производства биотоплива значительна как по объему, так и по разнообразию видов сырья
Симкина Р.А., к.т.н.
Государство через законодательную базу и организационные мероприятия, а органы местного самоуправления через региональные программы модернизации топливно-энергетического комплекса и жилищно-коммунальной сферы должны стимулировать развитие отрасли и переход от использования ископаемых к возобновляемым видам топлива.
Хорошим примером активной работы в этом направлении служит компания «Здоровый сон», использующая отходы собственной деревообработки. Идя по пути европейской стандартизации продукции, она производит высококачественные низкозольные пеллеты «BioPellets» из экологически чистых отходов древесины. Каждую партию продукции по европейским нормам сертифицируют по ENplusи испытывают в специализированной лаборатории на соответствие европейским стандартам EN17461. С учетом того, что собственником лицензионных прав на ENplusявляется «EuropeanBiomassAssociation» (AEBIOM), продукция, произведенная в соответствии с ее требованиями, конкурентоспособна даже на европейском рынке.
Для успешной реализации системы качества на предприятии монтируют лабораторию для контроля всего технологического процесса, сырья и готовой продукции. Специалисты, которые будут там работать, пройдут обучение в Харьковском национальном техническом университете сельского хозяйства на специализированных курсах для менеджеров по качеству твердого биотоплива. По окончании учебы они получат государственный сертификат установленного образца, смогут профессионально контролировать качество пеллет и брикетов различных предприятий и выдавать сертификаты на каждую партию продукции, как того требует ENplus. Работа такой специализированной лаборатории способствует легализации отечественного рынка твердого биотоплива благодаря сертификации производимой продукции.
В течение многих лет эксперт в области биоэнергетики Владимир Бунецкий разрабатывает современные энергоэффективные технологии производства пеллет. Он с научной точки зрения обосновал технологию производства биотоплива второго поколения без предварительной сушки сырья. В. Бунецкий принимал непосредственное участие в реализации многих проектов по производству биотоплива, выявлял причины неэффективности уже работающего оборудования и давал рекомендации по его модернизации. За последние 15 лет он разработал проекты нескольких уникальных линий по производству биотоплива второго поколения, которые уже успешно эксплуатируют на предприятиях Украины. (Подробнее об этом читайте в наших журналах за 2012–2014 гг. — ред.)
На современном этапе развития пеллетной отрасли сертификация производств и продукции позволит легализовать бизнес и увеличить прибыль, получаемую с каждой тонны продукции. Без этого невозможны легальное производство и торговля пеллетами через официальные дистрибьюторские сети в Европе. Для продажи в странах ЕС необходимы: маркировка ENplus, название производителя и номера партии. Причем производитель должен быть сертифицирован немецкой экспертной организацией TÜV SÜD, которая проводит независимую экспертизу качества продукции, в т. ч. пеллет, по ISO9001, 14001 и выдает европейский сертификат, обеспечивающий свободное обращение продукции в странах ЕС.
Для того, чтобы и украинские предприятия могли работать по европейским правилам, необходима сертификация производства по ISO9001 и 14001 и каждой партии продукции по EN17461. Но сейчас у нас в стране нет ни одной лаборатории, которая могла бы по всем 19 параметрам, указанным в EN17461, контролировать качество пеллетной продукции. Компания «Здоровый сон», создав в Украине такую лабораторию, готова оказать помощь в сертификации продукции и производства другим профильным компаниям.
В настоящее время в Украине по инициативе бизнеса и фактически без государственной поддержки активизируется внутренний рынок потребления твердого биотоплива и пеллетная отрасль. Для этого необходима сертификация всей продукции и создание современного энергоэффективного производства твердого биотоплива!
Большой интерес у производителей биотоплива вызвал проведенный В. Бунецким 25 февраля 2015 года в Киеве семинар «Основы пеллетного производства». С мая 2015 года он будет проходить ежемесячно. Среди участников мероприятия: представители предприятий отрасли, компаний, которые хотят начать или оптимизировать этот перспективный бизнес, ученые и продавцы пеллетной продукции.
Обширная и познавательная программа семинара дала участникам подробное представление о мировом рынке пеллет. Им был представлен аналитический обзор особенностей производства, сертификации и потребления биотоплива в Америке, Европе и странах СНГ. (Подробнее читайте в журнале «Оборудование и инструмент для профессионалов. Серия Деревообработка» за 2012–2014 гг. — ред.)
Серьезной ошибкой разработчиков была попытка производства пеллет из соломы зерновых культур с помощью оборудования для производства комбикормов. Реализация подобных проектов привела к значительным технологическим, экономическим и управленческим ошибкам. Аграрии, пытаясь переработать солому в твердое биотопливо, столкнулись с дороговизной и низкой эффективностью работы оборудования, а проектный срок его окупаемости не соответствовал заявленному. Неэффективность производства стала следствием отсутствия опыта, сезонности заготовки и необходимости буферного хранения сырья, высоких затрат на переработку и низкого качества получаемого топлива. Известно, что в США и Канаде, где также выращивают зерновые, солому не перерабатывают в биотопливо, потому что не могут получить серьезную прибыль. Там предпочитают производить пеллеты из древесины.
Мнение многих предпринимателей, считающих, что для изготовления пеллет может быть бесплатным сырье, получаемое в виде отходов собственного производства, — ошибочно! Только полная оценка его себестоимости является основополагающей при составлении бизнес-плана пеллетного производства. Известно, что биосырье по своему составу является совокупностью сложных органических биополимеров. Поэтому, выбирая сырье для производства биотоплива, необходимо учитывать его специфические физико-химические характеристики и реологические свойства. Выбор используемого оборудования также будет зависеть от параметров перерабатываемого сырья.
В настоящий момент в Украине можно реализовать только те проекты производства биотоплива, в которых используют собственное сырье, являющееся отходами основного производства, а получаемое топливо необходимо для обеспечения собственных энергетических и технологических потребностей. При этом заказчик проекта должен иметь возможность самостоятельно финансировать его реализацию.
В. Бунецкий предложил использовать технологический подход к оценке эффективности проекта, который обязательно учитывает:
Детальный анализ этих показателей ясно продемонстрировал, что для переработки соломы в биотопливо применение оборудования, используемого для производства комбикормов, крайне неэффективно. Несмотря на его сравнительную дешевизну, эксплуатационные затраты при производстве на нем пеллет очень высоки. Например, низкая эффективность широко распространенного ролико-матричного пресса для переработки биомассы ОГМ характеризуется высокой упругостью прессуемого сырья и повышенным расходом энергии на продавливание материала сквозь отверстия матрицы.
Предполагая, что процесс прессования представляет собой деформационный сдвиг слоев биополимера, можно точно рассчитать характеристики технологического процесса, определить стоимость необходимого оборудования и спрогнозировать конечную цену и качество получаемого биотоплива. Экономические неудачи эксплуатации и неверная оценка себестоимости конечной продукции являются главными причинами отказа от широкого использования предлагаемого на рынках СНГ б/у оборудования для изготовления комбикормов.
Механическая прочность готовой топливной гранулы зависит от твердофазной термохимической реакции полимеризации и низкотемпературной термодеструкции, а использование ударного воздействия неэффективно без учета свойств молекул биополимеров, близких к бингамовскому телу, которое при малых напряжениях не обладает текучестью.
Применяя оборудование для производства комбикормов с высокими энергозатратами, можно получить только твердое биотопливо первого поколения с теплотворной способностью 18 МДж/кг. А при структурных изменениях сырья получают гранулы второго поколения с теплотворной способностью 21 МДж/кг.
При разработке технологии увлажненного прессования исходное сырье рассматривают как механическую смесь различных полимеров биологического происхождения капиллярно-пористой структуры, что и определяет характер его переработки. Грануляция биомассы позволяет повысить качество, изменить логистику перевозок и хранения, а также стандартизировать параметры твердого биотоплива.
Перерабатывать биомассу в твердое топливо нужно инновационным путем низкотемпературной деструкции с плавлением, в результате вынужденной эластичности при деформации. Начинать разработку проекта необходимо с точной оценки сырьевой базы: количества и качества сырья, его обеспеченности в долгосрочной перспективе, а также стоимости с учетом затрат на доставку. Снижение затрат на энергопотребление можно получить за счет исключения сушки сырья, а также конструктивных особенностей установок, позволяющих прессовать влажный материал, используя свойства текучести биополимеров.
При производстве твёрдого биотоплива его класс (EN plus-A1, EN plus-A2 или EN-B) можно определить только в сертифицированной испытательной лаборатории в соответствии со спецификациями стандарта EN 14961–2. Каждая партия продукции должна иметь идентификационный номер EN plus производителя и трейдера, а также номер партии.
Проверку качества пеллет у производителя выполняют путем отбора проб согласно техпроцессу. При этом контролируют геометрию пеллет, их механическую прочность, насыпную плотность, влажность, количество мелкого материала, теплотворную способность, зольность, температуру плавления и химический состав продукции.
