Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

Другими направлениями повышения эффективности выработки энергоносителей будут:

− восстановление действующих и создание новых малых ГЭС;

− переход на элегазовое оборудование и отказ от компрессорного хозяйства;

− совершенствование приборного учета, контроля, систем регулирования;

− устройство глубокого регулирования напряжения;

− регулируемый электропривод и др.

В результате по прогнозам специалистов средневзвешенный удельный расход топлива  на выработку электроэнергии в республике составит к 2020 году ~240 г у.т. на 1 кВт.ч против 275 г у.т./кВт.ч в 2000 году.

Основными направлениями повышения  эффективности потребления топлива  при производстве теплоэнергии и  ее передаче потребителям будут:

− замена действующих котлов и котельных более экономичными;

− установка на действующих и проектируемых котельных котлов меньшей единичной мощности для увеличения маневренности котельных;

− ликвидация неэкономичных мелких котельных при наличии возможности передачи нагрузки более экономичным ТЭЦ и котельным;

− внедрение комплексной системы автоматизации и диспетчеризации котельных, тепловых сетей, ЦТП;

− замена низкоэффективных кожухотрубных подогревателей на более экономичные пластинчатые;

− установка приборов учета пара и горячей воды, счетчиков электроэнергии, расходомеров теплоносителей и топлива;

− применение эффективного котельного оборудования для сжигания местных видов топлива, древесных и бытовых отходов, отходов производства;

− переход на использование индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) взамен центральных теплопунктов (ЦТП);

− снижение потерь теплоэнергии при ее транспорте за счет внедрения предизолированных труб и др.

Реализация резервов экономии ТЭР у потребителей будет  осуществляться за счет внедрения новых  прогрессивных технологий в промышленности и сельском хозяйстве.

33

3.1.1. Потенциал использования древесной массы для топлива в Республике Беларусь

Введение 

Беларусь является страной  относительно бедной энергоресурсами. Свою потребность в них государство удовлетворяет в основном за счет импорта газа, нефти и нефтепродуктов, каменного угля и электроэнергии. Главным поставщиком энергоресурсов в Беларусь является Россия. Именно за счет большой доли энергоресурсов в импорте из России мы имеем отрицательное сальдо торгового баланса с этой страной.

Постоянный рост цен на энергоресурсы вынуждает искать пути сокращения импорта. Наиболее перспективным направлением здесь является энергосбережение за счет модернизации оборудования в энергопроизводящих и энергопотребляющих отраслях. Важным направлением является использование не традиционных источников энергии. Обсуждается перспектива строительства атомной электростанции. Но последние источники энергии могут оказать существенное влияние на общий объем ее производства в средне- или дальнесрочной перспективе из-за технических, экономических и экологических сложностей.

Одним из наиболее реальных путей  смягчения энергетических проблем  является использование ресурсов биотоплива. Это направление лежит и на магистральном пути развития европейской энергетики с учетом ее экологизации и необходимостью существенного снижения вредных выбросов, особенно SO₂.

Из ресурсов биотоплива в Беларуси имеется древесина, торф и неиспользуемые остатки сельскохозяйственных культур. Запасы торфа в нашей стране, хотя и велики, но это условно невозобновляемый ресурс. К тому же он является незаменимым источником повышения урожайности песчаных и супесчаных белорусских почв с недостаточным содержанием азота. Солома от зерновых культур и другие растительные остатки используются как кормовой ресурс, а также для образования органического удобрения. Поэтому наиболее перспективным видом биотоплива в условиях Беларуси является древесина.

Беларусь издревле была и есть сегодня лесной державой. Лесистость территории в настоящее время (38,5%) является наибольшей за последние 100 лет. До середины XX века основным видом топлива в Беларуси были дрова. Вспомним, что еще 50-60 лет назад большинство населения жило в сельской местности, где за небольшим исключением главным “энергоносителем” выступали дрова. Нет официальной статистики сколько дров сжигалось в топках жителей Беларуси, но это нетрудно подсчитать. Из этого, хотя и примерного расчета, следует, что у нас на топливо уходило не менее 10-15 млн. м³ древесины. Сегодня невозможно собрать и использовать всю подобную древесину из-за изменений в условиях жизни и в организации заготовок дров. Еще 50 и даже 40 лет назад жители деревни привозили дрова гужевым транспортом, подбирая валежник и сухостой по всему лесу. Сегодня демографический состав и численность сельских жителей исключают подобную технологию. Лесозаготовки ведутся концентрировано. Поэтому необходимо знать именно тот объем древесины, который может быть заготовлен при использовании современных технологий, где заготовка будет экономически оправдана.

В то же время резервом топливной древесины в настоящее время могут стать ранее, вообще, не учитываемые лесосечные отходы, т.к. появилась техника для их переработки и транспортировки. Много отходов образуется при лесопилении, а используются они еще не полностью, хотя прогресс здесь явный и быстрый.

34

Применение древесины  в качестве топлива имеет много  других важных и не решенных проблем: транспортировка, технология переработки и сжигания и т.д., но исходным этапом для решения всей цепочки названных проблем является выявление ресурсов топливной древесины в Беларуси. Ранее в качестве такой древесины использовались лишь дрова, заготавливаемые на рубках главного и промежуточного пользования.

Ресурсы топливной древесины  складываются из следующих составляющих.

• Дровяная древесина от рубок главного пользования.

• Дровяная древесина от рубок ухода.

• Лесосечные отходы.

• Отходы лесопиления и деревопереработки.

• Потенциал биомассы дерева (ветви, пни).

• Древесный отпад.

 

Лесосечные отходы, общая биомасса деревьев, древесный отпад ранее не вовлекались в хозяйственный оборот. Поэтому информация об их запасах недостаточно точна. По многим аспектам оценки последних ресурсов необходимо проводить дополнительные исследования, включая методические вопросы. При этом необходимо выяснить перспективы заготовки этой древесины.

В силу сказанного величины запасов дровяной древесины, которые будут приведены ниже, должны рассматриваться как ориентировочные. При разработке детальной программы использования биотоплива следует сделать обоснование сырьевой базы для каждого крупного объекта, где будет проводиться сжигание топлива. Надо помнить, что общая характеристика запасов биотоплива в целом по Беларуси подобна “средней температуре в больнице”: есть районы с лесистостью более 60% (Лельчицы) и до 15% (Несвиж).

Настоящие материалы  следует рассматривать лишь как  первый прикидочный вариант оценки запасов дровяной древесины в  Беларуси, который должен быть конкретизирован по районам и объектам сжигания топлива.

Дровяная  древесина, заготавливаемая на рубках главного и промежуточного пользования

Общие положения.

При проведении рубок  главного и промежуточного пользования  заготавливают деловые сортименты (пиловочник, фанерный кряж, балансы и др.) и дрова. Их учитывают достаточно точно. Так, учет древесины на корню осуществляется для каждой лесосеки с точностью ± 10% при достоверности 0,99, что приводит к точности учета по лесхозу около 2-3% и не ниже 5%.

Заготовленная древесина  учитывается с точностью 2-3% и не ниже 5% на каждой лесосеке.

Ежегодные объемы вырубки определяются величиной расчетной лесосеки, устанавливаемой по утвержденным методикам в разрезе древесных пород, лесхозов, групп и категорий лесов. Ежегодно величина расчетной лесосеки рассматривается и утверждается правительством . Институт леса под руководством автора составил прогноз изменения расчетной лесосеки, который использован в настоящей работе.

Величина выхода деловой  древесины, дров и отходов зависит от древесной породы, класса товарности древостоя, вида рубок и других факторов. В приведенном исследовании использованы усредненные показатели, которые при расчете сырьевой базы для

35

конкретных строящихся объектов энергетики, работающих на местном топливе, должны уточняться и конкретизироваться.

Дровяная древесина, заготавливаемая на рубках главного пользования.

Размер расчетной лесосеки главного пользования приведен по данным проекта Государственной программы  по сохранению, приумножению, рациональному использованию и повышению продуктивности лесов Республики Беларусь на 2004-2010 гг., подготовленного Институтом леса в 2003 году под руководством автора.

Прогноз среднегодового размера рубок главного пользования  по общему запасу ликвидной древесины  приведен в таблице 1.

Автор располагает материалами  о расчетной лесосеке в разрезе  ведомств и групп хозсекций, но эти данные здесь не приводятся из-за громоздкости. На данном этапе рассмотрения достаточно общего обзора по заготовкам древесины в стране.

Древесные отходы для использования на топливо 

Лесосечные  отходы.

Лесосечные отходы представляют собой наибольший процент всех отходов, получаемых от заготовки и переработки древесины. В их состав входят сучья, которые не использованы как дрова, тонкие вершины, пни, корни, иногда древесная зелень.

Учет лесосечных отходов  в настоящее время ведется  приближенно, т.к. их использование почти не осуществляется. В среднем неиспользуемые ветви (сучья) составляют 9,5% от заготовки ликвида, пни и корни 24,5-25% от ликвида, масса хвои и листвы около 6% от веса заготовленной древесины, различные откомлевки 1%, неиспользуемая кора (на деловых стволах, остающаяся на лесосеке) - 7%. Когда показывали ресурсы дровяной древесины в разделе 1.2-1.4, кора учтена как дровяное сырье.

Динамика объемов лесосечных отходов, образовавшихся на лесосеках, приведена в

Объемы дровяной древесины  из состава лесосечных отходов могут  быть использованы лишь частично.

В настоящее время  есть трудности технического и, главное, экономического характера при извлечении пней и корней. Максимально возможно (и то не всегда и везде) извлечь и использовать около 50% этих отходов. При этом в ближайшие годы эксплуатация этого сырья не превысит 25-30%.

Древесная зелень (хвоя, листва) тоже остается труднодоступным источником топлива при современных технологиях лесозаготовок и вывозки древесины. Прогнозируемый процент ее использования - около 20-30, хотя в перспективе по мере совершенствования техники и технологий он может увеличиться до 50-70%.

Откомлевки можно вывозить полностью, т.к. здесь нет технических и технологических препятствий.

Сучья и ветви могут  быть использованы на 60% , а в перспективе на 80-90%.

Кора деловых сортиментов  может найти применение как топливо  при наличии достаточного количества окорочного оборудования. Этот технологический прием полезен во всех отношениях, т.к. окорка деловых сортиментов приводит к их лучшей сохранности. На первом этапе может быть использовано около 50% коры, затем - 90%.

Общая масса лесосечных отходов, которые могут быть использованы как топливо в настоящее время и на перспективу, показана в табл. 6. При этом объемы заготовок взяты на уровне 2003 года.

38

Для перевода объемных величин  в весовые масса 1 м³ лесосечных отходов принята равной 0,7 т. При детальных расчетах этот коэффициент следует корректировать с учетом древесной породы, времени заготовки и других факторов. Потребуется также корректировка на объемы заготовок древесины, которые в перспективе возрастут, особенно после 2010 года.

аким образом, общий объем лесосечных отходов, возможных для использования в ближайшие 2-3 года составит 1,9 млн.т, а через 4-5 лет 3,2 млн.т. Эта величина будет расти по мере увеличения объемов заготовок и совершенствования технологии извлечения, вывозки и переработки лесосечных отходов. Их общая масса, используемая для топлива, к 2010-2015 гг. достигнет 5-6 млн. т.

Отходы лесопиления  и деревообработки.

Отходы лесопиления  и деревообработки: опилки, обрезки и т.п. в настоящее время используются во все возрастающих объемах.

Точных данных об объемах этих отходов мы не имеем, т.к. лесопиление и деревообработка сильно рассредоточены. Нормативный выход этих отходов составляет около 3 млн. м³ или около 2,0 млн. т. В будущем эта цифра составит 3-4 млн. т. Из них используется ориентировочно 60-70%. Все эти отходы можно применять как топливо.

Заключение  по разделу.

Таким образом, в ближайшие годы в качестве топлива может быть передано энергетикам 3,8-4 млн. т, а в среднесрочной перспективе около 6-6.5 млн. т древесного топлива, представляющего сегодня отходы при разработке лесосек и отходы лесопиления и деревопереработки.

В то же время приведенные  цифры дают лишь общее, ориентировочное представление о ресурсах топливной древесины, которую можно получить из отходов. Для реализации этих возможностей необходимо решить проблему их сбора, доставки и сжигания. При этом будет большая дифференциация по территории страны, необходим раздельный учет отходов, т.к. их разные виды требуют применения разной технологии сбора, доставки и подготовки к сжиганию. Теплотворная способность у разных видов отходов зависит от их плотности, древесной породы, влажности и других факторов, но в среднем можно принять, что 1 т нефти соответствует 3-3,5 т этих отходов. Таким образом, за счет описанных отходов можно заменить до 2 млн. т нефти. Фактически не все отходы удается собрать из-за их разобщенности по территории. Часть отходов лесопиления и деревообработки будет использовано на другие нужды: лесохимия, печное топливо и др.