Гранулы, как топливо будущего

Получение готовой продукции из древесины сопряжено с огромными потерями, которые принято называть отходами. Отходы на этапе подготовки леса могут достигать нескольких десятков процентов (пни, сучья, хвоя и т.д.). Типичная лесопилка превращает около 60 % древесины в доски, при этом 12 % уходит в опил, 6 %  - в концевые обрезки и 22 % в горбыль  и обрезки кромок. Объем опила и стружки на этапе деревообработки достигает 12 % от исходного сырья.

Страны с лесным потенциалом активно внедряли технологии сжигания опилок, щепы, и старой древесины. Но очень быстро процесс прямого использования отходов лесопиления, деревообработки и переработки показал и свои недостатки. Во-первых, для повышения эффективности сгорания опилки и щепа должны быть сухими, что требует дополнительных технологических процессов, инвестиций, производственных и складских площадей, немалых затрат энергии. Во-вторых, требовала решения проблема складирования. Помимо необходимости больших складских площадей, свежие опилки и щепа при хранении порой самовоспламеняются.

Некоторой альтернативой прямого использования древесных отходов стало изготовление и применение топливных брикетов. В основу идеи была положена задача превратить «живое» сырье в безопасную продукцию. Кроме того, решались проблемы повышения теплотворности материала и уменьшения необходимых складских площадей. Во многом поставленные цели были достигнуты. Процесс сгорания брикетов стал проходить более эффективно и полно. Снизилось негативное влияние горения на окружающую среду. При хранении получаемый материал не самовоспламенялся. Увеличился коэффициент полезного действия котельных.

Более 20 лет назад баварец Руди Гуннерман, живущий в США впервые произвел гранулы из древесных отходов. Он использовал это для безотходности своего производства и экономии перевозок. Затем в США нашли применение гранулам в отоплении. В Европе первооткрывателем процесса гранулирования древесных отходов и использования их в отоплении считается Швеция. С начала 90-х годов в Швеции начался бум и промышленное производство древесных гранул. Затем стремительное развитие получает изготовление древесных гранул в Канаде, Дании, Австрии, Голландии. Финляндии, Норвегии, Франции, Италии, Германии. С начала 21 века началось производство и в России. На сегодняшний день производство топливных гранул из отходов деревообработки – одна из самых перспективных технологий.

ГРАНУЛЫ, КАК ТОПЛИВО БУДУЩЕГО

Если начать с научного определения, то топливные гранулы являются твердым энергетическим носителем, произведенным путем механизированного изменения биомассы. Древесные гранулы – это нормированное цилиндрическое прессованное изделие из высушенной, оставленной в природе древесины, такой как: мука от работы фрезерно-отрезного станка, опил, стружка, щепа, шлифовальная пыль, остатки лесной древесины и т.п.

Древесные гранулы производятся без химических закрепителей под высоким давлением. Топливные гранулы также могут производиться и из других биопродуктов: солома, сено, торф и пр.

При изготовлении топливных гранул исходное сырье сначала измельчается и затем гранулируется. Именно поэтому топливные гранулы называют «улучшенным» (или даже «облагороженным») топливом. В расчет берется не только внешний вид (гладкая, блестящая поверхность без трещин и вздутий, светлый древесный цвет, легкий, приятный запах), но и следующие параметры:

• горение гранул в топке котла происходит более эффективно: количество остатков (золы) не превышает 0,5 – 1 % от общего объема используемых гранул;
• при сжигании гранулы не оказывают негативного влияния на окружающую среду;
• гранулы не содержат скрытых пор, склонных к самовоспламенению при повышении температуры.

Учитывая эти показатели, в европейских странах гранулы наиболее часто используются для отопления домов и коттеджей. Популярность гранул в качестве «домашнего» топлива обусловлена тем, что тепло из древесины воспринимается как гораздо более приятное, чем тепло, получаемое из легкого мазута или природного газа. Кроме того, в Европе на гранулах работают и котельные на коммунальном уровне и предприятия, и электростанции достаточно большой мощности.

Древесные гранулы имеют огромные преимущества по сравнению с традиционными видами топлива:

• теплотворная способность их составляет 4,3 – 4,5 кВт/кг, что в 1,5 раза больше, чем у древесины и сравнима с углем;
• конструктивные особенности печей позволяют автоматизировать процесс получения необходимого количества тепловой энергии;
• при сжигании 2000 кг топливных гранул выделяется столько же тепловой энергии как и при сжигании: 3200 кг древесины, 957 м3 газа, 1000 л дизельного топлива, 1370 л мазута.

Как вид топлива древесные гранулы рассматривают в Европе как «топливо будущего» или «топливо с уверенностью в будущем». Чем обусловлен такой интерес к этому виду топлива?

Во-первых, древесные гранулы, как производные от древесины, являются безопасным сырьем. А такое топливо, как нефть или газ, будут с каждым годом расти в цене и вскоре закончатся.

Во-вторых, древесные гранулы обладают высокой энергоконцентрацией при незначительном занимаемом объеме. Кроме того, гранулы могут перемещаться в автоматических печах и могут вдуваться на склад и транспорт.

В-третьих, пепел может использоваться как удобрение. Зола составляет до 1% от массы топлива. Пепел убирается в современных печах и котлах раз в два года.

В-четвертых, так как гранулы обладают высокой насыпной массой, требуется не много места для складирования. Для отопления гранулами дома площадью 150 м2 требуется всего 7,5 м3 гранул на один год.

Добавьте к этому снижение рисков пожара, взрывов, утечки при транспортировке, - и вы получите три кита, на которых базируется обоснование использования древесных гранул.