Ресурсы биомассы в России, как энергетического топлива

Основными ресурсными источниками растительной биомассы являются: древесина, отходы от ее заготовки и переработки, сельскохозяйственные отходы растениеводства, промышленные отходы от их заготовки и переработки, а также бытовые отходы. Индустриальной базой для биоэнергетики могут стать специальные плантации, селекционируемые соответствующими быстрорастущими видами деревьев, кустарников и трав, которые могут быть развиты при рекультивации свободных площадей.

Сюда можно, на наш взгляд, отнести и торф, хотя в ряде стран дискутируется вопрос: является ли он биологическим или ископаемым топливом. Торф, несомненно, можно отнести к возобновляемым источникам энергии, так как его ежегодный прирост значительно превышает его потребление.

Кроме того, физико-химические характеристики торфа идентичны «классическим» биотопливам и использование его и «классического» биотоплива может практически производиться с использованием однотипных энергетических технологий.

Основной ресурсной базой биотоплива в России являются отходы лесозаготовок, которые составляют 40…60 % заготавливаемой древесины; 20 % составляют отходы, образующиеся при лесопереработке и используемые пока только на 20 %. По приближенным оценкам, суммарное годовое количество отходов лесопромышленного комплекса составляет свыше 200 млн м³. Отходы сельскохозяйственного производства составляют 200…250 млн м³ в год. В отвалы ежегодно направляются 100 млн м³ промышленных отходов только лигнина. Твердые бытовые отходы ежегодно накапливаются в количестве 35 млн т. В целом, ежегодно образующееся совокупное количество растительных отходов в России эквивалентно приблизительно 100 млн т нефти.

В табл. 3 приводятся оценки ресурсной базы биомассы для энергетического использования в различных регионах страны (по данным 1985–1990 гг.)

В России отходы переработки древесины используются в основном в целлюлозно-бумажной и лесной промышленности, однако не в полной мере. Потребление торфа в связи с возможностью использования в энергетике газа и жидкого топлива на этапе 2000–2005 гг. неуклонно снижается, а доля переработки твердых бытовых отходов составляет менее 1 %. То есть использование биомассы в России в отличие от ряда цивилизованных стран, которые по климатическим условиям близки ко многим регионам России (Финляндия, Швеция), используется пока недостаточно.

Таблица 3

Оценка энергетических ресурсов растительной биомассы России

В нашей стране создание технологий по энергетическому использованию растительной биомассы осуществляется в рамках Государственной научно-технической программы «Экологически чистая энергетика» с 1988 г.

Определенная активизация в этом направлении в последние годы происходит на фоне расширения таких работ в большинстве развитых стран, возросших экологических требований к производству энергии на органическом топливе и выделении многими странами растительной биомассы как перспективного источника энергии на ближайшее будущее. Использование энергетического потенциала биомассы является одним из приоритетных направлений в области нетрадиционной энергетики в программе России «Экологически чистая энергетика».

По данным Мирового энергетического совета, представившего варианты прогноза вклада разных видов энергоресурсов в миллионах тонн нефтяного эквивалента (табл. 4) на период до 2020 г., видна опережающая роль включенной в энергобаланс, как нетрадиционного возобновляемого источника энергии, современной биомассы.

Таблица 4

Прогнозируемое использование возобновляемых энергоресурсов на период до 2020 г. (по данным МИРЭС)

Чтобы рассматривать растительное топливо (биомассу) как альтернативное невозобновляемому органическому (уголь, нефть, газ), для электростанций важно решить вопрос ритмичности и непрерывности его поставки. Одним из недостатков, возможных для поставки на ТЭС отходов сельскохозяйственного производства, является сезонность и неритмичность их поставки. Для обеспечения ритмичности поставок может быть рассмотрен вариант с конвейерной ротацией быстрорастущей биомассы.

Расчеты показывают, что для работы ТЭС мощностью 100 МВт необходима плантация с конвейерной ротацией биомассы (растительного топлива) площадью 100 км² при обычной скорости прироста древесной массы 40 т/га в год; ежегодная вырубка при этом должна производиться с площади 8…10 км². Площадь посадки может быть существенно уменьшена при использовании быстрорастущих древесных пород.

Достижения селекции позволяют рассчитывать на определенные успехи в этом направлении.