Лес — важнейший источник возобновляемых энергоресурсов
В итоговом документе прошедшего в Санкт-Петербурге в июле этого года саммита G8, названном «Глобальная энергетическая безопасность», высокие и неустойчивые цены на основные энергоресурсы (имеются в виду нефть и газ) названы «вызовом для наших стран и всего человечества». Можно согласиться, что ни глобальной энергетической безопасности, ни целей развития энергетики не удастся достичь в полной мере без обеспечения устойчивого доступа 2,4 млрд. человек к топливным ресурсам и 1,6 млрд. человек — к электроэнергии в развивающихся странах, которые в настоящее время лишены этого.
В разряд проблемных территорий можно отнести и многие российские регионы. Несмотря на то, что в СССР было построено большое количество крупных гидро-, тепло- и атомных электростанций, огромные территории России до сих пор не обеспечены электроэнергией. К нам, как нельзя кстати, относится та часть концепции «Глобальной энергетической безопасности», где сказано: «Возобновляемые источники энергии — солнечная, ветровая, геотермальная, гидроэнергия и биомасса — приобретают все большую ценовую конкурентоспособность по отношению к традиционным видам топлива, а целый ряд различных способов их использования рентабелен уже сегодня». Это то, что могло бы начать преобразование России уже сегодня.
Редакция журнала попросила прокомментировать ситуацию члена Консультативного комитета по бумаге и древесным продуктам ФАО ООН (Продовольственная и сельскохозяйственная организация Организации Объединенных Наций), заведующему кафедрой технологии целлюлозы и композиционных материалов СПб государственного технологического университета растительных полимеров, д. т. н., профессору Э. Л. АКИМУ.
— Эдуард Львович, в одном из интервью Вы сказали, что лес — это важнейший непрерывно возобновляемый источник энергии (ВИЭ). Тем не менее, говоря о лесных ресурсах, на саммите больше внимания уделялось проблемам, связанным с исчезновением и деградацией лесов, незаконным оборотом древесины и лесными пожарами. Слов нет, важность борьбы с незаконной вырубкой лесов не подвергается сомнению. Но почему практически ничего не говорится о лесе как о непрерывном источнике возобновляемой энергии?
— Не ошибусь, если скажу, что все земляне на себе испытывают то, что сегодня называют глобальным изменением климата. Давно не было такой суровой зимы, такого жаркого лета, как в этом году в Санкт-Петербурге. Чудит погода в других регионах России. Непривычны погодные отклонения в странах Европы, Америки, Африки, Азии. Проблему глобального изменения климата сегодня связывают с парниковым эффектом. Многие ученые мира не без основания считают, что Земле угрожает опасность быть удушенной парниковыми газами. Откуда они взялись? Представьте: в недрах земли каменный уголь, нефть, газ откладывались тысячелетиями и в огромных количествах, а люди за последнюю сотню лет значительную часть этого топлива вытащили, сожгли, и неимоверное количество углекислого газа, выделяемого при сгорании такого топлива, выбросили в атмосферу через сжигание его в тепловозах, тепловых электростанциях, автомобилях, на предприятиях. Но все это — энергетика, а она, как известно, определяет уровень развития той или иной страны, всего человечества. Парниковый эффект — результат развития земной цивилизации. Поэтому и родился-таки документ — Киотский протокол, который прямо говорит: следует резко ограничить выброс в атмосферу отходов сжигания ископаемого топлива. Вместе с тем авторы этого документа не относят углекислый газ, образуемый при сжигании древесины и продуктов ее переработки, к парниковым газам. Совершенно справедливо он рассматривается как часть природного карбонового цикла. Т. е. из атмосферы углекислый газ в процессе фотосинтеза поглощается лесом, в результате чего образуется… древесина. И когда вы ее используете как топливо, вы вписываетесь в природный цикл. Поэтому Киотский протокол относит биотопливо, и древесину в частности, к веществам, углекислый газ от сжигания которых не засчитывается в квоты Протокола. И в этом смысле древесину, растения вообще, являющиеся основной частью биомассы, о которой в концепции «Глобальной энергетической безопасности» сказано, уверенно можно отнести к надежным ВИЭ.
— Если бы человечество не жгло ископаемое топливо, а ограничилось бы только сжиганием биомассы, проблем с климатом было бы меньше?
— И не только с климатом. Когда человек добывает очередные миллиарды тонн нефти или каменного угля и сжигает их, он в атмосферу дополнительно выделяет очень большое количество углекислого газа. Это — один из 6 парниковых газов, выброс которых с 2008 по 2010 гг. должен быть сокращен для каждой страны на определенную квоту. В том же Киотском протоколе совершенно иное место отводится древесине как возобновляемому источнику энергии. И это связано с тем, что образование древесины происходит за счет поглощения из атмосферы углекислого газа. Образование древесины происходит за счет фотосинтеза, т. е. за счет взаимодействия углекислого газа, изъятого из атмосферы, с водой. И независимо от того, будет это дерево спилено, сожжено или же оно просто сгниет в лесу, будет выделено в атмосферу то же самое количество углекислого газа. Если эта древесина превратилась в дрова или же в древесные отходы, или из нее получена целлюлоза, так вот эта древесина, используемая в качестве энергоресурса, дает нам тепло. Выделяемый при этом углекислый газ участвует в природном карбоновом цикле. Если дерево растет быстрее, оно поглощает больше углекислого газа. А отсюда следует важный вывод: переходя на использование биомассы в энергетике, мы сокращаем выбросы в атмосферу дополнительного углекислого газа, выделяемого при сжигании ископаемого топлива.
Дерево было на протяжении всей истории человечества основным энергоносителем. Да и сегодняшняя картина показывает, что более чем для 2 млрд. человек на планете Земля древесина остается основным источником тепла и энергии. Это не призыв к возвращению к пещерному образу жизни. Я хочу сказать другое: мы должны переходить во всей нашей жизни к режиму энергосбережения, подразумевающего лучшую теплоизоляцию зданий, создание более экономных моторов в автомобилях и других движущихся средствах, переходить к таким системам энергообеспечения при сжигании топлива, которые будут обеспечивать очень высокий коэффициент полезного действия.
Что собой представляют современные системы сжигания древесного топлива? Они, как правило, двухэтапные. На первом этапе древесина нагревается при недостаточном количестве воздуха, происходит превращение древесины в газообразные продукты. На втором этапе эти газообразные продукты смешиваются с дополнительным количеством воздуха, так называемым вторичным, и происходит (в хороших топках) вихревое дожигание. В результате — полное сжигание.
Древесина практически не содержит серы, поэтому, соответственно, в продуктах реакции, в дымовых газах нет окислов серы. И если дальше охлаждать дымовые газы ниже так называемой точки росы (до 30–40 0С), когда происходит конденсация водяных паров, в этой росе не будет растворяться сернистый газ и образовываться серная кислота, сернокислотный туман, который, оседая на землю, отравляет все. При сжигании же ископаемого топлива температура отходящих газов, как правило, 140–170 0С, т. е. конденсация паров, содержащих окислы серы, при охлаждении происходит прямо в атмосфере, что нередко приводит даже к выпадению так называемых кислых дождей.
Так что бесконтрольное сжигание ископаемого топлива ведет не только к изменению климата на планете, но и непосредственно влияет на наше здоровье.
Сегодня существуют национальные и международные программы, которые направлены на выполнение Киотского протокола и призывают к увеличению использования ВИЭ.
— Предполагает ли использование ВИЭ создание каких-то новых небольших электроустановок, где можно было бы применить в качестве топлива продукты лесопереработки? Такие потребности есть. Недавно на совещании в Санкт-Петербурге представитель одной из строительных организаций спросил у депутатов и чиновников городской администрации: когда же такие мини-электростанции для многоквартирных домов появятся?
— Вопрос о создании электроустановок небольшой и средней мощности — очень интересный. Я знаю, что в России есть люди и организации, готовые дать такие электростанции и технологии.
Я же скажу о ситуации в Европе. Наша страна не только подписала, но и фактически решила судьбу Киотского протокола, так как он вступил в силу только после ратификации его Россией. В связи с его принятием Европейский Союз разработал специальную программу, в которой предусматривается к 2010–2020 гг. в 3 раза увеличить использование ВИЭ, в том числе и для производства электричества. Появились сведения, что Швеция планирует к 2020 г. вообще отказаться от использования ископаемых видов топлива. И сразу возникает вопрос: а за счет чего? Ответ: прежде всего за счет использования биотоплива. Причем нужно понимать, что под биотопливом подразумеваются не только дрова, заготовленные в лесу, но и древесные отходы, а также продукты, получаемые путем переработки древесины. Отходы сельскохозяйственного производства, в том числе и биогаз — тоже огромный источник возобновляемой энергии.
Далее. При целлюлозно-бумажном производстве около 50% древесины переходит в раствор. Это так называемый черный щелок, который сжигают на комбинатах для регенерации химикатов и частично для получения тепла. Но из этого черного щелока можно осадить щелочной лигнин, превращаемый в гранулы, которые можно сжигать, как древесину.
При переработке древесины мы можем получать древесный уголь, который является не только великолепным восстановителем для металлургической промышленности, но и прекрасным топливом. Сегодня в мире его производится около 9 млн. тонн, из которых 7 с лишним млн. тонн в Бразилии. При получении древесного угля выделяются различные газообразные и жидкие продукты, из которых тоже могут быть получены (и получаются) моторное топливо и моторные масла.
— Выходит, что продукты переработки древесины становятся конкурентами нефтехимической и газовой сфере экономики?
— Самое интересное, что за последние 10 лет крупнейшие нефтяные компании мира стали рассматривать развитие работ по биотопливу как одну из своих приоритетных задач.
— Стали альтруистами?
— Нет. Они рассудили иначе: если появился конкурент, то есть два пути: либо продолжать обострять отношения с ним, либо посмотреть, как мы можем скооперироваться и какие выгоды при этом можно получить. Приведу пример. В морском порту Роттердама действует огромнейшая электростанция, работающая на дешевом австралийском угле. Получается — дешевая электроэнергия. Но эта энергия — не «зеленая», потому что выделяется огромное количество углекислого газа. И сейчас рассматривается программа использования на этой же электростанции 10% биотоплива с тем, чтобы эта энергия немножко «позеленела».
Сегодня в мире много занимаются получением биодизельного моторного топлива и топлива для бензиновых двигателей. В Бразилии очень широко используется биоэтанол, используемый в качестве добавки к моторному топливу. В США есть программа, которую курирует Президент Соединенных Штатов, по получению этанола в качестве моторного горючего.
В России тоже происходят позитивные перемены в отношении к биотопливу. Сначала это были отдельные энтузиасты, а сегодня я вижу существенный интерес к этому частного бизнеса.
Для Западной Европы Россия, я думаю, будет перспективным экспортером биотоплива.
— Смогут ли леса России удовлетворить страну в древесных ВИЭ и что для этого надо делать?
— Я бы не стал говорить только о стране. Нужно не забывать и Европу. Ответ будет такой: смогут! Если заниматься комплексной глубокой переработкой древесины непосредственно в регионах произрастания. Механическая переработка древесины на строительные и конструкционные материалы не только необходима для выполнения президентской программы по жилью, но и, в принципе, является основой ее выполнения. Ибо самое комфортное, недорогое и экологически чистое жилье — это деревянные малоэтажные дома. Но для этого надо, конечно, решать вопросы инфраструктуры (создание дорог).
Второе направление — это глубокая химическая переработка древесины на целлюлозно-бумажных предприятиях.
И третье направление — биотопливо.
По отдельности проблему не решить. А ее комплексное решение принесет стране и народу только плюсы. Международные документы по ВИЭ Россией подписаны, их выполнение зависит в основном от шагов правительства. Предприниматели, я уверен, их поддержат…
| Автор: Анатолий Комаров Дата: 11.12.2006 Журнал Стройпрофиль 8-06 Рубрика: экология Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |