Эффективность производства древесных топливных гранул

УДК 674. 06

Л.С. Суровцева, А.В. Старкова

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Суровцева Любовь Савватьевна родилась в 1944 г., окончила в 1966 г. Архангельский лесотехнический институт, кандидат технических наук, профессор кафедры лесопильно-строгальных производств Архангельского государственного технического университета. Имеет более 110 научных трудов в области комплексного, рационального использования древесины, совершенствования технологического процесса лесопильно-деревообрабатывающих производств. Тел.: 8(8182) 21-61-66

Старкова Анна Владимировна родилась в 1975 г., окончила в 1998 г. Архангельский государственный технический университет, кандидат технических наук, доцент кафедры лесопильно-строгальных производств Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Имеет более 10 научных трудов. Тел.: 8(8182) 21-61-66

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ДРЕВЕСНЫХ ТОПЛИВНЫХ ГРАНУЛ

Изучены основные факторы, влияющие на эффективность производства древесных гранул (фракционный состав, влажность вторичного сырья). Установлено, что производство древесных гранул будет эффективно при переработке всего имеющегося вторичного сырья лесопильного производства.

Ключевые слова: древесные топливные гранулы, вторичное сырье, кусковые отходы, технологическая щепа.

Отходы, получаемые на лесоперерабатывающих предприятиях, используются в качестве вторичного сырья для получения энергии и технологической щепы, а небольшая их часть (около 0,5 %) реализуется потребителям. Анализ баланса использования пиловочного сырья на ряде лесопильных предприятий г. Архангельска представлен на рисунке.

На объем вторичного сырья оказывают влияние множество факторов, которые можно объединить в следующие основные группы:

размерно-качественная характеристика сырья и порода;

назначение и размерно-качественная характеристика основной пилопродукции; соответствие размерно-качественной характеристики распиливаемого сырья и требуемой пилопродукции;

применяемые поставы и планирование раскроя пиловочного сырья; техническое состояние и наладка станков, подготовка и установка инструмента; организационно-экологические.

Ы ä

Сырье 100%

Неторцов анные пиломатериалы 51,6%

Потери

3,3 %

Кусковые отходы 31,7%

Опилки

13,4%

Кусковые

отходы

4,2 %

териалы 47,4 %

Щепа технологическая 28,4 %

Продукция

лесопиления

42,6 %

Неконди-

ционные

0,5 %

Коротко-

мерные

0,5 %

Для технологических нужд 0,4 %

Материалы 0,3 %

Потери 0,07 %

Кусковые отходы -0,03 "/и

Суровцева Л.С., Старкова А.В.

Кусковые отходы 5,9 %

2011

Отсев от щепы 3,3 %

Для переработки 4,4 %

Потребность котельной 11,3%

Продукция деревообработки 2,8 %

Опилки и стружка 0,9 %

Кусковые отходы 0,7 %

Мягкие отходы 6,0 %

©

Структура баланса пиловочного сырья

Объем вторичного сырья, который может быть использован для других видов производств составляет в среднем 40,5 %, в том числе 28,4 % приходится на технологическую щепу для ЦБП.

В период стабильного спроса на отходы древесины от лесопильного производства предприятие практически не имеет проблем с их реализацией. В периоды падения спроса предприятие вынуждено искать возможности утилизации отходов древесины (вывозить на свалку, бесплатно поставлять любому желающему и т.д.). Прогнозировать рост или падение спроса на отходы древесины очень сложно. Это представляет для предприятия серьезный риск и необоснованные дополнительные затраты.

Известно, что крупные потребители вторичного древесного сырья - целлюлозно-бумажные комбинаты (ЦБК), имеют собственные и достаточно крупные цеха по производству технологической щепы, и нет гарантий, что в один момент они не откажутся от предлагаемых в настоящее время объемов технологической щепы из древесных отходов лесопильного производства или при отсутствии потребности не снизят цену до уровня, неприемлемого для предприятия-поставщика.

Целью исследований является установление эффективности производства древесных гранул из вторичного сырья лесопильного производства.

Таблица 1

Сравнительная характеристика используемых видов топлива

Топливо Средняя теплота сгорания, ккал/кг Содержание Средний КПД сгорания топлива и тепловой установки Средняя цена единицы объема топлива, р. Стоимость выработки тепла, р./Гкал

серы золы углекислого газа

% кг/ГДж

Свежесрубленная

древесина 1 890 0,0 2,0 0,0 50 1,80 1 905

Древесные гранулы 4 253 0,0 0,6 0,0 85 3,47 959

Уголь каменный 4 270 0,8 23,6 60,0 50 2,00 937

Мазут топочный 9 590 3,5 0,1 78,0 70 11,00 1 639

Дизельное топливо 10 150 0,3 0,0 78,0 80 24,00 2 956

Природный газ

(р=0,7 кг/м3) 8 400 0,0 0,0 57,0 85 5,74 803

Необходимо изучить различные варианты использования отходов, образующихся в процессе основного производства, и выбрать тот, который позволяет предприятию утилизировать, перерабатывать или реализовывать всю номенклатуру отходов, получая при этом максимально возможную прибыль. При этом ликвидируется зависимость лесоперерабатывающих предприятий от ЦБК - основных покупателей технологической щепы, традиционно производимой из вторичного сырья.

В настоящее время одним из основных направлений использования вторичного сырья для получения экологически чистой энергии является его гранулирование.

Вопросы использования дешевой экологически чистой энергии поднимаются в последнее время все чаще. Развитию нетрадиционной энергетики, в частности биоэнергетики, способствуют постоянный рост цен на углеводородное сырье, исчерпаемость запасов угля, нефти и газа, а также ратификация Киотского протокола, целью которого является снижение вредных выбросов в атмосферу (табл. 1).

Древесные гранулы являются более эффективным видом топлива для производства энергии по сравнению с древесиной и другими видами, за исключением угля и газа. Однако выравнивание внутренних цен на газ с общемировыми поставит на одну ступень с газом и углем использование древесных гранул для производства энергии. Кроме того, не каждый желающий имеет возможность подключиться к системе газоснабжения.

Европейский Союз (ЕС) ежегодно использует порядка 3 млн т древесных гранул в год. Котельные на биотопливе в Европе пользуются большой популярностью. В среднем потребление гранул растет в ЕС на 15 % ежегодно [1, 2].

Производство древесных гранул в России также постепенно развивается. По оценке экспертов в целом по России установлены мощности по выпуску не менее 300 тыс. т гранул в год. Из действующих российских производителей древесных гранул можно выделить компании: «Гринлат» (г. Ростов-на-Дону), «Реал» (Владимирская область), «Росполитехлес» (г. Усть-Ижора, Ленинградской области), «Салотти» (г. Ломоносов, Ленинградской области), «Лесозавод № 25» (г. Архангельск) и др. Однако необходимо отметить, что без формирования внутреннего рынка осуществить действительно массовое производство биотоплива в России практически невозможно.

Применение топливных древесных гранул в России в настоящее время ограничено необходимостью вложения в переоборудование котельных и отопительного оборудования в частных домах, нестабильностью предложения поставок гранул на внутреннем рынке. Поэтому полноценный рынок сбыта у нас пока несовершенен.

Основные факторы, которые влияют на эффективность производства гранул: объемы перерабатываемого сырья; исходная влажность и фракционный состав вторичного сырья.

Нами было рассмотрено два варианта организации производства для получения гранул из отходов лесопильно-деревообрабатывающих предприятий с различным объемом переработки вторичного сырья.

По первому варианту (без технологической щепы) объем производства древесных топливных гранул составил 13 444 т/год, по второму (переработка всех отходов лесопильного производства) - 37 000 т/год.

Известно, что затраты на сушку исходного сырья от начальной до влажности 10 % составляют большую часть в себестоимости производства гранул.

Нами были проведены исследования по определению средневзвешенной влажности исходного сырья для производства гранул по двум вариантам (табл. 2).

Влажность древесного вторичного сырья по второму варианту в 1,5 раза выше по сравнению с первым. При сушке такой древесины масса влаги, которую потребуется испарить, по первому варианту составит 207,9 кг, по второму - 403,5 кг.

Таблица 2

Исследование влажности вторичного сырья

Показатель Значение показателя для вторичного сырья

Пиломатериалы Кусков ые отходы Опилки и отсев от щепы Стружка Технологи ческая щепа

неконд ицион ные коротко мерные

3,9 3,9 41,0 44,0 7,2 _

Объем сырья, %

1,1 1,1 12,2 13,1 2,2 70,3

Начальная

влажность, % 20,0 20,0 20,0 77,6 20,0 78,7

Средневзвешенна

я влажность, % 45,4/68,8

Исследования показали, что щепа, получаемая из кусковых отходов лесопильного производства, состоит из крупной фракции (2,0 %), технологической щепы (90,7 %), отсева от щепы (7,3 %). Следовательно, при ее использовании в производстве гранул по второму варианту требуется доизмельчать 92,7 % щепы, а по первому - только 2,0 %.

Одним из основных показателей эффективной деятельности предприятия, производящего древесные гранулы, является сумма прибыли. По первому варианту она составит 7 150 тыс. р., по второму - 35 311 тыс. р. Критическая программа выпуска продукции (точка безубыточности) по первому варианту - 10 947 т, по второму - 14 226 т.

При условии выполнения плана производства и реализации намеченного объема продукции проектируемый участок будет обладать следующим запасом финансовой прочности: по первому варианту - 9 239 тыс. р., по второму - 84 264 тыс. р.

Анализ показателей экономической эффективности инвестиций показал, что при сроке окупаемости более 14 лет организация производства по первому варианту вряд ли будет являться привлекательной для инвестора. Срок окупаемости инвестиций при организации производства по

второму варианту составляет около 4,5 лет. Второй вариант проекта при переработке всех кусковых отходов на гранулы можно считать эффективным. Чистый приведенный доход на конец пятилетнего периода положительный, внутренняя норма прибыли - 20 % в год, что превышает принятую норму дисконта (10 %).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Маркетинговое исследование рынка топливных гранул (пеллет). М.: Консалтинговая комппания «ICUBUS», 2008. 185 с.

2. Ракитова О.С., Овсянко А.Д., Александров С.Е. Справочник древесных топливных гранул в России и СНГ. СПб, 2005. 124 с.

Поступила 10.02.2010 г.

L.S. Surovtseva, A. V. Starkova

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov Wood Pellets Production Effectiveness

Basic factors of wood pellets production effectiveness (dimensional breakdown, moisture content) of secondary material - have been examined. The results indicate that wood pellets production profitability is highly dependent on the volume of the secondary raw material processing.

Keywords: wood pellets, secondary raw material, wood lump residues, wood chips.