Древесное топливо в энергобалансе России – реальность и перспективы

Древесное топливо в энергобалансе России – реальность и перспективы
Дегтярев Кирилл Станиславович, Научно-исследовательская лаборатория
возобновляемых источников энергии МГУ им. М.В. Ломоносова.
kir1111@rambler.ru, т. 8(985)774-97-82
Энергетика на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ) чаще всего
ассоциируется со своего рода «триадой» – солнечная, ветряная и геотермальная
энергия.
Одна из проблем нашей страны — в том, что на большей части России
перспективность всех этих направлений под вопросом из-за специфики
природных условий.
Благоприятные условия для развития солнечной энергетики существуют на юге
России, ветроэнергетики – также на юге страны, в степной зоне, прибрежных,
горных и предгорных районах, геотермальной энергетики – в зонах со
специфическими геологическими условиями - на Камчатке, Курильских
островах, Кавказе.
Эти территории, в значительной степени, перекрываются. По оценкам
экспертов, развитие солнечной, ветряной и геотермальной энергетики на
данный момент экономически целесообразно примерно на 20-30% территории
России.
Крупные ветряные электростанции (ВЭС) в России предполагается создавать в
Мурманской, Ленинградской и Калининградской областях, Калмыкии, на
Кавказе, юге Западной Сибири, Дальнем Востоке.
1
Существует также проект строительства ветропарка в Ульяновской области, но
это одно из немногих исключений из общего правила. В основном, планы
создания ветроэнергетических мощностей не захватывают среднюю Россию и
внутриконтинентальные районы Севера и Сибири.
Имеющиеся на данный момент проекты развития солнечной энергетики
связаны почти исключительно с югом страны – в частности, со Ставропольским
краем и Республикой Тыва.
Планы развития геотермальной энергетики распространяются на Камчатку,
Курильские острова, Кавказ.
Возникает вопрос, есть ли какие-либо перспективы развития энергетики на
местных ВИЭ в центральных и северных районах европейской части России, не
имеющих также значительных запасов ископаемого углеводородного сырья.
На этот вопрос можно дать утвердительный ответ, свои ВИЭ в этих регионах
существуют, это, прежде всего, энергия биомассы, источник которой - богатые
лесные ресурсы большинства данных регионов.
Однако следующий вопрос — какую именно долю в энергобалансе можно
обеспечить за счёт древесного топлива. Попытаемся ответить на него на
примере Карелии.
Древесина в качестве топливного сырья в Карелии традиционно активно
используется. Речь идёт, прежде всего, о дровах для отопления жилищ. В
республике более 300 тысяч дровяных печей, отапливающих около 20% жилой
площади в городах и более 77% в деревнях, а общая отапливаемая печами
жилая площадь – около 7 млн кв.м.
По данным Росстата по Республике Карелия, общая площадь жилищного фонда
в республике - 23 млн. кв. м. Таким образом, дровяное отопление обеспечивает
теплом более 30% жилой площади Карелии.
2
Всего же, по данным Национального биоэнергетического союза, на древесное
топливо приходится 11% тепла, производимого в Карелии.
Эти данные могут быть сопоставлены с другими для дополнительной проверки.
При среднем расходе дров в данных климатических условиях порядка 0,2
куб.м. на 1 кв.м жилья в год, их общий расход для отопления 7 млн кв.м
составит 1,4 млн куб.м.
Энергетическая ценность 1 куб.м. дров – в среднем, около 1,3 МВтч. Таким
образом, общая выработка энергии с учётом КПД 40%, составит 1,4 млн. куб.м
х 1,3 МВтч х 40% = 0,7 ТВтч.
По данным Росстата, общая выработка тепловой энергии в Карелии за январь –
июль 2011 г. составила 4,8 млн Гкал, что эквивалентно 8 млн Гкал в год, или 9,3
ТВтч/год.
В этом случае, на долю дров придётся 0,7/9,3 = 7,5%, что, с одной стороны,
заметно ниже 11%, с другой, при данном уровне точности, такое расхождение
можно признать допустимым.
Следующий вопрос – нагрузка на лесные ресурсы.
Объём лесозаготовок в Карелии, по данным представителей лесной отрасли – 56 млн куб.м. в год (примерно 3% общероссийского объёма). Доля дров для
отопления жилья в общем объёме лесозаготовок оказывается, таким образом,
около 25%.
Примерный годовой объём производства другой конечной продукции (по
данным Росстата):

лесоматериалы – 700 тыс. тонн;

целлюлоза и бумага – по 1 млн тонн;

топливные гранулы – 30-40 тыс. тонн.
3
Площадь, занятая лесом, в Карелии составляет около 9 млн га, или 55%
территории республики, а общий запас древесины – 800-900 млн куб.м.
Общий ежегодный объём лесозаготовок, если опираться на приведённые выше
официальные данные, составляет до 0,8% запасов леса и, исходя из ежегодного
прироста древесины 1,5 куб.м. на 1 га (т.е. 13 млн куб.м. в целом по Карелии), в
1,5 раза ниже величины её воспроизводства.
Из этих цифр может сложиться впечатление, что ресурс для наращивания доли
древесного топлива в энергобалансе Карелии, прежде всего, в возможности
дополнительной вырубки леса. Это ещё несколько млн куб.м. и, таким образом
- увеличение доли древесины с нынешних 10% до 30-40%.
Однако оснований для такого вывода недостаточно.
Во-первых, реальные объёмы вырубки леса в Карелии могут быть выше, в том
числе – из-за большого объёма незаконных вырубок леса – по оценкам
экспертов,
объём
незаконных
рубок
древесины
составляет
10-15%
официального, а в приграничных регионах он может быть и существенно выше.
Во-вторых, данных по Карелии в целом недостаточно. Объём лесных ресурсов,
скорость их воспроизводства и доступность — всё, что обусловливает
экономическую
целесообразность
лесозаготовок,
в
пределах
региона
неодинаковы.
Представители лесной и биоэнергетической отрасли в качестве основного
резерва роста называют отходы лесозаготовок и переработки древесины. По их
оценкам, в отходы идёт до 50% сырья.
Таким образом, применительно к Карелии речь может идти об объёме до 2-3
млн куб.м. и, значит, наращивании доли древесного топлива в производстве
тепловой энергии до 30% и даже более.
4
Что касается дополнительного объёма лесозаготовок, то он также возможен,
главным образом, за счёт санитарных рубок.
Однако это, скорее, теоретический, чем реальный технико-экономический
потенциал, который может оказаться заметно ниже в силу ряда причин,
например:
1. Невозможность использовать отходы древесного производства на 100%, как
по экологическим, так и по экономическим соображениям;
2.
Низкие
доходы
и
низкий
платежеспособный
спрос
населения
и
хозяйствующих субъектов;
3. Потребность в кардинальном росте энергообеспечения России в целом и её
регионов, которая зачастую не учитывается в должной мере.
Экологический аспект использования древесных отходов в том, что вывоз
отходов – пней, корней, щепы, с лесосек не может быть полным, определённое
количество (с точки зрения финских и шведских специалистов, до 30%, в
некоторых случаях - больше) должно оставаться в лесу для сохранения
плодородия почвы.
Экономическая сторона связана с тем, что сбор и переработка древесных
отходов после основных лесозаготовок далеко не всегда выгодны, и
организация этой системы требует государственной поддержки, что также
показывает опыт скандинавских стран, где она присутствует, а также
российский, где её фактически нет.
Многое зависит и от условий доставки и переработки древесного топлива –
расстояния, объёмов, характера грунта и, соответственно, лесовозных трасс.
Экономическая
эффективность
лесозаготовок
в
России
ниже,
чем
в
скандинавских странах и Канаде в том числе из-за ряда природных и
5
экономико-географических факторов: в большинстве случаев это менее
высокая продуктивность биомассы, большие расстояния и менее стойкие
грунты, что сокращает сезон лесозаготовок.
Ещё один фактор, который необходимо учитывать при оценке потенциала
использования древесного топлива – структура потребления. В России
основной вид древесного топлива - обычные дрова.
Национальный биоэнергетический союз приводит данные как по Карелии, так и
по России в целом. В производстве тепловой энергии на дрова в России
приходится 5%. Их в качестве топлива используют 5 млн российских семей,
расходуя в год около 50 млн куб.м. дров.
Соответственно, долю населения нашей страны, использующей дрова в
качестве основного топлива и жилой площади, отапливаемой дровами в данном
случае можно оценить в 10-15%.
В Финляндии или Швеции, напротив, основной вид древесного топлива,
используемого в коммунальном хозяйстве и на ТЭС – древесная щепа и
древесные пеллеты.
Причина в том, что заготовка и использование дров – трудоёмкий процесс, с
трудом поддающийся механизации и автоматизации. Дрова в России
доминируют в качестве древесного энергоносителя из-за низкой, по сравнению
с западными странами, стоимости рабочей силы и низкого платежеспособного
спроса.
По расчётам, в северной части Швеции для отопления стандартного 2-этажного
жилого дома площадью 120 кв.м. требуется около 7 тонн пеллет в год.
Стоимость тонны пеллет для потребителей – 100-150 евро за тонну. Таким
образом, затраты на отопление достигают 1000 евро в год.
6
С другой стороны, логично предположить, что теоретически возможное
увеличение заготовки дров на практике будет лимитировано дефицитом
рабочей силы и ростом затрат на привлечение дополнительных трудовых
ресурсов.
В итоге, движение по этому пути будет означать, наряду с технологической
стагнацией, увеличение уже стоимости дров, т.е. без наращивания производства
древесного топлива на более высокотехнологичной основе мы вряд ли сможем
обойтись.
В России в последние годы активно развивается производство древесных
пеллет. В настоящее время общая мощность всех заводов по производству
биотоплива из отходов лесозаготовки, лесопереработки и растениеводства
составляет в России составляет 3 млн тонн в год, но объём потребления данной
продукции на внутреннем российском рынке – всего 20%.
Низкий уровень платежеспособного спроса внутри страны в сочетании с
неустойчивостью конъюнктуры внешнего рынка, связанной с волнами кризиса
в последние годы, сдерживает развитие отрасли.
При оценке возможной доли древесного сырья в энергетике в России
необходимо учитывать и реальные потребности страны в энергообеспечении,
которые в разы выше нынешнего.
В этом случае, повышение доли древесного топлива до 20-30% и более может
оказаться трудноразрешимой задачей даже для северо-западных регионов
страны.
Ориентиром для оценки потенциала древесного топлива могут быть
сопредельные
страны.
В
Финляндии,
по
данным
лесного
научно-
исследовательского института METLA, его доля в выработке энергии
составляет 21%. К 2025-30 гг. предполагается её увеличение до 38%, но, в
данном случае, это ещё не фактически достигнутый результат.
7
Общий объём потребления древесной щепы для энергетических целей в
Финляндии в 2010 году составил около 7 млн куб.м. За 10 лет, с 2001 года, этот
показатель вырос с 1 млн куб.м - в 7 раз. Почти 90% - более 6 млн куб.м.,
используется котельными и электростанциями, остальное – малым жильём.
Производство древесных пеллет в Финляндии за это же время выросло с 80-100
тыс. до 300-350 тыс. тонн в год, при этом, если 5-10 лет назад производство
было ориентировано в основном на экспорт, то сейчас доля потребления пеллет
внутри страны выросла до 50%.
Интересно при этом, что щепа и пеллеты в Финляндии производятся, в
значительной степени, на импортном – российском, сырье.
Таким образом, увеличение доли древесного топлива для производства
тепловой энергии в северо-западных - наиболее богатых лесными ресурсами,
регионах России, с нынешних 10% до 20-30% может рассматриваться в
качестве принципиально разрешимой, хотя и не простой, задачи.
Условия для её решения - стимулирование внутреннего спроса и изменение
структуры производства и потребления древесного топлива. В свою очередь,
это возможно при существенном увеличении доходов и, соответственно,
платежеспособного спроса со стороны населения и хозяйствующих субъектов.
8