Отсутствие в Приморском крае постоянных источников жидкого и газообразного топлива, рост цен на него требуют разработки энергетических программ для Приморского края с учетом всех ресурсов топлива, в том числе биомассы.

3105 тыс. пл. м3, в том числе экспорт круглого леса -1566 тыс.пл. м3, технологической щепы - 220 тыс. пл.м3, на - 2010г. в объёме - 4137 тыс. пл. м3, в том числе экспорт круглого леса - 2064 тыс. пл. м3, технологической щепы - 250 тыс.пл. м3. Авторы считают, что реально в Приморском крае можно рубить в год не более 3500 тыс. пл. м3 (технический потенциал - 2,19 .106 ГДж в год). Это связано с уменьшением ресурсов леса для заготовки древесины (расчетная лесосека уменьшилась в крае за последнее десятилетие на 18%), необходимостью сохранения биологического разнообразия в экосистемах края, охраны заповедников, речных экосистем и водозаборов.

При сплошных рубках леса в Приморском крае значительная часть древесины для пиломатериалов низкого сорта, балансов, тонкомерной древесины и дров, составляющих до 35 - 40% деловой древесины, остаются у пня или в лучшем случае не срубленными. Деловая древесина рубками ухода практически не заготавливается. Ввиду этого леса, составляющие плановый объём рубок ухода, могут рассматриваться как резерв для заготовки топливной древесины. В Приморском крае доля экспорта в лесоматериалах в 2006 году: по круглому лесу составляет - 76 %, по пиломатериалам - 73 %, по технологической щепе - 100%.

Остальная часть лесоматериалов, а также вся топливная щепа, поступает на внутренний рынок. Вместе с экспортом леса уходит за границу и его возможный топливный ресурс. Основной источник топливной биомассы леса - её отходы и их количество зависит от применяемых технологий в рубках главного пользования и в рубках ухода за лесом, системы транспорта, складирования мест размещения предприятий и технологий дальнейшей переработки. Применяемые технологии рубок леса определяют и время воспроизводства лесных ресурсов. Существующие технологии заготовки древесины с хлыстовой её вывозкой и заготовкой сортаментной древесины прямо на лесосеке и вывозом её автотранспортом (скандинавская технология) предусматривают строительство лесовозных волоков, разделочных и погрузочных площадок, которые занимают 20-35% лесосечных участков. Применение этих технологий с устройством врезных волоков на крутых особо эрозионных склонах приводит к нарушениям гидрологического режима горных склонов, что ведет к дальнейшей гибели лесов даже на не вырубленных участках и трансформации экосистем склонов.

Экономическая целесообразность использования лесной биомассы для производства энергии зависит от системы сбора, хранения и транспортировки отходов. В Приморском крае места рубок главного пользования находятся в малонаселенных, труднодоступных районах и вывоз отходов с лесосеки, верхнего и нижнего складов без переработки может оказаться экономически невыгодным. Опыт эксплуатации автомашин и трелевочных тракторов с газогенераторами в 50-х годах прошлого века показал, что переработка отходов в этих местах мобильными установками в газообразное, твердое и жидкое топливо может быть экономически оправдан. В настоящее время представляются перспективными развивающиеся биохимические технологии, в основе которых лежит использование микроорганизмов и других продуцентов биологически активных соединений и технически важных веществ, биогаза. Производство на их основе может быть высоко доходным.

В Хабаровском крае имеется опыт организации производства биологически активных веществ из отходов заготовки древесины, в частности из древесной зелени и коры пихты белокорой, аянской ели и лиственницы. Отработанная древесная зелень может использоваться для приготовления компостов. Методику приготовления древесных компостов в 80-х годах прошлого века разработал ИВЭП ДВО РАН. 85-90% лесных отходов могут быть переработаны в способную к конкуренции продукцию с высокой добавленной стоимостью, в ряде случаев даже выше чем у основной продукции (Павлов И.П. 2006г.).

Отходы перерабатывающих лес предприятий (банкротов), выпускавших продукцию после глубокой переработки древесины, работавших на отходах, накапливались в прежние годы на территориях предприятий или в лучшем случае на свалках, оказались бесхозными, энергетическая ценность и объёмы их неизвестны. Объёмы отходов биомассы при переработке стволовой древесины зависят от применяемых технологий, в том числе при изготовлении изделий из неё, бумаги, упаковочных материалов. Их объёмы (могут достигать 50%) и энергетическая ценность должна оцениваться индивидуально для каждой технологии.

Основными видами топливной биомассы целлюлозно-бумажного производства являются кора и чёрные щелока. При переработке каждого кубометра древесины (её деловой части) образуется 0,28 т - черного щёлока, что эквивалентно 0,19 тут. Эта часть отходов легко доступна, имеет своего хозяина, и использование их для энергетических целей на месте образования всегда экономически выгодно . К отходам древесины также следует относить изделия из неё отслужившие свой срок и утратившие свою потребительскую стоимость (мебель, строительные конструкции, шпалы и т.п.). Последние составляют значительную часть твёрдых бытовых отходов, поступающих на свалки и мусоросжигательные заводы, и требуют дополнительной переработки для использования в качестве топлива.

Приведённые в методике нормативы потерь и образования отходов древесной массы являются усредненными значениями, полученными выборочно для отдельных наиболее типичных условий и технологий производств, и являются нормативной основой для прогнозных и перспективных оценок. Однако объём или комплексную оценку энергии древесной биомассы территорий, районов края можно определить лишь путем составления баланса биомассы рубок главного пользования, рубок ухода и учитывая породный состав леса. Такой баланс позволяет также определить потери энергетического ресурса лесной биомассы при экспорте древесины. Лесная биомасса считается возобновляемым источником энергии, однако, длительный период воспроизводства лесов (более 100 лет) определяет особую ответственность за выбор направления в формировании долговременных программ их эксплуатации, развития добывающих лес и перерабатывающих его отраслей.

Большинство развитых стран мира идут по пути ограничения потребления собственных лесных ресурсов, их воспроизводства вне зависимости от требования внутреннего рынка и экспорта. При этом они увеличивают внутри страны использование в энергетических целях древесных и твердых бытовых отходов, промышленных и бытовых канализационных стоков, отходов сельского хозяйства.

В Приморском крае в 1985 году сформировался Лесной комплекс, объединявший отрасли, которые функционировали на территории края и объединялись единством предмета труда и последовательностью производственных процессов по использованию, воспроизводству и сохранению лесных ресурсов. В настоящее время, с разрушением его государственных структур, такого комплекса нет и нет единой системы обращения с отходами древесной биомассы. Кроме основных базовых и специализированных предприятий края группы ОАО "Тернейлес", ОАО "Приморсклеспром", ЗАО "Лесэкспорт", в порядке краткосрочного пользования, в лесах края ежегодно ведут заготовку древесины 350-400 лесопользователей в объёмах около 250 тыс. пл.м3.

В настоящее время в Приморском крае (лесистость его около 70%) нет свободных для аренды территорий перспективных для развертывания лесозаготовительных работ. Лесозаготовки пришли в северные, ранее не освоенные малонаселенные районы и места проживания коренных малочисленных народов. Под вопросом стоит вообще существование леса в Приморском крае, среды обитания животного мира и населения края. Ресурсный потенциал лесозаготовок в южных и центральных районах Приморского края уже подорван. Темпы естественного восстановления лесов после рубок и пожаров в Приморском крае недостаточны для восполнения ежегодного сокращения эксплуатационных лесов. Однако “Программой развития лесопромышленного комплекса Приморского края на 2004-2010 годы” предусматривается по-прежнему естественное воспроизводство леса. Администрация края считает, что целесообразность затрат на лесные культуры определяется необходимостью восстановления лесного покрова или целями ускорения выращивания товарной древесины на плантациях. На протяжении последних 9 лет (1996-2005 гг.) ежегодно в крае производились искусственные посадки леса на площади около 4 тыс. га, что составляет всего 0,03% от общей площади лесных земель в Приморском крае. В 2005 году посадки леса были снижены до 2,3 тыс.га. Необходимо уже сейчас, до начала освоения новых территорий края, определить участки и процент искусственных посадок леса с целью будущих заготовок сертифицируемой древесины для перерабатывающей лес промышленности и производства древесного топлива.

Из расчетов объёмов возможных рубок должны быть исключены леса на особо охраняемых территориях, вдоль рек, и водоёмов (водозаборов), мест проживания коренных народностей. В Приморском крае возникла необходимость в разработке и срочном осуществлении государственной программы восстановления лесных ресурсов. В связи с принятием нового лесного кодекса РФ полномочия в области экологии, водных ресурсов, лесных отношений и мониторинга окружающей среды возвращаются от федеральной власти российским регионам, а с 2007 года на краевом уровне будет производиться экологическая экспертиза. В связи с очередной реструктуризацией лесной отрасли не ясно кто будет заниматься вопросами эксплуатации, рубками ухода и посадками леса, управлением его отходами.

Главные причины отсутствия глубокой переработки древесины в стране: нет заинтересованности у предприятий и фирм отвлекать финансовые и трудовые ресурсы от традиционного экспортного производства: преобладание малых фирм, не способных организовать сложное перерабатывающее производство; нет контроля за оборотом отходов; скрытие отходов (последнее легко делать). В 1991 году ликвидирована государственная система вторичных ресурсов, разрушена местная промышленность по переработке отходов, в том числе биомассы. В 1996 году была отменена статистическая отчетность по формам 14 - вр - вторичные ресурсы, древесные отходы и т.п., не составляются Топливно-энергетические балансы. В новой редакции Лесного кодекса РФ нет ни слова об обороте отходов древесины. Для государственного управления отходами биомассы в Приморском крае, вопросы организации управления отходами лесной биомассы должны быть отражены в правилах, декларациях, лесных регламентах, лесных планах и проектах освоения лесов, в порядке выполнения полномочий органов государственной власти РФ, связанных с регулированием лесных отношений.

Кроме того, необходимо: установить обязательным условием аренды для участников использования лесного фонда, при проведении конкурсов и аукционов, полное использование стволовой древесины на собственных мощностях или наличие контрактов на её поставку; запретить огневую очистку лесосек и другие методы оставления отходов на территории; пересмотреть существующие методики по определению лимитов на размещение отходов; организовать единую и доступную систему учета отходов; повысить экспортную пошлину на продукцию переработки с низкой добавленной стоимостью. Необходимо в крае восстановить государственный контроль над лесами, примыкающими к городам и посёлкам, садоводческим кооперативам. Большие участки государственного леса, выведенные из лесопользования при строительстве кооперативов, остались без надзора вдоль рек и оврагов, на горных склонах, на лесозащитных полосах вдоль дорог, подвергаются браконьерским рубкам, выжигаются палами с целью заготовки папоротника и дров. Населением на них ведется выборочная заготовка стволовой древесины наиболее ценных пород деревьев (кедра, пихты, амурского бархата, ясеня) для продажи фирмам, занимающимся экспортом леса, и на дрова. Единственной стороной, обладающей сегодня возможностью остановить браконьерство, является государство.

Резервом древесной биомассы для топлива могут быть рубки леса вдоль транспортных магистралей, дорог, просек под прокладку трубопроводов, линий связи и электропередач, парки и лесные зоны городов в рубках ухода за ними. Нужны мобильные установки по переработке отходов, например, в жидкое топливо, для тех же эксплуатационных организаций. Работы по созданию подобной установки для переработки отходов любой биомассы в Приморском крае ведет НПП "Энергия - КМ".

В Приморском крае, по результатам разведочных работ геологов, имеется 153 месторождения торфа с суммарным запасом 168 917 тыс. т. В основном они расположены в северных малонаселенных районах края, вдали от транспортных магистралей и автодорог. Торф - длительно возобновляемая биомасса, накопление и разложение которой происходит и в настоящее время (десятые доли миллиметра за год). Месторождения топливного торфа образуются через сотни и тысячи лет, и сжигание торфа подлежит квотированию, как и всяких ископаемых топлив. Необходимо соизмерять имеющиеся ресурсы торфа, их прирост с возможным объёмом его использования. В Приморском крае торф в энергетических целях не добывался и не использовался. Добыча торфа для производства удобрений по краю снижена или полностью прекращена. При отборе торфяных месторождений в базы для энергетических объектов необходимо определять: качественные характеристики торфяных залежей, эксплуатационные запасы топливного торфа на весь срок эксплуатации энергетического объекта, географическое положение, близость к дорогам, потребителям и населенным пунктам. Всё это возможно сделать только с участием геологических служб края, где имеются необходимые данные по запасам, степени разложения торфа, зольности, влажности, средней теплоты его сгорания. В связи с высоким количеством осадков, высокой влажностью воздуха в летние месяцы в Приморском крае производство топливного торфа может приносить серьёзные убытки. В 2000 году НПП “Биотоп” предлагало организовать в Приморском крае производство брикетов из торфа и угольной мелочи. Возможно использование торфа и для производства пеллет, но спроса на них пока нет.

Твердые бытовые отходы (ТБО) - возобновляемое углеродсодержащее сырьё для топливной энергетики. Основная масса ТБО в Приморском крае образуется в городах и складируется на мусорных свалках (163 свалки площадью 336 га), наблюдается также возникновение неучтенных мелких свалок в лесных массивах, вдоль рек, на морском побережье вдали от населенных пунктов и санкционированных свалок.

Это связано с отсутствием в администрациях районов Приморского края какого либо плана (системы) управления отходами в лесных массивах, отведенных для садоводческих кооперативов, в пригородных лесах в местах частной застройки, на вновь осваиваемых территориях для туризма и отдыха, в том числе береговых, при эксплуатации морских судов в прибрежной зоне и портах Приморского края. Нередко мусор приходится возить на большие расстояния. Хотя свалку стали называть полигоном, всё равно она остаётся антисанитарным объектом.

В городе Владивостоке количество ежегодных ТБО оценивается в 1,4 млн. м3, т.е. на одного жителя приходится 2,1 м3 или 450-525 кг отходов в год. Во Владивостоке, где проживает около 1/3 городского населения края, имеется возможность сжигать на Владивостокском мусоросжигательном заводе около 300 т ТБО в сутки. В 2000 году он дал городу дополнительной тепловой энергии 0,15⋅106 ГДж. Годовая экономия энергии по Приморскому краю при сжигании мусора может составить от 0,47·106 до 1,4·106 ГДж. Сжигание 1 тонны ТБО замещает в среднем 450 кг условного топлива.

Топливная составляющая ТБО может быть расширена за счет деревянных строительных конструкций, старой мебели, деревьев, кустарников и листвы, при уходе за городскими насаждениями, и прочих горючих отходов. При этом на Владивостокском мусоросжигательном заводе необходима реконструкция технологического оборудования для подготовки этих отходов к сжиганию, газификации и очистке дымовых газов.

Приморской думой 17.03.2005 г утверждена Краевая целевая программа "Отходы" на 2005-2011 гг. Согласно этой программе 6,9 тыс. т опасных отходов (II, III класс) можно подвергнуть сжиганию или использовать их как вторичное сырьё. В части районов и городах края программой предусматривается строительство мини-электростанций, газогенераторных водогрейных котлов для сжигания древесных отходов, установок по изготовлению брикетов. Однако, мощности и производительность установок не определены, нет оценки объёмов поставки отходов на перспективу, экономическая оценка эффективности их не дана.

Отходы биомассы канализационных стоков жилищно-коммунального хозяйства и промышленности. В Приморском крае только часть канализационных стоков жилищно-коммунального хозяйства и промышленных предприятий проходит очистку от содержащихся в них отходов биомассы на очистных сооружениях. Сухая часть осадка, в котором органического вещества содержится в среднем от 60 до 80%, составляет 2-3% от объёма канализационного стока. При анаэробном сбраживании осадка на 1кг осадка выделяется 0,4-0,5м3 биогаза, энергетические ресурсы осадков канализационных стоков г. Уссурийска, г. Владивостока и его промышленной зоны могут составить в пересчете на топливо 3-8·103 т у.т., что соответствует выработке тепловой энергии 0,086·106-0,24·106 ГДж. Необходимо учитывать также положительный опыт переработки осадка сточных вод (около 2,5 тыс. т в год) в искусственное топливо методом пиролиза на построенной по проекту НПП "Биотоп" установке для очистных сооружений МУП Водоканал на полуострове Де-Фриза. К сожалению, в краевой программе "Отходы" не нашлось места для очистных сооружений сточных вод среди первоочередных объектов и мероприятий. Возможно, это связано с тем, что осадок не рассматривается в качестве отходов производства.

Отходы содержания скота, птицы и растительные отходы. По данным государственной статистики на 01.01.2000 г по численности животных, птицы, урожая полевых культур был определен энергетический ресурс отходов при получении биогаза методом анаэробного сбраживания. Ресурс составил 1,494·106 ГДж в год. Большей частью растительные отходы образуются внутри хозяйства, в связи с этим не требуется существенных расходов на их транспортировку. Возможно и непосредственное сжигание растительных отходов. Для повышения экономичности сжигания, транспортировки и хранения целесообразно прессовать мелочь растительных отходов в брикеты.

Общие замечания. Планируя использование отходов лесной биомассы, торфа, отходов животноводства, полеводства, осадка сточных вод для получения энергии и топлива, важно учитывать возможность их использования в качестве корма для животных и птицы и основы для производства удобрений и лекарственных средств. Использование биомассы в энергетических целях в Приморском крае сдерживается отсутствием развитой инфраструктуры сбора, хранения и подготовки отходов к сжиганию (измельчения, гранулирования, брикетирования и сушки), отсутствием мобильных установок по переработке отходов на месте их образования, в составе очистных сооружений коммунальных стоков, промышленности, животноводческих хозяйств. При выборе систем переработки отходов, как в городах, так и в сельской местности, необходимо рассматривать варианты сооружений, установок с точки зрения минимальных затрат, экологического вреда, энергосбережения, использования нетрадиционных источников энергии. Одним из вариантов решения этих проблем размещение установок по переработки отходов в близи мест их образования.

Капитализация лесных и земельных отношений, сельского и коммунального хозяйства в РФ привела к возникновению, трудно, а порой не разрешимых противоречий в вопросах строительства объектов энергетики, коммунального и сельского хозяйства, использующих биомассу и её отходы; дорожных и трубопроводных магистралей, электрических сетей и линий связи; к столкновению экологических и экономических интересов общества. По-прежнему без законодательной базы, протекционистской политики Правительства и Администрации Приморского края, нельзя надеяться на широкое внедрение в энергетику нетрадиционных источников энергии. Только взвешенная политика по налоговым льготам, кредитованию, таможенным пошлинам, льготным тарифам на тепловую и электрическую энергию и тарифам на энергию, вырабатываемую возобновляемыми источниками энергии, может способствовать созданию комплексной системы управления отходами. Необходимо значительно увеличить реальное финансирование работ по рациональному использованию отходов производства и биомассы, энергосбережению, созданию малоотходных и безотходных технологий в Приморском крае на государственном и региональном уровне.

Хмельницкий В.К., Ковалев О.П., Волков А.В.

Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН, Владивосток, Россия

www.newchemistry.ru