Обзор СМИ от 24 сентября 2021 года
ПАВЛОВНИЯ — «ФАБРИКА КИСЛОРОДА», КОТОРАЯ РАБОТАЕТ НЕ ВЕЗДЕ
Мария Кармакова, журнал «Лесной комплекс»
Человек, заблудившийся в лесу, будет ходить кругами — так уж устроен его мозг. Однако людям свойственно петлять не только в пространстве, но и во времени: периодически они совершают «сенсационные» открытия, обнаруживая новые (для себя) явления, принципы или свойства знакомых предметов, которые уже были открыты и изучены предыдущими поколениями. Для российской лесной отрасли одной из последних таких «сенсаций» стала павловния.
Известная также как Адамово дерево, павловния веками росла в Китае и Японии — упоминания о ней содержатся в документах, которым более 2600 лет. В Европу семена этого дерева привезли немецкие естествоиспытатели в начале XIX века. Сегодня её можно встретить в США, Австралии, Испании, Германии, Болгарии, Венгрии, Румынии и других странах, подходящих по своим почвенно-климатическим условиям для этого теплолюбивого растения.
В России активно выращивать павловнию пробовали в начале ХХ века. Согласно документам, первые испытания проводили в Императорском ботаническом саду Петра Великого в 1911 году. Саженцы успешно произрастали в оранжереях, но попытки переселить их в открытый грунт на северо-западе России успехом не увенчались — деревья вымерзли. Ещё несколько заходов предпринимали в 1956, 1964 и 1993 годах, также безуспешно.
В наши дни в России павловнию можно встретить на Кубани и Кавказе, в Ставропольской и Калининградской областях, на юге Приморья, где её целенаправленно выращивают и используют преимущественно в декоративных целях — для украшения садов, парков и скверов.
Свойства павловнии: для тепла и красоты
Древесина павловнии самая лёгкая в мире — её масса составляет от 200 до 310 кг/м3 в зависимости от вида. При этом показатели твёрдости и прочности значительно ниже, чем у других пород, поэтому павловнию не используют для производства перекрытий или несущих конструкций зданий. Зато она практически не поддаётся деформированию и растрескиванию, хорошо удерживает гвозди и шурупы. И при этом легко обрабатывается: шлифовать павловнию не получится, а вот для художественной резьбы, даже самой тонкой, она подходит идеально.
В силу этого эту древесину применяют в производстве мебели, отделочных панелей, лёгких деталей лодок и яхт, досок для серфинга, лыж, сноубордов, а также для изготовления музыкальных инструментов. Она обладает хорошими шумо- и теплоизоляционными характеристиками, поэтому её активно используют для отделки концертных и театральных залов, а по причине высокой влагостойкости и теплопроводности — для обшивки бань и саун.
Биомасса из павловнии содержит около 20% протеинов и прекрасно подходит для производства кормов для животных, а благодаря высоким показателям теплоотдачи является качественным сырьём для производства биотоплива. Ещё одна сфера применения павловнии — фармацевтическая и косметическая промышленности: из цветков, листьев, корней и плодов дерева изготавливают средства для ухода за кожей, антибактериальные мази и противоопухолевые кремы. Кроме того, цветы павловнии богаты нектаром, что делает растение отличным медоносом.
«Фабрика кислорода»
Но популярность павловнии обусловлена даже не её универсальностью, а привлекательными условиями выращивания. Во-первых, это одна из самых быстрорастущих пород на планете: в регионах со среднегодовой температурой от +3 до +7 прирост составляет 2-2,5 м в год, а при температурах от +8 до +14 — до 5 м в год. Во-вторых, в отличие от многих других быстрорастущих деревьев, павловния является долгожителем — средний срок жизни дерева от 70 до 100 лет. И в-третьих, она обладает высокой способностью к регенерации: после вырубки растение не умирает, а пускает новые побеги, поэтому не требует повторной посадки.
Продолжительность жизни корневища составляет около 100 лет, за это время дерево может вынести 8-9 циклов по восемь лет, что даёт возможность возобновить рост плантации древесины без повторных затрат. Отличительная особенность павловнии, по которой её можно узнать среди других деревьев, — огромные листья, диаметр их может составлять от 45 до 75 см. Помимо того, что эти листья быстро растут, они обладают очень большой ёмкостью переработки СО2. Так, крона одного дерева поглощает в среднем 22 кг углекислого газа и освобождает 6 кг кислорода за год. Таким образом, за 12 месяцев посадка площадью в 10 га секвестрирует почти 300 тонн СО2 и задерживает 1000 тонн пыли.
Неудивительно, что при таких показателях павловнию окрестили «фабрикой кислорода» и «оружием против глобального потепления». И именно этим обусловлен всплеск интереса к данной породе сегодня, когда тема углеродного долга для России столь актуальна.
Но когда читаешь обо всех чудесных свойствах павловнии, возникает закономерный вопрос: если всё это верно, то почему во всём мире свободные участки земли до сих пор не засажены этими чудо-деревьями?
На самом деле, павловниевых плантаций в мире достаточно много. В США бизнес по их созданию существует с прошлого века, а в Европе с начала века нынешнего. Распространены такие плантации в Англии, Германии, Швейцарии, Болгарии, Румынии, Испании, Польше и других странах.
До России, как водится, это веяние добралось из Европы спустя пару десятилетий. Только в январе 2016 года павловния была внесена в Реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории Российской Федерации. Это стало возможным после нескольких экспертиз, которые провели Минсельхоз и ФГБУ «Госсорткомиссия». В результате было установлено, что дерево не является инвазивом, то есть безопасно с точки зрения сохранения биологического разнообразия и подходит для промышленного использования.
Павловния: альтернатива растениям-киборгам
Постепенно проекты создания таких плантаций стали появляться и в России. А с актуализацией углеродной тематики привлекательность павловниевых плантаций повысилась в разы. Традиционные для нашей страны породы деревьев растут долго — на то, чтобы вырастить сосновый или еловый лес, понадобится не меньше полувека. Берёзовый вырастет чуть быстрее, но всё равно это проект длиною в человеческую жизнь. А в случае с павловнией ждать придётся всего несколько лет.
За рубежом к компенсации углеродного следа подходят несколько иначе. Например, в США для этого готовы выращивать генно-модифицированные деревья, которые быстро тянутся ввысь, не боятся вредителей, болезней и природных катаклизмов. Однако в России к таким проектам относятся настороженно.
«В будущем можно предположить, что на планете будет до 500 млн га плантаций деревьев-киборгов, единственная задача которых — поглощать СО2. В нашей стране, где законодательство не очень благосклонно относится к генно-инженерным растениям, мы рассчитываем в первую очередь на молодые леса, которые выросли за 30 лет на землях, выведенных из сельхозоборота», — поделился мнением научный руководитель проекта «Карбон», спецпредставитель Минобрнауки России по вопросам биологической и экологической безопасности Николай Дурманов в интервью бизнес-порталу «Первый цифровой».
Проект «Карбон» компания Ctrl2GO реализует на землях сельскохозяйственного назначения площадью 600 га в национальном парке «Угра» Калужской области. Здесь в сентябре прошлого года был создан первый в России карбоновый полигон, где высажены плантации растений, характеризующихся высокой поглотительной способностью, в том числе павловния.
«Раздобыли районированные саженцы, то есть те, что не боятся наших морозов. Или как нам кажется, не боятся. Увидим. И намерены посмотреть, как можно вырастить сверхэффективную искусственную плантацию, кусочек всепланетных лёгких. Это очень интересное направление», — подчеркнул Николай Дурманов.
Павловния способна активно поглощать углерод
Карбоновые полигоны появляются и в других регионах страны. Например, в Чечне хотят создать сразу три таких фермы: на первой будут высаживать новую растительность, на второй заниматься регенеративным животноводством, а на третьей — преобразованием уже существующего леса. Сейчас специалисты Чеченского государственного университета и Грозненского государственного нефтяного технического университета подбирают деревья и кустарники, которые благодаря быстрому росту и наличию крупных листьев смогут более активно поглощать углерод. В их числе и павловния, поглотительную способность которой учёные оценивают примерно в 15-20 раз выше, чем у сосны.
«Полигон будет иметь площадь 800 гектаров, он протянется с юго-запада на северо-восток и охватит восемь географических зон. Исследование эмиссии углерода станут проводить при помощи наземных датчиков, беспилотников, спутниковых снимков и искусственного интеллекта. Сейчас контроль над эмиссией углерода ведётся из космоса. Это грубый метод, дающий только общие представления о реальном положении дел. Мы же должны иметь точные данные», — пояснил профессор Грозненского государственного нефтяного технического университета Ибрагим Керимов в интервью «Российской газете».
Создавать карбоновые фермы планируют и в Кузбассе. Правда, пока это мини-формат — всего несколько саженцев, которые заведующая кафедрой региональной и отраслевой экономики Кемеровского госуниверситета Галина Мекуш привезла этой весной из Ставропольского края и высадила на своём участке в открытый грунт. Сама доктор экономических наук отмечает, что проект её имеет исключительно просветительскую направленность — заинтересовать людей разведением этого растения. По мнению учёного, теплолюбивость павловнии не помеха, ведь можно её районировать, как это получилось сделать с некоторыми фруктовыми деревьями.
А вот у заместителя губернатора Кузбасса по промышленности, транспорту и экологии Андрея Панова планы более масштабные: мини-ферму он назвал первой ласточкой в преддверии появления крупных карбоновых ферм в регионе. Кузбассу они, безусловно, необходимы — выбросы парниковых газов в промышленном крае весьма существенные.
Лучше, чем ничего
Количество поклонников павловнии в России неуклонно растёт. Причём интерес к ней проявляют не только представители лесного и аграрного хозяйства, но и обычные люди, заинтересованные в том, чтобы земли не простаивали, а приносили пользу.
Например, предприниматель Сергей Сарян из Белореченска Краснодарского края занимаемся производством ульев. Древесина павловнии, по его словам, идеально подходит для этих целей: она лёгкая и пористая, хорошо гнётся, не гниёт и достаточно быстро сушится. Сергей отметил, что в его регионе павловнию многие жители уже выращивают на своих участках. Есть и большие плантации, где можно купить семена или саженцы этой породы.
«Лесной фонд в нашей стране буквально тает на глазах, древесину заготавливают уже и в реликтовых лесах. Каштан, бук, липу — всё повырубили и продали. А павловния может компенсировать этот урон. Конечно, её древесина подходит не для каждого вида продукции. Но ведь можно выращивать деревья просто для того, чтобы земли не простаивали, тем более что это не требует больших усилий. Листья будут давать кислород, цветы — мёд, стволы — древесину. Это намного лучше, чем ничего», — убеждён краснодарец.
Этому же принципу следуют участники проекта «Экопарк «Приморье», который объединил так называемых «гектарщиков» — владельцев участков площадью 1 гектар на Дальнем Востоке. Далеко не все знают, что по закону каждый гражданин нашей страны имеет право на получение такого участка совершенно бесплатно. А те, кто знаком с этим законом, не всегда представляют, что делать с землёй, если переезд на Дальний Восток в их планы не входит. Есть вариант: передать свой участок в состав экопарка, где будут выращивать ту самую павловнию.
«Иметь свой гектар на Дальнем Востоке, где растёт лес, поглощает углерод, приносит пользу, — мне кажется, это очень интересный проект. Пользы от павловнии много, в том числе благодаря тому, что она поглощает много углерода. Во всём мире её выращивают, а у нас нет. Кто-то цветы сажает, а я хочу сажать деревья, которые приносят реальную пользу», — поделился мнением Виктор Ерёменко, один из участников проекта.
Где родился, там и пригодился
Цель, безусловно, благая, и теорию малых дел никто не отменял. В конце концов, когда речь идёт о проблеме планетарного масштаба, значение имеют не только огромные карбоновые фермы, но и небольшие лесные плантации. Вот только насколько для решения экологических задач подходит именно павловния? Пока энтузиасты радуются своему открытию и проводят эксперименты по выращиванию чудо-дерева в самых разных условиях, а предприниматели строят вокруг него бизнес-проекты, учёные опираются на тот опыт, которые уже имеется в копилке человечества по части разведения данной породы.
Целесообразность использования павловнии в целях снижения эмиссии углерода под сомнение поставил руководитель Центра ответственного природопользования Института географии РАН Евгений Шварц. В ходе Красноярского экономического форума – 2021 на круглом столе, посвящённом созданию в Восточной Сибири карбоновых полигонов для мониторинга углеродного баланса страны, он отметил, что павловния, которая, казалось бы, прекрасно подходит для решения этой задачи, на самом деле далеко не лучший вариант.
«Дело в том, что павловния является интродуцентом, то есть нехарактерным для нашего региона растением, завезённым сюда искусственно. А по нашему лесному законодательству выращивание интродуцентов на землях лесного назначения запрещено без длительных предварительных исследований. И это совершенно оправдано, поскольку опыт их использования в других странах показал, что в первое время они себя показывают неплохо, но позже с ними всегда возникают проблемы.
Пожалуй, самый известный случай — когда в Швеции на площади 100 000 га посадили сосну скрученную, привезённую из Канады.
По сравнению со шведской сосной и елью она позволяла получить очень большой объём древесины на несколько десятилетий раньше. Однако в ходе эксперимента выяснилось, что у этой породы также большое количество иголок на ветвях, которые задерживают снег и ломаются под тяжестью. Когда сосны достигли возраста 20 лет, был зафиксирован большой отпад, то есть естественное отмирание, гораздо больше, чем у обычных сосен в этом же возрасте. Кроме того, высаженная порода пришлась по вкусу лосям, которые начали её активно объедать. Так что в конечном итоге эксперимент был признан неудачным.
Похожий проект был реализован в Канаде, где предприняли попытку высадить клонированные быстрорастущие тополя. Всё шло неплохо, пока в возрасте 10-12 лет деревья не поразил грибок, справиться с которым учёные не смогли. Так что в мировом опыте положительных примеров разведения интродуцентов практически нет.
Исключением является, пожалуй, выращивание эвкалипта и сосны чилийской на тропических плантациях. Но это уже, скорее, агро-лесоводство, отрасль очень специфическая», — комментирует заместитель руководителя Центра ответственного природопользования Института географии РАН Андрей Птичников.
Нестабильное поглощение
Что касается павловнии, то в ряде штатов США её уже запретили к выращиванию как инвазивный вид, отмечает учёный. А перспективы её распространения в России за пределами южных территорий учёный оценивает как крайне низкие. По его словам, даже при незначительном похолодании эта порода вымерзает, происходит 100% отпад. И хотя затем, с приходом тепла, её рост возобновляется, позже с возвращением холодов вновь происходит полное вымерзание.
«Поэтому с точки зрения влияния на климатическую ситуацию выращивать павловнию в неподходящих для этого условиях бессмысленно. Для этого необходимо стабильное поглощение СО2, а когда ежегодно происходит полный отпад всех выращенных деревьев, весь поглощённый углерод возвращается обратно в атмосферу, так что ни о какой стабильности речь не идёт. Обычная ель или сосна будет поглощать выбросы гораздо стабильнее и в большем объёме.
В Кузбассе это точно не имеет смысла, там слишком холодно. В Краснодарском или Приморском краях, возможно, получится, хотя заморозки бывают и там. Но даже если такие проекты будут заявлены, для начала необходимо решить вопрос с допуском на выращивание павловнии на землях лесного фонда.
Введение полного цикла ухода за нашими обычными лесами, включая прочистки, осветления, рубки ухода в молодняках, позволит повысить общее накопление кубомассы за оборот рубки в 2-4 раза, как в Финляндии и Швеции. Это же обеспечит и в два раза большее накопление углерода. С учётом требований к сохранению биоразнообразия в международных лесоклиматических проектах такой подход не будет вызывать вопросов у покупателей углеродных единиц», — считает Андрей Птичников.
БИОТОПЛИВО ИЗ ЛИСТВЕННОГО СЫРЬЯ: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ
Мария Кармакова, журнал «Лесной комплекс»
Производство древесных топливных гранул для российских лесопромышленников остаётся одним из перспективных направлений, которые они готовы активно развивать, несмотря на общую нестабильность в отрасли. Хорошим стимулом для создания новых биотопливных производств и наращивания мощностей действующих заводов является достаточное количество доступного и дешёвого сырья — отходов лесопиления и деревообработки. Опилки, стружка, щепа, обрубки — всё то, что раньше отправлялось на свалки или сжигалось, сегодня представляется ценным материалом для производства востребованной продукции.
По данным Росстата, за пять месяцев текущего года из отходов деревопереработки в стране было изготовлено 874 000 т топливных пеллет. Это на 17,6% больше, чем за аналогичный период прошлого года. В отдельных регионах рост весьма существенный: так, по информации Министерства лесного комплекса Иркутской области, за последние пять лет объём выпуска топливных гранул и брикетов здесь увеличился в 4,5 раза — до 276 350 т в год.
Прирост обусловлен не только ростом мощностей действующих предприятий, но и введением в строй новых заводов. Уже сегодня известны планы по запуску биотопливных производств в Коми, Вологодской области, Красноярском, Хабаровском краях и многих других территориях. Большинство из них ориентировано на переработку отходов из древесины хвойных пород. Это логично, ведь ель, сосна, кедр, лиственница и другие «игольчатые» традиционно составляют основу отечественной лесопереработки.
«Производство брикетов и пеллет в России с каждым годом растёт, соответственно, увеличиваются и объёмы производства твёрдого биотоплива из лиственных пород древесины. Многие производители относятся к нему с недоверием, что связано со сложностями в технологическом процессе производства. Но при отработке технологии на производственных площадках получают стабильный дополнительный бизнес», — рассказывает канд. техн. наук, заслуженный машиностроитель РФ, генеральный директор ООО «Доза-Агро» Александр Сергеев.
Попробуем разобраться, что это за сложности и какие из них уже нашли решение благодаря опыту, накопленному производителями.
Не хвоей единой
«Если посмотреть на проблему в исторической ретроспективе, то в нулевые годы, когда тема древесной гранулы только распространялась в России, европейские производители грануляторов и матриц к ним предлагали подбор матрицы по породному составу. Но этот подбор был ограничен только двумя типами матриц: под хвойные и под твердолиственные породы, — с двумя размерами рабочей части каналов матрицы соответственно: длинным для хвойных и коротким для твердолиственных.
Под мягколиственные породы и берёзу ничего не предлагали, мотивируя тем, что они не формуются в прочную гранулу при прессовании. Так что даже в исходной постановке вопроса есть половина ответа: да, лиственная древесина пригодна для производства твёрдого биотоплива, но без особых затруднений работать можно с твёрдыми породами, а мягколиственные и берёза вызывают определённые сложности», — поясняет генеральный директор ООО «КЕ Техника» Владимир Еськов.
При этом он подчёркивает, что лиственная древесина — понятие достаточно широкое. Это и липа, осина, ольха; и тополь с плотностью, близкой к плотности сосны и ели — наиболее распространённых пород в производстве древесной гранулы; и берёза с «промежуточной» плотностью; и твердолиственные породы: дуб, бук, ясень, граб. В чём же заключается общая для всех сложность переработки?
Проблемные зоны
«Процессы первичного дробления, сушки, додрабливания протекают примерно так же, как и для хвойных пород, здесь отличия минимальны. Проблемы начинаются на этапе прессования и формования гранулы. Здесь стоит немного обратиться к теории.
Формование (соединение отдельных частиц сырья в брикет или гранулу) у разных видов биотоплива различается по происходящим при этом физико-химическим процессам. Это обусловлено воздействием различных факторов, среди которых важны давление, внутреннее трение (перемешивание или сдвиговые деформации в процессе прессования), температура.
Например, брикеты RUF формуют при низкой температуре, высоком давлении и отсутствии перемешивания. Силы, соединяющие отдельные частицы в брикет, — это силы межмолекулярного взаимодействия, или Вандер-Ваальсовы силы. Пример их действия — муха, сидящая на потолке, или геккон, зависший на стене. И это основная причина того, почему такой брикет формуется из любых пород. Отличие только в производительности пресса: на породах большей плотности она выше.
Древесная гранула ввиду особенностей процесса прессования на грануляторе-экструдере и возникающих при этом остаточных внутренних напряжений не способна сохранять целостность только за счёт Вандер-Ваальсовых сил. О том, какой процесс является основным в этом случае, специалисты ведут дискуссии до сих пор.
Некоторые считают главным фактором гидролиз целлюлозы (осахаривание), но большинство придерживается традиционного представления, что гранула формируется в процессе размягчения и последующей частичной полимеризации лигнина. Мы будем в дальнейшем следовать именно этой «лигнинной» версии», — комментирует Владимир Еськов.
Древесина в очень упрощённом виде — это композит, где волокна целлюлозы соединяет между собой лигнин. При повышенных температурах (100 °С и выше) и небольшом количестве влаги лигнин размягчается, а при последующем остывании твердеет. Размягчённые частицы лигнина могут соединяться между собой. Если температуру поднять выше — до 180-220 °С, лигнин полностью полимеризуется. Древесина при этом становится гидрофобной — перестаёт впитывать влагу. Такое наблюдается у термодревесины и брикетов Pini Kay, если они изготовлены при высоких температурах.
Получается, что лигнин — это тот самый «клей», который соединяет отдельные частицы в гранулу. Его содержание в разных породах различно: в хвойных — 23-30% в зависимости от породы, а в лиственных — всего 18-24%.
«Как видим, различие небольшое. Кроме того, у твердо- и мягколиственных пород это различие практически отсутствует. Сложности с мягколиственными породами и берёзой возникают главным образом из-за совокупности двух свойств: в них меньшее содержание лигнина и выше плотность в сравнении с хвойными породами. Усложняется это отсутствием у изготовителей матриц под указанные породы», — обозначает проблемные точки эксперт.
С хорошей выдержкой
Если взглянуть на запросы, которыми пестрят биотопливные разделы отраслевых форумов в интернете, можно выделить типичные проблемы, с которыми сталкиваются пеллетчики, и наиболее сложные в работе породы древесины.
«Осина (по слухам), берёза, липа, акация брикетируются прескверно. Ольха несколько лучше, но тоже брикет не шибко качественный. Хотя знаю производство, где берёзу вполне успешно брикетируют. Правда, выдерживают сырьё в кучах по нескольку месяцев. Лично брикетировал сырьё, которое именно «положили про запас» из-за низких формовочных [свойств] (несколько машин липы и ольхи). Пролежало в куче месяца четыре. Формовалось вполне удовлетворительно. Отлично брикетирую тополь. Брикет качественный, однако несколько теряю производительность. Всё-таки чувствуется, что очень лёгкая порода.
Производил Pini Kay из ольховой опилки. Сложное сырьё, влагу в сушке отдаёт скверно. В аэродинамической сушке склонно к пропариванию. При работе с опилкой естественной влажности (или тем паче переувлажнённой) режим подобрать без опыта крайне трудно. Довольно неплохо помогает передержка сырья в кучах от двух недель до полутора месяцев. С сухой стружкой и опилкой проблем меньше», — делится впечатлениями форумчанин с ником СВВ.
«Работаем на смесях пород и фракций. Неоднократно пробовали прессовать смеси с берёзой. Формовочные [свойства] ухудшаются. Также сильно ухудшает присутствие акации. Наличие ольхи приводит к увеличению дымообразования, но на несколько повышенной влажности формовочные свойства хорошие», — комментирует тот же специалист в другой «ветке» форума.
Отметим повторяющиеся комментарии насчёт использования выдержанной щепы и опилок.
«Особенности подготовки сырья — оно раздробленное должно полежать хотя бы неделю. Что при этом происходит — науке это неизвестно, но процесс прессования после этого меняется сильно», — подтверждает интернет-пользователь, подписавшийся как представитель компании «Экодрев-Тверь».
«Выдержка сырья — очень важный момент для получения качественной гранулы из древесины лиственных пород. Опилки после распиловки и древесная щепа после рубильной машины выдерживают в состоянии естественной влажности примерно неделю. В результате формование гранулы значительно улучшается, а её прочность увеличивается», — отмечает гендиректор ООО «КЕ Техника».
Сложное сырьё
К числу самых проблемных пород для переработки в биотопливо среди лиственных деревьев относят осину и берёзу. Долгое время считалось, что осиновое сырьё вовсе непригодно для производства пеллет. Доказать обратное удалось скандинавским учёным в 2010 году: компания Glommers Miljoenergi AB изготовила 700 кг пеллет из осины, а сотрудники Университета Юмеа провели эксперимент по их сжиганию.
Они установили, что, во-первых, насыпная плотность, длина и финальная фракция 8-миллиметровых осиновых пеллет практически не отличаются от тех же показателей для древесных гранул из других пород древесины. А во-вторых, параметры их сжигания (зольность, шлакообразование, экологические характеристики, касающиеся выбросов газов) практически те же, что и у хвойных пеллет.
«Отличия гранул, полученных из разных пород древесины, минимальны. Теплотворная способность от породного состава практически не зависит. Зольность чистой древесины у некоторых лиственных пород выше, чем у хвойных, но основной вклад в повышенную зольность дают включения коры и привнесённая минеральная составляющая — пыль, песок.
Прочность гранулы из лиственных пород из-за меньшего содержания лигнина несколько меньше, но это компенсируется правильно подобранной технологией или добавками связующего. Гранулы из лиственных пород в своём составе содержат меньше смолистых веществ, потому в процессе горения дают меньше тёмного дыма и отложений сажистых веществ в топочных устройствах.
Потому для некоторых видов горелок и котлов дают преимущество в минимизации обслуживания. Конечный потребитель, использующий гранулу, зачастую даже не знает, из каких пород древесины у него топливо: хвойных, лиственных или смесовое», — считает Владимир Еськов.
Качество почвы имеет значение
Что касается зольности, то некоторые специалисты, в частности, представители австрийского научно-исследовательского союза BioUP, высказывали мнение, что у лиственных пеллет она выше, чем у хвойных. Однако есть и обратное мнение. В частности, специалист австрийского федерального лесного исследовательского центра Андреас Хайдер убеждён, что из лиственной древесины можно делать не только пеллеты класса ENplus А2 и индустриальные, но и продукт, который полностью соответствуют стандартам ENplus А1 и DIN +.
По словам эксперта, всё дело в том, какую часть лиственной древесины использовать для переработки. Например, зольность заболони тополя существенно отличается от зольности сердцевины ствола. Содержание золы также значительно варьируется в зависимости от времени рубки и качества почвы, то есть от зоны роста дерева.
«Сорт (класс) пеллеты в основном определяется составом используемого сырья. Например, кора в составе сырья значительно снижает качество готового продукта. Также влияет качество почвы: заражённая вредными веществами почва способствует накапливанию таких веществ в древесине. Как следствие, биотопливо из неё будет иметь качество ниже либо вообще не соответствовать требованиям стандартов. На производительность оборудования по подготовке сырья (например, при сушке древесины) большое влияние оказывает сезон вырубки древесины», — отмечает Александр Сергеев.
Берёза — в плюс или в минус?
Относительно берёзового сырья мнения пользователей также расходятся.
«Бываю на производстве, где пеллетируют берёзу. Производительность и процент несгранулированного сырья на выходе удручают. Да и длина пеллет оставляет желать лучшего», — делится мнением один из участников отраслевого форума.
«Из берёзы можно делать отличные гранулы. Есть некоторые технологические тонкости подготовки берёзового сырья перед гранулированием, а также особые требования к подбору оборудования. Говорю это потому, что знаю эту тему, сам работал на предприятии, модернизировал оборудование и довел до производительности 3-4 т/час гранул на двух грануляторах. Сырьё — 100% береза.
Диаметр гранулы 6 мм. Гранулы продавались на ура, дороже, чем из хвойных пород. Почему? Берёза в отличие от хвои не содержит смол, которые при сжигании оседают на стенках дымохода и требуют периодической прочистки последнего. По теплотворной способности берёза и хвоя примерно равны. А вот зольность у берёзы несколько ниже, чем у хвои, опять же из-за отсутствия смолы.
К тому же берёзовые гранулы прекрасно подходят для кошачьего туалета — моментально разбухают и впитывают влагу, никакого запаха. Хвоя тоже впитывает влагу, но смола препятствует процессу и не позволяет делать это быстро. В общем, у гранул из берёзы одни плюсы. Нужно только научиться их делать», — вот один из примеров высказываний в защиту берёзового сырья.
Путь экспериментов
Но легко сказать — «нужно научиться». Эта технология ещё не отработана настолько, чтобы использовать готовые решения. Взять хотя бы вопрос оснащения производства.
«Состав оборудования, необходимый для производства пеллет из древесины лиственных пород, подбирается на основании анализа физических и химических свойств сырья, используемого в основном производстве, а также имеющихся на предприятии ресурсов. Как правило, оборудование для выпуска пеллет из лиственных пород древесины можно использовать и для изготовления пеллет из хвойных пород, но при обратном переходе требуется частичное перевооружение», — утверждает Александр Сергеев.
«Для пород, имеющих близкую к сосне и ели плотность (в основном это осина, также подходят липа, тополь, ольха), самый простой способ — использовать дополнительное связующее. При этом переработка идёт с применением матрицы для хвойных пород. В состав линии вводят узел дозирования крахмала. Его количество сравнительно небольшое — от доли процента до 1-2%. Подобная линия может перерабатывать, даже без замены матрицы, как хвойные, так и мягколиственные породы.
Второй способ несколько сложнее и затратнее на первом этапе. Если сырьё достаточно стабильно по породному составу, то можно подобрать матрицу, которая будет формовать гранулу при меньшем содержании лигнина. Есть несколько влияющих друг на друга зависимостей. Чем меньше содержание лигнина, тем выше должно быть давление прессования. Чем плотнее сырьё, тем большее давление развивается при той же рабочей длине канала. Чем больше рабочая длина канала, тем выше развиваемое давление. Чем выше давление, тем меньше производительность пресса и больше нагрузка на его элементы, вплоть до выхода из строя или поломки.
Экспериментально подбирается матрица с увеличенной длиной канала, которая позволяет получать достаточно прочную гранулу без перегрузки пресса и при приемлемой производительности. Так, для берёзы необходимо использовать матрицу с нужной длиной канала — меньше, чем для хвойных, но больше, чем для твердолиственных. И дополнительно использовать добавку связующего. Возможен также вариант без связующего с подбором нужной рабочей длины канала матрицы», — резюмирует Владимир Еськов.
Перспективный ресурс
Безусловно, всё это требует затрат, как временных, так и финансовых. Но с учётом перспективы сокращения ресурсов хвойной древесины переход на переработку отходов лиственных пород выглядит весьма перспективно.
«Хороших лесов с большим выходом товарной древесины с каждым годом всё меньше. Сейчас вовсю осваивают делянки с содержанием дровяной древесины до 60% и выше, поэтому использование лиственных пород будет только возрастать. Но есть ещё очень большие и при этом слабо используемые сырьевые ресурсы, не связанные напрямую с лесозаготовкой и лесопилением, — это лесонасаждения в городе, вдоль автомобильных и железных дорог, линии ЛЭП, которые регулярно чистят. Если полученное сырьё не вывозить на полигоны и не сжигать, а использовать для производства биотоплива, то выиграют все и улучшится экологическая обстановка», — убеждён Владимир Еськов.
«На фоне роста стоимости возобновляемых природных ресурсов перспектива использования в качестве сырья лиственных пород древесины очень высокая, особенно для регионов с лиственными и смешанными лесами. Также свою роль в необходимости полного использования древесины вносит действующее законодательство.
Нужно учесть, что есть предприятия, которые для производства основного продукта используют только древесину лиственных пород, такие как фанерные комбинаты, а также организации, проводящие санитарную рубку. Таким образом, отходы, получаемые при использовании древесины лиственных пород, занимают существенную долю в объёмах сырья для производства биотоплива, и потребность в технологиях их переработки растёт с каждым годом», — подводит итог Александр Сергеев.
