Пеллеты или дрова наразвес

Еще недавно незнакомое нам слово «пеллеты» сегодня все чаще можно встретить в списках видов топлива, услышать в телепередачах о инновационных способах отопления и встретить на страницах строительных журналов. Однако, довольно странно, что о пеллетах заговорили только сейчас, ведь этот вид биотоплива топлива известен с конца 40-х годов прошлого столетия. Даже Европа, всегда подхватывающая передовые технологии, обратила внимание на пеллеты только в 1985 году.

Пеллеты: история создания

Слово пеллеты имеет английское происхождение и буквально означает – гранулы. Для тех, кто еще не совсем понял о чем идет речь, поясню: пеллеты – небольшие гранулы цилиндрической формы, произведенные из отходов деревообрабатывающей промышленности и сельского хозяйства. Используют их в качестве твердого топлива в системах прямого сжигания либо газогерераторных агрегатах.

Первым кому пришло в голову «сжать» дрова и придать им более удобную для транспортировки форму оказался баварец Рудольф Гуннерман, который впоследствии и наладил производство первых пеллет в США. Продукция оказалась весьма выгодной, тем более, что для производства топливных гранул можно было использовать дармовое сырье такое, как торф, опилки, стружка и другие отходы деревообрабатывающей промышленности, а также солому, кукурузные и подсолнечные стебли, шелуху и прочую растительную массу. В Америке стали проявлять интерес к этому виду топлива, поскольку он, кроме своей экономичности, представлял ряд преимуществ, одни из которых – удобство транспортировки и высокая насыпная плотность. Эти преимущества сохранили свою значимость и сегодня. Например, тот же торф, из-за его низкой плотности не имеет смысла возить дальше 100 км от места разработки, поскольку в этом случае транспортные расходы превысят стоимость самого топлива. Если же торф сжать в 5-7 раз, как это происходит в процессе производства пеллет, то перевозки на дальние расстояния становятся оправданными.

На сегодняшний день в Америке производством топливных гранул занимается более 80-ти крупных предприятий. Годовые объемы производства составляют более 1 млн. тонн, которые поглощаются в основном внутренним рынком США. Кроме этого, Соединенные штаты около 40% потребляемого объема пеллет закупает за рубежом (в основном в Канаде). Популярность топливных гранул в Америке привела к развитию технологий эффективного сжигания пеллет. На сегодняшний день производством оборудования, работающего на гранулах, занимается более 20 американских компаний, поставляющих свою продукцию также и на экспорт.

Популяризатором пеллет и своеобразным Колумбом, привезшим американские технологии в Европу, стала Швеция, в 1985 году наладившая производство топливных гранул из отходов деревообрабатывающей промышленности. С приходом девяностых пеллетный бум охватывает всю Европу и к концу века их уже производят в Англии, Италии, Норвегии, Нидерландах, Франции, Финляндии, Дании и Германии. Сегодня большая часть отходов европейских деревообрабатывающих предприятий идет на производство пеллет.

Весомую роль в популярности топливных гранул сыграла высокая экологичность этого вида топлива. Как и при сжигании дров, гранулы выделяют ровно столько углекислого газа в атмосферу, сколько растение поглотило в процессе роста. Однако импортируемое топливо всегда проходит проверку на содержание в нем вредных примесей, поскольку экологичным этот вид топлива может считаться только в том случае, если древесина или сельскохозяйственные отходы произрастали в эколгически благополучных районах. Так, в 2009 году Италия обнаружила в партии пеллет из Литвы повышенное содержание цезия 137, после чего все 10 000 тонн были возвращены на «родину». Тем временем пеллеты украинских производителей благополучно реализуются в Европе, не смотря на Чернобльскую катастрофу. Сегодня в этой стране работают 15 предприятий, и практически вся их продукция идет на экспорт. Для России с ее запасами древесины и количеством деревообрабатывающих предериятий производство пеллет несомненно является выгодной перспективой, однако пока эта отрасль находится на стадии развития. Китай усмотрел в производстве топливных гранул большие перспективы и уже взял курс на их производство, запланировав к 2020 году выйти на уровень 50 млн. тонн в год. Это примерно в десять раз больше сегодняшнего ежегодного производства российских пеллет.

Технология производства пеллет

Как уже упоминалось, исходным сырьем для производства топливных гранул служат отходы деревообработки и сельского хозяйства. Наиболее качественным и рентабельным сырьем является именно древесные отходы. Не смотря на низкую стоимость растительных отходов сельского хозяйства, производить из них полеты – дело дорогостоящее т.к. требует много тепловой энергии для сушки сырья, которое необходимо довести до первоначальной влажности 15%. Сами же гранулы содержат влаги не более 8-12%, высушиваясь в процессе грануляции.

На первом этапе производства пеллет происходит измельчение сырья до состояния муки. Чем мельче будет фракция, тем лучше пройдет процесс грануляции, который происходит в ходе сильного сжатия, из-за чего сырье нагревается и испускает, находящийся в древесине, природный полимер – лангнин. Это вещество содержится в одеревеневших растительных клетках и имеет структуру схожую с железобетоном. Расплавленный лангнит связывает частицы древесной муки, и после полимеризации держит их вместе, в результате чего, сильно спрессованная гранула не распадается даже при механическом воздействии, возникающем при транспортировке.

Гранулирование происходит путем продавливания органической массы сквозь калиброванные отверстия в матрице, имеющей вид барабана. Формирование паллет осуществляется под давлением, во время прохождения сырья между роликами пресса и матрицей. Большое значение в процессе производства топливных гранул имеет правильная организация процесса их остывания. От этого во многом будет зависеть качество конечного продукта.

В зависимости от исходного сырья пеллеты могут иметь длину от 5 до 70 мм и диаметр 6-8 мм. Гранулы наилучшего качества получаются из древесины лиственных пород. Их производство требует более совершенного оборудования, поэтому себестоимость их несколько выше. Американские паллеты преимущественно изготавливаются из древесных отходов; лишь незначительная часть производителей добавляет в исходное сырье древесную кору. Европейские пеллеты могут содержать солому, торф, кору, лузгу подсолнечника и прочее сырье, однако экспортируемые гранулы преимущественно имеют древесное происхождение, поскольку отличаются наибольшей калорийностью.

Для производства одной тонны паллет требуется до 5 м³ древесных отходов. Готовые паллеты фасуются в упаковки весом 12-40 кг либо отпускаются потребителям россыпью на вес.

Виды гранул и их качество

Не все пеллеты имеют одинаковую энергоемеость. Основными критериями их качества является исходное сырье и технология производства. Если в процессе сушки сырья произойдет его перегрев, то гранулы получаются серыми. Недостаточное «спекание» гранул приводит к образованию слишком большого количества осыпи, образующейся в результате их трения между собой во время транспортировки.

При определении сорта пеллет учитываются такие показатели, как зольность, истираемость и прочность. По американской шкале стандартов высшим сортом топливных гранул считается «премиум», содержащий до 1% золы. Этот сорт используют для отопления зданий. Исходным сырьем для гранул «премиум» служит только древесина. Сорт «стандарт» менее качественный и содержит золы до 3%. При производстве гранул этого сорта в сырье добавляют древесную кору.

В Евросоюзе распространены несколько стандартов пеллет. Собственные стандарты имеют такие страны, как Австрия (ONORM M 7135), Германия (DIN 51731), Англия (BBGC), Швейцария (SN 166000), Швеция (SS 187120).

Использование пеллет

Пеллеты сжигают в твердотоплвных котлах, печах и каминах. Гранулы дают возможность автоматической загрузки топлива в отопительные агрегаты при помощи шнековых механизмов или путем высыпания гранул через вертикальные дозаторы под собственным весом. В последнем случае контейнер с пелетами находится выше уровня топки, а сами гранулы подаются через гофрированный рукав. Пеллеты широко используются в пиролизных (газогенераторных) котлах с автоматической загрузкой топлива. Являясь биотопливом, натуральным по происхождению, пеллеты не несут опасности окружающей среде и людям, не содержат аллергенов в виде плесневых спор и пыли. Тонна топливных гранул выделяет при сжигании в полтора раза больше тепла, чем такая же масса дров, занимая при этом в несколько раз меньший объем при очень низкой влажности. В среднем это составляет 5 000 кВт • ч теплоэнергии.

Основными потребителями пеллет в России являются владельцы загородного жилья, в районах, где отсутствует газоснабжение. Пеллеты на сегодняшний день являются отличной альтернативой голубому топливу, однако цена на них постоянно растет. Это объясняется тем, что спрос на топливные гранулы превышает предложение, но в перспективе прогнозируется стабилизация цен за счет достаточной конкуренции на рынке пеллет.

В Европе стоимость одной тонны пеллет вместе с доставкой дотигает 250 €. В России средняя цена белых и серых пеллет древесного происхождения находится на уровне 3500 р за тонну. Цена также может сильно зависеть от удаленности предприятия-изготовителя.