Ценовой всплеск на рынке нефти и нефтепродуктов, повышение цен на уголь и газ, истощение ископаемых топливных ресурсов, поощряют потребителей активнее переходить на альтернативные виды энергоносителей. Кроме экономических способствуют этому и экологические предпосылки. В атмосфере Земли неуклонно увеличивается количество CО₂, поскольку именно в последние два века в качестве источника энергии используется в основном ископаемое топливо. Как результат – рост ежегодных выбросов CO₂. В 2007 году выбросы составили около 44 миллиардов тонн, из них 26 – результат энергетики.

Экономические преимущества пеллет:

Стоимость древесных гранул является гораздо более устойчивой, чем на ископаемое топливо;

хранение топлива - объем склада для хранения пеллет в 7 раз меньше по сравнению со складом для дров;

Усредненный показатель КПД при сжигании пеллет 93%;

Экологические преимущества пеллет:
Колличество отатков золы не превышают 1% от общего объема гранул.
Пеллеты в противоположность ископаемым энергоносителям, CO₂-нейтральны.
Пеллеты могут храниться в непосредственной близости от жилых помещений (подвальные или подсобные помещения), поскольку этот материал биологически неактивный, так как прошел термическую обработку.
Пеллеты не содержат споры, которые могут вызывать аллергическую реакцию у людей;
Не выделяют неприятного запаха при хранении и в процессе сгорания;
Минимальный риск самовозгорания, взрывов, утечки при транспортировке;
Пеллеты не разлагаются при длительном хранении.

Динамика цен на пеллеты.

В Европе с первого квартала 2010 вводится новый стандарт ENplus для пеллет бытового назначения и сертификат EN-В для «индустриальных» пеллет, используемых в промышленных предприятиях и коммунальных котельных. Инициатором разработки новых стандартов выступила Германия. Введение отдельного стандарта качества для бытовых и промышленных пеллет позволит вести четкий учет потребления и контролировать качество продукции

Европейские стандарты топливных гранул

Параметры	ед. измерения	ENplus-A1	ENplus-A2
Диаметр	mm	6 (± 1)	6 (± 1)
Длина	mm	3,15 ? L ? 40	3,15 ? L ? 40
Насыпная плотность	kg/m?	? 600	? 600
Теплота сгорания	MJ/kg	? 16,5	? 16,5
Влажность	Ma.-%	? 10	? 10
Пыль	Ma.-%	? 1	? 1
Механическая прочность	Ma.-%	? 97,5	? 97,5
Зольность	Ma.-%	? 0,7	? 1,5
Температура плавления золы	°C	? 1200	? 1100
Содержание хлора	Ma.-%	? 0,02	? 0,03
Содержание серы	Ma.-%	? 0,05	? 0,05
Содержание азота	Ma.-%	? 0,3	? 0,5
Содержание меди	mg/kg	? 10	? 10
Содержание хрома	mg/kg	? 10	? 10
Содержание мышьяка	mg/kg	? 1	? 1
Содержание кадмия	mg/kg	? 0,5	? 0,5
Содержание ртути	mg/kg	? 0,1	? 0,1
Содержание свинца	mg/kg	? 10	? 10
Содержание никеля	mg/kg	? 10	? 10
Содержание цинка	mg/kg	? 100	? 100

 

На сегодняшний день в Украине не существует стандартов на пеллеты, поэтому большинство производителей ориентируются на западные стандарты.

Нормы качества	Ед./изм.	ONorm M	DIN		DINplus	SS
Диаметр	мм	4-10 мм	4-10 мм		-	< 25
Длина	мм	5xD1	< 50		5xD1	5xD1
Объемная плотность	кг/дм3	> 1,12	1,0<плотность< 1,4	> 1,12		-
Влажность	%	< 10	< 12		< 10	< 10
Зольность	%	< 0,50	< 1,50		< 0,50	< 1,50
Теплота сгорания	МДж/кг	> 18	17,5<теплота сгорания<19,5		> 18	> 16,9
Сера	%	< 0,08	< 0,08		< 0,04	< 0,08
Азот	%	< 0,3	< 0,3		< 0,3	-
Хлор	%	< 0,02	< 0,03		< 0,02	< 0,03
Мышьяк	мг/кг	-	< 0,8		< 0,8	-
Свинец	мг/кг	-	< 10		< 10	-
Кадмий	мг/кг	-	< 0,5		< 0,5	-
Хром	мг/кг	-	< 8		< 8	-
Медь	мг/кг	-	< 5		< 5	-
Ртуть	мг/кг	-	< 0,05		< 0,05	-
Цинк	мг/кг	-	< 100		< 100	-
Истирание / пыль	%	< 2,3	-		-	< 2,3
Вспомогательные компоненты	%	-	<2		<2	-
Насыпная масса	кг/м3	650	650		650	>500

 

Стандарты на пеллеты применяемые в разных странах

в США действует Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet). Стандартом разрешено производство пеллет двух сортов: "Премиум" и "Стандарт". "Преимум" должен содержать не более 1 % золы, а "Стандарт" не более 3 %. "Премиум" может применяться для отопления любых зданий. На сорт "Премиум" приходится около 95 % производства пеллет в США. Сорт "Стандарт" содержит больший объём коры, или сельско-хозяйственных отходов. Стандарты определяют также плотность, размеры пеллет, влажность содержание пыли, и других веществ. В США пеллеты не могут быть более 1 ? дюймов в длину, диаметр пеллет должен быть в диапазоне от ? дюйма до 5 1/16 дюйма.

Германия - на пеллеты приняты стандарты DIN 51731 и DINplus.

Австрия - стандарт ONORM M7135.

Великобритания - The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets).

Швейцария - SN 166000.

Швеция - SS 187120.

 

Характеристика основных видов топлива:

Вид топлива	Теплота сгорания МДж/кг(МДж/м3)	Усредненный КПД тепла,%	% серы	% золы	Углекислый газ кг/ГДж
Дизельное топливо	36-42,5	85	0,2	1	78
Природный газ	35-38	90	0	0	57
Каменный уголь	15-25	80	1-3	10-35	60
Гранулы древесные	17,5-19	93	0,1	0,5-1	0
Гранулы из соломы	14,5-17	85	0,2	4-7	0
Гранулы из лузги подсолнуха	17,5-21,4	86	0,18	4-7	0
Дрова	9,6-13,4	45	0	1	0
Электроэнергия	-	98	-	-	-

 

Сырье для производства

Сырьём для производства пеллет могут быть древесные отходы: кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, а также отходы сельского хозяйства: отходы кукурузы, солома, отходы крупяного производства, лузга подсолнечника и т.д.

Технология производства

Процесс производства древесных гранул классически строится по следующей схеме:

Крупное дробление

Сушка

Мелкое дробление

Смешение, водоподготовка

Прессование

Охлаждение, сушка

Расфасовка

1. Крупные дробилки измельчают сырье для дальнейшей просушки. Измельчение должно дойти до размеров частиц не более 25x25x2 мм. Крупное дробление позволяет быстро и качественно высушивать сырье и подготавливает его к дальнейшему дроблению в мелкой дробилке. Обычно влажные древесные отходы хранятся на бетонном полу, чтобы избежать смешивания с песком или камнями. Сырье подается в систему сушки с помощью скребкового устройства. Оператор может брать сырье с различных площадок и подавать необработанный продукт в систему сушки.

2. Древесные отходы с влажностью более 15% очень плохо прессуются особенно прессами с круглыми матрицами. Кроме этого, изготовленные гранулы с повышенной влажностью не подходят для котлов. Поэтому сырье перед прессованием должно иметь влажность между 8 и 12%. Для качественного продукта влажность должна составлять 10% +/- 1%. Сушилки бывают барабанного и ленточного типа. Выбор типа сушилки определяется видом сырья (щепа, опилки), требованиями к качеству продукции и источником получаемой тепловой энергии. Если сушилка барабанного типа, то температура агента сушки на входе до 250-280?С, на выходе – до 75-100?С. В пеллетном производстве сушка является наиболее энергоемким процессом. Для сушки опилок расходуется приблизительно 1 МВт энергии на тонну выпариваемой влаги или для практического расчета можно принимать, что на 1 т гранул требуется теплота сгорания от 1 плотного м3 древесины.

3. В пресс сырье должно заходить с размерами частиц менее 4 мм. Поэтому дробилка измельчает сырье до необходимых размеров. Для качественного продукта насыпной вес после измельчения должен составлять 150 кг/м3 +/- 5%, а размер частиц не более 1,5 мм.

4. Сырье с влажностью менее 8% плохо поддается склеиванию во время прессования. Поэтому слишком сухое сырье также плохо. Для этого нужна установка дозирования воды в смесительной емкости. Лучший вариант - это шнековые смесители, в которых встроены входы для подачи воды или пара. Добавление горячего пара требуется, если прессуются твердые сорта древесины (дуб, бук), или сырье залежалое, некачественное. Для мягких сортов древесины хвойных пород достаточно добавления воды в смесителе.

5. Непосредственно формирование гранул происходит после попадания сырья между вращающейся матрицей и роликами. При продавливании продукта через отверстия в матрице (фильеры) сырье прессуется и приобретает необходимые геометрические размеры и плотность.

6. Охлаждение обеспечивает получение качественного конечного продукта. Оно нужно для осушения гранул, нагретых после прессования до 70°…90° С. Затем пеллеты можно просеивать и упаковывать.

7. Обычно пеллеты хранятся в бункерах и транспортируются россыпью. Однако для исключения потери в качестве рекомендуется производить расфасовку в Биг-Бэги – большие мешки. Наиболее качественные пеллеты для частного потребителя могут поставляться в 20-ти килограммовых мешках

Теплота сгорания некоторых видов топлива

Вид	Древесные пеллеты	Дрова	Дизельное топливо	Природный газ	Каменный уголь
кВт*ч/кг	4,5 кВт*ч/кг	2900 кВт*ч/м3	13,9кВт*ч/л	9кВт*ч/м3	7кВт*ч/кг

На примере «пеллет» рассчитаем стоимость топлива за отопительный сезон, помещения 1000 м2.

1.Определим расход топлива:
- в час: 100кВт*ч / 4,5кВт*ч/кг = 22,2кг
-в сутки: 22,2кг/ч х 24ч = 532,8кг
-в сезон: 532,8кг/сутки х 192 суток = 102298кг

2.Возьмем фактический расход топлива за отопительный сезон исходя из практики:
36000 кг

3. Определим стоимость отопления за сезон:
36т х 900грн/т = 32400грн

Аналогичным образом определяем стоимость при использовании других видов топлива.

Расход топлива за отопительный сезон

Вид	Пеллеты из шелухи подсолнуха	Древесные пеллеты	Дрова	Дизельное топливо	Природный газ	Каменный уголь	Электроэнергия
кол-во топлива	36т	36т	56 м3	11700 л	18070 м3	23.5 т	211750 кВт/ч

Цена на каждый вид топлива

Вид	Пеллеты из шелухи подсолнуха	Древесные пеллеты	Дрова	Дизельное топливо	Природный газ	Каменный уголь	Электроэнергия
Цена*	900 грн/т	1200 грн/т	450грн/м3	8,25 грн/л	4,72 грн/м3	1100 грн/т	0,73 грн/кВт*ч

*цены с учетом транспортных расходов

Корректировка некоторых цен:

1.Теплота сгорания дров 2900 кВт*ч/м3 , если относительная влажность 1 м3 древесины 20%. Такая влажность может быть достигнута, при естественной сушке в течение нескольких лет. Теплота сгорания сухой древесины примерно в два раза выше, чем у свежесрубленной, следовательно, при пересчете стоимости отопления получаем:

- в час: 100 кВт*ч / 1450кВт*ч/ м3 = 0,069 м3

-в сутки: 0,069 м3/ч х 24ч =1,656м3

-в сезон: 1,656 м3/сутки х 192суток = 318 м3

Возьмем фактический расход топлива за отопительный сезон исходя из практики:112 м3

Определим стоимость отопления за сезон:

112 м3 х 450грн/м3** = 50400 грн

**- в цену включены все расходы, связанные с подготовкой топлива: входная цена дров 80-120 грн/м3 , распиловка, порубка-40-60грн/м3, хранение 30-40грн/м3 ,зарплата, приведенная на 1м3 60-100грн, противопожарные мероприятия 80-120 грн/м3.

2. Сделаем пересчет стоимости отопления угольным топливом, включая в цену расход за вывоз шлака в количестве 6,6т (330 грн), аренду помещения для хранения угля 3840 грн, а также оплату рабочей силы 5120грн за сезон, получаем:

1450грн/т х 23,5т = 34075 грн

Главным недостатком угля является негативное влияние на окружающую среду. В частности, на получение одной единицы энергии из угля в атмосфере окажется на 67% CO2 больше, чем при сжигании эквивалентного количества природного газа. Кроме того, процесс добычи каменного угля сопряжён с выделением в атмосферу большого количество метана, а он, как известно, является одним из парниковых газов, а также отторжение земельных участков под хранение твердых отходов, образующихся при добыче, обогащении и использовании углей.

Исходя из расчетов мы видим, что отопление пеллетами дешевле чем газом в 2,63 раза и дешевле отопления электричеством в 4,77 раза.

Мы можем сделать вывод, что пеллеты не только самый экологически чистый вид топлива, но и самый дешевый.