Гранулы из лигнина. Пеллеты из отходов деревообрабатывающего производства (гидролизного лигнина) и способ их изготовления

Проект по производству нового вида биотоплива - топливных гранул из лигнина запущен в Германии в Техническом университете г. Котбуса совместно с Научно-исследовательским Центром по изучению биомассы в г. Лейпциг и одной компанией, производящей технологическое оборудование.

По мнению специалистов, новый проект позволит, наконец, производить из гидролизного лигнина топливные гранулы (пеллеты) или брикеты высокого качества в промышленном масштабе.

Пилотный проект будет запущен в июне 2013 года. Финансирование осуществляется за счет грандов Евросоюза по программе защиты окружающей среды.

Многие годы сотни научных организаций во всем мире занимаются исследованиями и разработками в области утилизации гидролизного лигнина. Многие из них в разные годы уже внедрены в промышленности. В последнее время актуальность эти работы получают в связи с возросшим интересом к решению экологических проблем и к промышленному использованию в целом биомассы в энергетике. Но без серьезной государственной поддержки, скорее всего «воз (отвал) будет и ныне там».

Что касается России, то запасы гидролизного лигнина в РФ, составляющие десятки миллионов тонн, сопоставимы с другими отходами переработки древесины - корой, опилками и т. п.

Интересно, что лигнин отличается от древесных отходов большей однородностью и, главное, большей концентрированностью (например, отвалы вблизи гидролизных заводов). В связи с практически полным отсутствием его утилизации, создаются проблемы с экологической точки зрения и с его хранением.

На большинстве гидролизных и биохимических заводах лигнин вывозится в отвалы и загрязняет большие территории.

Многие европейские специалисты, посещая такие заводы подчеркивают, что нигде в Европе не видели такую колоссальную концентрацию неиспользуемого энергетического сырья.

Согласно имеющимся в литературе данным использование гидролизного лигнина в качестве химического сырья в СНГ не превышает 5 % . А по данным International Lignin Institute, в мире используется на промышленные, сельскохозяйственные и другие цели не более 2 % технических лигнинов. Остальное сжигается в энергетических установках или вывозится в отвалы.

Проблема

Проблема утилизации гидролизного лигнина еще с 30-х годов была основной для отрасли. И хотя ученые и практики давно доказали, что из лигнина можно получить прекрасное топливо, удобрения и многое другое, за долгие годы существования гидролизной промышленности и в СССР, и в СНГ, так и не удалось использовать лигнин в полном объеме.

Трудность промышленной переработки лигнина обусловлена сложностью его природы, а также нестойкостью этого полимера, необратимо меняющего свойства в результате химического или термического воздействия. В отходах гидролизных заводов содержится не природный лигнин, а в значительной степени измененные лигниносодержащие вещества или смеси веществ, обладающие большой химической и биологической активностью. Кроме того, они загрязнены другими веществами.

Некоторые технологии переработки, например, разложение лигнина на более простые химические соединения (фенол, бензол и т. п.) при сравнимом качестве получаемых продуктов обходятся дороже их синтеза из нефти или газа.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

В. С. Болтовский, доктор технических наук, профессор (БГТУ)

СОСТАВ ГИДРОЛИЗНОГО ЛИГНИНА ИЗ ОТВАЛОВ ОАО «БОБРУЙСКИЙ ЗАВОД БИОТЕХНОЛОГИЙ»

И РАЦИОНАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Исследован состав гидролизного лигнина из отвалов ОАО «Бобруйский завод биотехнологий». Показано, что в результате длительного хранения произошло уменьшение суммарного содержания полисахаридов при существенно меньшей деградации собственно лигнина. Рассмотрены основные направления использования гидролизного лигнина и даны рекомендации по наиболее перспективным и рациональным направлениям его утилизации: получение топливных брикетов и пеллет, органо-минеральных удобрений, сорбентов.

The composition of a hydrolytic lignin from dumps of JSC Bobruisk Plant of Biotechnologies is investigated. It is shown that long storage of lignin resulted in the reduction of the total content of polysaccharides at significantly smaller degradation of the actual lignin. The main directions of use of a hydrolytic lignin are considered, and recommendations about the most perspective and rational directions of its utilization are made: receiving fuel briquettes and pellets, organo-mineral fertilizers and sorbents.

Введение. Лигнин клеточной ткани растительной биомассы является высокомолекулярным природным полимером ароматического строения, который при гидролитической переработке в результате поликонденсационных превращений образует трехмерную сетчатую структуру и представляет собой сложный комплекс, включающий вторичные ароматические структуры (собственно лигнин, значительно измененный при гидролизе), часть непрогидролизованных полисахаридов и неотмытых моносахаридов, вещества лигногуминового комплекса, минеральные и органические кислоты, зольные элементы и другие вещества .

Проблема утилизации гидролизного лигнина существует, начиная с создания отрасли, и кардинально не решена до настоящего времени, несмотря на многочисленные способы его переработки, в том числе реализованные в промышленности.

Основными направлениями переработки гидролизного лигнина являются : использование в натуральной форме (в черной и цветной металлургии, в производстве легковесных огнеупорных изделий - в качестве выгорающей добавки, при получении бытового топлива, в качестве адсорбента и др.), после термической переработки (получение лигнинных, активных и гранулированных углей), после химической переработки (получение нитролигнина и его модификаций, коллактивита, биологически активных веществ - аммонийных солей поликар-

боновых кислот и лигностимулирующих удобрений, лечебного лигнина и «полифепана», применяемых в качестве энтеросорбента для профилактики и лечения заболеваний желудочнокишечного тракта животных и людей взамен активированного угля), а также в качестве энергетического топлива.

На территории Республики Беларусь в отвалах, которые занимают значительные площади и представляют опасность для окружающей среды, накопилось значительное количество гидролизного лигнина, достаточное для промышленной переработки.

Опубликованные в литературе сведения характеризуют химический состав и свойства гидролизного лигнина, полученного после гидролитической переработки растительного сырья. Для квалифицированного решения о наиболее рациональных способах использования лигнина из отвалов необходимо определение его свойств и выбор наиболее перспективных направлений его переработки.

Основная часть. Для анализа использовали образцы гидролизного лигнина, отобранные в соответствии с требованиями ТУ BY 004791190. 005-98 из отвала ОАО «Бобруйский завод биотехнологий», расположенного в поселке Титовка на опытно-промышленном участке полевой сушки лигнина.

Определение компонентного химического состава образцов лигнина гидролизного и изготовленных из него брикета и пеллет проводили

методами анализа, принятыми в химии древесины и целлюлозы и гидролизном производстве .

Термогравиметрический анализ образцов древесины сосны, березы и лигнина гидролизного проводили на приборе TA-4000 METTLER TOLEDO (Швейцария) при следующих условиях: навеска образца 30 мг, скорость подъема температуры 5°С/мин в интервале 25-5 00°С, продувка воздухом 200 мл/мин.

Результаты определения содержания основных компонентов в образцах лигнина гидролизного из отвала приведены в табл. 1.

Сравнение результатов анализа лигнина гидролизного из отвалов с усредненным составом лигнина, полученного непосредственно после гидролитической переработки древесины (табл. 2) показывает, что в результате длительного хранения произошло уменьшение суммарного содержания полисахаридов при существенно меньшей деградация собственно лигнина.

В то же время гидролизный лигнин содержит те же основные компоненты, что и древесина (табл. 3), но меньшее количество полисахаридов и большее - негидролизуемого при гидролитической обработке собственно лигнина, т. е. представляет собой древесину после гидролизной обработки (растительную биомассу).

Результаты термогравиметрического анализа древесины и гидролизного лигнина (потери массы и дифференциальной термо-гравиметрии, характеризующей скорость потери массы), показали, что термическое разложение

древесины сосны и березы и лигнина гидролизного происходят аналогично:

В диапазоне температур 25-100°С происходит удаление свободной влаги (потеря массы древесины сосны и березы составляет 6,26,4% соответственно, лигнина гидролизного -3,8-4,2%);

При температурах выше 100 и до 300°С происходит десорбция связанной воды с потерей массы древесины 4,2-4,3% и лигнина гидролизного 4,1-5,5%;

Максимальная скорость потери массы древесины, сопровождающаяся ее активным термораспадом и потерей массы наблюдается при температуре 300°С, лигнина гидролизного -280°С, т. е. основные компоненты исходной древесины и древесины после гидролизной обработки (лигнина гидролизного) сгорают практически в одном температурном интервале;

При дальнейшем повышении температуры происходит более глубокая деструкция, потеря массы и карбонизация с образованием углистого остатка в количестве 2,3-5,5% при сжигании древесины и 3,9-5,9% - лигнина гидролизного.

Результаты термогравиметрического анализа подтверждают результаты и выводы, сделанные на основании определения химического компонентного состава древесины и лигнина гидролизного о том, что лигнин гидролизный представляет собой древесину после гидролизной обработки и аналогичен по свойствам при сгорании древесине.

Таблица 1

% от массы абсолютно сухого вещества

Наименование компонента Усредненные значения в пробах, отобранных на глубине, м

Всего полисахаридов, в т. ч.: 21,51 19,61 17,67

Легкогидролизуемых 1,63 1,65 1,80

Трудногидролизуемых 19,88 17,96 15,87

Целлюлоза 18,86 17,04 19,95

Лигнин 47,94 52,71 49,32

Зола 9,56 5,65 10,61

Кислотность (в пересчете на H2SO4) 0,1 0,1 0,1

Таблица 2

Полисахариды 12,6-31,9 19,9

Собственно лигнин 48,3-72,0 57,1

Кислотность (в пересчете на H2SO4) 0,4-2,4 -

Зольность 0,7-9,6 -

Примечание. В работе приведены данные по определению гидролизного лигнина Бобруйского гидролизного завода; в качестве полисахаридов - содержание только целлюлозы.

Химический состав древесины различных пород

Таблица 3

Наименование компонента Содержание, % от массы абсолютно сухого вещества

Ель Сосна Береза Осина

Всего полисахаридов, в т. ч.: 65,3 65,5 65,9 64,3

Легкогидролизуемых 17,3 17,8 26,5 20,3

Трудногидролизуемых 48,0 47,7 39,4 44,0

Целлюлоза 46,1 (44,2) 44,1 (43,3) 35,4 (41,0) 41,8 (43,6)

Лигнин 28,1 (29,0) 24,7 (27,5) 19,7 (21,0) 21,8 (20,1)

Зола 0,3 0,2 0,1 0,3

* В скобках приведено содержание целлюлозы без гемицеллюлоз и лигнина по данным источника .

Направления использования гидролизного лигнина разнообразны. Перспективными для промышленного производства являются, например, продукты, основанные на его высоких сорбционных свойствах (сорбенты, в т. ч. энтеросорбенты медицинского назначения - лечебный лигнин и полифепан) , активные угли, удобрения пролонгированного действия и другие продукты ) и его теплотворной способности (в качестве топлива). Теплотворная способность гидролизного лигнина при влажности 60% составляет 7750 кДж/кг, при 65% - 6150 кДж/кг и при 68% - 5650 кДж/кг. Средняя теплотворная способность абсолютно сухого лигнина равна 24 870 кДж/кг .

В настоящее время на подведомственном ОАО «Бобруйский завод биотехнологий» предприятии освоено производство брикетов топливных (ТУ BY700068910.019-2008) и пеллет из гидролизного лигнина.

Результаты определения содержания основных компонентов брикетов и пеллет, изготовленных из лигнина гидролизного приведены в табл. 4.

Как видно из приведенных в табл. 4 результатов, по содержанию основных компонентов брикеты и пеллеты практически не отличаются от лигнина гидролизного, из которого они изготовлены, и от древесины, но имеют меньшее содержание полисахаридов и большее лигнина.

Перспективно крупнотоннажное использование гидролизного лигнина в сельском хозяйстве в качестве органического удобрения (в натуральном виде), органо-минерального удобре-

ния (в смеси с минеральными компонентами или отходом микробиологической промышленности - отработанной культуральной жидкостью после ферментации микроорганизмов, или в смеси с различными минеральными веществами после компостирования - биогумус), лиг-ностимулирующего удобрения (после модификации путем окислительной деструкции различными способами с одновременным обогащением азотом и микроэлементами).

Применение удобрений на основе гидролизного лигнина обеспечивает:

Улучшение физических свойств почвы и условий развития сапрофитных грибов;

Создание рыхлого поверхностного слоя, обеспечивающего нормальный водно-воздушный обмен;

Активирование процессов нитрификации в почве;

Пролонгированное действие, создающее условия для удерживания питательных веществ (благодаря высокой адсорбционной способности лигнина) и их постепенного потребления корневой системой растений и препятствующее их быстрому вымыванию атмосферными осадками и почвенными водами;

Ускорение роста и прибавку урожая сельскохозяйственных растений (например, внесение лигнина в смеси с аммиаком или мочевиной повышает урожайность озимой ржи на 1617%, лигностимулирующего удобрения в количестве 0,4 т/га приводит к приросту урожая картофеля на 15-30% ).

Таблица 4

Наименование компонента Брикеты Пеллеты

Всего полисахаридов, в т. ч. 19,25 19,67

Легкогидролизуемых 2,13 2,17

Трудногидролизуемых 17,12 17,50

Целлюлоза 15,90 16,81

Лигнин 46,41 44,73

Зола 8,97 9,30

Кислотность (в пересчете на H2SO4) 0,1 0,1

Полученные на основе гидролизного лигнина сорбенты имеют следующие преимущества :

Обладают высокой сорбционной способностью. Удельная поверхность исходного гидролизного лигнина, содержащего 15,2% целлюлозы, составляет 10,14 мг/г, а полученного на его основе после соответствующей обработки энтеросорбента медицинского назначения (лечебного лигнина) - 16,3 мг/г, объем пор исходного лигнина - 0,651 см3/г, лечебного лигнина -0,816 см3/г . Суммарный объем пор полифе-пана - 0,8-1,3 см3/г. Коэффициенты распределения цезия и стронция между их модельными растворами и энтеросорбентом достигают 400900, а сорбция микроорганизмов из культуральных сред - 108 клеток/г препарата;

Имеют низкую себестоимость, т. к. являются остатком после гидролитической обработки растительной биомассы;

Являются натуральной растительной биомассой;

Имеют низкую зольность при сжигании.

Возможные области применения:

Очистка техногенных растворов, промышленных и ливневых сточных вод;

Использование в медицинских целях в качестве энтеросорбента;

Сорбция жидких низко- и среднерадиоактивных отходов;

Использование при очистке газов от радионуклидов и тяжелых металлов;

Использование в установках индивидуального и коллективного пользования для очистки воды;

Выделение редкоземельных, драгоценных и цветных металлов;

Других областях применения, в качестве природных фитосорбентов.

Наиболее рациональными с точки зрения крупнотоннажной переработки гидролизного лигнина в Республике Беларусь, помимо производства брикетов и пеллет для использования в качестве топлива, является получение сорбентов, в том числе для очистки производственных сточных вод, и органических или органо-минеральных удобрений.

Литература

1. Холькин Ю. И. Технология гидролизных производств. М.: Лесная пром-сть, 1989. 496 с.

2. Безотходное производство в гидролизной промышленности / А. З. Евилевич [и др.]. М.: Лесная пром-сть, 1982. 184 с.

3. Эпштейн Я. В., Ахмина Е. И., Раскин М. Н. Рациональные направления использования гидролизного лигнина // Химия древесины, 1977. № 6. С. 24-44.

4. Оболенская А. В., Ельницкая З. П., Леонович А. А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М.: Экология, 1991. 320 с.

5. Емельянова И. З. Химико-технический контроль гидролизных производств. М.: Лесная пром-сть, 1976. 328 с.

6. Богомолов Б. Д. Химия древесины и основы химии высокомолекулярных соединений. М.: Лесная пром-сть, 1973. 400 с.

Гидролизный лигнин - прекрасное высококаллорийное топливо и легкодоступное возобновляемое сырье для производства топливных гранул и брикетов.

В настоящее время актуальность вопроса производства альтернативных энергоносителей постоянно возрастает. Для этого имеется ряд причин.

1. Традиционные энергоносители - газ, уголь, нефть - с каждым годом становится добывать все труднее, и это ведет к постоянному повышению их стоимости. Особую актуальность для Украины, как известно, имеет вопрос стоимости импортируемого газа.

2. Запасы традиционных энергоносителей быстро истощаются, что делает производство альтернативных энергоносителей весьма перспективным направлением бизнеса.

3. Производство альтернативных источников энергии стимулируется Правительствами всех развитых стран, в том числе Украины.

Лигнин Горит хранилище лигнина

Пеллета из лигнина Брикет Pini&Key из лигнина

Основная конкуренция в этой отрасли лежит не в сфере сбыта - с ним как раз проблем нет, причем, в основном, вся продукция отгружается на экспорт в страны Евросоюза – а в сфере обеспечения сырьем. Дело в том, что многие предприятия, установившие оборудование брикетирования или грануляции биомассы, в настоящее время работают не в полную мощность, а зачастую вообще простаивают из-за отсутствия сырья. Это связано прежде всего с сезонностью наличия некоторых видов сырья (лузги подсолнечника, соломы, отходов крупяных культур, отходов переработки кукурузы, других видов сельхозсырья), некорректным выбором места установки оборудования (например, удаленность от потенциальных источников сырья), большими логистическими затратами на доставку сырья, имеющего, как правило, очень малый насыпной вес (к примеру, насыпной вес лузги подсолнечника - 100 кг/м3).

В такой ситуации лигнин является хорошей альтернативой сельхозотходам как сырью, так как его запасы имеются в достаточно большом количестве независимо от сезона переработки, лигнин хорошо поддается гранулированию и брикетированию в силу своих отличных связующих свойств, имеет достаточно большой насыпной вес (до 700 кг/м3), делающий рентабельной его перевозку на значительные расстояния даже не в гранулированном виде, обладает хорошей теплотворной способностью, соизмеримой с углем, при гораздо, меньшей зольности, и цена сырья-лигнина сравнительно невысока. Вследствие особых свойств лигнина, в технологии его подготовки к дальнейшему использовании особое значение придается вопросу сушки лигнина.

Если рассматривать лигнин с физико-химической точки зрения, то в изначальном виде это вещество представляет собой сложную опилкоподобную массу, влажность которой доходит до семидесяти процентов. По сути, лигнин - это уникальный комплекс веществ, который состоит из полисахаридов, особой группы веществ, относящихся к так называемому лигногуминовому комплексу, моносахаров, различных минеральных и органических кислот самой разной насыщенности, а также определенной части золы. Гидролизный лигнин представляет собой опилкоподобную массу с влажностью приблизительно 55-70%. По своему составу это комплекс веществ, в который входят собственно лигнин растительной клетки, часть полисахаридов, группа веществ лигногуминового комплекса, неотмытые после гидролиза моносахара минеральные и органические кислоты, зольные и другие вещества. Содержание в лигнине собственно лигнина колеблется в пределах 40-88 %, полисахаридов от 13 до 45 % смолистых и веществ лигногуминового комплекса от 5 до 19 % и зольных элементов от 0.5 до 10 %. Зола гидролизного лигнина в основном наносная. Гидролизный лигнин характеризуется большим объемом пор, приближающимся к пористости древесного угля, высокой реакционной способностью по сравнению с традиционными углеродистыми восстановителями и вдвое большим в сравнении с древесиной содержанием твердого углерода, достигающим 30 %, то есть почти половины углерода древесного угля.

Гидролизный лигнин отличает способность переходить в вязкопластическое состояние при наложении давления порядка 100 МПа. Это обстоятельство предопределило одно из перспективных направлений использования гидролизного лигнина в виде брикетированного материала. Установлено, что лигнобрикеты являются высококалорийным малодымным бытовым топливом, качественным восстановителем в черной и цветной металлургии, заменяющим кокс, полукокс и древесный уголь, а также могут служить для производства угля типа древесного и углеродистых сорбентов. Исследовательские и опытно–промышленные работы ряда организаций показали, что брикетированный гидролизный лигнин может являться ценным сырьем для металлургической, энергетической и химической отраслей народного хозяйства страны, а также высокосортным коммунально-бытовым топливом.

К внедрению могут быть рекомендованы технологические разработки, позволяющие получать следующую брикетированную лигнопродукцию:
- лигнобрикеты для замены традиционных углеродистых металлургических восстановителей и кусковой шихты в производстве кристаллического кремния и ферросплавов;
- малодымные топливные лигнобрикеты;
- брикетированный лигнинный уголь взамен древесного в химической промышленности;
- углеродистые сорбенты из лигнобрикетов для очистки промстоков и сорбции тяжелых и благородных металлов;
- энергетические брикеты из смеси с отсевами углеобогащения.

Топливные брикеты из лигнина представляют собой высококачественное топливо с теплотой сгорания до 5500 ккал/кг, и низким содержанием золы. При сжигании брикеты лигнина горят бесцветным пламенем, не выделяя коптящего дымового факела. Плотность лигнина равна 1,25 - 1,4 г/см3. Коэффициент преломления равен 1,6.

Гидролизный лигнин имеет теплотворную способность, которая для абсолютно сухого лигнина составляет 5500-6500 ккал/кг для продукта с 18-25% - ной влажностью, 4400-4800 ккал/кг для лигнина с 65%-ной влажностью, 1500-1650 ккал/кг для лигнина с влажностью более 65%. По физико-химической характеристике лигнин представляет собой трехфазную полидисперсную систему с размерами частиц от нескольких миллиметров до микронов и меньше. Исследования лигнинов, полученных на различных заводах, показали, что состав их характеризуется в среднем следующим содержанием фракций: размером более 250 мкм - 54-80%, размером менее 250 мкм - 17-46%, и размером менее 1 мкм - 0,2-4,3%. По структуре частица гидролизного лигнина не является плотным телом, а представляет собой развитую систему микро- и макропор, величина его внутренней поверхности определяется влажностью (для влажного лигнина она составляет 760-790 м2/г, а для сухого всего 6 м2/г).

Как показали многолетние исследования и промышленные испытания, проведенные целым рядом научно-исследовательских, учебных и промышленных предприятий, из гидролизного лигнина можно получать ценные виды промышленной продукции. Для энергетики - из исходного гидролизного лигнина можно изготавливать брикетированное коммунально-бытовое и каминное топливо, а из смеси лигнина с отсевами углеобогащения - производить брикетированное энергетическое топливо.

Процесс горения лигнина в технологических топках без прямой отдачи теплоты имеет существенные отличия по сравнению с топками паровых котлов. В них отсутствует лучевоспринимающая поверхность, и поэтому, во избежание шлакования золы, требуется тщательно рассчитывать аэродинамические режимы процесса. Температура ядра факела из-за отсутствия прямой теплоотдачи оказывается более высокой и концентрируется в меньшем объеме, чем в топках паровых котлов. Для сжигания лигнина наиболее целесообразно использовать факельную топку системы Шершнева, обеспечивающую достаточно высокую эффективность для топлив с высокой степенью дисперсности.

Лигнин может быть эффективно использован в качестве топлива для сжигания в теплогенераторе сушильного комплекса для сушки опилки или другой биомассы в линиях по производству топливной гранулы пеллеты и топливных брикетов. Тщательно подготовленное пылевидное топливо по скорости выгорания и полноте сгорания приближается к жидкому топливу. Полное сгорание в факеле обеспечивается при меньшем коэффициенте избытка воздуха, а следовательно, с более высокой температурой. При ведении топочного процесса с малым избытком воздуха обеспечиваются взрывобезопасные условия работы сушильного комплекса, что положительно отличает сушку с прямым использованием топочных газов от способа сушки нагретым воздухом.

Таким образом, лигнин является прекрасным, высококаллорийным топливом и легкодоступным возобновляемым сырьем для производства топливных гранул и брикетов.

Применение порошкообразного лигнина.

Порошкообразный лигнин пригоден в качестве активной добавки в дорожные асфальтобетоны, а также для добавки к мазуту при его использовании в энергетике и металлургии. Гидролизный лигнин, используемый в качестве минерального порошка, позволяет:
1. Повысить качество асфальтобетонов (прочность - на 25%, водостойкость - на 12%, трещиностойкость (хрупкость) - с -14°С до -25°С) за счет дополнительной модификации нефтяного битума.
2. Экономить дорожно-строительные материалы: a) нефтяной битум на 15-20%; b) известковый минеральный порошок на 100%.
3. Значительно улучшить экологическую обстановку в зоне складирования отходов.
4. Возвратить плодородные земли, занятые в настоящее время под отвалы.

Таким образом, проведенные исследования по применению технологического гидролизного лигнина (ТГЛ) в производстве асфальтобетонов показывают, что имеются возможности значительного расширения сырьевой базы материалов для строительства современных автодорог (республиканских, региональных и городских), при одновременном повышении качества их покрытия за счет модификации нефтяных битумов гидролизным лигнином и полной замены дорогостоящих минеральных порошков.

В Онеге стартовало инновационное предприятие в области альтернативной энергетики - завод по производству пеллет из гидролизного лигнина. Уникальность биотоплива в том, что сырьем для его производства стали исключительно промышленные отходы, лежащие на земле еще с прошлого века.

В Архангельской области сдан в эксплуатацию первый в России завод по производству пеллет из лигнина. Производство налажено ОАО «Бионет» cовместно со специалистами немецкой компании Alligno на базе бывшего Онежского гидролизного завода. Выбор места неслучаен - за время существования в советские годы гидролизной промышленности в Онеге были накоплены значительные запасы лигнина, которые позволят заводу производить по 150 тысяч тонн пеллет в год на протяжении 10-15 лет. Новый завод строился с 2013 года. Общий объем инвестиций в производство составил порядка 40 миллионов евро, из которых 10 миллионов - акционерные инвестиции Газпромбанка, еще 30 миллионов евро было привлечено банком дополнительно в рамках проектного финансирования.

Пеллеты из лигнина по своему назначению аналогичны традиционным древесным пеллетам - они используются в качестве топлива в промышленных котельных для выработки тепла или электроэнергии. Уникальность новых пеллет в инновационной технологии переработки гидролизного лигнина, которая позволяет получать экспортный продукт с высокой добавленной стоимостью и уникальными физическими свойствами.

Теплотворная способность пеллет из лигнина почти на четверть превышает теплотворную способность обычных древесных гранул. Новые пеллеты обладают высокой плотностью, водонепроницаемы и не подвержены самовозгоранию. Это существенно упрощает их хранение и транспортировку.

По мнению ряда отраслевых экономистов, производство пеллет ориентировано в первую очередь на европейские рынки, где проводится политика по снижению доли ископаемого сырья, подкрепляемая программами государственного субсидирования для предприятий, использующих биотопливо. В «Бионете» пока не раскрывают покупателей, уточняя лишь, что сейчас активный интерес к новому продукту проявляют компании из Италии, Германии и Словении.

Помимо экономической составляющей проекта, важна и его социальная значимость для региона. «При полной загрузке завода создается порядка двухсот рабочих мест. Местные бюджеты получат дополнительные доходы в виде налогов. Попутно с деятельностью завода возможно улучшение инженерно-коммунальной инфраструктуры, а также обеспечение благоприятных условий для жизни работников завода и их семей», - рассказал генеральный директор ОАО «Бионет» Игорь Черемнов.

Как отметил министр ТЭК и ЖКХ Архангельской области Игорь Годзиш, производство биотоплива позволяет решить не только проблему, связанную с отвалами лигнина и снизить их негативное воздействие на регион, но и создать инновационный экспортный продукт.

Для Газпромбанка это далеко не первая инвестиция в реальный сектор экономики. Свою заинтересованность в ОАО «Бионет» в Газпромбанке объяснили тем, что исторически отрасль энергетики является одной из ключевых компетенций Газпромбанка в области прямых инвестиций. «Мы уже давно пристально следим за рынком биоэнергетики в России и находимся в постоянном поиске интересных возможностей для инвестирования», - сообщил Сергей Грищенко, заместитель начальника департамента прямых инвестиций Газпромбанка и председатель совета директоров «Бионета». По его словам, высокий уровень реализации проекта позволил привлечь финансирование со стороны немецкого экспортно-кредитного агентства Hermes, что в общем снизило общую стоимость финансирования.

В Газпромбанке не сомневаются в коммерческой успешности проекта и планируют его масштабировать. «После выхода на стабильные показатели работы завода в Онеге и в зависимости от рыночной конъюнктуры, которая сложится на тот момент времени, мы планируем инициировать финансирование создания дополнительных производственных мощностей», - добавил г-н Грищенко.

В 2017 г. компания «Бионет» совершила первую промышленную отправку партии топливных гранул из гидролизного лигнина в Европу. По словам генерального директора компании Вячеслава Пышного, «Бионет» является единственным в мире производителем пеллет на основе лигнина, а ее владелец – «Газпромбанк» намерен тиражировать подобные производства.

– Как возникла идея создания компании «Бионет»?

– Идея использовать гидролизный лигнин в качестве топлива появилась еще в советское время на действующем гидролизном заводе.

Тогда на этом предприятии образовалось большое количество отходов от производства этилового спирта, которые нужно было складировать либо перерабатывать. Проведя ряд лабораторных исследований и анализов, работники гидролизного завода пришли к выводу, что эти отходы можно использовать в качестве топлива на собственной котельной. Эксперименты постоянно сопровождали неудачи, не позволяющие выработать технологические решения. Вскоре гидролизный завод прекратил свое существование. Но отвалы лигнина никуда не делись, и команда компании «Бионет», подхватив идею, приступила к разработке технологических решений.

Компания была образована в 2009 г., с самого начала она создавалась для производства биотоплива. Единственным акционером компании является АО «Газпромбанк». Инвестиции в этот проект составили около 30 млн евро. Срок окупаемости – 6–8 лет. Сегодня мы выпускаем уникальную продукцию под торговой маркой Black pellets Bionet. Мы являемся единственным в мире производителем топливных гранул из гидролизного лигнина. Пока у компании один завод. Но, насколько мне известно, в планах акционера, по положительному итогу пилота «Бионет», рассмотреть вопрос тиражирования таких предприятий.

– Какие задачи поставили перед вами акционеры на 2017 г.?

– Выйти на проектные показатели мощности. В прошлом году мы завершили пусконаладочные работы и выпустили более 20 тыс. т пеллет. В первом полугодии 2017 г. было закончено довооружение завода. Пока шли пусконаладочные работы, появились новые инновационные решения, которые мы попробовали применить у себя на предприятии, и на данный момент у нас произведено 7,3 тыс. т гранул из гидролизного лигнина. Работа по оттачиванию технологического процесса нами не прекращается: мы стремимся учитывать у себя на заводе все новшества производственных решений и оборудования нашего сегмента. Сейчас линия выведена и работает с полной отдачей. В данный момент мы находимся в состоянии контрактации с более чем семью потребителями нашей продукции. Важно понимать, что работа ведется под клиента, и по итогам подписанного контракта мы получаем цифру, которая является итоговой, как бы реперной точкой, к которой мы движемся. Из тех поставок, которые мы уже совершили, выручка составила около 40 млн руб. За последующие три года мы намерены заработать 30 млн евро.

– Кто выступил поставщиком оборудования?

– Это крупные иностранные производители. На заводе установлено сушильное оборудование компании VetterTec (Германия). Итальянский производитель Pal поставил систему тонкой очистки воздуха на всем этапе производства – от подготовки входного сырья до участка гранулирования. Пресс-грануляторы для производства пеллет нам поставила компания Salmatec (Германия).

– Какова технология производства пеллет из гидролизного лигнина?

– Технология производства является интеллектуальной собственностью предприятия, поэтому раскрывать ее я не могу. В общих чертах уникальность технологии состоит в том, что просушка входного сырья осуществляется на низких температурах. Перемещается сырье также специальным способом, и подготовка сырья к гранулированию отличается от общепринятой.

– В чем преимущество пеллет из гидролизного лигнина перед обычными древесными гранулами?

– Пеллеты из лигнина относятся к инновационным продуктам. Они негигроскопичны, могут храниться под открытым небом с легким укрытием или вообще без него. Они не подвержены влиянию солнечных лучей и не пропитываются влагой: если гранулы из гидролизного лигнина погрузить в жидкость, они там могут пролежать долгое время и структура их не изменится. Обычные древесные пеллеты в таких условиях просто превратятся в кашу. Пеллеты из лигнина обладают повышенной теплотворностью. Если у обычных древесных гранул низшая теплота сгорания порядка 17 ГДж/т, то у наших – 20,5 ГДж/т.

– Стоимость производства пеллет из лигнина выше, чем обычных гранул?

– Производство пеллет из лигнина дешевле, так как нет необходимости в приобретении специальных добавок. В основном затраты на электроэнергию. Весь технологический процесс автоматизирован, оператор осуществляет только контроль. Потенциально модель нашего предприятия может обеспечить 244 рабочих места. На данный момент в штате компании работает 151 человек. Так как производство высокотехнологичное и требует от персонала определенных навыков – знания специализированных программных комплексов, участия человека в программном обеспечении, – мы не набираем людей без подготовки. А раз в два месяца сотрудники экзаменуются на соответствие занимаемой должности.

– Чем пеллеты Black pellets Bionet отличаются от «черных», торрефицированных пеллет?

– «Черные» пеллеты – новое направление на рынке, и пока мы обозначаем в свидетельствах, что относимся к этому сегменту. В основном производителями «черных» древесных пеллет являются компании США и Канады. Мы же к этому сегменту относимся все меньше и меньше и со временем уйдем от марки Black pellets Bionet. Сейчас мы разрабатываем торговую марку, которая будет соответствовать и полностью характеризовать именно наш продукт. Производство лишено такого энергоемкого процесса, как торрефикация, или пиролиз, древесины.

– Компания сама обеспечивает себя сырьем?

– Да, сырье – это наша собственность. Лигнин является отходом гидролизного производства, и мы, кроме того что производим биотопливо, еще и являемся компанией-утилизатором – освобождаем землю от негативного воздействия ранее созданных отходов. Существующий объем лигнина на полигоне обеспечит работу производства на 15–20 лет.

– Как организована логистика?

– Географически мы находимся в удалении от основных торговых путей и логистических центров. Но в то же время компания имеет свою железнодорожную ветку, которая проходит по территории предприятия и связывает нас с основными магистралями. Поэтому мы можем осуществлять своевременную доставку готовой продукции покупателю. У нас есть возможность отгрузки готовой продукции непосредственно на территории завода, имеются площадки с твердым покрытием, пандусы, удобное размещение складов. Совместно с администрацией Архангельской обл. мы прорабатываем возможность создания причальной стенки, оборудования порта, инфраструктуры в г. Онеге. Река Онега, на берегу которой расположен завод, впадает в Белое море. Наша компания имеет свой департамент логистики. Железнодорожным транспортом гранулы отправляются к логистически выгодным портам северо-запада страны для последующей перевалки в суда и продолжения своего пути в зависимости от того, в какую страну идет поставка. В европейские страны пеллеты приходят морем.

– Какие у компании основные рынки сбыта?

– Наши клиенты – это крупные энергетические компании стран Центральной Европы и Бенилюкса. Не забываем про север Европы – это Финляндия. В связи с идеей тиражирования наших заводов, мы начали проработку рынков Китая, Кореи и Японии. Также рассматриваем в качестве потенциального потребителя Северный Казахстан. Мы не отказываемся ни от каких предложений и готовы двигаться вперед. Сейчас в Азии наблюдается тенденция выстраивания крупных энергетических комплексов. Многие страны уходят от загазованности, лишних выбросов. Если Россия тоже этим займется, будет замечательно! Ведь в наших планах – реализовывать на северо-западе страны 10–15% всей производимой продукции.

– Какую долю на азиатском и европейском рынках вы планируете занять?

– Азиатский рынок огромен. Думаю, что наша доля на нем будет около 3%. На этот рынок мы будем готовы поставлять 100 тыс. т пеллет, то есть 90% всей выпускаемой продукции. В Европе мы сможем занять порядка 10% рынка пеллет.

– Вы планируете расширять производство?

– Сейчас мы находимся уже в стадии расширения. Планируем запустить линию по выпуску брикетов из отходов нашего производства, образовавшихся в результате подготовки сырья до этапа гранулирования. Чтобы не устраивать из этих отходов свалку, мы провели ряд лабораторных испытаний и пришли к выводу, что их можно использовать в качестве сырья для производства брикетов. Для этого потребуется установить еще один или два пресс-гранулятора. Данная продукция будет ориентирована на внутренний рынок. Кроме того, мы планируем использовать брикеты для собственных нужд, а также реализовывать их в регионе для выработки тепловой энергии не только в г. Онеге, но и на топливно-энергетических установках области. Строительство линии должно завершиться в январе 2018 г., а уже в феврале мы приступим к выпуску продукции.

– Кто является потребителями ваших пеллет?

– Пеллетный рынок России представлен частными организациями. Это отопление коттеджей, максимум – небольших спортивных залов. Люди не понимают, что такое пеллеты. Наше топливо можно использовать на всевозможных объектах – как для получения электричества на тепловых электростанциях, так и для обогрева производственных помещений. Я уверен, такие пеллеты, как наши, необходимы России. И не только из-за того, что они выделяют много тепла, что актуально для северной страны. На территории Российской Федерации находится большое количество отходов, которые, вылеживаясь, негативно воздействуют на окружающую среду. Мы же являемся компанией-утилизатором – убирая одно, мы делаем топливо, необходимое людям.

– Как вы оцениваете потенциал отвалов лигнина в стране?

– За период существования гидролизных заводов накоплен колоссальный объем отходов. По различным оценкам, в стране насчитывается порядка 50 участков с отвалами лигнина примерно по 4,5 млн т каждый. Их переработка решает в первую очередь экологическую проблему, связанную с засорением значительных площадей. При этом, являясь хорошим топливом, это еще и экономически выгодно, что делает дальнейшее развитие проекта очень перспективным.

– Что позволит стимулировать спрос на пеллеты внутри страны?

– Для этого нужно пройти долгий путь – начать формировать этот рынок. Без этого будут только частные приобретения для отапливания жилищ, не более того. Конечно, биотопливо в России не сможет потеснить угольный сектор. Производители топливных гранул просто не смогут покрыть всю потребность, которая сейчас закрывается углем или газом. Для развития пеллетного рынка нужны законы и программы, направленные на стимулирование сектора пеллет, как, например, в Европе. Там использование топлива с высокой эмиссией, которое негативно сказывается на окружающей среде, – полностью запрещается. Кроме того, в Европе развито субсидирование: если предприятие переходит на использование топливных пеллет, оно получает различные преференции, что в конечном итоге возмещает его расходы на приобретение гранул. Я думаю, что в Европе к 2018 г. число предприятий, использующих биотопливо, составит около 98%. Все энергоемкие предприятия будут переведены на работу на биотопливе.

– Будут ли пользоваться спросом в Европе пеллеты из гидролизного лигнина?

– Какая-то часть потребителей перейдет на этот вид гранул. Однако мы, естественно, не сможем одни обеспечить всех покупателей нашей продукцией. Кроме того, местные производители обычных пеллет занимают прочные позиции на этом рынке. Так как мы находимся в начале пути, мы не считаем их конкурентами. Мы – другие. И насколько это возможно, информируем общество и особенно производителей энергии о том, что представляет собой наша продукция. Наши гранулы прошли все необходимые лабораторные испытания, и их качество подтверждено разнообразными сертификатами, а потому они могут использоваться на территории Европы, в частности стран Бенилюкса.

– Как вы оцениваете инвестиционную привлекательность биотопливного рынка России?

– Она огромна! Но для его дальнейшего развития необходимо привлечение инвесторов, тех компаний, которые уже уделяют большое внимание экологичности производства и понимают преимущества использования топливных пеллет.

– Каких производственных и финансовых показателей вы планируете достичь в 2017 г.?

– На ноябрь 2017 г. у нас намечено заседание инвестиционного комитета с нашим акционером, на котором мы должны будем прийти к итоговым цифрам. Мощности предприятия позволяют выпускать 100–150 тыс. т готовой продукции. Технологическая линия рассчитана на выпуск 12–12,5 тыс. т гранул ежемесячно. Но их стоимость и привязка к экономике зависят от цен на рынке. Кстати, наша котельная тоже работает на нашем же биотопливе, мы вообще не используем ископаемые виды топлива. Для нас и для тех компаний, которые выдают нам сертификаты на нашу продукцию, это крайне важно. Каждое биотопливное предприятие должно работать на том топливе, которое оно выпускает.

– Какой вы видите компанию через пять лет?

– Думаю, что за это время мы пройдем стадию тиражирования и у нас будет минимум три предприятия, выпускающих топливную продукцию. Мы готовы развивать производство топливных гранул из гидролизного лигнина, двигаться в нем дальше с различными доработками технологии, сокращением затрат. Другой наш сегмент – брикеты. Я думаю, в каждой экономической модели мы будем рассматривать две эти линии, чтобы они шли параллельно, с перекрытием и полной утилизацией отходов.

Биография:

Вячеслав Пышный родился 29 июля 1968 г. Окончил Московский институт коммунального хозяйства и строительства по специальности «гидротехническое строительство». Компанию «Бионет» возглавляет с 1 марта 2017 г. До этого, с 12 сентября 2016 г., занимал должность временно исполняющего обязанности генерального директора.

Справка

Компания «Бионет» была создана в 2009 г. для реализации проекта строительства заводов по производству биотоплива (промышленных пеллет) из отходов гидролизной промышленности. Проектная мощность пилотного завода, расположенного в г. Онеге Архангельской обл., составляет 150 тыс. т пеллет в год.