Отчет об ознакомительной поездке в Швецию в июне 2020 г. в составе группы российских специалистов. Поездка была спланирована и организована Татьяной Штерн, профессором Стокгольмского сельскохозяйственного университета при финансовой поддержке МНТЦ
Почему в названии слова: наука и практика? Потому, что именно это нам и показывали. Нас принимали университеты, в которых серьезно ведутся исследования по применению биотоплива и знакомили с действующими или строящимися предприятиями, где внедряются результаты этих исследований.
Первым пунктом посещения был технический университет в городе Люлео на самом севере Швеции (около 12000 студентов, 200 профессоров и бюджет около 100 миллионов евро в год). Знакомил нас с разработками профессор Рикард Гебарт (Rikard Gebart), он же управляющий директор энергетического центра в расположенном по соседству городе Питео. По его словам, средства на исследования в области применения биотоплива в энергетике выделяются в следующей пропорции: треть от правительства, две трети от бизнеса. Это не совсем типично, так например в Стокгольмском университете практически все средства поступают из федерального бюджета, чем стокгольмцы весьма гордятся. Особое внимание в этом месте я обратил на исследования, направленные на создание моделей системного анализа энергообеспечения предприятий (производств) и регионов. На мой взгляд это то, в чем нуждаемся мы в России. И специалисты и ответственные чиновники в местных правительствах, используя такие модели, могут построить наиболее эффективные схемы энергетического обеспечения, в том числе с использованием местных энергоресурсов и возобновляемых источников энергии. К сожалению, профессор не смог дать подробную информацию о концепции построения таких моделей, о способах и результатах их верификации, но было обещано, что в недалеком будущем можно будет ее получить. Остальные темы исследований точно такие же, с какими мы знакомились в других местах, в частности, исследования по получению биогаза из отходов древесины, исследования по эффективности сжигания, формирования зольных остатков для облегчения их удаления и дальнейшего использования, исследования по термоакустике при горении и т.п.
На следующий день целью нашего посещения стал технопарк в городе Питео. Название этого научно-технического центра (Solander Science park), расположен он в непосредственной близости с крупным комбинатом, производящим бумагу. Кажется, что это наиболее эффективно, потому что потребитель разработок и результатов исследований рядом, за стенкой. Это не Сколково, это, на мой взгляд, лучше. Пояснения давал Роберт Бергман (Robert Bergman), заместитель руководителя центра. Годовой бюджет центра около 22 миллионов евро, примерно пятая часть поступает из федерального бюджета через Энергетическое Агентство Швеции, а остальное от промышленных компаний.
Практически все исследования, которые проводятся в технопарке, связаны с лесодобычей и лесопереработкой. Основной принцип исследований — оптимизация технологий от эффективной добычи и транспортировки до производства конечных продуктов и использования отходов. Из древесных отходов в настоящее время получают много полезных продуктов, в частности, диметилэтанол (DME), который используется как моторное топливо, черный щелок (black liqueur), из которого получают газ, применяющийся также, как топливо в энергогенерирующих установках. По информации исследователей DME, получаемый из черного щелока, эффективней того, который получают из древесины. Нам показали стройку (непосредственно за окном научно-технического центра) промышленного объекта по газификации черного щелока, который затем конверсируется в DME (4000 литров в сутки), который будет запущен в эксплуатацию в 2024 году.
Центр оборудован современным оборудованием, аналитическими приборами, позволяющими в режиме on-line определять качественный и количественный состав топлива на входе и продукты сгорания на выходе. В лабораториях самые разнообразные печки: от больших промышленных до моделей малых домашних. Такой набор нужен для определения эффективных режимов сгорания в различных масштабах. Я честно сделал снимки, но думаю никого не заинтересует внешний вид прямоугольных ящиков. В центре работают студенты близлежащих университетов. Полученный из черного щелока DME нам демонстрировала девушка – студентка. Она же задала интересный вопрос, на который мы не знали ответа. Она спросила, какие исследования по биотопливу проводятся в российском Газпроме (эту компанию знают в Швеции в связи с «Северным Потоком»). Дело в том, что в Швеции практически все энергетические компании включились в подобные исследования. Пообещали узнать.
Посетили бумажный комбинат. Для меня это было впервые и произвело большое впечатление. Еще бы, из белой пульпы, содержащей всего около 10% клетчатки (остальное вода) на глазах образуется бумага шириной более 10 метров со скоростью 50 км в час, причем двухслойная. Кусочек я взял на память, на нем расписался наш гид. С точки зрения энергетики комбинат интересен тем, что его ТЭЦ, работая на собственных отходах (опилках, коре, щепках и т.д.) вырабатывает более 50% потребляемой комбинатом электроэнергии (около 36 мегаватт) и тепло для обогрева, которое используется в теплоцентрали города. Больше всего меня удивил тот факт, что комбинат получает от Правительства Швеции компенсацию за каждый выработанный «зеленый» киловатт, представляющую собой разницу в цене между киловаттами централизованной сети и упомянутой ТЭЦ. Для России это просто фантастика.
Далее встреча с представителями университета (Stellan Marklund) в городе Умио, в частности химико-биологического факультета. Несмотря на то, что у них много партнеров в промышленности, по утверждению наших собеседников, они полностью финансируются из бюджета (5 миллионов евро в год), поэтому достаточно свободны в направлениях исследований. Естественно, что все северные университеты сотрудничают и делятся результатами. Вся программа исследований по использованию древесины носит название Bio4Energy. На мой вопрос, что означает цифра 4, ответ был прост: созвучие произношения на английском цифры 4 и предлога «для» использовали с целью привлечь внимание. Направление исследований похожее: использование древесины и ее отходов для получения биотоплив, генерации энергии, развития так называемой «зеленой» химии и, конечно, новых технологий производства бумаги. Было сказано, что идет работа над наноцеллюлезой и что у этого продукта большое будущее. Отдельно нас познакомили с работой лаборатории Biomass Technology & Chemistry. Всего 15 сотрудников, 7 докторов, один доцент, технические работники и постоянно до трех студентов. Направления исследований: химический анализ биомасс, анализ состава в режимах on-line, at line, off line, спектральный анализ, анализ параметров прессования биомасс и анализ параметров древесных пеллет. Все полки и подоконники комнаты переговоров были завалены колбами с пеллетами разных форм и размеров. Исследуют особенности исходных материалов при производстве пеллет, особенности влияния оборудования на технологию, особенности хранения и оценка качества. Кроме этого занимаются подбором и выращиванием специальных трав (например, reed canary grass) с большой скоростью роста и биомассой (за год 2-2,5 метра), которую в сухом виде используют для производства пеллет.
Выступил перед нами специалист местной энергетической компании UMEA ENERGI. Компания полностью принадлежит муниципалитету, имеет пять сфер деятельности: выработку электроэнергии; тепла; содержание и развитие электрических сетей; услуги связи и возобновляемые источники энергии (ветровые и солнечные). Интересно было слушать, как нас убеждали шведы в том, что централизованное теплоснабжение гораздо эффективнее распределенного. Нам показывали фотографии городка шестидесятых годов прошлого века и современные. Раньше дыма было много, сейчас его нет совсем. Для нас, привыкших к такой централизованной системе теплоснабжения, все выглядело достаточно наивно. В производстве тепла, в качестве топлива используются 43% отсортированных бытовых отходов, 31% биотоплив и торфа, остальное традиционное. Тепловая мощность муниципальной ТЭЦ – 126 МВт, электрическая – 35 МВт. Среднее расстояние транспортировки биотоплива и отходов 80 километров, стоимость топлива – 2 евроцента/КВт час.
В Стокгольме мы встретились с одним из руководителей компании AB TORKAPPARATER (Ulf G. Boiner). Компания занимается разработкой и производством оборудования для всего цикла газогенераторных установок: подготовка сырья – газификация — использование – удаление остатков. В настоящее время основное внимание посвящается разработке технологии и оборудования «тарификации», что по сути дела означает углеобразование (превращение биомасс в качественный уголь). Компания в следующем году запустит завод с достаточно большой мощностью, где будут использованы уникальные собственные разработки, о которых пока они не говорят.
На следующий день была встреча руководством Шведской Королевской инженерной академии, в частности с господином Bengt A Molleryd, исполнительным секретарем отделения Технической политики и Управления исследованиями. Договорились о начале сотрудничества, создании специальной объединенной комиссии.
Вот и все. Какие выводы. Их немного. Несомненно в условиях Швеции биотопливо на основе древесной (растительной) массы в определенных условиях эффективно, обеспечивает самодостаточность и стабильность энергетического снабжения отдельных предприятий и территорий. Точно такие же выводы будут справедливы для определенных регионов России, во многом похожих на северные районы Швеции (также много леса, есть лесотехническая промышленность с большим количеством отходов). Однако в Швеции для того, чтобы такая энергетика была рентабельной и эффективной проводятся системные научные исследования в тесном контакте университетов и промышленности при целевой и достаточной поддержке Правительства. Без такой схемы хороших результатов не достигнуть. Это необходимо осознать российским политикам, много говорящим в последнее время об энергоэффективности и «зеленой» энергетике.