ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Организация производства биотоплива (древесных гранул) и активированного угля методом глубокой переработки дровяной массы.

Рекомендуемая область пременения

Древесный уголь потребляют для бытовых целей (грили, камины и т.п.), на предприятиях общественного питания.
Активированный уголь рекомендован для использования в водоподготовке, очистке сточных и оборотных вод от органических соединений, нефтяных примесей, тяжелых металлов, ПАВ, флотореагентов и др. взамен углей БАУ, КАД, ДАУ, ДАК, АГ-3, УАФ и др., а также для адсорбционной и каталитической очистки технологических и дымовых газов, выбросов.
Пеллеты (класс премиум) используют в котлах и каминах для обогрева частных домов, кафе, ресторанов, небольших административных зданий и т.п.
Промышленные пеллеты имеют больший зольный остаток и используются в промышленных масштабах.

Назначение, цели и задачи проекта

Организация производства древесного березового угля, активированного угля, пеллет на основе переработки дровяной массы, сорного леса, вторичных отходов деревообработки с последующей реализацией продукции.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

В настоящее время применяется устаревшая технология производства древесного угля в цилиндрических печах, при этом в атмосферу выбрасываются  продукты пиролиза древесины, что негативно сказывается в экологическом плане. В производстве биотоплива удельный вес затрат на  выработку  тепла, используемого для производственных целей составляет существенную долю в себестоимости продукта. Цилиндрические печи отличаются высоким энергопотреблением на производство единицы продукции, следовательно себестоимость продукции выше. За один цикл производства цилиндрической печи получается в зависимости от укладки – 400-500кг. готового продукта продолжительность цикла – 2-3 дня (зависит от состояния исходного материала), т. о. в год получается до 95 тонн готовой продукции.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

ООО «Реал-Бизнес-лес» разработаны и запущены в производство пиролизные печи для  производства древесного угля газогенераторного типа с внутренней организаций конвекционных потоков, с возможностью объединения отдельных модулей в технологические блоки с системой очистки жидких и газообразных отходов производства. 95-98 %  дожиг вырабатываемых пиролизных газов позволяет снизить энергопотребление на производство единицы продукции на 40% по сравнении с цилиндрическими печами старого образца, получить более качественный продукт, снизить на 7-12 % потери при производстве древесного угля в виде осыпи, в несколько раз уменьшить выбросы ПДВ от ПДК в атмосферу. В конечном итоге, увеличивается удельный выход готовой продукции на 15-20%. При производстве биотоплива - удельный вес затрат на  выработку тепла используемые для производственных целей составляет существенную долю в себестоимости продукта. При этом при производстве древесного угля на каждую тонну продукта выделяется до 20-25 кВт тепловой энергии и при технологически увязанной утилизации тепловой энергии в производстве биотоплива можно затраты на единицу продукта  снизить на 20-25 %.

В настоящее время ООО «Реал-Бизнес-лес» подготавливаются материалы для патентной регистрации разработанных пиролизных печей для производства древесного угля.

ООО «Реал-Бизнес-лес» планирует  выход на производственную мощность не менее 3 тыс. тонн древесного угля, 5,5-6,0 тыс. тонн пеллет и 0,45 тыс. тонн активированного угля в год.

Древесный уголь производится на промышленной углевыжигательной печи. Производимый древесный уголь соответствует ГОСТу 7657-84 и применяется в металлургии при производстве чугуна, не содержащего фосфора, серы и других элементов неизбежно попадающих в металл при использовании каменно-угольного кокса. При пропускании паров серы через слой раскаленного древесного угля, получается сероуглерод СS2, используемый в производства искусственного волокна, целлофана и вискозного шинного корда. Он востребован предприятиями цветной металлургии, на производствах кристаллического кремния, ликероводочной продукции и сероуглерода, ферросплавов, карбюризаторов (при использовании технологии цементации при производстве брони), хрусталя, красок, электродов, пластмасс, на бытовых и промышленных установках по очистке воды, где используется в качестве фильтров. Используется древесный уголь и в медицине. Древесный уголь используется для производства активированного угля - самого эффективного абсорбента (поверхность 1 грамма активированного угля достигает 1000 кв. м).

Древесный уголь образуется путем сухого перегона древесины. Этот процесс называется пиролизом, который представляет собой термическое разложение древесины без доступа кислорода. В результате этого процесса получают твердые, жидкие и газообразные продукты. Твердым продуктом пиролиза является древесный уголь.

В наше время, благодаря большой теплоотдаче, отсутствию дыма и искр, древесный уголь сильно распространен в качестве топлива на предприятиях общественного питания в качестве экологически чистого топлива для каминов, барбекю, мангалов. Потребление древесного угля для бытовых целей (грили, камины и т.д.) в последнее время резко возросло и имеет тенденцию к устойчивому росту. При его горении выделяется количество теплоты равное 30-31 МДж/кг.

Одним их основных параметров качества древесного угля является массовая доля нелетучего углерода. Согласно ГОСТа 7657-84, в древесном угле высшего сорта марки А, массовая доля нелетучего углерода должна составлять не менее 90 %.

Ежегодно потребление древесного угля на внутреннем рынке России удваивается. В связи с этим производство древесного угля является перспективным, норма его рентабельности может достигать 60 %. Достоинством продукта является тот факт, что при горении не выделяется вредных веществ (смол, дегтя, метана и т.д.). Это способствует сохранению карбонового цикла, что соответствует положениям Киотского протокола.

Активированный уголь рекомендован для использования в водоподготовке, очистке сточных и оборотных вод от органических соединений, нефтяных примесей, тяжелых металлов, ПАВ, флотореагентов и др. взамен углей БАУ, КАД, ДАУ, ДАК, АГ-3, УАФ и др., а также для адсорбционной и каталитической очистки технологических и дымовых газов, выбросов.

Активированный уголь предусматривается к использованию  в хозяйственно-питьевом водоснабжении для очистки питьевой воды. В настоящее время его основными потребителями являются: металлургические предприятия, предприятия РАО ЕЭС России и Белоруссии, портовые очистные сооружения, очистные сооружения автомоек, предприятия коммунально-бытового сектора и др. Область применения активированного угля продолжает расширяться благодаря относительно низкой цене продукта.

Инновационным решением ООО «Реал-бизнес-лес» является организация производства древесных гранул (пеллет) (Рис. 1) - альтернативного экологически чистого топлива, получаемого из отходов деревообрабатывающей промышленности.

Пеллеты делятся на 2 категории:

—  для использования в частном секторе; класс премиум

—  промышленные пеллеты.

Топливные гранулы для использования в частном секторе отличаются хорошим качеством сырья, из которого они изготовлены. Содержание коры в таких гранулах не должно превышать 5-7 % от общего объема сырья. Влажность пеллет не должна превышать 10 %. Поверхность пеллет должна быть твердой и блестящей. Гарнулы высшего качества должны быть белого цвета. Такие пеллеты используют в котлах и каминах для обогрева частных домов, кафе, ресторанов, небольших административных зданий и т.п. Зольный остаток таких древесных гранул не превышает 0,5 % от объема сгораемого топлива, который может быть использован в качестве удобрения на прилегающем участке.

Промышленные пеллеты изготавливают из сырья более низкого качества. Содержание коры в таком топливе может достигать 25 %. Соответственно и зольный остаток достаточно большой - не более 3-5 %. Но для промышленных масштабов это не много. Цена таких пеллет ниже и используются они в промышленных котельных установках. Для частного сектора такое топливо не рекомендуется, т.к. это существенно увеличит размер эксплуатационных затрат.

Древесные гранулы производятся без химических закрепителей под высоким давлением. Длина древесных гранул примерно 20-50 мм, диаметр 4-10 мм.

Как вид топлива древесные гранулы рассматривают в Европе как "топливо

будущего" или как "топливо с уверенностью в будущем".

Основными преимуществами пеллет как биотоплива являются:

—  Возобновляемость. Древесные гранулы как производные от древесины являются возобновляемым сырьем.

—  Концентрация. Древесные гранулы обладают высокой энергоконцентрацией при незначительном занимаемом объеме. Кроме этого, гранулы могут перемещаться в автоматических печах и котлах, легко транспортируются и могут вдуваться на склад и транспорт.

—  Пепел. Пепел может использоваться как удобрение или незначительный мусор. Зола составляет только 1,5 % от массы топлива. Пепел убирается в современных печах и котлах раз в два года.

—  Масса. Так как гранулы обладают высокой насыпной массой, места для складирования требуется немного. Для отопления гранулами дома площадью 150 кв. м требуется только 7,5 куб. м для запаса на один год.

—  Энергозатраты. Для производства древесных гранул требуется 3  % затрат энергии. При этом у нефти эти энергозатраты составляют 10 %, а у электроэнергии - 60%.

—  Конкурентоспособность. Благодаря вышеперечисленным качествам древесные гранулы обладают высокой конкурентоспособностью по сравнению с другими видами топлива. Цены на пеллеты не зависят от скачков цен на ископаемые виды топлива и на увеличивающиеся экологические налоги. А если учитывать цену, то можно с надеждой смотреть в будущее.

Во многом благодаря Киотскому протоколу, в мире создается энергетика, использующая альтернативные экологически безопасные виды топлива. Пеллеты являются энергетически стабильным и безотходным экологическим видом топлива. Применение топливных гранул в Европе признано и поддерживается международными экологическими фондами, их применение возведено в ранг национальных приоритетов многими странами.

Теплотворность древесных гранул равна 5 кВт/час на один килограмм (!). При этом энергосодержание одного килограмма древесных гранул равно половине литра жидкого топлива (топливного дизеля).

Сравнительная диаграмма калорийности (теплоты сгорания) различных типов древесного топлива по сравнению с древесными гранулами приведена на рис. 2.

Эти качества позволяют полностью автоматизировать процесс потребления

древесных гранул, что привело к появлению нового рынка бытовых и промышленных котельных на гранулах во многих странах - особенно в США, Канаде, Великобритании, Скандинавии, Центральной Европе.

Когда в западных изданиях говорят о преимуществах древесных гранул, в первую очередь речь идет об экологии. На сегодняшний день из всех энергоемких видов топлива самым экологически чистым является пеллет. На Западе существует устоявшаяся система поощрения использования экологически чистых источников энергии. Например, за то, что семья или предприятие в Германии установит котел, работающий на топливных гранулах, государство выплачивает дотацию в размере 2500 Евро плюс 50 Евро за каждый 1 кВт котла (около 3000 Евро).

Главными экологическими достоинствами пеллет являются:

—  Уменьшение парникового эффекта. Освобождаемая углекислота (CO2) в древесных гранулах обозначается как "нейтральная". Древесина освобождает столько CO2, сколько приняла во время роста (закрытый углеродный обмен). При сгорании ископаемого горючего, напротив, освобождается углекислота, собранная за миллионы лет. А это ведет к повышению содержания CO2 в атмосфере и, следовательно, к антропогенному парниковому эффекту.

—  Уменьшение кислотных дождей    . Наряду с уменьшением выбросов углексилоты при использовании в качестве топлива древесных гранул происходит уменьшение выброса двуокиси (диоксида) серы. А это, в свою очередь, приводит к уменьшению кислотных дождей и снижению гибели леса. Используя древесину в качестве сырья, пеллет как топливо в конечном итоге бережет  леса.

—  Уменьшение риска транспортировки.     Загрязнение окружающей среды в результате катастроф, например, как пролив из пробоин в нефтеналивных танкерах, аварии на газопроводах, электростанциях, в том числе АЭС, полностью исчезают при использовании пеллетс. А опасность взрывов, аварий, пролива горючего, вредных выбросов просто минимальна по сравнению с ископаемыми видами топлива.

На рис. 3 приводится сравнительный график выброса CO2 (г/кВт/ час) в атмосферу разных отопительных систем (электрических, на легком дизеле, газовых и на древесных гранулах). Причем цифры даны с учетом выброса CO2, необходимого для получения топлива.

Например, если только одна семья из трех человек, живущая в отдельном доме, перейдет с котла, работающего на дизельном топливе, на котел с древесными гранулами, это освободит атмосферу от выбросов 5 тонн углекислоты в год, а если с газового - 2,5 тонны вредных выбросов.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Интегральныедисконтированные показатели проекта ООО «Реал-бизнес-лес»

Табл. 1

Рассчитанные интегральные показатели позволяют сделать вывод, что проект ООО «Реал-бизнес-лес» является эффективным, т.к. за период его реализации на протяжении 36 мес. сформируется чистый приведенный доход (будущий доход, приведенный к стоимости настоящего периода) от реализованной продукции на сумму 20 431 млн. руб. при средней норме рентабельности 83,5 %.

Эффективность проекта подтверждается и индексом прибыльности. Поскольку он представляет собой соотношение общей суммы дохода за весь срок реализации проекта и приведенных капитальных затрат к началу реализации проекта, то его значение не должно быть меньше 1. Как видно из табл. 1, значение данного дисконтированного показателя превышает необходимый уровень в 2 раза, что положительно характеризует рассматриваемый проект. Модифицированная внутренняя норма рентабельности имеет  значение 41,9 %, что позволяет сделать вывод о рентабельности проекта. Данный показатель можно трактовать как максимальную ставку процента, под которую фирма может привлечь заемные средства для финансирования инвестиционного проекта, причем денежный доход в течение периода реализации проекта может быть направлен на погашение суммы кредита и процентов по нему.

Дисконтированный срок окупаемости вложений составляет 25 месяцев.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Печь снабжена системой дожига вырабатываемых пиролизных газов, что позволяет:

снизить энергопотребление на производство единицы продукции на 40%;

снизить на 90% выбросы пиролизных газов в атмосферу;

увеличение производительности труда на 45%.

Снижение трудоёмкости на 30%.

Новые потребительские свойства продукции

Печь снабжена системой дожига вырабатываемых пиролизных газов.
Древесный уголь соответствует ГОСТу 7657-84

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Сырьё используемое для производства вышеуказанной продукции – отходы лесозаготовки, деревообработки, некондиционный лес, дровяная масса, санитарные вырубки, органические отходы сельского хозяйства (солома, жмых, лузга, шелуха, и т.д.), одним из больших источников сырья является отвалы лигнина возникающие в результате гидролизного производства ЦБК. Сырьё не подлежит сертификации, стандартизации.

Стадия и уровень разработки

Организовано производство древесного угля из отходов лесопиления и деревообработки. Производственная мощность предприятия составляет 60-80 тонн древесного угля в месяц. В планах в 1 квартале 2008 года начать производство биотоплива – древесных гранул (пеллет).

Предлагаемые инвестиции

30,073 млн. руб.
01.12.07 (на 36 мес.) Кредит на покрытие расходов приобретения линии для производства пеллет – 7,000 млн. руб.
01.01.07 (на 19 мес.) Собственные средства на покрытие расходов приобретения линии для производства активированного угля и пеллет – 14,521 млн. руб.
01.07.07 (на 6 мес.) Средства гос. поддержки (направляются для приобретения линии гранулирования пеллет производства фирмы «Биопресс» (Швеция), Биомаг РФ – 5,500 млн. руб.
01.01.07 (на 8 мес.) Собственные средства на приобретение производственной базы в п. Ибреси 3,052 млн. руб.

Рынки сбыта

Спрос на древесный уголь в настоящее время только в РФ составляет до 1 000 000 тонн в год, предложение в настоящее время примерно 400 000-500 000 тонн в год. Т.е. спрос не ограничен.
Биотопливо в настоящее время на 99% поставляется на экспорт в Европу.
В число потребителей производимой ООО «Реал-бизнес-лес» продукции будут входить население и розничные сети, промышленные предприятия Чувашской Республики (ООО «Повсена», ООО «Карбонфильтр», ООО «Русский топливный брикет», ликеро-водочные, пивные заводы – Чебоскарский ликероводочный завод, Марпосадский спиртзавод, Ядринский ликероводочный завод, ЗАО «Янтарь», ЗАО «Букет Чувашии», консервные заводы), а также предприятия городов Санкт-Петербург, Москва, Нижний Новгород, Украины (ЧП Линник, ПМ «РЕМО», ООО «Вiдпочинок» и др.), польская производственно-торговая фирма El-Greco. Поставки продукции планируется организовать в европейские страны (в частности, страны Балтии), где при высокой концентрации промышленных производств значимый акцент делается на экологичность производственно-технологических процессов.
Как показали результаты маркетингового анализа, в настоящее время степень обеспеченности населения древесным углем не превышает 50 %, в связи, с чем спрос имеет устойчивую тенденцию роста.
Целью ООО «Реал-бизнес-лес» в перспективе является завоевание до 20 % рынка древесного угля в Чувашской Республике и вхождение на рынки городов Санкт-Петербурга, Москва, стран Балтии в объеме 1-5 % рынка.

Возможность и эффективность импортозамещения

Продукция соответствует ГОСТу. При правильной маркетинговой политике на территории Чувашской Республики возможно эффективное импортозамещение.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

25

Дата поступления материала

16.11.2006