Юный техник, 2006 № 09

«Дерево», показывающее возможности использования древесины.

Не только для костра

Дрова в прежние времена использовали не только для бытовых нужд. Они играли важнейшую роль во многих технологических процессах, скажем, в металлургии. Уже в Древнем Египте для повышения температуры в плавильных печах использовали древесный уголь.

Большими мастерами по этой части были и россияне. Например, в XVIII веке Россия вышла на первое место в мире по выплавке чугуна, обогнав лидеров того времени — Англию и Швецию. Тому способствовало не только мастерство наших металлургов, но и качество древесного угля. Ведь для выплавки одного пуда чугуна требовалось сжечь в 3–5 раз большее количество угля.

Крупными потребителями древесины были также и солеварни, гончарные мастерские, кирпичные, стекольные, сахарные и мыловаренные заводы…

И хотя в XVIII веке промышленность начала переходить на каменный уголь, пароходы и паровозы вплоть до начала прошлого столетия работали по старинке — на дровах.

Древесное топливо выручило нашу страну и в Первую мировую войну, и в Великую Отечественную. Когда не хватало бензина, керосина и прочих нефтепродуктов, котельные, паровозные топки и печки в жилых домах опять-таки отапливались в основном дровами. На древесных чурках работали даже автомобили!

Они никогда не кончатся

И все же дрова утратили свое монопольное положение на топливном рынке еще в прошлом столетии. В последние десятилетия преимущество получили не только каменный уголь, но прежде всего нефть и природный газ. По данным эксперта правления Российского лесного научно-технического общества Д. Рохленко, ныне в мировом энергетическом балансе доля дров не превышает 3,5 %, а в России — даже 1 %.

Есть, впрочем, и теперь государства, в которых дрова и сейчас — основной вид топлива.

В странах Африки, например, на дрова идет 88 % всей заготовленной древесины, в Южной Америке — 68 %, а в Индии — свыше 90 %. Но и в промышленно развитых странах интерес к дровам может возрасти.

И тому есть причины. Рано или поздно, как полагают эксперты, дешевая нефть на Земле кончится, как и уголь, а вот древесина будет всегда. Из семечка лет за пятнадцать можно вырастить новое дерево, годное на дрова. И вообще количество древесины на Земле, как это ни удивительно, растет: общий годовой прирост в лесах планеты составляет в среднем 5,5 миллиарда кубометров, то есть примерно в 1,5 раза больше годового объема лесозаготовок. Более того, на топливо вовсе не надо изводить деловую древесину. Сейчас с успехом отрабатывают технологии эффективного использования древесных отходов — стружек, опилок, сучков, коры, даже листьев и хвои.

В Швеции, например, на таком топливе сегодня работает более 200 районных теплоцентралей. А в США количество используемых в энергетике древесных отходов увеличится в ближайшие 30 лет не меньше чем в 2,5 раза.

Внешне пресс питерцев выглядит даже элегантно.

Будущее начинается сегодня

Для удобства употребления таких отходов в ряде стран из них прессуют топливные брикеты. С некоторых пор подобное производство стали налаживать и в России. Брикеты эти удобны по форме, хорошо горят, их плотность гораздо выше, чем у исходной биомассы, да и тепла они выделяют в 1,5 раза больше.

Специалисты петербургской фирмы «Дюкон», например, предлагают потребителям пресс для опилок. После прессования под давлением в 150 атмосфер первоначальная масса уменьшается в объеме в 10 раз. Одновременно резко возрастает теплоотдача такого топлива. Как показали испытания, брикеты из опилок могут даже в 3–4 раза превосходить каменный уголь. И все же основные перспективы применения древесины в качестве топлива связаны не с брикетами и не с дровами, а с переработкой древесной биомассы в жидкое и газообразное топливо.

Так, в городе Пущино Московской области сотрудниками Института биологического приборостроения РАН создана модульно-блочная установка «Лада» по переработке углесодержащего сырья. В основу технологии, как пояснил заместитель директора В.К. Кудряшов, положен термохимический крекинг.

«Помните, еще Менделеев говорил, что топить печь нефтью все равно, что ассигнациями, — сказал он журналистам. — Примерно так же обстоит дело и отходами деревообрабатывающих, сельскохозяйственных и целлюлозных производств. Из них можно получать смолы, спирты, кислоты, сорбенты для сбора разлившейся нефти и еще множество полезных вещей».

Скажем, метанол, который имеет еще одно название — древесный спирт, производят сухой перегонкой древесины с последующей очисткой, а этанол — при помощи гидролиза. Из тонны дерева можно при этом получить до 180 литров спирта и еще ряд ценных продуктов: кормовые дрожжи, фурфурол, жидкую углекислоту, топливный лигнин…

Современный реактор для производства пара и горячей воды (печью его даже язык не поворачивается назвать).