Древесная биомасса каскадное использование

Древесная биомасса каскадное использование

Каскадное использование древесной биомассы логично рассматривать как ресурсосберегающее использование биомассы в экономике замкнутого цикла. Сектор лесной древесины традиционно включает промышленность производства древесных материалов (изделий), которые чётко идентифицируются как полученные из древесины. Сюда же относят целлюлозно-бумажное производство и перерабатывающую промышленность, интегрированные биоперерабатывающие заводы. Благодаря технологическим инновациям, древесная биомасса открывает пути производства новых материалов, химикатов, топлива, заменяя ископаемые ресурсы, избегая выбросов парниковых газов.

Принципы каскадного использования древесной биомассы

Все каскадные решения, способствующие наибольшей экономической добавленной стоимости, должны учитывать влияние этих решений на два других столпа устойчивого развития:

  1. Социальный аспект.
  2. Экологический аспект.

Здесь принцип устойчивости означает балансирование экономических, социальных, экологических аспектов, рассматриваемых с точки зрения долгосрочной перспективы и межпоколенческой перспективы.

Предположение, что каскадное использование древесной биомассы всегда уместно, может ввести в заблуждение. Важно помнить, что реализация такого использования должна оптимизировать синергию между каскадным использованием биомассы и внешними эффектами. Должен учитываться каждый конкретный случай:

  • выбросы,
  • ущерб окружающей среде,
  • утрата биоразнообразия,
  • другие последствия.

Каскадное использование древесной биомассы может стать инструментом поддержки перехода к низкоуглеродной экономике. При использовании древесной биомассы в качестве материала полного жизненного цикла, углекислый газ не выбрасывается в атмосферу.

Кроме того, каскадирование биомассы увеличивает доступность возобновляемых материалов, которые могут заменить продукты на основе ископаемых ресурсов, такие как биоразлагаемые пластмассы биологического происхождения или современные виды биотоплива.

Максимизация эффективности обработки материалов, а также производства и распределения тепла и электричества также минимизирует общие выбросы. Сортировка и переработка древесных отходов снижает выбросы за счёт возврата материала в ресурсы биомассы и сокращения количества сжигаемых или закапываемых отходов. Это каскадное использование в работе.

Когда никакое другое использование древесной биомассы не является экономически целесообразным или экологически приемлемым, рекуперация энергии снижает производство энергии из невозобновляемых источников.

Строительство с применением древесины

Промышленная сборка, использование древесных продуктов высокой степени обработки и растущая стандартизация деревянного строительства, в настоящее время позволяют строить высотные и долговечные здания. При этом здания допустимо строить на основе древесины более низкого качества. Такой метод строительства способствует уменьшению выбросов во многих отношениях:

  • древесина, используемая для строительства, сохраняет CO2 в полном жизненном цикле здания и легко перерабатывается после надлежащего демонтажа;
  • дерево выступает одним из самых лёгких строительных материалов, чем снижается потребность в фундаменте, экономится топливо и снижаются выбросы при транспортировке материалов;
  • дома из дерева имеют хорошие энергетические характеристики.

Благодаря изобретению новых стандартизированных продуктов, наделённых предсказуемыми свойствами (кросс-клееный брус, клееный шпон, клееный брус), а также усовершенствованным методам сборки, теперь доступно строить более крупные и прочные деревянные конструкции.

Сборные строительные элементы — изделия из древесины высокой степени обработки, могут производиться в качестве дополнительной деятельности лесопильных заводов и в соответствии с указаниями архитекторов.

Древесная биомасса каскадное использование + промотходы
Промышленные древесные отходы как сырьё для производства новых строительных материалов

Древесные изделия высокой степени обработки – структурно более прочные, чем традиционные пиломатериалы, подходящие для модульного строительства – часто могут быть изготовлены из низкокачественной мелкоразмерной древесины пород.

Изделия из древесины с высокой степенью обработки, как правило, требуют меньшего количества строительных рабочих и улучшают гигиену труда и безопасность (например, благодаря уменьшению количества пыли). Модульные деревянные здания намного легче сносить и применять к древесине вторичную обработку, тем самым дольше сохраняя в цикле материалов.

Экологические преимущества использования древесины в строительстве также важны:

  • более длительное хранение углерода,
  • меньший вес,
  • меньшая потребность в топливе для транспорта,
  • меньшая потребность в фундаменте,
  • хорошие акустические свойства,
  • хорошая энергоэффективность,
  • рециркуляция или биоразлагаемость в конце срока службы.

Большое влияние на развитие деревянного строительства оказали также достижения во многих областях, включая производство клея, нетоксичную обработку, технологии обработки и оценки качества.

Эффективность использования древесного сырья

Чтобы максимально повысить эффективность использования сырья, основное внимание следует уделять использованию древесной биомассы в материальном цикле до тех пор, пока это экономически целесообразно и технически возможно.

Подход, основанный на эффективности использования сырья, позволяет упростить реализацию иерархии отходов, которая включает предотвращение образования отходов, повторное использование, переработку, а также рекуперацию энергии и захоронение отходов.

Инновации направлены на более эффективное использование ресурсов, а новые технологии могут привести к лучшему обращению с ресурсами, что с самого начала приведёт к меньшему количеству побочных продуктов и меньшему количеству отходов. Не исключаются новые применения для побочных продуктов с более высокой эффективностью и добавленной стоимости, чем предшествующие продукты.

Однако следует принять во внимание, что уже существует много известных применений побочных продуктов, которые имеют смысл, как с экономической, так и с экологической точки зрения. Например, в секторе древесно-стружечных плит в качестве важнейшего сырья для широкого спектра продукции используется не только мелкий деловой круглый лес, но также щепа, опилки, рекуперированная древесина.

Современные биоперерабатывающие заводы способны производить разнообразные продукты практически из всех частей деревьев, в том числе из тех частей, которые ранее считались отходами, поскольку трудно поддавались переработке. Однако некоторые продукты, которые можно получить из этих остатков, имеют высокую рыночную стоимость.

Инновации использования древесной биомассы

Наиболее важные инновации в лесопильном секторе связаны с технологическим прогрессом, который ведет к оптимизации использования древесной биомассы и к новым методам нетоксичной обработки древесины. Точно так же передовая технология сортировки переработанной древесины позволяет нарастить производство древесных плит.

Лесной сектор является капиталоёмким, имеет длительный инвестиционный цикл. Таким образом, инновации для поиска лучших решений также означают поиск наилучших способов. Эти способы являются устойчивыми и обеспечивают долгосрочную окупаемость инвестиций.

Древесная биомасса каскадное использование + лесная древесина
Лесная древесина — продукт производства огромного промышленного сектора экономики

Следует вспомнить принцип циркулярной экономики, который состоит в том, чтобы поддерживать в обороте каждый поток древесной биомассы, используемый в различных ресурсоэффективных применениях в соответствии с предыдущим принципом. Надлежащая нормативно-правовая база в отношении инноваций, внедрения технологий, инвестиций является ключом к достижению прогресса в использовании древесной биомассы в замкнутом цикле.

Материалы и изделия, которые были разработаны с учетом дальнейшего возможного использования, легче перерабатывать в конце срока службы. Мышление жизненного цикла включает рассмотрение момента использования древесины, техники обработки и сочетания применяемых материалов.

Новые древесные продукты и новые рынки

Поиск новых экономических приложений с высокой добавленной стоимостью теперь является частью деятельности предприятий, работающих на биомассе. Высокие темпы инвестиций в исследования и поддержание гибкости производства являются одними из факторов успеха в этом секторе.

Здесь важны меры по увеличению масштабов инноваций. Это включает в себя разработку соответствующих стандартов, обеспечение наличия финансирования и сотрудничества. Во многих случаях новые продукты на основе древесной биомассы могут быть конкурентоспособными с точки зрения функциональности, но не стоимости. Экономия от масштаба также необходима для достижения ценовой конкурентоспособности.

Сегодня прогресс наблюдается во всех цепочках создания стоимости:

  • деревообрабатывающая промышленность,
  • производство целлюлозы,
  • изготовление бумаги и картона.

Древесная биомасса может быть переработана для получения тех же основных химических элементов, что производятся из нефти. Однако эта биомасса также может быть переработана для получения новых, более безопасных для окружающей среды основных элементов или полностью инновационных основных элементов. Таковые могут быть использованы, к примеру, для производства лекарственных средств.

Древесная биомасса каскадное использование — выводы

Энергетическое использование биомассы – как термической, так и анаэробной в биогазовых установках и для производства биотоплива – увеличится из-за увеличения потока биоотходов. Это отмечается в результате роста потребления, а также ужесточения правил обращения с отходами, которые постепенно предотвращают захоронение. Это решение также соответствует идее экономики замкнутого цикла.

Энергетическое использование отходов древесной биомассы даёт ощутимые экологические преимущества, связанные с уменьшением количества хранимых отходов, а также экономические выгоды, возникающие в результате экономии все меньших ресурсов ископаемого топлива.

Рекуперация и продажа энергии из отходов, содержащих биоразлагаемую фракцию, может давать дополнительные эффекты в виде включения частично или полностью в энергию, поступающую из возобновляемых источников.

Сельскохозяйственная биомасса будет продолжать играть важную роль в удовлетворении спроса на сырьё. Крайне важно, чтобы не было конкуренции за сырьё между энергетикой и сельским хозяйством, агропродовольственной промышленностью и перерабатывающей промышленностью. Кроме того, биомассу следует использовать как можно ближе к месту происхождения, чтобы транспортировка и связанные с этим затраты не оказывали негативного влияния на экологический и экономический эффект.

Энергетический сектор должен, в частности, использовать отработанную биомассу (несельскохозяйственного назначения), которая не используется в других отраслях экономики. То есть отходы:

  • биоразлагаемые бытовые,
  • лесного хозяйства,
  • домашнего хозяйства,
  • агропродовольственной или перерабатывающей промышленности (мебель, бумага и т. д.).

Высокий потенциал содержится в осадке сточных вод, промышленных отходах, определяемых законом как опасные (включая медицинские отходы) и бытовых отходах. Этот процесс должен осуществляться в соответствии с принципом иерархического обращения с отходами. То есть биомасса должна быть переработана в первую очередь, а если это невозможно, должна быть восстановлена и утилизирована, что позволяет рационально обращаться с биоразлагаемой фракцией.

Между тем, политика по минимизации изменения климата требует анализа всех выгод и рисков, чтобы реализация не мешала развитию других видов использования древесины и не ставила под угрозу деревообрабатывающую и целлюлозно-бумажную промышленность.


При помощи информации: Cordis