В России ведущим научным экспертом по биоэнергетике является д.т.н. Евгений Семёнович Панцхава (1938 г.р.). В многочисленных монографиях (например, [1, 2]) и в своих статьях он исследует комплекс вопросов по биоэнергетике с использованием как первичных (древесина, биогаз и пр.), так и вторичных биотоплив (спирты, биодизель, этанол и пр.).

Под термином «биоэнергетика» в Федеральном законе от 21 февраля 2013 года №35-ФЗ «Об электроэнергетике» (в редакции от 29 декабря 2017 года) [3] понимается электрогенерация на основе использования биомассы, отходов производства и потребления, а также биогаза, свалочного и шахтного газов. В России опубликовано большое количество работ по оценке ресурсной базы биомассы страны. Е. С. Панцхава в книге «Электростанции на биотопливе» [1] приводит следующие цифры ежегодных органических отходов: лесопереработка — 70 млн тонн; сельское хозяйство — 200 млн тонн, в том числе растениеводство — 126 млн тонн, животноводство и птицеводство — 66,5 млн тонн; городские твёрдые бытовые отходы (ТБО) — 16 млн тонн; осадки городских канализационных очистных сооружений — 4,9 млн тонн (рис. 1).


Рис. 1. Ресурсная база биомассы Российской Федерации

На 1 июля 2021 года, по данным Ассоциации «НП Совет рынка», выработка электрической энергии за 2020 год на основе биомассы и её отходов составила 39 ГВт·ч/год, биогаза — 25 ГВт·ч/год, свалочного газа — 1,15 ГВт·ч/год. Всего электрогенерация на БиоЭС составила 65,2 ГВт·ч/год (рис. 2). Примером является БиоЭС «Белый ручей» в Вологодской области, работающая на отходах древесины, электрической и тепловой мощностью 6 и 49 МВт, соответственно. Две БиоЭС (каждая по 6 МВт) на лузге подсолнечника работают в городах Морозовске и Миллерово Ростовской области. БиоЭС «Байцуры» в селе Грузкое Белгородской области, работающая на биогазе, имеет мощность 1 МВт. На полигоне ТБО в посёлке Новый Свет Ленинградской области построена БиоЭС на свалочном газе [4].


Рис. 2. Выработка электроэнергии на БиоЭС России на основе биомассы

Следует отметить, что по теплогенерации на основе использования биоэнергетических ресурсов в Российской Федерации достоверная статистика отсутствует. Не разработаны меры государственного стимулирования. В нашей стране в наибольших объёмах для теплоснабжения используется древесина и отходы её переработки. За 2019 год было заготовлено и использовано 14 млн м³ дров разных пород [5], что, по осреднённой оценке, составило 9 млн тонн, а в тепловом эквиваленте 25 тыс. ГВт·ч/год при КПД котлов около 60%. Помимо дров в теплоснабжении применяются также топливная щепа, топливные брикеты и пеллеты (топливные гранулы). Топливная щепа в России не получила широкого использования.

В нашей стране освоено крупномасштабное производство топливных брикетов и пеллет. При годовом выпуске топливных брикетов за 2019 год в объёме 450 тыс. тонн их российское потребление оценивается в статье [6] в 230 тыс. тонн, что в тепловом эквиваленте составило 645 ГВт·ч/год при КПД котлов около 70%. Годовое производство пеллет в 2019 году составляло 1,9 млн тонн, а их внутреннее потребление не превышало 5%, то есть 95 тыс. тонн [7], что соответствует 76 ГВт·ч/год при КПД котлов 80%.

На рис. 3 представлены значения выработки тепловой энергии при сжигании биомассы в 2020 году.


Рис. 3. Выработка тепловой энергии при сжигании биомассы в России

Самые мощные котельные на древесных отходах эксплуатируются в посёлке Ветлужный Костромской области (96 МВт), а также в деревне Подберезье Новгородской области (85,5 МВт). Большое число дровяных котельных работает в Архангельской области — 420 шт. с общей тепловой мощностью 1,11 ГВт (37% тепловой мощности всех котельных области). В этом же регионе в деревне Катунино работает самая мощная российская пеллетная котельная (20 МВт).

Практически во всех регионах массовой лесозаготовки значительное число отопительных котельных работают на дровах и дровяных отходах. Следует также отметить успешную работу котельной на древесной коре в посёлке Импилахти в Республике Карелия. Технологии сжигания в котлах дров и древесных отходов в России разработаны в Центральном котлотурбинном институте (ЦКТИ им. И. И. Ползунова, город Санкт-Петербург), во Всероссийском теплотехническом институте (ВТИ, город Москва). В 2021 году десятки отечественных заводов серийно производили котлы, работающие на дровах и пеллетах.

Выводы

С учётом изложенного можно сделать следующие выводы. При отсутствии государственной поддержки, в том числе по новой программе «ДПМ ВИЭ 2.0″, утверждённой Правительством РФ в 2021 году (до 2035 года) [8], выработка электрической энергии БиоЭС в 2020 году составила 65,2 ГВт·ч/год, в том числе на основе биомассы и её отходов — 39,03 ГВт·ч/год, биогаза — 25,06 ГВт·ч/год, свалочного газа — 1,15 ГВт·ч/год. Выработка тепловой энергии на основе биомассы в 2019 году составила 25721 ГВт·ч/год, в том числе при сжигании дров — 25 тыс. ГВт·ч/год, топливных брикетов — 645 ГВт·ч/год, пеллет — 76 ГВт·ч/год.

В России имеется многолетний опыт исследования топочных процессов сжигания дров и древесных отходов. Десятки заводов производят котлы, в том числе дровяные и пеллетные, а также пеллетные горелки. В России в настоящее время отсутствуют государственные меры по стимулированию развития теплоснабжения с использованием ВИЭ.