Организация производства эффективной теплоизоляционной продукции в Кузбассе

В подпрограмме «Энергосбережение на территории Кемеровской области на 2004 год» выделяются приоритетные направления: учет потребляемой энергии, повышение к.п.д. энергетических установок, внедрение эффективных нетрадиционных источников энергии и т.д. Все эти направления важны, но не решают проблему в корне, так как упускается самое главное – снижение энергопотерь за счет внедрения эффективной теплоизоляции зданий, сооружений, оборудования и трубопроводов.

При эксплуатации жилых и производственных зданий в Кузбассе, потери тепла составляют около 30% годового потребления первичных топливно–энергетических ресурсов. Через стены жилых помещений теряется до 45% тепла, через оконные и дверные проемы – 33%, через чердаки и полы – 22%. Значительное количество первичных энергоресурсов теряется также в промышленности из–за неэффективной теплоизоляции установок, оборудования и трубопроводов. Даже на вновь построенные здания расходуют на нужды отопления в среднем около 500 кВт·ч/(кв.м^.год). Аналогичный показатель в Германии – 250 кВт·ч/(кв.м^.год), в Швеции и Финляндии – 135 кВт·ч/(кв.м^.год).

Такой большой расход энергоресурсов объясняется, в первую очередь, низким термическим сопротивлением ограждающих конструкций и сооружений и их низким качеством. Опыт европейских стран, которые фундаментально решали проблему энергосбережения в 60–70-х годах прошлого века, показывает, что 80%  всех инвестиционных средств на решение проблем теплосбережения направлялось на снижение потерь за счет внедрения эффективной теплоизоляции.

При введенных СНиПом «Строительная теплотехника» повышенных требованиях к теплозащите ограждающих конструкций, использование только традиционных материалов (кирпич, ячеистый бетон и подобные им материалы с объемным весом 1000–600 кг/куб.м) технически нереализуемо и экономически нецелесообразно. Расчеты и проектные проработки показывают, что наружные стены сплошной (однородной) конструкции, в том числе легкобетонные, кирпичные, деревянные и из ячеистого бетона, не удовлетворяют теплотехническим и экономическим критериям. Независимо от основного материала стен их конструкция должна быть слоистой с использованием эффективного утеплителя для теплозащиты. Эффективным может считаться утеплитель, теплопроводность которого не превышает 0,09 Вт/(м·К). В современных условиях требуется применение высокоэффективных долговечных теплоизоляционных материалов при сочетании низкой плотности (менее 200 кг/м³) и низкой теплопроводности, экологически безвредных, технологичных в применении и пожаробезопасных.

Для решения этой проблемы нужны эффективные теплоизоляционные материалы не в виде полуфабрикатов (вата и волокно), а в виде готовой к применению высокотехнологичной конечной продукции в виде плит, скорлуп для изоляции трубопроводов, уже технологически встроенных в строительные системы.

Выход из данного положения один – применение новых высокоэффективных теплоизоляционных материалов. Рынок этих материалов в Сибири очень перспективен, особенно если учесть, что их производство организовано плохо, очень мало выпускается жестких крупноразмерных теплоизоляционных плит на базе различного сырья, а теплоизоляционные скорлупы для изоляции трубопроводов практически не производятся совсем.

Однако ситуация с ними является весьма непростой. С одной стороны, ужесточение требований к ограждающим конструкциям и заказчики, вполне справедливо не желающие отапливать наружный воздух, обязывают использовать теплоизоляционные материалы с низким коэффициентом теплопроводности. А с другой стороны, реальный рынок этих материалов практически ограничен всего тремя типами таких изделий: пенопластами (главным образом, пенополистиролом), газобетонами и минераловатными изделиями. При этом номенклатура материалов и их качество не соответствуют современным требованиям.

Практически, из имеющихся на российском рынке теплоизоляционных изделий, всем требованиям потребителей и новых СНиП на сегодняшний день удовлетворяют только два вида материалов: изделия на основе волокон из горных пород (главным образом, базальтов и диабазов) и экструзионный пенополистирол.

Мировая практика применения и массового производства теплоизоляционных материалов показывает, что дальнейшее направление развития этой отрасли – это производство и применение экологически чистых, долговечных, технологичных в применении, прочных и эффективных теплоизоляционных материалов на неорганической основе, то есть материалов на основе волокон горных пород.

В настоящее время теплоизоляционные материалы и изделия из минеральной ваты составляют около 70% объема общего количества выпускаемых в мире теплоизоляционных материалов. Факторами, определяющими преобладание минеральной ваты, являются ее более низкая по сравнению с пенопластами стоимость, а также невозгораемость при необходимых теплотехнических свойствах, доступность сырья, освоенность производства, водо- и теплостойкость.

Российские минераловатные теплоизоляционные изделия в значительной степени не удовлетворяют требованиям строительства. Они имеют недостаточные прочностные характеристики при значительной плотности, высокую влагоёмкость, осыпаются и интенсивно повреждаются в процессе транспортировки, монтажа и эксплуатации. Низкий модуль кислотности и, соответственно, высокая коррозионная активность к листовому металлу наряду с невысокими физико–механическими показателями минераловатных утеплителей (в первую очередь, жестких плит) ведет к снижению теплозащитных свойств ограждающих конструкций, сокращению срока их службы и ограничению сферы их применения.

Причины такого положения кроются как в невысоком качестве сырья для производства минераловатных изделий, так и в отсталости технологического процесса их производства. Отечественная минераловатная промышленность вместо горных пород использует в основном доменные шлаки, 63% которых весьма низкого качества, в то время как высокое качество минераловатных изделий за рубежом достигается прежде всего оптимизацией состава сырья и совершенствованием основных технологических процессов.

Российские технологии и оборудование по производству теплоизоляционной продукции на данном этапе значительно отстают от мирового уровня развития отрасли. Основные причины такого отставания не связаны с получением качественных материалов, а лежат в экономической плоскости и связаны с эффективностью организации производственных процессов и параметрами работы оборудования.

Следующие обстоятельства не позволяют нашим материалам на основе минеральных волокон занять достойное место на массовом рынке строительной теплоизоляции:

Чрезвычайно низкая производительность
Максимально достигнутая производительность получения волокна фильерно–дутьевым способом составляет 200 кг/ч (производительность печей зарубежных конструкций составляет 1500…2500 кг/ч).

Высокое энергопотребление
Узким местом сегодняшних российских технологий является эффективность работы плавильных агрегатов. По данным ОАО «Теплопроект» (Москва), средний расход энергии при плавлении базальта в России составляет 15 МДж/кг. Для сравнения: в странах Европы эта величина менее 10 МДж/кг, в некоторых проспектах компания "Rockwool" заявляет удельный расход 3,6 МДж/кг. Понятно, что расход энергии при производстве минеральной ваты лежит в основе оценки ее эффективности при использовании в качестве теплоизоляции в изделии и определяет экономическую эффективность производства.

Отсутствие эффективной технологии и оборудования для производства конечной продукции из полуфабриката – базальтового волокна
Практически на российском оборудовании освоено только производство прошивных матов. Рынок же требует плит различной плотности и скорлуп для изоляции трубопроводов.

Разработанные, внедренные и внедряемые на многих предприятиях в России отечественные технологии и оборудование для получения базальтового волокна позволяют получать продукт очень высокого качества, не имеющий аналогов в Европе. Беда только в том, что массовый рынок теплоизоляционных материалов не требует волокон такого качества. Этот рынок готов потреблять продукцию конкурентоспособного качества и стоимости.

К сожалению, высокая стоимость в совокупности с отсутствием технологичной в применении конечной продукции в виде мягких, полужестких и жестких плит, скорлуп и формованных изделий делает эти технологии и оборудование бесперспективными на рынке массовой теплоизоляции.

В итоге получается следующая картина: теплоизоляционные маты из длинного супертонкого базальтового волокна отечественного производства не имеют аналогов по качеству и техническим характеристикам в Европе, но теплоизоляционные плиты отечественные строители покупают у фирмы "Rockwool".

Все сказанное выше относится и к кузбасским производителям базальтовой теплоизоляции – ООО «Машиностроительный завод БАСК» и ООО «Черниговский базальт». Эти предприятия работают на лучшем в стране базальтовом щебне, которым пока еще в основном отсыпают дороги, но на используемом ими оборудовании и при традиционной технологии невозможно получить конкурентоспособную продукцию.

Практически вся технологичная конечная продукция на основе базальтового волокна (панели, мягкие маты с различными видами покрытий, скорлупы для теплоизоляции трубопроводов) в России производится на импортном оборудовании.

Основные зарубежные производители базальтовой теплоизоляции, разработчики технологии и поставщики оборудования (Италия и Швеция) хорошо известны, и почти все они уже проявляют активность на российском рынке.

Концерном "Rockwool" построен и пущен в эксплуатацию завод по производству базальтовой теплоизоляции в городе Железнодорожный Московской области. Второй такой же завод большой мощности (50 тыс. т продукции в год) на основе базальтового волокна концерн строит и планирует пустить в эксплуатацию в 2005 году в городе Выборг Ленинградской области.

Завод по производству волокна и плит построен и действует в СП «Фирма «Изорок», пос. Строитель Тамбовской области, со 100% немецким и австрийским капиталом. Оборудование и технология поставлены шведской фирмой "Jungers Verkstads AB".

В 2003 году в ОАО «Флайдерер–Чудово», город Чудово Нижегородской области, вдобавок к уже действующим производствам теплоизоляционных изделий на основе стекловолокна, создано базальтовое производство с участием "Saint Gobin Isover".

В Челябинске, в ОАО «АКСИ» (теперь – «Технониколь»), с 1999 года действует итальянская автоматическая линия производства панелей “Teching”. Там же бывшими собственниками «АКСИ» строится завод на итальянской технологии и оборудовании с проектной мощностью 289 тыс. куб.м теплоизоляции в год. Объем инвестиций в строительство и запуск производства оценивается в 18 млн. евро.

ОАО «Термостепс» на своих заводах в Самаре и Волгограде запустило коксогазовые печи отечественного производства в комплекте с итальянскими автоматическими линиями производства панелей и планирует начать строительство завода большой мощности на Дальнем Востоке.

Даже для Томской области, которая не имеет сырьевой базы и наверняка планирует работать на кузбасских базальтах и диабазах, в настоящее время институт «УралНИИстромпроект» (Челябинск) ведёт разработку ТЭО строительства завода базальтовой теплоизоляции мощностью 520 тыс. куб.м в год на комплектном итальянском оборудовании и технологии.

Несмотря на высокие цены, ведущие предприятия Кузбасса (например, заводы легких строительных и резервуарных конструкций из Новокузнецка) вынуждены прилагать серьезные усилия для закупок достаточного количества качественной базальтовой теплоизоляции с заводов европейской части России и даже из–за рубежа (Польша, Словакия).

Недостаточное присутствие такой продукции на сибирских рынках объясняется тем, что, несмотря на уже введенные и вводимые мощности, существует неудовлетворенный спрос в европейских регионах России. Реализация продукции этих предприятий расписана на 3 месяца вперед.

Существует большое количество положительных моментов и предпосылок для организации крупного завода по производству базальтового волокна и теплоизоляционных изделий на его основе в Кузбассе:

сырьевая база –  в Кузбассе эксплуатируются три крупных месторождения качественных базальтов, диабазов и габбро (Васильевское, Крапивинское, Яйское). Есть еще несколько разведанных, но неэксплуатируемых месторождений;

дефицит отечественной продукции – в настоящее время порядка 80% неудовлетворенного спроса на рынке закрывается путем завоза эффективных теплоизоляционных материалов, производимых на заводах с западными технологиями и оборудованием в Европейской части России и за рубежом. Дефицит необходимых производственных мощностей по выпуску теплоизоляционной продукции на рынке Сибирского федерального округа составляет порядка 150 тыс. т продукции в год;

географическое положение – Кузбасс располагается в географическом центре предполагаемого рынка распределения продукции с радиусом 400–500 километров (Сибирский федеральный округ и Северный Казахстан);

экономический рост и стабильное развитие региона в последние годы создают хорошие предпосылки для роста объёмов промышленного и гражданского строительства, что потребует значительного увеличения объемов производства теплоизоляционной продукции.

Автором выполнены исследование рынка, анализ технических, технологических и экономических аспектов и предварительные расчеты экономической эффективности инвестиционного проекта по созданию завода средней мощности (10000 т/год) по производству базальтовой изоляции в виде плит и скорлуп различной плотности на западной технологии и оборудовании. Стоимость оборудования – 4–5 млн. евро. Объем инвестиционных затрат может быть существенно снижен при организации изготовления большей части оборудования на машиностроительных заводах Кузбасса, что также позволит загрузить простаивающие мощности таких заводов не менее чем  на год.

Реальная себестоимость производства 1 куб.м плиты плотностью 100 кг/куб.м в сегодняшних условиях составляет 850 рублей. Сложившиеся рыночные цены на плиты планируемого качества в регионе – 3200…3300 рублей за 1 куб.м. Срок окупаемости такого завода составит 1,5…2 года.

Таким образом, справедлив вопрос: какие же недостатки есть у базальтовой теплоизоляции, если ее до сих пор не производит в достаточных количествах промышленность? Да, недостатки есть, но заключаются они не в эксплуатационных характеристиках, а в технологии изготовления и законах, регламентирующих строительство и эксплуатацию строений.

Принципиально нельзя создать массовое конкурентоспособное производство базальтовой теплоизоляции в полукустарных условиях, как это принято сейчас,например, для получаемого фильерно–дутьевым и дутьевым способами БСТВ, полистирола, пенопласта карбамидоформальдегидного и т.д. с объемами инвестиций в 100…150 тыс. долларов и небольшими мощностями. Это серьезная задача, требующая значительных инвестиций, и решать ее необходимо на уровне и при поддержке региональных властей.

Кемеровская область обладает самым высоким промышленным потенциалом и потребностью в теплоизоляционных материалах среди всех других регионов Сибирского федерального округа и имеет все предпосылки для создания крупного производства теплоизоляционных изделий на основе базальтового волокна.

Подводя итоги, можно заключить, что альтернативы использованию базальтовой теплоизоляции в строительстве просто не существует, если мы хотим в будущем строить недорогое, энергосберегающее, безопасное и долговечное жилье. В странах с аналогичным климатом, где вопросы экономии тепла особенно актуальны, уже много лет используют базальтовую теплоизоляцию. Этот материал раньше или позже придётся использовать в строительстве – альтернативы просто нет. И вопрос стоит сегодня только так: будет материал импортный или отечественный, будем мы сами производить такую продукцию в Кузбассе или будем завозить из европейской части страны или из Томской области продукцию, изготовленную из кузбасского сырья?