Часть вторая. Уголь в условиях нового технологического уклада
Напомним, что в Сибири имеются гигантские запасы угля, которых хватит стране как минимум на три-четыре столетия. Как неоднократно заявляли наши ученые, было бы глупо пренебрегать этими энергоресурсами и полностью отказаться от них в угоду возобновляемой энергетике. В наше время таким отказом козыряют европейские политики, объявившие уголь «грязным топливом». К чему это приводит на практике, хорошо известно. Поэтому с нашей стороны стоило бы изучить печальный европейский опыт, вместо того, чтобы слепо ему подражать. Уголь, безусловно, продолжат использовать и впредь. Другой вопрос – каким именно образом?
На этот вопрос попытался ответить Сергей Исламов в своей книге «Частичная газификация угля».
В частности, он затрагивает тему освоения месторождений Канско-Ачинского бассейна, содержащего огромные запасы низкозольного и низкосернистого бурого угля. Данные месторождения, отмечает автор, имеют большие мощности угольных пластов (до 80 метров), позволяя добывать уголь самым дешевым открытым способом с себестоимостью 300-400 рублей за тонну. Для такой промышленной добычи доступно порядка 100 миллиардов тонн угля. Причем, действующие разрезы с огромным потенциалом увеличения мощности находятся в непосредственной близости от Транссибирской магистрали.
Как пишет Сергей Исламов, в нашей стране с 1970-х годов стратегические перспективы в области глубокой переработки угля в первую очередь связываются именно с Канско-Ачинским бассейном. Однако до сих пор существует одна проблема: освоение этого уникального бассейна сдерживается отсутствием перспективы крупномасштабного сбыта бурого угля в энергетическом секторе рынка. Чтобы было понятно: в 2015 году общий объем добычи угля в России составил примерно 373 миллиона тонн. На Канско-Ачинский бассейн приходилось только 38 миллионов тонн. То есть богатейшие месторождения до сих пор не находят должного применения.
Первая попытка крупномасштабного вовлечения здешних углей в топливно-энергетический баланс страны была предпринята еще в 1979 году, когда появилось постановление советского правительства о создании Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса (КАТЭК). Согласно планам, к 2000 году добыча в этом бассейне должна была достигнуть уровня 390 миллионов тонн в год (то есть больше сегодняшней совокупной добычи!). Для его использования была предложена весьма незамысловатая схема. Так, большую часть добытого здесь угля планировалось распределить по стране. А в самих районах добычи собирались построить по три крупнейших (именно так – крупнейших) угольных электростанции (на восточном и западном крыле Канско-Ачинского бассейна). Номинальная мощность каждой такой УТЭС должна была составить около 6,4 ГВт. При указанной мощности одна такая электростанция могла ежегодно потреблять не менее 30 миллионов тонн угля!
Автор считает фантастической удачей то обстоятельство, что эти грандиозные планы не были доведены до полного воплощения, ограничившись только строительством двух энергоблоков Березовской ГРЭС-1. По его мнению, в случае полной реализации плана воздействия на экологию привели бы к катастрофическим последствиям. Например, объемы тепловой энергии, выбрасываемой в охладительные водоемы, могли составить 500 миллионов Гкал в год. Для сравнения, годовое потребление тепловой энергии сибирского мегаполиса составляет лишь несколько процентов от указанной величины. Кроме того, учтем еще выбросы соединений серы, азота и выбросы летучей золы. Вдобавок ко всему, золоотвалы должны были прирастать со скоростью около 10 миллионов тонн в год.
С позиции сегодняшнего дня, отмечает Сергей Исламов, совершенно понятно, что такая парадигма экстенсивного использования угля не соответствует реалиям современного технологического уклада. Следовательно, указанный вариант развития КАТЭКа категорически неприемлем. Собственно, в современных условиях неприемлем и сам подход к углю как к рядовому товару, развозимому по железным дорогам на большие расстояния. Тема железнодорожных перевозок угля сама по себе достаточно емкая и болезненная, особенно в нашей стране.
Впрочем, всё это прекрасно осознавалось и в советское время, что нашло отражение в упомянутом постановлении о создании КАТЭКа. В частности, ряду министерств и ведомств поручалось проведение научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ по разработке методов комплексной переработки канско-ачинского угля в «облагороженные» твердые, жидкие и газообразные виды топлива и химическое сырье, для использования продуктов переработки в энергетике, металлургии, химии и нефтехимии. При этом акцент делался на то, что развитие данного комплекса имеет важное значение для промышленного развития Сибири и более полного удовлетворения потребностей страны в топливе.
В принципе, задача была сформулирована вполне по-современному. Однако, отмечает автор, поставленные в программе цели даже спустя десятилетия все еще остаются далекими от достижения. Фактически, с момента принятия программы в этом плане ничего не поменялось. Отпущенные на реализацию программы средства оказались довольно скромными и были просто распылены по малочисленным исследовательским коллективам. Поэтому дальше литературных обзоров и поисковых работ дело не продвинулось. Роль профильных министерств так и не вышла за рамки пассивного наблюдательного участия в программе.
По мнению автора, заявленные советским правительством программы в значительной мере оказались демонстрационной акцией в ответ на многомиллиардные программы по глубокой переработке угля, сформированные правительством США после энергетического кризиса 1973 года. Тот факт, что в нашей стране аналогичная программа получила незначительные средства, свидетельствует о скептическом отношении к самой теме переработки угля в тогдашнем советском правительстве. Как пишет Сергей Исламов, несмотря на вал НИОКР, в них сегодня трудно найти по-настоящему плодотворные идеи, способные обеспечить технологический прорыв в этом направлении. Определенные достижения, возможно, были. Однако подавляющее большинство разработок представляло собой вариации на темы хорошо известных на тот момент зарубежных технологий.
В то же время необходимо понимать, что практически все нынешние способы использования угля (сжигание в энергетических котлах, производство кускового кокса для металлургии) базируются на технологиях, относящихся ко второму технологическому укладу. В это же время мировая экономика уже приближается к исчерпанию потенциала четвертого технологического уклада. Характерным показателем этого состояния являются повышенные издержки и низкая доходность в базовых отраслях промышленности. Авангард мировой экономики, указывает Сергей Исламов, уже практически вступил в пятый индустриально-технологический уклад, базирующийся на достижениях последних десятилетий в области физики, химии и биоинженерии.
В свете сказанного затянувшийся во времени «классический угольный сценарий» задержал раскрытие потенциала новых технологий использования угля. Несмотря на это, автор уверен в том, что этот колоссальный технологический разрыв будет неизбежно преодолен. Он считает это лишь вопросом времени. По его убеждению, цивилизация не сможет развиваться дальше на базе непрерывно дорожающей тепловой энергии, электричества и стали, которые производятся с применением «архаичных» (по сути) технологий. Возможно, текущее обострение экономических проблем является серьезным сигналом, информирующим о необходимости смены технологической парадигмы в угольной промышленности и металлургии.
На этот счет автор делает одно очень важное замечание. По его убеждению, потенциал для снижения себестоимости добычи угля практически отсутствует. Отсюда следует, что для стратегического обеспечения экономической безопасности угледобывающих предприятий существует практические единственное решение – необходимо инвестировать в производство продукции с существенно повышенной добавленной стоимостью. Иначе говоря, угледобывающим компаниям необходимо выводить на рынок гораздо более дорогие товары, чем рядовой уголь. В данном случае речь не идет о полном отказе от торговли углем. Скорее, необходимо ставить вопрос о расширении ассортимента продукции с целью диверсификации и повышения экономической устойчивости предприятий.
В новых экономических условиях, считает автор, особое внимание привлекают бурые угли, добываемые в регионах с развитой инфраструктурой. Их можно как напрямую использовать в энергетике, так и с помощью определенных способов переработки превращать в эффективные заменители высокосортных углей. Последнее особенно актуально в связи с тем, что в нынешнем столетии намечается снижение качества угля и повышение доли угля, требующего обогащения. Как раз в свете указанной тенденции угли Канско-Ачинского бассейна могут иметь особую ценность в контексте их современной переработки.
Учитывая, что транспортное плечо для доставки бурого угля по Транссибирской магистрали весьма ограничено (в силу его низких теплотехнических характеристик), имеет смысл поставить вопрос о производстве на его основе так называемого «облагороженного твердого топлива». Для получения такого продукта, объясняет автор, чаще всего используются термические и окислительно-термические методы переработки. Такие технологии можно объединить в общий класс технологий термического обогащения углей низкой степени метаморфизма (то есть «недозревших» углей, к которым как раз относятся бурые угли).
Автор считает, что термическое обогащение угля будет приобретать всё большую актуальность по мере изменения структуры мирового топливного баланса в сторону снижения объемов потребления каменного угля (как по причине неуклонного снижения его качества, так и по экологическим соображениям из-за несовершенства способов его сжигания). Отсюда напрашивается целый ряд оптимальных требования к соответствующей технологии. Данные требования, подробно изложенные в представленной книге.
Отметим, что как раз на этом пути и возникла энерготехнологическая концепция «ТЕРМОКОКС», к созданию которой автор книги имеет прямое отношение. Все её тонкости понятны только специалистам. Суть же заключается в том, что эта новая концепция использования угля предполагает комбинированное производство не какого-либо одного, а двух продуктов одновременно – среднетемпературного кокса и газообразного топлива. Самое главное (по меркам сегодняшнего дня), в этой схеме единственным выбросом в окружающую среду являются продукты сгорания газового топлива. Минеральная часть угля остается в твердом продукте, поэтому совершенно отсутствуют золошлаковые отходы. И что еще очень важно: данная концепция ориентирована, прежде всего, на использование малозольных углей низкой степени метаморфизма.
В целом же концепция «ТЕРМОКОКС», по словам автора, является инновационной технологической платформой для экологически безопасного комплексного использования углей как в области производства энергетической продукции, так и специализированных видов топлива премиального класса. Переработка угля в рамках данной концепции имеет наибольшую экономическую эффективность на ближайшую и среднесрочную перспективу.
Представленная на форуме «Золотая долина-2025» книга является в этом смысле неким «стартовым зарядом» для дальнейшего развития концепции «ТЕРМОКОКС». И как указывает автор, проведенная в этом направлении конкретная работа убедительно доказывает, что разработанная технология частичной газификации угля обеспечивает переход на качественно новый уровень экономических показателей использования топлива, которое является «грязным» лишь при использовании классических (и уже устаревших) технологий сжигания и переработки.
Николай Нестеров
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии