Использование золошлаков – экологичность энергопроизводства


ОАО «ОГК-3», стремящееся обеспечить экологичность производства, поставило задачу перейти к полной утилизации золошлаковых отходов (ЗШМ), образующихся при сжигании углей.
Давняя проблема
Попытки организовать широкое полезное применение ЗШМ – минеральной части сожженных твердых топлив – имеет достаточно длительную историю. Усилия Советского государства решить эту проблему административными методами, а Российского – рыночными не привели к сколь‑нибудь значительным успехам: утилизация ЗШМ в России была и остается на уровне 10‑15 процентов от объемов их ежегодного образования. Тем не менее эта тема по‑прежнему актуальна.
ЗШМ – самый массовый из побочных продуктов энергетики. Ежегодно в России образуется 20‑25 миллионов тонн ЗШМ, и существуют предпосылки для роста этого объема за счет увеличения доли угля в топливном балансе страны, повышения эффективности золоулавливающего оборудования, внедрения новых технологий сероочистки, связанных с образованием значительных объемов твердых отходов.
Транспортировка и захоронение такого объема ЗШМ с применением традиционных гидравлических систем имеет негативные экологические аспекты: потребление воды, занятие и загрязнение земель, образование сточных вод, влияние на грунтовые воды, потенциальное загрязнение воздуха при пылении золошлакоотвалов. Поэтому для радикального повышения уровня экологической безопасности тепловой электростанции решение проблемы утилизации ЗШМ – обязательное условие. В странах Евросоюза «наилучшим доступным методом» обращения с ЗШМ признано их полезное использование.
Имеются существенные экономические предпосылки для применения ЗШМ в многочисленных областях производственной деятельности. Говорят о более чем тысяче возможных направлений использования золы: от добычи редкоземельных элементов до производства цемента. При этом наиболее распространенные направления – это замена цемента при производстве бетонных смесей и изделий. Значительные объемы используются для заполнения отработанных шахт и карьеров.
Основной стимул для потребителей золы – разница в цене на цемент (другие природные минеральные ресурсы) и на ЗШМ. Например, исследования Алтайского государственного технического университета показали, что золы углей Харанорского и Уртуйского месторождений (сжигаются на Харанорской ГРЭС, Забайкальский край) при приготовлении бетонных растворов могут заменять до 20 процентов цемента без потерь в прочности. При этом энергетики готовы отдавать золу практически бесплатно.
Для электростанций основной движущей силой является предотвращение высокозатратных работ по наращиванию и расширению золоотвалов. Приблизительные расходы на строительные работы (без учета приобретения земли) составляют порядка 30‑70 рублей на тонну складируемой золы. Инвестиционная составляющая в затратах на отпуск золы стороннему потребителю составляет 12‑15 рублей.
Несмотря на ряд недостатков золы с точки зрения потребителей (неравномерность химических и физико-механических свойств, наличие недожога и т. п.), зарубежный опыт демонстрирует принципиальную возможность решения проблемы утилизации ЗШМ.
Мировой опыт
Страны Европейского Союза традиционно лидируют в уровне утилизации ЗШМ. Можно говорить о практически полной утилизации всех образующихся золошлаков (порядка 60 миллионов тонн в год) в государствах – старых членах ЕС, причем примерно половина из них используется для заполнения отработанных шахт и карьеров, остальное – в цементном производстве, строительстве, производстве строительных материалов, дорожном строительстве.
Китай ежегодно производит приблизительно 300 миллионов тонн золы, к 2020 году ожидается рост до 570‑610 миллионов тонн. До 1980‑х годов уровень утилизации ЗШМ оставался низким (около 10 процентов). С тех пор уровень утилизации значительно возрос. В 2002 году было утилизировано порядка 65 процентов произведенных ЗШМ. В настоящее время в Китае зола используется достаточно широко, в основном в производстве цемента, бетона, кирпичей, заполнителей для различных целей, при строительстве дорог, в качестве удобрения. Для решения проблемы недостатка сельскохозяйственных земель старые золоотвалы возвращаются в сельскохозяйственный оборот.
В Японии утилизируют 7 миллионов тонн золы в год (82 процента объема), основная часть применяется в цементной промышленности.
Индия демонстрирует, пожалуй, наиболее впечатляющий пример государственного управления утилизацией ЗШМ. Преобладающая доля угля в топливном балансе энергетики этой страны (65‑75 процентов) и его высокая зольность (около 45 процентов) – причины больших объемов образования ЗШМ. Для решения проблемы в 1994 году правительство Индии создало Миссию по проблеме летучей золы, главной задачей которой стала не разработка административных методов, а демонстрация экономической привлекательности производств, использующих ЗШМ. Результатом деятельности Миссии явился рост утилизации ЗШМ с 1,2 миллиона тонн (3 процента от объемов образования) в 1994 году до 80 миллионов тонн (50 процентов) в 2008 году. Столь быстрый рост позволил поставить цель 100‑процентной утилизации к 2017 году на уровне 225 миллионов тонн в год.
Таким образом, полезное использование ЗШМ выгодно государствам, производителям и многочисленным потенциальным потребителям ЗШМ. В чем же причина низкого уровня утилизации ЗШМ в некоторых странах, в том числе и в России?
Почему отстаем?
Исследование вопроса, проведенное в США, определило следующие барьеры для увеличения объемов утилизации ЗШМ: недостаток информации о возможных сферах использования золы; недостаток данных о воздействии золы на окружающую среду и здоровье человека; ограничительные или запрещающие нормы; предубеждения о непостоянстве количественных и качественных свойств золы; недостаточность знания технических характеристик золы для областей применения (кроме производства и замены цемента); мнение о том, что сырьевые ресурсы более доступны и дешевы; отсутствие внятной политики в отношении утилизации золы.
Как ни странно, но основное препятствие для развития рынка ЗШМ – меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды. По логике государственных органов, классификация ЗШМ в качестве отходов создает для производителей золы дополнительные стимулы для их утилизации в виде платы за размещение отходов, ведь в случае утилизации эта плата не будет начисляться.
Однако у производителей ЗШМ и без экологических платежей за размещение отходов достаточно более значимых экономических стимулов, побуждающих активно искать постоянных и надежных потребителей ЗШМ (например, расходы на наращивание и содержание золошлакоотвалов). В то же время обращение с отходами налагает и на производителей, и на потребителей ЗШМ многочисленные дополнительные обязанности и ограничения: лицензирование деятельности, санитарно-гигиеническая сертификация, административные процедуры трансграничных перемещений, особый учет перемещения, паспортизация, нормирование, получение разрешительных документов и прочее.
Учитывая сложность, длительность и перманентную недостаточную урегулированность этих процедур (появление регламентирующих документов требует разработки еще большего их количества), они являются серьезным препятствием, прежде всего, для потенциальных потребителей ЗШМ. Так как для них ЗШМ – лишь одна из альтернатив, административные препятствия существенно снижают привлекательность применения ЗШМ. Тем более что это требует изменения технологического процесса, возможно – некоторых капитальных вложений.
Очень нерационально в России решается проблема контроля санитарно-гигиенической безопасности применения ЗШМ. Дело в том, что имеются единичные месторождения углей, в которых зола, в силу природных условий формирования, накопила сравнительно высокое количество естественных радионуклидов: подавляющее большинство углей обладают таким же уровнем радионуклидов, как и обычные почвы. Месторождения, для которых характерно превышение санитарных норм, определяются еще на стадии их разведки и хорошо известны специалистам. Казалось бы, естественно проводить санитарный контроль именно здесь и именно на стадии разведки. Если золы этих углей опасны для человека, необходимо запретить разработку таких месторождений либо ввести выходной радиационный контроль для таких углей. В силу редкости данной ситуации это не окажет существенного влияния на угольный рынок.
Однако, вопреки здравому смыслу, в России проводится санитарно-гигиеническая сертификация для любых зол, которые планируется применить в качестве строительного материала, даже если превышение санитарных норм в принципе невозможно. Причем местные органы Роспотребнадзора имеют право по своему усмотрению назначить периодичность радиационного контроля золы: от каждой отправляемой партии до одного раза перед выдачей санитарно-эпидемиологического заключения. Учитывая, что контроль выполняется платно и подразделениями того же Роспотребнадзора, понятно, к чему это приводит.
Слово за государством
И отечественный, и зарубежный опыт свидетельствуют, что решение проблемы утилизации золо-шлаковых материалов – целиком в руках государственных регулирующих органов. Государство в силах применить достаточно простые и малозатратные, уже неоднократно опробованные меры по развитию рынка ЗШМ. С учетом российской специфики можно предложить, например, следующие меры.
Там, где это возможно, нужно ввести требования по обязательному применению ЗШМ для работ, выполняемых по государственному заказу или с участием государственных средств: строительства и ремонта дорог, зданий, сооружений, рекультивации нарушенных земель, ликвидации отработанных шахт и карьеров, улучшения почв. Такая мера послужила бы реальной демонстрацией государственной заинтересованности в полезном использовании отходов. Не исключено, что на первом этапе это несколько увеличит стоимость строящихся объектов за счет необходимости изменения технологии, но эта мера могла бы сыграть очень важную роль в развитии рынка ЗШМ. Кроме того, в ближайшей перспективе это будет способствовать снижению стоимости работ.
Необходимо присвоить золам всех без исключений угольных месторождений 5‑й класс опасности для окружающей среды, тем самым существенно уменьшив объем необходимых административных процедур как для производителей, так и для потребителей ЗШМ; снять требование тотальной санитарной сертификации ЗШМ.
Инвестиции в системы сбыта ЗШМ для производителей и их приема для потребителей потенциально высокорентабельны. Однако в силу неразвитости рынка ЗШМ риски для возврата инвестиций в случае изменения рыночных условий, ухода с рынка тех единичных производителей и потребителей, в расчете на которых и создавались системы сбыта и приема ЗШМ, слишком велики. Для устранения этих рисков государство могло бы страховать возвратность таких инвестиций.
Кабельная арматура, ГРЭС , Мощность, Радиация , Провод, Электростанция,
-
22.12.2020 13:23:00Поздравляем с Днем энергетика!
30250
Поздравления с Днем энергетика и Новым 2021 годом
Коллектив редакции "Энергетики и промышленности России" поздравляет всех читателей с профессиональным праздником - Днем энергетика!
Так исторически сложилось, что этот праздник ...
Кабельная арматура, Газпром, ГРЭС, ЕЭС, Изолятор, Кабель, Мощность, МРСК, ОГК, Сети, ТГК, Тепловые сети, Теплоснабжение, Трансформаторы, Турбины, ТЭЦ, Электричество, Электроэнергия, Энергия, Энергосбережение, Провод, Электростанция, Электроэнергетика, Энергетические системы, СРО
-
14.01.2015 Анастасия КЛИКАЧЕВАТехсовет – за рацпредложения
1570
На техническом совете филиала МРСК Северо-Запада «Карелэнерго» обсуждался вопрос организации рационализаторской работы на предприятии.
Кабельная арматура, МРСК, Сети, Электрические сети
14.01.2015 Анна НЕВСКАЯУкрощение рейдеров770
Совет Федерации разрабатывает законопроект, который позволит укротить земельных рейдеров.
Кабельная арматура
14.01.2015 Анна НЕВСКАЯ«Газпром» отказывается от роста755
«Газпром» планирует в 2010 году добыть 519,3 миллиарда кубометров газа, что на 12,5 процента больше, чем в 2009 году.
Кабельная арматура, Газпром, Мощность
14.01.2015 АБНАЭС намерены строить самостоятельно1011
Президент Литвы Даля Грибаускайте в Хельсинки на встрече с премьер-министром России Владимиром Путиным отклонила предложение совместно строить новую АЭС в Калининграде, чтобы компенсировать мощности закрытой по требованию Евросоюза как якобы небезопасной Игналинской АЭС. Закрытие Игналины привело к существенному дефициту электроэнергии в Литве.
СРО, АЭС, Росатом, Электроэнергия, Энергия, Кабельная арматура
14.01.2015 ИТАР-ТАССКрысы грызут провода765
В Британии причиной хаоса на железных дорогах становятся крысы. Они грызут оплетку проводов, вызывая короткие замыкания, и выводят из строя всю систему управления железнодорожным сообщением общей протяженностью более 30 тысяч километров.
СРО, Кабель, Напряжение, Кабельная арматура, Провод
-
12.05.2018 05:55:14Цифровизация: от концепции – к практическим решениям
25426
Круглый стол «Цифровые технологии в управлении энергетическими системами», организованный «Энергетикой и промышленностью России» в рамках Российского международного энергетического форума, мы стремились сориентировать на предельно конкретные вопросы. В начале мероприятия модератор – главный редактор «ЭПР» Валерий Пресняков отметил, что участникам предоставляется возможность рассказать о своих практических решениях, так или иначе нацелен...
Инновации
12.06.2018 19:59:26 Славяна РУМЯНЦЕВАЦифровизация энергетики: от «интеллектуальных» турбин до «умных» сетей24201
Никогда прежде мир не был так тесно связан и настолько «оцифрован», как сегодня. Дигитализация уже превратилась в неотъемлемую часть настоящего.
Цифровизация, Smart Grid, Инновации, Турбины
19.06.2018 13:52:08 Павел ШАЦКИЙ, первый заместитель генерального директора ООО «Газпром энергохолдинг»ДПМ-2: драйвер роста или обуза для потребителей?21230
Философский вопрос о первичности «курицы или яйца» в случае с перспективами российской энергетики звучит так: стимулировать ли инвестиции в энергетику с целью технологического прорыва в целом ряде секторов экономики или сдерживать тарифы, чтобы дать фору для развития несырьевым секторам?
Электроэнергетика, Инвестиции
21.10.2018 06:54:56К обновлению с КОММодом: роли и декорации очередной модернизации14170
ДПМ-2, ДПМ-штрих и, наконец, новое, пока неизвестное широкой отраслевой публике понятие – КОММод, обозначают одну программу, цели и суть которой заключаются в модернизации генерирующих мощностей отечественной энергетики. Все просто и сложно одновременно, поскольку профессиональное сообщество разделилось на тех, кто ждет от грядущей программы прорывных результатов, и на тех, кто осторожно заявляет о назревших рисках.
Модернизация в энергетике
30.05.2018 00:55:50 Ирина КРИВОШАПКАЭнергоэффективность как экономия и безопасность11668
Благодаря энергосервисным контрактам многие российские регионы экономят миллионы, направляя их на собственное развитие. Но похвастаться победами может далеко не каждый субъект РФ. Директор Ассоциации региональных операторов капитального ремонта Анна Мамонова отмечает: исходя из минимального размера взноса, обеспечить энергоэффективность во всех домах невозможно. Профессиональное сообщество совместно с ...
Энергосбережение, Энергоэффективность