Сегодня даже школьник знает, что в России «пальма первенства» среди органических ресурсов прочно закрепилась за природным газом. Доля «голубого топлива» в российском топливном балансе оценивается приблизительно в 70 процентов, в то время как господствовавший некогда уголь оттеснен на второй план.

Действительно, у газа немало преимуществ: гораздо менее пагубное воздействие на экологию, чем у угля, относительная легкость в транспортировке и, самое главное, его изобилие в недрах нашей страны.

Почему же тогда такие энергетически продвинутые державы, как США, Германия и Китай, вовсе не спешат сокращать объемы потребления угля, а напротив – отводят ему чуть ли не главную роль в своем топливном секторе? Все дело в том, что и у старого доброго угля есть свои «козыри в рукаве», которые стоит использовать по максимуму.

По словам президента России Владимира Путина, «еще не так давно, в 1990‑е годы, некоторые деятели у нас в стране предлагали поставить на этой отрасли крест (вы наверняка это хорошо помните), считали ее абсолютно бесперспективной… Очевидно, отрасль не только стала набирать обороты, но и выдержала испытание мировым финансовым и экономическим кризисом».

Тем более, еще в советские времена наши энергетики разработали методы, используя которые можно существенно снизить вредные выбросы при сжигании угольного топлива, решить проблемы транспортировки и многие другие.

К слову, некоторые наши разработки были «заимствованы» зарубежными коллегами и сегодня успешно реализуются в ряде стран. О том, что это за методы, какие горизонты они открывают перед российской энергетикой, насколько они развиты в России и за рубежом, рассказал руководитель отдела в департаменте энергоаудита и нормирования группы компаний «Городской центр экспертиз» доктор технических наук, почетный энергетик России Сергей Поликарпович Колпаков.



Смещенный баланс

– Сергей Поликарпович, не могли бы вы в общих чертах обрисовать современную ситуацию с угольной энергетикой?

– После долгого застоя наша угольная промышленность пошла на подъем. В 2012 году по объемам добычи угля достигнут максимум за весь постсоветский период. Рост добычи по сравнению с 2011 годом составил около 5 процентов. Стали добывать значительно больше высококачественного угля, который после обогащения используется в энергетике и металлургии.

Постепенно вводятся новые мощности: к примеру, в прошлом году началась разработка нескольких новых разрезов, запущены обогатительные фабрики. Однако этого все еще недостаточно, чтобы компенсировать выбывающие мощности. Отрасль по‑прежнему испытывает острую нехватку финансирования.

Доля угля в российской энергетике сегодня неоправданно мала – всего порядка 25 процентов. При этом наблюдается явное смещение топливного баланса в сторону природного газа. Это значительно тормозит развитие энергетического комплекса. Для сравнения: в США доля угля в энергетике составляет 54 процента, в Германии – 52 процента, в Китае – целых 72 процента.

– А как же пагубное воздействие на экологию? Ведь природный газ в этом отношении безопаснее?

– Во всем должны быть баланс и гармония – энергетика и промышленность не являются исключением. Уголь – это очень калорийное и недорогое сырье для производства энергетического топлива и определенной продукции народного потребления. Он заведомо дешевле тех же нефти и газа, так как его в разы легче добывать: угледобыча зачастую ведется с открытого разреза. И отдача от использования этого ресурса, как правило, очень высока.

Конечно, в том виде, в котором угольная энергетика в России существует сегодня, она губительна для экологии: выбросы в атмосферу превышают все мыслимые нормы. Но эта ситуация поправима – нужно просто двигаться вперед, развивать технологии. Однако у нас предпочитают идти по пути наименьшего сопротивления: сжигать все больше дорогостоящих нефти и газа (топить печи ассигнациями, как говорил Д. И. Менделеев) вместо того, чтобы снижать объем вредных выбросов при использовании угля. А такие технологии уже имеются и даже используются. При предварительной подготовке из угольного топлива можно удалить серу, другие компоненты, представляющие опасность при сжигании. Вот только в нашей стране такая практика – скорее исключение, нежели правило.



«Болевые точки» отрасли

– Получается, что все упирается в экологический аспект, определяющий необходимость развития новых метолов использования угля? Или же есть и другие проблемы, стоящие перед отраслью, которые можно решить при помощи новых технологий?

– К сожалению, проблема не одна – их целый комплекс. Взять, к примеру, транспортировку угля, которая в основном производится по железным дорогам. Железнодорожные тарифы таковы, что при перевозке угля на расстояние свыше тысячи километров он просто становится нерентабельным (при перемещении на две тысячи километров стоимость перевозки практически приравнивается к себестоимости угля). Разумеется, никто не будет работать себе в убыток: угольное сырье на столь протяженное расстояние не перевозится.

Отдельного внимания заслуживает система налогообложения в угольной отрасли. Насколько мне известно, 50‑60 процентов годовой балансовой прибыли угольных компаний идет на налоги. При этом никакой господдержки отрасли не оказывается.

Еще одна загвоздка – проблема качества сырья. Ведь добываемый уголь-сырец по своим характеристикам далек от идеала: в нем содержится масса вредных примесей, энергетического балласта, он неконкурентоспособен. Уголь необходимо обогащать. С экологической и экономической точек зрения целесообразно «поставить на поток» практику очищения угля от примесей на стадии добычи и обогащения. Таким образом, потребителю будет предложен более экологически чистый и качественный продукт.

Проблемы транспортировки вполне можно решить с помощью водоугольного топлива. Ведь перекачка жидкого топлива по трубопроводу требует значительно меньших физических и, главное, материальных затрат, чем перевозка сырья по железным дорогам. Также существуют технологии получения газа из угля и другие. Конечно, у всех этих методов есть свои подводные камни, но развивать их, на мой взгляд, необходимо.



Газ из угля

– Вы упомянули метод газификации угля. Расскажите, пожалуйста, подробнее о данной технологии.

– Метод газификации угля был разработан сравнительно недавно, но уже практикуется в ряде стран, в том числе и в России. Суть его заключается в том, что из угля выпаривается горючий газ, который потом применяется в энергетике и промышленности точно так же, как и обычное природное «голубое топливо».

Однако для этого процесса необходим кислород, который, как правило, получается криогенным способом (то есть охлаждением). Получение кислорода влетает в копеечку, поэтому выходит, что один киловатт установленной мощности при использовании данной технологии будет стоить порядка 2500 долларов США, не говоря уже о стоимости постройки такой электростанции с газификацией.

В России с целью удешевления процесса был разработан метод воздушной газификации угля, то есть вместо кислорода используется воздух. Разница в затратах, конечно, есть, но она не такая уж ощутимая: в этом случае один киловатт установленной мощности обойдется примерно в 1700 долларов. Кроме того, в нашей стране данная технология находится еще в зачаточном состоянии: возникает масса проблем с проектированием и эксплуатацией таких электростанций.

Сейчас у нас есть лишь опытные образцы данного оборудования. К примеру, на Красноярской ГРЭС-2 эксплуатируется опытно-промышленная установка с внутрицикловой газификацией угля, на которой ученые и энергетики пытаются отработать и непосредственно цикл, и основные элементы установки. Конечно, будущее вырисовывается заманчивое, ведь такой метод позволяет достичь КПД в 50‑55 процентов. Да и с экологической точки зрения этот способ использования угля вполне приемлем.

Однако есть у медали и оборотная сторона. В мире не так много электростанций с установками внутрицикловой газификации угля. Одна из них, мощностью 300 МВт, была запущена в 1997 году в Испании. Еще одна, мощностью 250 МВт, функционирует в городе Буггенум в Нидерландах (совместный проект Shell и Siemens). И у них постоянно возникают одни и те же проблемы, связанные, главным образом, со шлаком. Технологически пока невозможно полностью выпаривать газ – частично он остается в шлаке. Кроме того, возникает низкотемпературная коррозия поверхностей оборудования. Поэтому широкого применения метод газификации угля в мире пока не получил, хотя у него есть ряд неоспоримых достоинств, и, думаю, корректировка существующих технологий – вопрос не столь далекого будущего.

– Вы сказали, что это вопрос ближайшего будущего. Значит, уже можно говорить о каких‑то прорывах в данном направлении?

– Здесь важен подход, так как проблему можно решать по‑разному. С одной стороны, чтобы существенно снизить затраты при использовании метода газификации угля, необходимо удешевить процесс получения кислорода. Это едва ли произойдет в ближайшее время. С другой стороны, все новое – хорошо забытое старое.

Например, в Китае сегодня взяли на вооружение опыт еще советских энергетиков. Чтобы выпарить газ из угля, его не обязательно извлекать из недр земли: газификацию можно провести под землей. На угольном месторождении бурится шахта, куда подается дутьевой воздух, устанавливается источник сильного температурного воздействия. При горении из угля выделяется газ, который выкачивается с другой стороны шахты. Такой метод еще в прошлом столетии доказал свою состоятельность, ведь он обходится куда дешевле, нежели кислородная газификация угля. В Советском Союзе таким образом разрабатывались два угольных месторождения.

Сейчас в России такой метод не применяется вовсе, чего нельзя сказать о Китае – там он получил широкое распространение. Но и здесь своя ложка дегтя: работать приходится практически вслепую, не зная заранее объем потенциальных запасов. Соответственно, практически невозможно просчитать отдачу от такого способа добычи газа из угля.