З бруду в люди: електроенергія з відходів збагачення вугілля

Учені Інституту економіки промисловості НАН України вважають нову технологію переробки високозольних відходів збагачення в електроенергію й будматеріали прологом "народної енергетики".

За переказами, у лобі (вестибюль, хол) готелю Willard Intercontinental Washington президент Грант приймав прохачів із ділових кіл, яких, за місцем засідань, жартома називав "лобістами". Так і закріпилася ця назва за тими, хто впливає на законодавців і держчиновників на користь своїх структур.

Лобі - це механізм. Двигун - носії різного роду інтересів. Інструмент - політики, що просувають або приймають рішення. Трансмісія - експерти, консультанти, виконавці.

Ми експерти, до яких, уявіть, потрапив замикаючий фрагмент великого пазла - вставили, і відкрилася раптом цілісна картина: ланцюжки підприємств, регіонів, національного господарства, соціальної сфери й ланка, за яку треба потягнути, щоб усе це почало рухатися. Прочитайте і ви зрозумієте, що в цьому є й ваші інтереси. Але для початку скористайтеся посиланням і простежте за дивовижним перетворенням високозольних відходів збагачення вугілля на електроенергію й будматеріали. Після цього якщо й вважатимуть нас лобістами, то виключно паливно-енергетичних технологій, здатних, за нашими уявленнями, вплинути на мікро-, мезо- і макроекономіку України або й інших країн, де є або вівся вуглевидобуток.

Про техногенні вугільні родовища

Розробка природних родовищ вугілля упродовж століття призвела до утворення великих техногеннихвугільних родовищ. Зольність рядового вугілля, що виходить із шахти, становить близько 40%. На збагачувальних фабриках органічну частину, що міститься в гірській масі, прагнуть якомога повніше відокремити від мінеральної. Отриманий вугільний концентрат іде за призначенням, а відходи збагачення - 20–22 млн т щороку (не враховуючи шахтної породи) - складуються. У відвали або в мулонакопичувачі - залежить від технології збагачення.

Позабалансові шлами (флотовідходи), що утворюються в процесі мокрого збагачення, як правило, потребують використання мулонакопичувачів (хвостосховищ). У них, за даними Інституту вугільних енерготехнологій НАН України, накопичено понад 190 млн т вуглевмісних матеріалів.

Це не звичні для європейських старопромислових регіонів "браунфілди" (brownfields - "коричневі поля"), тобто об'єкти нерухомості й ділянки землі, що мають обмеження щодо подальшого використання або розвитку. Це справжні техногенні родовища високозольного вугілля, що не лише займають велику територію, а й небезпечні для навколишнього середовища.

Відмінності в поводженні з відходами гірничодобувної діяльності в Європі й Україні спонукали європейців внести в Угоду про асоціацію України і ЄС вимогу про те, що процес наступної за прийняттям документа реструктуризації повинен охоплювати всі етапи вугільного виробництва: від видобутку і збагачення до обробки й утилізації відходів (ст. 339 розд. V, гл. 1).

Для України уроком європейського ставлення до екології може бути діяльність спеціальної економічної зони "Катовіце", створеної поблизу польського міста Сосновець. Тут після ліквідації старих вугільних шахт і підприємств гірничої промисловості пріоритетним стало повернення постіндустріальних і поствидобувних територій до економічної діяльності. З 27 побудованих великих об'єктів 21 розміщений на територіях, раніше забруднених відходами діяльності шахт і збагачувальних фабрик. Кількість працевлаштованих на цих об'єктах - близько 6 тис. чол.

Щоправда, як показує англійський досвід, відновлення ділянок у бідних і далеких від центру регіонах, а також тих, що перебувають у держ- і муніципальній власності, відбувається з меншою інтенсивністю й старанністю.

Технологічний вибір - ЦКШ чи тунельний котел?

Головне питання утилізації відходів вуглезбагачення зводиться до вибору технології. Найбільш перспективними, до появи анонсованого способу, вважалися топки циркулюючого киплячого шару (ЦКШ). Досвід французької електростанції "Еміль Уше" у цьому плані хрестоматійний. Україна з модернізацією енергоблоку №4 на Старобешівськой ТЕС стала піонером застосування ЦКШ-технологій серед країн СНД. Це дійсно реальний шлях утилізації високозольного палива. Але є й негативні моменти. Насамперед труднощі, пов'язані з підбором ефективних режимів спалювання палива, складність і дорожнеча техніки.

На відміну від ЦКШ, тунельний котел, показаний на рекомендованому вище відео, простий у монтажі, налагодженні й експлуатації, а процеси виробництва будматеріалів нескладні та механізовані.

На 2-му міжнародному Форумі чистих технологій ECOSMART-2012 ішлося про плани введення в експлуатацію підприємства з утилізації відходів збагачення в передмісті Красноармійська вже у 2014 р. Ситуація змінилася…

Установлена потужність пропонованої станції 45 МВт (1/3 потужності 4-го енергоблоку Старобешівської ТЕС за реальним навантаженням). Відпуск споживачам 360 млн кВт∙год. електроенергії на рік і 67 млн керамічних будівельних блоків масою 3 кг кожен - запорука успішної мікроекономіки.

Оприлюднений технологічний приклад можна застосувати до великих збагачувальних фабрик. Але в перспективі не слід виключити появу типорозмірного ряду, що зробить добудування малих або середньої потужності консольних ТЕЦ раціональним і при невеликих обсягах відходів.

Цінність збагачувально-енергетичного комплексу може значно зрости при добудуванні на вугільних шахтах пікових електростанцій (див. DT.UA №25 від 10 липня 2015 р.).

Коли повертають караван, кульгавий верблюд стає першим

Не хотілося б алюзій з Нью-Васюками, але широке впровадження нової технології може суттєво змінити на краще життя в традиційних шахтарських регіонах і позначитися на національній економіці в цілому. По-перше, це може кон'юнктурно й технологічно трансформувати характер мезоекономіки. Доречно припустити появу в старопромислових регіонах кластерів енергоіндустріальних парків і кластерів підприємств будіндустрії, зростання активності населення, розвиток малого й середнього бізнесу, багатовимірні зміни соціальної сфери.

По-друге, зменшення кількості відходів збагачення сприяє істотному поліпшенню екології.

По-третє, децентралізація, зумовлена поширенням ТЕЦ малої й середньої потужності на підприємствах замість одиничних великих електростанцій, наближає настання четвертої промислової революції в частині самозабезпечення суб'єктів енергетичними ресурсами.

По-четверте, енергоблоки на відходах вуглезбагачення при значному поширенні здатні вплинути на структуру та підвищити надійність функціонування ПЕК країни, сприяти оптимізації структури паливної бази, зміцнити енергобезпеку й посилити енергонезалежність економіки.

По-п'яте, інновації в сфері генерації й акумуляції електроенергії здатні стати потужним поштовхом до розвитку вітчизняного машинобудування видобувної та переробної промисловості.

У німецьких вуглярів є приказка: "Вугільний шлам і вугільні відвали - не проблема, а сировина". Нова технологія цілком у цьому дусі, вона досить перспективна. Але це наше бачення. Потрібна широка апробація. І тут корисні академічні слухання на кшталт тих, які у 2013 р. провів Інститут економіки промисловості НАН України (див. DT.UA №14 від 12 квітня 2013 р.). Такий форум було б раціонально організувати під егідою Бюро відділення економіки НАН України. Але не тільки за участі представників підвідомчих йому інститутів (економіки промисловості, економіки й прогнозування, демографії та соціальних досліджень, економіки природокористування і сталого розвитку), а також інститутів, які належать до інших відділень НАН (геотехнічної механіки, вугільних енерготехнологій, загальної енергетики та ін.), галузевих інститутів, університетів, бізнес-структур, міністерств енергетики та вугільної промисловості, економічного розвитку і торгівлі України, профспілок, народних депутатів.

Можливо, це і є пролог народної енергетики.