Чистый уголь!? Как термококс может изменить правила игры

ДК беседует с Сергеем Исламовым, доктором технических наук, техническим директором «Уголь-Инжиниринг» (подразделение «СУЭК»).

Каково текущее состояние российской угольной отрасли и верно ли мнение, что уголь не имеет никакой перспективы?

— Отношение к углю неоднозначное. Общество считает его грязным топливом, от которого надо избавляться, а госпрограммы закладывают непрерывный прирост добычи, в первую очередь, — для экспорта. В то же время кризис в угольной промышленности, который начался в прошлом году — очередной громкий сигнал, указывающий на необходимость изменения стратегии отрасли. Однако большинство экспертов считает, что причина бед в циклическом колебании цен на уголь и тяжелый период нужно просто переждать. Но реальность выглядит совершенно по-другому. В течение последних лет на мировом энергетическом рынке происходят тектонические изменения, которые все более сжимают угольный сектор и изменяют требования к качеству этого вида топлива.  

Так что же происходит на мировом рынке и какие требования он предъявляет к экспортеру?

— По прогнозу МЭА, к 2050 мировой спрос на уголь упадет на 46% из-за тренда на низкоуглеродную энергетику и декарбонизацию производств. При этом обострится конкуренция в сегменте угля премиального качества. Главные импортеры «черного топлива» (Япония, Корея, Китай и другие страны АТР.) перешли на технологию супер-сверхкритических параметров пара (ССКП), для которой нужен уголь с теплотой сгорания ~7 тыс. ккал/кг.  Это условие позволяет повысить КПД электростанции и снизить удельные выбросы углекислого газа.

Почти 80% российской экспортной корзины составляет среднекалорийный уголь, который будет стремительно терять востребованность. Поэтому отрасли требуется развитие технологий глубокого обогащения угля до премиального уровня качества.

Спасет ли экспорт коксующихся углей, ведь металлургии всегда нужен кокс?

— Доля коксующихся углей в нашем экспорте — почти 40%, и кризис их почти не затронул. Но это иллюзия спокойствия. Мировая черная металлургия меняет технологический уклад. Архаичная доменная технология, которая используется более 3 веков, полностью исчерпала свой экономический потенциал. Лидеры мировой металлургии переходят к прямому восстановлению железной руды с акцентом на декарбонизацию. Китай (на который приходится 65% мирового потребления кокса) последовательно закрывает доменные предприятия, а в конце 2025 запустил первый в мире завод по производству стали на базе водорода (1 млн т/год). Период, пока коксующиеся угли еще востребованы, нужно использовать для планомерной перестройки бизнеса, а не для самоуспокоения.

Можно ли нарастить востребованность угля на внутреннем рынке или запустить его химическую переработку?

— На обозримое будущее внутренний рынок потребления останется практически неизменным. В угольной энергетике нет больших новых проектов, а отечественная металлургия не планирует радикальной смены технологий.  

Что касается предложений по диверсификации использования угля, то здесь больше популистских идей, чем экономически целесообразных решений. Призывы к возрождению углехимии популярны в основном на уровне СМИ, но даже не обсуждаются среди серьезных инвесторов. За последние 50 лет нефтехимия и газохимия ушли настолько далеко, что уголь, как сырье для крупномасштабной химии, выглядит историческим артефактом.

Да, в 1960-х в СССР значительная часть химической промышленности работала на угольном сырье. Но второй раз в эту воду уже не войти. Даже если найдутся энтузиасты, чтобы построить 2…3 завода по глубокой переработке, объем потребления ними угля будет ничтожным по сравнению с общей добычей в стране.

Время от времени возникают всплески интереса к производству сорбентов из угля. Уж очень прельщает высокая рыночная стоимость этого продукта! Но это тоже не спасение для отрасли — Россия потребляет 70…80 тыс. т/год углеродных сорбентов разного качества. Внутренний рынок перенасыщен. А у экспорта сорбентов гораздо больше проблем, чем у экспорта угля.

Сейчас много говорят о центрах обработки данных (ЦОДы), которые предлагают запитывать от мини-электростанций, построенных на борту угольных разрезов?

— Это, оторванная от реальности идея. Во-первых, в России пока нет массового спроса на строительство ЦОДов. Гиганты (вроде СБЕРа) планируют строить для своих нужд корпоративные электростанции (и совершенно точно не на угле!), но системной потребности нет.

Во-вторых, в мировой практике ЦОДы подразумевают использование «зеленой» энергии.

В-третьих, малая угольная генерация выдает слишком дорогую электроэнергию по сравнению с оптовым рынком, не говоря уже о ее экологических показателях.

Мировой тренд в угольной энергетике — строительство электростанций на ССКП (супер-сверхкритических параметрах пара). Но освоение этого направления потребует инвестиций в объеме многих сотен миллиардов рублей для импорта китайских технологий и для этих станций нужен уголь премиального качества. Скорее всего, реализация таких проектов в России — вопрос отдаленного будущего.

Что в итоге?

— На обозримое будущее структура внутреннего потребления угля сохранится практически неизменной. Увеличение объема экспорта — под большим вопросом. Поэтому экстенсивный рост добычи в условиях сжимающегося мирового рынка и повышения требований к качеству угля в конечном итоге приведет к более мощному кризису отрасли. Единственно разумное решение — внедрение технологий глубокого обогащения угля до премиального качества.

Не проще ли массово перейти на природный газ?

— Классическое сжигание угля действительно зашло в тупик: станции стареют, экологические требования ужесточаются и энергетики с большим трудом пытаются их удовлетворять. Ну, а потребителя ждет только необратимый рост тарифов. Переход на супер-сверхкритические параметры (ССКП) на старых ТЭЦ технически невозможен, а надеяться на их скорую замену новыми станциями на ССКП просто нереально.  

Идея, что «нас спасет природный газ» — в основном носит популистский характер. Экология улучшится. Но для этого потребуются колоссальные затраты на строительство газораспределительных сетей и модернизацию ТЭЦ. С учетом этих затрат и более дорогого топлива получим существенный рост тарифов. Не случайно во многих сибирских городах, имеющих газ, продолжают жечь уголь. Ближайший пример — город Новосибирск. Кроме того, сокращение добычи угля ударит по социально-экономическому состоянию моногородов.

Поэтому нам нужна иная альтернатива.

В чем же заключается эта альтернатива, особенно для бурого угля, который считается низкосортным?

— В замене полного сжигания на технологию частичной газификации угля (в смысле, превращения в газ). Почти 2/3 массы бурого угля — это вода и летучие вещества (органические соединения). С точки зрения классического сжигания это — существенный недостаток топлива, но в разработанной нами технологии он превращается в преимущество.  Практическая реализация сравнительно проста и требует инвестиций порядка затрат на капитальный ремонт котла. В нижнюю часть типового котла встраивается газификатор с кипящим слоем. При нагреве угля за счет взаимодействия с выделяющимся из него паром при дефиците воздуха летучие вещества превращаются в газовое топливо, которое, собственно, и сжигается в котле. А углеродный остаток с капсулированной золой выводится как твердое топливо премиум-класса — «термококс» (~7 тыс. ккал/кг). Экология станции выходит на уровень газовой ТЭЦ, а золошлаковых отходов практически нет.

Как эта технология меняет экономику предприятия?

— Здесь работает закон полигенерации. Модернизированная ТЭЦ производит не два, а три продукта: тепло, электричество и термококс. При совместном производстве себестоимость каждого из них снижается. Более того, продажа термококса может, в идеале, полностью покрыть затраты на закупку исходного угля! В итоге потребители получают снижение тарифов и чистый воздух, энергетики растут в прибыли, а угледобывающие компании удваивают сбыт.

Звучит как утопия. Насколько это готово к жизни и в чем сложность крупномасштабного внедрения?

— Технически это давно реализовано. В нашем крае успешно работают 3 таких котла по 20 МВт каждый (первый с 2007). Главная проблема не в технике, а в организации продажи термококса — это мелкозернистый продукт. Для поставки его на экспорт не годятся существующие логистические решения. Брикетировать его дорого и технически бессмысленно (на предприятии-потребителе его все равно придется молоть). Решение — контейнерная перевозка. Для обычного угля она дорогА, но для премиум-топлива класса «термококс» это — идеальное решение.   Перевозка в вагонах сопряжена с потерями угля и с экологическими проблемами для окружающей среды.

Так, в процессе хранения угля на открытом складе происходит выдувание, вымывание и самовозгорание угля, запыление окружающей территории и акватории порта. В итоге экспортеры могут терять до 7% отгружаемого угля. 

По статистике, только в процессе вагонной перевозки и перегрузки в нашей стране ежегодно теряется 3…5 млн. т угля!

Еще одна выгода от использования термококса — он избавляет потребителя от затрат на подсушку и помол.

Интересно, что в Китае есть целый ряд электростанций, принимающих измельченное топливо. А в Европе это — широко распространенная практика.

Если технология работает и экономически выгодна, почему она до сих пор не тиражируется?

— Потому что это не просто очередной инвестпроект, а смена парадигмы использования угля, заложенной еще во времена Первой промышленной революции. Здесь нужен не просто капитал (он у российского бизнеса есть), а инвестор-визионер, готовый к реализации экстраординарной задачи в условиях традиционного недоверия к прорывным отечественным разработкам. Классический контраргумент скептиков: «Но ведь нигде в мире не используется такая технология!». Действительно, это — абсолютно оригинальная, запатентованная в РФ технология, дающая максимальный эффект именно на сибирском буром угле. И, что важнее, другой альтернативы для его по-настоящему эффективного и экологичного использования просто не существует.

Справка ДК

Сергей Романович Исламов — доктор технических наук, ведущий специалист РФ в области горения и газификации угля, автор 150+ научных публикаций, нескольких монографий, 50+ патентов России и зарубежных стран. Под руководством Исламова разработана серия принципиально новых технологических процессов, объединенных под маркой ТЕРМОКОКС.

Читайте также

• Угольная отрасль закончит год с убытком 300 млрд рублей

  Это более чем вдвое превышает убытки 2024 г. Не помогли и меры господдержки: до их введения Минэнерго рассчитывало на убыток в размере 261 млрд по итогам года.

• 50 угольных предприятий в РФ остановлены или на грани закрытия

  Убытки угольной отрасли в прошлом году превысили 112 млрд руб., и ситуация ухудшается. Кабмин пытается поддержать отрасль налоговыми льготами, но этого недостаточно.

• Первая бездымная котельная появится в Красноярске

  Новая технология позволяет на порядок снизить выбросы и затраты. Однако до масштабирования проекта еще далеко.