Танцы на угле

Уголь на «газовой паузе»

По оценкам экспертов, на сегодня доля выработки электроэнергии на угольных ТЭС в России составляет порядка 18,5–20% (около 30% в структуре тепловой генерации). Для сравнения: на угольную генерацию в США и Германии приходится более половины вырабатываемой электроэнергии, а в Австралии, Индии и Китае эта доля подтягивается к 80% или даже превышает её.

Ещё несколько десятилетий назад структура топливного баланса в отечественной энергетике была совсем другой: тепловые станции работали в основном на угле, торфе и мазуте. Однако в 1970–1980-е годы власти СССР приняли ряд решений, которые косвенно повлияли на потребление первичных энергоресурсов. Первое коснулось использования мазута: нефть стали меньше перерабатывать на бензин, керосин и дизельное топливо – это позволило увеличить экспорт чёрного золота и как следствие, поступление валютной выручки в бюджет. Второе затронуло торфяные станции: для подъёма сельского хозяйства было решено направить торф «на поля» в качестве удобрения. «Новые станции, спроектированные и построенные для использования торфа, были переведены на уголь и газ, – вспоминает заслуженный энергетик СНГ Сергей Понасечкин. – Смоленская ГРЭС – на уголь и газ, Череповецкая ГРЭС – на уголь, Псковская ГРЭС – на газ».

С началом перестройки перевод на газ угольных станций в европейской части России продолжился – началась так называемая газовая пауза, призванная сократить производственные затраты станций.

Сегодня для России по экономическим, экологическим и технологическим параметрам природный газ остаётся более эффективным топливом, чем уголь. По оценкам экспертов, для конкурентоспособности угля его цена должна быть ниже цены на газ (в условном топливе) примерно в два с половиной раза, тогда как сейчас этот коэффициент составляет 1,5 (суммарные затраты угольных ТЭС значительно выше, чем у станций, работающих на газе). При этом введение механизма net-back, обеспечивающего равную доходность поставок газа на внешний и внутренний рынки (соответственно, повышающего конкурентоспособность угля), постоянно откладывается.

Ещё одна проблема – тотальная зависимость угольной генерации от поставщика. Конструкция и принимаемые технические решения по оборудованию станций (котлы, системы топливоподачи, пылеприготовления, а также шлако- и золоудаления) определяются маркой угля. Переход с одного месторождения на другое при сохранении марки в принципе возможен, говорят эксперты, а вот перевод на уголь с принципиально другими характеристиками потребует больших затрат.

Между тем в последние годы на внутреннем рынке возник дефицит качественного угля марок СС и Т. Участились случаи, когда электростанции не могут приобрести топливо в необходимом количестве либо поставщики предлагают его по ценам, не позволяющим генераторам вписаться в потолок цен на электроэнергию. Как результат, началось использование на ТЭС непроектных марок угля и даже отходов углеобогащения и угледобычи.

Не первый год говорится и о необходимости развития железнодорожной инфраструктуры для снятия узких мест в транспортировке угля, как и о совершенствовании системы тарифов РЖД для угольных грузоперевозок.

Наконец, не стоит сбрасывать со счетов вопросы экологии. Природный газ изначально является боле чистым топливом, при этом в нашей стране, как признают технические специалисты, энергетикам традиционно доставался наименее качественный уголь с высоким содержанием серы.

В целом с 1988 по 2013 год потребление угля на электростанциях, в жилищно-коммунальном хозяйстве, в агропромышленном комплексе сократилось в полтора раза.

Угольный ренессанс

Тем не менее сохранение за углём статуса одного из основных видов топлива на сегодня остаётся стратегической задачей для нашей энергетики. Об этом, в частности, в своём недавнем интервью журналу «Эксперт» говорил министр энергетики Александр Новак.

Развитие угольной генерации – одна из системных мер, которые в последние годы предпринимают российские власти для поддержки угольной отрасли. В 2012 году была принята Долгосрочная программа развития угольной промышленности России на период до 2030 года, в рамках которой предполагается нарастить объём добычи угля до 430 млн тонн (примерно на 80 млн тонн выше текущего уровня). При этом энергетическая стратегия России, а также Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики (до 2030 года) предполагают к этому сроку ввод новой и модернизацию старой угольной генерации общей мощностью 26,1 ГВт. В базовом сценарии доля угольных станций в балансе тепловой генерации вырастет с нынешних 28 до 32%, а согласно максимальному варианту – до 36% (при исчерпании прогнозных ресурсов природного газа). Доля газа должна соответственно уменьшиться с 70 до 67 или 63%.

Для развития угольной генерации есть несколько важных причин. Во-первых, разведанных запасов газа в России хватит ещё лет на 50–70, а вот угля – минимум на 500 лет. Во-вторых, это должно способствовать укреплению системной надёжности энергетики. В случае экстремально низких температур, когда давление в трубопроводах снизится, а отбор газа возрастёт, электростанции будут вынуждены снижать потребление газа и переходить на резервное топливо, на котором газовые турбины могут работать не более пяти суток в году и только трое суток подряд. Для угольной станции подобные риски минимальны: топливо хранится на складах в объёмах, достаточных для преодоления таких ситуаций, а подвоз угля по железной дороге может быть организован вне зависимости от погоды.

В-третьих, таким образом планируется развивать внутренний рынок угля. В последние годы на фоне устойчивого снижения внутреннего потребления главным драйвером для угольной промышленности оставался экспорт. Так, в 2013 году экспорт российского угля вырос на 12,6% (142,9 млн против 126,9 млн тонн в 2012 году), а поставки на внутренний рынок снизились на 5,1% (178 млн против 187,6 млн тонн годом ранее). Между тем, как отметил Владимир Путин, выступая в августе прошлого года на заседании президентской комиссии по ТЭК, негативная динамика на внутреннем рынке делает угольную отрасль особенно уязвимой в условиях волатильности внешней конъюнктуры: «При нестабильности внешних рынков ситуация становится если не критической, то тревожной как минимум», – подчеркнул президент России.

В-четвёртых, дело в региональной специфике. Россия занимает третье место в мире по запасам угля (после США и Китая), и развивать в «шахтёрских» регионах угольную генерацию сам бог велел. Так, если в европейской части России доля угольной генерации в энергосистеме недотягивает и до 10%, то в Сибири и на Дальнем Востоке каждый второй киловатт-час производится на угле. Да и основной рост добычи угля в России обеспечивают регионы за Уралом: Кузбасс, Якутия, Хакасия, Забайкалье, Хабаровский край, а также Амурская, Иркутская и Сахалинская области. На эти регионы должен прийтись и основной ввод новой угольной генерации. Так, в 2012–2013 годах были запущены третий энергоблок на Харанорской ГРЭС в Забайкалье и четвёртый блок Гусиноозёрской ГРЭС в Бурятии (обе станции входят в состав «Интер РАО – Электрогенерация»). При этом сейчас на стадии проектирования и строительства находятся как минимум три угольные станции РАО ЭС Востока: Сахалинская ГРЭС-2, Совгаванская и Благовещенская ТЭЦ.

Чисто уголь

В повышении эффективности и экологичности угольной генерации заложен колоссальный резерв для инновационного развития энергетики. Прежде всего это технологии сжигания топлива: использование суперсверхкритических параметров пара (ССКП), циркулирующего кипящего слоя (ЦКС), ПГУ с газификацией угля и т. д. Проекты ССКП находятся сегодня на стадии НИОКР. А вот другой способ сжигания угля – на циркулирующем кипящем слое (ЦКС) – уже совсем скоро будет опробован в деле. Так, осенью этого года на Новочеркасской ГРЭС (ОГК-2) планируется ввести в эксплуатацию энергоблок № 9 мощностью 330 МВт, работающий по технологии ЦКС. До 2020 года чистые угольные технологии будут в основном отрабатываться в рамках пилотных проектов для последующего промышленного освоения.

Кроме того, речь идёт об очистке и фильтрации выхлопных газов. В частности, на Черепетской ГРЭС («Интер РАО – Электрогенерация») на строящихся пылеугольных блоках № 8, 9 будет внедрена инновационная технология сухой пылесероочистки дымовых газов (проектная эффективность пылеочистки – 99,8%, сероочистки – около 40%).

Наконец, на решение экологической проблемы направлена ещё одна группа технологий, связанных с использованием угля в качестве топлива для электростанций. А именно переработка отходов (золошлаков). На сегодня в России их накопленное количество, хранящееся на золоотвалах, уже перевалило за 300 млн тонн. В то время как в Европе перерабатывается порядка 100% золошлаков, а в Индии и Китае – до 70%. Сфера применения золошлаковых смесей довольно широка: от производства строительных материалов и строительства дорог, до сельского хозяйства (как раскислитель почвы).

В России этот показатель достигает едва ли 20%. Пока переработка отходов угольной генерации – это инициатива самих энергокомпаний. Один из успешных примеров – опыт ТГК-11. Золошлаки с ТЭЦ, входящих в состав компании, используются сейчас в основном для внутренних нужд, а также частично отгружаются сторонним потребителям – строительным компаниям. Как показывает практика, это способствует существенному снижению себестоимости производства стройматериалов. Например, кирпич, при производстве которого использовалась зола (и её содержание составляет порядка 55%), стоит на 15–18% дешевле обычного. Сейчас ТГК-11 планирует построить в Омской области дорогу с применением золошлаковых отходов. Если проект окажется успешным, омские власти готовы тиражировать этот опыт в регионе в рамках частно-государственного партнёрства.

Более широкому использованию золошлаков на сегодня мешает их статус «отходов». В этой связи ТГК-11 намерена добиваться признания их побочными продуктами производства тепло- и электроэнергии. Это позволит компаниям-потребителям обосновывать применение шлаков уже на этапе разработки проектов (отсутствие такой возможности на является главным сдерживающим фактором для массового применения золошлаков).

В перспективе Минэнерго видит будущее угольной промышленности и угольной генерации в создании инновационных угольно-энергетических кластеров. На этих территориях могут применяться ресурсосберегающие технологии добычи и глубокой переработки угля, позволяющие получать не только электро- и теплоэнергию, но и продукты полукоксования, синтез-газа, другую продукцию углехимии, включая синтетическое жидкое топливо. Именно по таким направлениям развиваются подобные кластеры во многих развитых странах, по этому пути начинают идти и в России (например, в Кузбассе создаётся угольно-энергетический кластер на базе Караканского месторождения).