Голубое топливо из черного золота

Вопрос энергетической независимости нашей страны стоит как нельзя остро уже на протяжении длительного периода. При этом как власти, так и специалисты, то и дело пытаются отыскать альтернативы импортному голубому топливу, которое, как известно, не по карману украинским гражданам. Затянувшиеся переговоры о цене на российский газ, как говорят, тянутся и тянутся, а конца-края этому процессу не видно. Украинская сторона надеется на лучшее, россияне же втихаря пытаются захватить газовую отрасль Украины, забрав контроль над украинским потребителем в свои руки. Странное стечение обстоятельств? Скорее, продуманный план россиян по отношению к Украине, которую кормят обещаниями в отношении цены на газ, попросту удерживая на поводке.

Последний выпад России с 10% скидкой на голубое топливо вот-вот, казалось бы, должен решить проблему, мол, процесс пошел. Но, как оказалось, украинцам от скидки ни холодно, ни жарко. 416 долларов (а фактически и все 516, если бы не Черноморский флот РФ) – 10% = 374,4 доллара, когда украинские власти называют приемлемой цену в 250 баксов. Где же искать выход?

Правительство и властные мужи рассматривают возможность альтернативных источников энергии природному газу. Сегодня одним из наиболее перспективных направлений в этой сфере как чиновники, так и специалисты называют добычу газа из черного золота – каменного угля, запасы которого в Украине многим существеннее, нежели голубого топлива.

Так, научные деятели проводят расчеты, практики вычисляют экономическую эффективность и перспективы внедрения данных технологий, однако единого мнения на этот счет у экспертов, все-таки, нет. Все согласны, что альтернатива природному газу нужна, но не все видят в газификации угля панацею для отечественной энергетики. Что же представляет собой процесс газификации и насколько это нужно современной Украине, разбирался «Обозреватель».

В январе министр энергетики и угольной промышленности Юрий Бойко сказал, что компания Shell построит в Украине три завода по газификации угля. Кроме того, министр заявил, что в течение года все украинские электростанции будут переведены на уголь. Чтобы осуществить эти планы, Украине придется либо нарушить Киотские договоренности по объемам выбросов углекислого газа, либо найти деньги на внедрение современных технологий газификации угля. По словам министра, Украина планирует перевести все ТЭЦ с газа на уголь, что позволит экономить около 6 млрд кубометров газа в год.

Новая жизнь черного золота

Что же представляет собой процесс газификации угля? Согласно заключениям химиков, обыкновенное сжигание угля на электростанциях является неэкологичным, так как это приводит к образованию огромного количества углекислого газа. При этом в процессе сжигания природного газа выделяется СО2 вдвое меньше. Также при горении угля образуется двуокись серы и окись азота, которые улавливаются только с помощью сложной системы фильтров.

Базовый процесс подземной газификации угля состоит из бурения двух эксплуатационных скважин, первая из которых служит для закачки кислорода в угольный пласт, вторая — для выведения горючего газа на поверхность.

Получаемый синтетический газ может быть использован в качестве сырья для производства химикатов, жидких топлив, а также для выработки электроэнергии.

Технология подземной газификации подходит для угольных пластов, которые залегают слишком глубоко для разработки. По сравнению с традиционными способами добычи угля подземная газификация причиняет гораздо меньший ущерб окружающей среде.

На сегодняшний день подземная газификация угля является конкурентоспособной технологией, в результате использования которой производятся бензин, дизельное и авиационное топлива, электричество и множество различных химических веществ. Для подземной газификация угля не требуется внешнего источника воды, что является основным положительным фактором для сохранения окружающей среды в противоположность водоёмким процессам добычи, переработки угля и получения электроэнергии на угольных ТЭС.

Подземная газификация угля выгодна на тех угольных пластах, которые удовлетворяют следующим критериям:

- Пласт должен лежать на глубине от 30 до 800 м;

- Мощность (толщина) пласта должна быть более 5 м;

- Зольность угля не должна превышать 45%;

- Пласт должен иметь минимальные разрывы;

- Рядом не должно быть водоёмов, чтобы исключить загрязнение питьевой воды.

При газификации, уголь сжигают при температуре свыше 1000 градусов и в условиях дефицита кислорода. В результате образуется так называемый синтез-газ, состоящий в основном из водорода и окиси углерода, иными словами - угарный газ.

Как поясняют специалисты, образующиеся в процессе газификации угля, газы находятся под большим давлением и легко разделимы, то есть технология газификации угля является более экологически чистой. Этот процесс позволяет легко отделять и улавливать углекислый газ и отводить его в зону хранения - подземные хранилища (ПХГ) или закачивать в истощающиеся нефтяные пласты, вместо того, чтобы выбрасывать в атмосферу. Эксперты отмечают, что высокие затраты на утилизацию газа – основной барьер для широкого распространения процесса газификации угля и выработки из него электроэнергии. Электроэнергия, получаемая по технологии газификации угля, все еще на 10%-20% дороже, чем при традиционной технологии.

Украина в газификации – не новичок

В Институте энергетических исследований «Обозревателю» рассказали, что существуют разные пути превращения угля в газ - с использованием и специальной водной суспензии, и азота. «Словом, это ноу-хау, разработкой которого занимаются многие известные компании - те же британская Shell, американская General Electric, немецкий Siemens. Как следствие, образуется газ низкой калорийности - до 4000 ккал / 1 куб. м, тогда как природный газ имеет калорийность 8000. То есть для выработки энергии следует использовать вдвое больше газифицированного угля», - говорит эксперт института Юрий Корольчук.

При этом, по словам специалистов, технологией газификации угля уже давно занимаются страны Евросоюза. Более того, по словам проректора Национального горного университета Украины Александра Бешты, наша страна является родоначальником данной технологии. «Лет 50 назад мы первые такую технологию опробовали, потом она была благополучно забыта в результате развала СССР. Сейчас это все возобновляется. И более того, один наш коллега недавно ездил в Венгрию, где была встреча с южноафриканской компанией Wiled horse, и вот эта компания занимается газификацией. Они пригласили наших специалистов для того, чтобы поговорить о возможностях в Украине. Они сказали, что, в общем-то, мы самодостаточны, потому что финансирование есть, есть отработанные технологии, мы можем их начинать и продолжать», - сказал он. Но… здесь есть одно но: о каком финансировании говорил Бешта?

Успешно используют газификацию в США, Австралии, Китае, вот только с какой технологией надумала прийти к нам Shell, поскольку все они имеют существенные различия, пока остается загадкой.

Отдаленные выгоды

Если говорить о том, насколько выгодна для Украины газификация черного золота, то здесь единого мнения нет. Власти говорят, что это однозначно дешевле, чем использования газа, но при этом не учитывают тот факт, что для запуска соответствующей технологии нужны огромные вложения и время.

Известно, что запасы угля в Украине гораздо богаче, нежели запасы газа. «Газа, по разным оценкам, Украине еще на 50 лет хватит, а угля в Украине до 400 лет запаса», - рассказал «Обозревателю» проректор Национального горного университета Украины Александр Бешта.

Аналогичное мнение имеет и заведующий коксовым отделом Украинского государственного научно-исследовательского углехимического института в Харькове Игорь Шульга. «У нас огромные запасы угля - примерно 50 млрд тонн лежит в недрах земли. Это подтвержденные запасы, которые можно разрабатывать», - сказал он.

Ученые оценивают залежи угля, пригодные к газификации, в 30 млрд тонн, или порядка 60% имеющихся запасов. По их мнению, сырьем украинцы обеспечены на столетия. Согласно расчетам ученых, для получения 1 куб. м газа необходимо переработать порядка 2 млн тонн угля.

Заводы по газификации способны переработать около 400 тыс. тонн черного золота. По словам Шульги, на одном заводе можно установить несколько таких газогенераторов и довести производство до общей мощности 2 млн тонн угля в год, что соответствует 1 млрд куб. м природного газа) и более. При этом, по словам ученого, не все так просто. Ведь для строительства одной шахты потребуется порядка 5 лет, а чтобы соорудить завод понадобится не менее 3 лет.

Что касается инвестиций, то здесь специалисты сходятся во мнении о том, что это огромные инвестиции, которые окупятся не за один десяток лет. «Это очень большие инвестиции, и для этого необходимы серьезные капиталодержатели - это может быть и государство в том числе, потому что оно заинтересовано в диверсификации рисков, энергетических прежде всего, чтобы обеспечить независимость государства от внешних источников. Поэтому это будет зависеть от различных условий, где это применяется», - отметил Бешта.

Кроме того, по словам специалистов, для запуска системы угольного газа необходимо будет возведение местных трубопроводов, по которым газ будет поставляться потребителю. Возможен также вариант транспортировки угля по железной дороге к газогенераторным предприятиям, построенным вблизи потребителей газа. Таким образом, развитие транспортной системы потребует дополнительных вложений.

Угольный газ как альтернатива

По словам экспертов, благодаря газу, добытому из черного золота, Украина в перспективе сможет отказаться от значительной части импортируемого голубого топлива. «Я думаю, на первом этапе, через 10 лет, за счет газификации угля сможем обеспечивать 25% потребностей промышленности», - считает сотрудник харьковского НИУИ . Сегодня, к слову, украинская промышленность использует порядка 24 млрд куб. м газа ежегодно, а по итогам 2011 года Украина импортировала более 40 млрд куб. м газа из России.

Камни преткновения

Уровень добычи газа в Украине сегодня - порядка 80 млн тонн. При этом весь уголь расходуется, не оставляя запасов. «Получается, что для реализации проектов по газификации угля нам нужно прежде всего вложить деньги в угледобычу. А это очень большие деньги. Для того чтобы добывать 1 млн тонн угля в год шахтным способом, необходимо потратить на строительство шахты около 500 млн долларов», - сообщил Шульга. При этом срок эксплуатации шахты – 20-30 лет.

Кроме того, для газификации угля нужны соответствующие технологии и оборудование. На это также нужны большие деньги. «Для газификации 1 млн тонн угля в год необходимо вложить в оборудование при создании предприятия около 500 млн гривен», - говорит эксперт. В сумме получаем немалые средства, но с учетом нынешней цены на природный газ развивать это направление нужно.

А эксперт Института энергоисследований Юрий Корольчук и вовсе считает, что на сегодняшний день газификация угля не является выгодным бизнесом ни для государства, ни тем более для частных инвесторов. Однако Александр Бешта, наоборот, считает, что данная технология более чем выгодна для нашей страны, и это никоим образом не зависит от того, кто будет инвестором – государство или частные структуры.

Кроме того, как отмечает Корольчук, наиболее вероятным использованием полученного «синтеза газа» является его переработка-сожжение на электростанции и производство электроэнергии. «Учитывая, что сегодня в Украине наблюдается профицит электроэнергии, и мы ее экспортируем, то что мы будем делать с еще большим объемом электроэнергии?» - задался вопросом эксперт.

Можно, конечно, по его оценкам, еще тепло производить, но в любом случае это будет привязано к регионам, где находятся шахты и идет активный процесс добычи угля.

Также усложнять и поднимать стоимость процесса газификации будет и то, что большинство угля в Украине добывается на глубине 500-700 м. «С одной стороны, действительно кое-кто считает, что газификация угля является более экологичным процессом. Но одновременно это дороже: нужно покупать эксклюзивное оборудование, которое не производится в Украине», - подчеркнул Корольчук.

Сама же Украина, по его словам, не успеет разработать подобные технологии. «1 гигаватт энергии будет стоить, по самым скромным подсчетам, 1 млрд долл. инвестиций. Столько нужно денег, чтобы построить ряд станций, которые будут осуществлять газификацию угля. По времени - это минимум три года нужно, чтобы построить ряд таких заводов», - отметил он.

При этом не секрет, что за такие деньги – по самым скромным оценкам до 1,5 млрд долларов - можно перевести все ТЭЦ в Украине на уголь, их мощность 7,5 ГВт. Поэтому, по оценкам ИЭИ, даже если и делать что-то подобное, то лучше уж заниматься добычей и переработкой газа-метана угольных пластов. «Там также можно ставить когенерационные установки, которые будут перерабатывать газ-метан в электроэнергию и тепло. И они также экологические, эти установки», - говорит Корольчук. По его мнению, это повысит безопасность работы шахтеров.

Кто прав?

«Вообще странно. Мы хотим повышать добычу угля - это будет увеличивать выбросы метана - и мы не вкладываем средства в переработку газа метана, а занимаемся газификацией угля», - говорит эксперт Института энергоисследований Юрий Корольчук. «Это очень выгодно, это - будущее», - говорит Александр Бешта.

При этом ни одна сторона не сможет удостовериться в правильности своих предположений до тех пор, пока Украина не попробует газификацию, что называется, на зуб. А произойдет ли это – на то воля свыше. Вроде бы экспериментальные технологии на востоке страны уже запущены в производство, однако ничего кроме слов пока потребители не ощутили. Может, стоит дождаться внедрения проектов Shell? Поживем - увидим.