ЭКиП № 1. СКОЛЬКО НЕФТИ РАЗЛИТО В МОРЯХ И ОКЕАНАХ?

ЭКиП № 12. КАКОЕ БУДУЩЕЕ УГЛЯ В РОССИИ?

Наверное, уголь был исторически основополагающим ископаемым энергоносителем, который освоило человечество. Первые упоминания об использовании каменного угля в Донецком бассейне восходят к IX–X вв. Систематические геологоразведочные работы и промышленное применение угля в России началось с XVII–XVIII вв., а главным его потребителем в то время являлась металлургия. Уголь выступал заменой древесины при выплавке черных металлов. Стоит обратить внимание, что это полезное ископаемое первоначально служило в качестве ценного компонента для производства железа, а не как энергоноситель. Однако с развитием промышленности росла потребность в энергии, и уголь стал основным источником ее получения в XIX в., да, пожалуй, оставался таковым почти до конца XX в. Удивительным оказалось то, что значительно позже освоенные человечеством нефть и газ стали подвергаться глубокой переработке с получением моторных топлив, полимеров, минеральных удобрений. А уголь как был, так и остался за прошедшее время сырьем для выработки энергии. В нефтепереработке превращение нефти в ценные светлые продукты (равно как и прогрессивность используемых технологий) характеризуется таким понятием, как "глубина переработки", которая достигает значений 90–95 %. Это значит, что добытая нефть на нефтеперерабатывающих заводах на 90–95 % превращается в моторные топлива, ценные нефтехимические продукты. Применить термин "глубина переработки" к добытому углю никому не приходит в голову, иначе бы это вызывало недоумение. Пожалуй, Китай — единственная страна, которая в XXI в. всерьез взялась за глубокую химическую переработку угля. В настоящее время уголь стал сырьем для получения метанола, полимеров, алюминия, моторных топлив и многих химических продуктов, которые раньше можно было синтезировать только из нефти и природного газа. Сейчас в Китае уже больше 25 % химических продуктов получают из угля, и это, по-видимому, только начало. Уголь, с точки зрения заложенного в нем природой потенциала, гораздо богаче, чем природный газ, да, пожалуй, и нефть. Помимо углеродной (горючей) части уголь содержит богатую неорганическую часть, которая включает кремний, алюминий, ценные редкие металлы и многое другое.

Как же выглядит угольная промышленность России в настоящее время? В РФ добывается в последнее время 430–440 млн т угля ежегодно. Половина этого объема идет на внутреннее потребление, а вторая половина экспортируется преимущественно в страны Юго-Восточной Азии (Китай, Корея, Индия). Добыча угля осуществляется в основном (почти 80 %) открытым способом в угольных карьерах. Количество шахт в России стремительно сокращается — с 225 шахт в 1980 г. до 58 шахт в 2020 г. Да и работа в шахтах становится все более сложной. Средняя глубина, на которой ведется добыча угля, составляет около 500 м, а на отдельных разработках глубина достигает 1–1,5 км!

Количество угля, которым богата наша страна, характеризуется двумя терминами — запасы и ресурсы. Их отличия заключаются в достоверности оценки объемов угля. Запасы — это почти точная оценка, а ресурсы — это еще надежно не разведанные месторождения угля. Так вот, запасов угля в России хватит примерно на 400 лет, а при рациональном отношении к данным ресурсам мы ими сможем пользоваться около 2000 лет! Таким образом, если нефть и природный газ будут приближаться к исчерпанию, то уголь не позволит остановиться развитию нашей цивилизации. Однако как мы используем сейчас добытое угольное богатство? Пока мы ничего нового по сравнению с XIX в. не делаем: продаем, сжигаем и применяем в металлургии. Вся угольная промышленность России зарабатывает на этих видах деятельности около 2,5 трлн руб./год. Казалось бы, немало, но финансовый оборот лишь одной нефтяной компании ПАО "Газпром нефть" оказывается больше, а работает в этой компании сотрудников в 2 раза меньше, чем во всей угольной промышленности России. Это значит, что производительность труда в угольной отрасли значительно ниже, а используемые технологии не отличаются совершенством и позволяют получать и продавать только добытый сырой уголь.

На это накладываются и серьезные экологические проблемы. По данным спутникового мониторинга выбросы в атмосферу вместе с вентиляционными газами на отдельных шахтах оцениваются в объеме 1 т метана на 10 т добытого угля! Такие выбросы присущи и остановленным шахтам — они продолжают вентилироваться, чтобы избежать накопления взрывных концентраций метана. Значительные территории вокруг шахт и карьеров повреждены в ходе добычи и требуют рекультивации, но темпы этих работ сейчас таковы, что их проведение займет более 200 лет!

Основы глубокой химической переработки угля были заложены в конце XIX — начале XX вв. в Германии. Именно там был разработан процесс Фишера-Тропша — получение дизельного топлива из угля через его газификацию, кроме того велись работы по гидрогенизации угля в жидкие продукты при высоком давлении водорода. Но нефть и газ спутали все карты.

Современное состояние угольной промышленности России характеризуется высокой неустойчивостью, как от состояния мирового рынка угля, так и от внутренних транспортных тарифов. В 2023 г. угольная отрасль закончила год с прибылью почти 500 млрд руб., а в этом году прогнозируется такой же убыток. Если к этому добавить экологические проблемы, то состояние угольной промышленности России можно считать критическим.

Единственное направление повышения стабильности и рентабельности угольного комплекса — развертывание технологий глубокой переработки добываемого угля. Реализовать такую модернизацию возможно только с участием государства. На начальном этапе неизбежна убыточность проектов и требуется надежное плечо государства. Эффективность такого подхода подтверждает развитие атомной энергетики в СССР. На первой атомной электростанции себестоимость электроэнергии была в десятки раз больше, чем на тепловых станциях. Но это не помешало дальнейшему становлению атомной энергетики и формированию ее экономической стабильности.

Совершенствование угольной отрасли должно базироваться на решении всех накопившихся проблем — экономических, экологических, социальных. Координация работ по всему комплексу задач по силам лишь государству. Надеемся, что угольная промышленность нужна России сейчас и еще больше будет востребована в будущем.

А.С. Носков

Руководитель научного направления

"Промышленный катализ",

ФИЦ "Институт катализа

им. Г.К. Борескова СО РАН",

член-корр. РАН, главный редактор

журнала ЭКиП