Нужны ли Украине заводы по газификации угля, или Как избавиться от газовой зависимости

Борис Ильенко 30 мая 2014, 19:35
фото

Читайте также

В июле 2012 г. Министерство энергетики и угольной промышленности Украины и Госбанк развития Китая подписали соглашение об открытии кредитной линии на сумму 3,656 млрд долл. для реализации программы замещения потребления природного газа украинским углем. Подобная постановка вопроса может вызвать удивление, поскольку в нашей стране уже осуществляются значительные мероприятия по замене природного газа углем, прежде всего в металлургии и строительной индустрии (украинские цементные заводы переведены на сжигание пылеугольного топлива). Обсуждается возможность перевода некоторых ТЭЦ, использующих природный газ, на сжигание угольного топлива. Зачем для этого нужны еще и баснословные китайские кредиты? Оказывается, что в рамках программы предполагается строительство заводов по газификации бурого и каменного угля с использованием китайских технологий для производства синтетического природного газа. По-видимому, имеется в виду применение оборудования, изготовляемого в Китае, а технологии — это известные процессы газификации угля, например, таких фирм, как Siemens, Shell, Lurgi, поставляющих свое оборудование в Китай.

По данным Статистического обзора мировой энергетики, опубликованного в 2011 г. British Petroleum, Китай является абсолютным лидером по добыче угля на планете. В 2011-м здесь было добыто 3520 млн т угля, что составляет 49,5% всей мировой добычи. Это в значительной мере стимулирует использование в Китае угля в энергетике, металлургии, других отраслях промышленности, а также для получения синтез-газа при производстве химической продукции (аммиака, метанола, минеральных удобрений) и синтетического природного газа. В Поднебесной уже эксплуатируют пять газификаторов Siemens тепловой мощностью по 500 МВт. К концу 2014 г. на заводе по газификации угля в провинции Синьцзян планируется пуск восьми таких же газификаторов. Здесь будет перерабатываться в синтез-газ добываемый в этой провинции суббитуминозный уголь с последующей его очисткой, десульфуризацией и метанированием (об этом ниже) с преобразованием в природный газ.

Возможность производства синтетического природного газа вызывает в Китае значительный интерес, власти этой страны инициируют строительство девяти крупных заводов по производству более 37 млрд кубометров газа в год, что составляет около 40% от его собственной добычи (по состоянию на 2011 г.).

Ожидается, что реализация в Украине обсуждаемого проекта позволит ежегодно производить 4 млрд кубометров синтетического природного газа из 10 млн т угля. Известны также оптимистические заявления об использовании синтез-газа, полученного парокислородной газификацией украинских углей (именно об этом процессе идет речь), для производства минеральных удобрений и моторных топлив (синтезом по Фишеру—Тропшу).

ЮАР — единственный пример успешного использования парокислородной газификации

Для оценки сложившейся ситуации совершим небольшой исторический экскурс. Началом промышленной газовой эры на планете без особой погрешности можно считать 50-е годы прошлого столетия. Например, такой показатель, как удельный вес угля и продуктов его переработки в сырьевой базе мировой азотной промышленности, в 1949 г. составлял 69%, а уже в 1959-м снизился до 41%. Знаменательно, что именно в 1949 г. был основан Институт использования газа в коммунальном хозяйстве и промышленности АН УССР (сейчас Институт газа НАН Украины). Институт должен был решать общие проблемы газоснабжения и газоиспользования в связи с быстрым развитием в конце 40-х годов газодобывающей промышленности, строительством и эксплуатацией магистральных газопроводов, использованием газа в качестве топлива и сырья во многих отраслях производства.

Что касается угля, то за истекшие более чем 60 лет можно назвать, пожалуй, единственный весомый пример его использования в промышленности для производства синтетических продуктов — это комплексы Sasol в ЮАР для производства минеральных удобрений и моторных топлив (по Фишеру—Тропшу) на базе парокислородной газификации (процесс Koppers—Totzek) на местном полубитуминозном угле. Здесь также более 20 лет эксплуатировался комплекс по производству природного газа из угля, сочетающий его газификацию под давлением (процесс Lurgi) с метанированием. Создание указанных комплексов было вынужденным в связи с эмбарго на нефть для этой страны. После отмены эмбарго в ЮАР предпринимались активные попытки продать технологическое оборудование в другие страны, а в комплексе Sasol-7 уже использовался природный газ из Мозамбика.

Следует упомянуть об интенсивных исследованиях и разработках по созданию новых процессов получения заменителя природного газа и синтетических продуктов из угля в 70-х годах, что было вызвано нефтяными кризисами. Однако кризисы миновали, и интерес к указанным разработкам как к коммерчески непривлекательным упал.

Для Китая синтез-газ —
спасение, хоть и временное

Другим крупным "островом" потребления и переработки угля является по указанным выше причинам Китай. Интенсивное развитие производств по получению синтетического природного газа в этой стране вызвано острой необходимостью его использования в энергоснабжении, прежде всего, больших городов. В крупных китайских городах, а целый ряд из них — это округа-мегаполисы с населением 15–20 млн и больше жителей, уголь является единственным топливом ТЭЦ. Кислотные дожди здесь давно не редкость, выбросы соединений серы и наличие в атмосфере оксидов азота негативно влияют на здоровье населения, снижают темпы экономического роста. В связи с этим примечателен тот факт, что летом 2008 г. многочисленные угольные электростанции, находящиеся в непосредственной близости от объектов летних Олимпийских игр, были остановлены за 30 дней до начала игр и на все время состязаний. Автору этих строк в октябре прошлого года приходилось наблюдать смог в Харбине. Население города, среди которого много студентов, вынуждено было пользоваться масками, спасаясь от газообразных выбросов местных угольных ТЭЦ.

Учитывая масштабы угольной энергетики Китая, реализация в этой стране методов снижения выбросов соединений серы и азота потребует значительных затрат. Эти проблемы решаются при переводе ТЭЦ с твердого топлива на газообразное. Таким образом, для Китая добыча природного газа, его импорт (газопроводом из Туркменистана, сжиженного газа из Австралии) и производство синтетического газа из угля являются жизненно важной задачей.

У Украины есть более эффективные способы энергообеспечения,
чем синтез-газ

Несколько иная ситуация складывается в Украине. Экология наших крупных городов в меньшей мере страдает от эксплуатации ТЭЦ, чем от других факторов, прежде всего автотранспорта, поскольку городская теплоэнергетика работает преимущественно на природном газе. У нас другая глобальная проблема — энергетическая безопасность страны. Украина как крупный потребитель природного газа импортирует его только с территории РФ, что и определяет низкий уровень нашей энергетической безопасности. К сожалению, реалии сегодняшнего дня усугубляют ситуацию.

Кардинально решить эту проблему можно двумя путями. Первый — это снижение энергоемкости валового национального продукта (как известно, крайне высокой) за счет проведения энергосберегающих мероприятий: реконструкции существующего оборудования, усовершенствования используемых технологий, а также внедрения новых энергосберегающих технологических процессов. Согласно оценке, проведенной группой сотрудников НАН Украины во главе с академиком И.Карпом, общая экономия природного газа за счет внедрения газосберегающих технологий в горно-металлургическом комплексе, химической промышленности, нефтегазовом комплексе, энергетике, производстве цемента и в металлообработке может составить около 15 млрд кубометров.

Второй путь — это увеличение собственной добычи природного газа, к чему можно отнести и получение синтетического газа из угля. В этом случае, если говорить, например, о пылеугольной парокислородной газификации Siemens, в нашей стране придется создавать производственные комплексы, состоящие из блоков доставки и хранения угля, дробления и размола с получением угольной пыли размером менее 500 микрон, блока разделения воздуха для получения технологического кислорода, блока получения технологического пара, парокислородной газификации угля под давлением 40 атм. и при температуре 1300–1650°С, системы шлакоудаления и гранулирования шлака, каталитической очистки синтез-газа с образованием углекислого газа и сероводорода, отмывки сероводорода, отмывки углекислого газа, системы очистки загрязненной воды и, наконец, блока метанирования синтез-газа. Вот такие комплексы или подобные им придется создать для получения 4 млрд кубометров метана.

Несколько слов о метанировании. В основе этого процесса — реакция окиси углерода и водорода в соотношении 1:3 в диапазоне температур 200–370°С на катализаторе с получением метана как конечного продукта. Реакция протекает с тепловыделением, которое особенно активно на начальной стадии процесса и требует соблюдения мер предосторожности. Этот процесс наиболее широко применяется в производстве аммиака для удаления небольших количеств оксидов углерода (не более 2%). Что касается осуществления масштабного метанирования синтез-газа с получением значительных количеств метана, то этот процесс находится в стадии усиленной разработки. У него есть своя специфика, вызванная разным соотношением "окись углерода — водород" в зависимости от марки исходного угля и технологии процесса газификации. Автору не известны примеры промышленного применения процесса метанирования синтез-газа, кроме упоминавшегося комплекса с газификатором Lurgi в ЮАР.

Не менее дорогостоящей окажется и газификация угля для производства аммиака и нефтепродуктов. В принципе можно, но зачем?

В заключение отметим: остается не ясным, какое оборудование входит в комплект поставки по контракту для строительства газовых заводов. Если все ограничивается только поставкой китайских газификаторов… то комментарии излишни. И еще. Переработка угля всегда сопровождается ухудшением экологической обстановки. Этого можно избежать, но какой ценой!

Увеличение собственной добычи природного газа

В Украине в течение двух лет (с 1968-го по 1970 г. включительно) добыча газа возросла с 20 до 50 млрд кубометров, а в 70-е годы достигла 65–70 млрд. И все это, по утверждению академика НАН Украины А.Лукина, благодаря освоению углеводородного потенциала глубин в интервале 4,5–6,5 км.

По эффективности освоения разведанных запасов больших глубин Украина занимала одно из первых мест в мире. Максимальный дебит отдельных скважин достигал 2–2,5 млн кубометров газа в сутки. На пяти-шести таких скважинах можно было бы получить более 4 млрд кубометров природного газа, или тот
объем, который могут обеспечить несколько заводов по газификации угля — технологически сложные и экологически опасные промышленные комплексы.

Потребление нефти и природного газа в мире неуклонно возрастает, и нет оснований ожидать изменения этой ситуации, по крайней мере, до конца нынешнего столетия, которое можно назвать веком газа с ожидаемым максимумом газодобычи в 2015–2030 гг. Сейчас в трех регионах Украины известны более 400 месторождений (из них 3 гигантских и 27 больших). Недавно одна газодобывающая компания на открытом еще в 80-х годах газоконденсатном месторождении (продуктивный интервал 5500–6200 м) пробурила скважину глубиной 6534 м и успешно добывает газ с конденсатом с суточным дебитом более 1 млн кубометров.

По утверждению А.Лукина, успешное освоение углеводородного потенциала больших глубин в пределах центрального сегмента Донецко-Днепровской впадины позволит в ближайшие годы существенно (на 20–25 млрд кубометров) повысить добычу газа. А затем перейти к планомерному осуществлению и других направлений поисково-разведывательных работ, что в перспективе полностью обеспечит потребности Украины в природном газе.

Разумеется, для осуществления глубокого бурения в Украине нужны соответствующие инвестиции и привлечение компаний, имеющих значительный опыт бурения и проявляющих интерес к углеводородному потенциалу больших глубин. Вот здесь и нужны кредиты.

Однако, обретя независимость, Украина полностью прекратила глубокое бурение, что привело к обвальному падению добычи газа и газового конденсата с общеизвестными последствиями.

Заметили ошибку?
Пожалуйста, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter
2 комментария
  • olmadel 31 мая, 18:15 "более 20 лет эксплуатировался комплекс по производству природного газа из угля", "Возможность производства синтетического природного газа"? Абсурдные формулировки. Горючий газ (в основном, метан) либо добывают как полезное ископаемое (тогда он называется природным), либо синтезируют. "Синтетический природный газ" -- оксиморон (сочетание слов с противоположным значением). "Началом промышленной газовой эры на планете без особой погрешности можно считать 50-е годы прошлого столетия"? Погрешность составляет около 100 лет. Первый завод по синтезу газа на територии Украины (во Львове) был построен более 150 лет назад: http://www.gasukraine.com.ua/clients/gasukraine/gasukraine.nsf/(documents)/E834D4F409AB4543C22574670043F97C. На память о нём осталось только название улицы -- Газовая
    Yuriy Pylypenko 5 августа, 12:25
    "Синтетический природный газ" - лингвистический оксюморон, но общепринятый мировой термин, т.к. "природный газ" стал именем нарицательным, синонимом слова метан, а не прилагательным, которое обозначает природное происхождение какого-то газа. Формулировки полностью корректны. А синтез газа до 1950-ых годов не тянет на промышленные масштабы.
    Ответить Цитировать Пожаловаться
Реклама
Последние новости
USD 25.64
EUR 27.25