10 Апреля 2019

Почему золошлаковые отходы не получается превратить в доходы?

Переработка золы и шлака, основных отходов угольных ТЭС, в разнообразные материалы, обсуждается десятилетия. Сами генераторы очень хотят сократить площади золоотвалов. На их пути – несовершенство законодательства, отсутствие гарантированного спроса на материалы из ЗШО, и даже консерватизм некоторых потребителей.

Поделиться в социальных сетях

Ежегодно на 172 угольных электростанциях в России сжигается более 123 млн тонн твердого топлива, в результате чего образуется около 25-30 млн тонн золы и шлака (ЗШО). Вроде бы мизер на фоне примерно 6 млрд тонн твердых отходов, каждый год фиксируемых Росстатом (львиная доля приходится на вскрышную породу, которая получается при добыче полезных ископаемых). Но на золошлакоотвалах уже скопилось порядка 1,5 млрд тонн ЗШО, третья часть из этого – в границах только ОЭС Сибири. Хранилища этих отходов в России занимают более 28 тыс. гектаров (больше, чем площадь Израиля), причем часто – прямо в черте крупных городов (например, только в границах Красноярска – три шламонакопителя и пять золошлакоотвалов). 

Ресурсы золоотвалов близки к истощению, генераторы вынуждены нести расходы или на их реконструкцию, или на новое строительство (расширение). При этом второй путь практически не доступен: в границах муниципалитетов свободных земель, соответствующих жестким требованиям законодательства, не осталось. Первый путь не «меньшее зло»: на действующих отвалах приходится строить высокие дамбы, или, например, закупать дорогостоящие багерные насосы, способные перекачивать воду, насыщенную золошлаковой пульпой, на отдаленные участки. Все это движение в никуда, консервация и конкретных отходов, и всей проблемы в целом. В таком случае к 2030 году объемы накопленных ЗШО в стране могут превысить 2 млрд тонн. Во всяком случае, именно такой прогноз озвучил недавно председатель комитета Госдумы РФ по энергетике Павел Завальный

По оценке Института проблем естественных монополий (ИПЕМ), накопление ЗШО – одна из самых недооцененных проблем угольной генерации в России. Действительно, гораздо активнее экологическая общественность и «зеленые» активисты всех мастей реагирует на выбросы таких ТЭС в атмосферу. Виноват и географический фактор – наиболее концентрировано проблема ЗШО стоит только в ОЭС Сибири, 45 из 53 электростанций в которой работают на угле и производят около 13 млн тонн ЗШО ежегодно. Больше такого нет нигде в ЕЭС России, в других регионах золошлакоотвалы – это локальные и разрозненные «горячие точки». В Сибири же к настоящему времени скопилось более 500 млн тонн ЗШО, площади золоотвалов прирастают примерно на 100 га ежегодно, занимая уже свыше 4 тыс. га территорий. При этом Энергетической стратегией России до 2030 года, принятой правительством России, предусмотрено увеличение доли угля в топливном балансе крупных ТЭС Сибири. 

Единственный путь избавления от этой беды – вовлечение в хозяйственный оборот не только вновь образующихся (в этом направлении как раз сдвиги есть), но, прежде всего, накопленных ЗШО, при одновременном внедрении безотходных технологий сжигания угля. Однако существующий уровень утилизации ЗШО в России остается неизменным с 1990-х, и оценивается в 10-15%. А некоторыми экспертами – и в 6%. И это на фоне 64% в США и 97% (!) в островной Японии.

Технологий переработки золы и шлака – масса, желания у энергетиков – через край, но дальше обсуждений, принятия многочисленных программ господдержки и скромных попыток самих генераторов хоть как-то сократить хотя бы ежегодные объемы накоплений, дело не движется. Так, еще в 2005 году компания «Иркутскэнерго» учредила дочернее ЗАО «Иркутскзолопродукт». На КЭФ-2019 губернатор Иркутской области Сергей Левченко хвалился, что сейчас в регионе в переработку идет от 30 до 50% годового выхода ЗШО, «но это кардинально не решает проблему». «Кислород ЛАЙФ» решил разобраться, почему в этой сфере все складывается именно так. Внутри – два очень разных, но успешных кейсов по переработке ЗШО, реализованных Сибирской генерирующей компанией (СГК) и «Энел Россия».

По оценке Института проблем естественных монополий, накопление ЗШО – одна из самых недооцененных проблем угольной генерации в России.

Единственный путь избавления от золошлакоотвалов – вовлечение в хозяйственный оборот не только вновь образующихся (в этом направлении как раз сдвиги есть), но, прежде всего, накопленных ЗШО, при одновременном внедрении безотходных технологий сжигания угля.

Как образуются ЗШО?

Сначала о том, откуда что берется. В процессе сжигания угля в котле образуется не только газообразные, но и твердые остатки – зола и шлаки (минеральная, несгорающая часть). «Золу уноса» улавливают с помощью различных устройств золоочистки дымовых газов (мы подробно описывали их в этой статье), а вот ЗШО, которые составляют до 90% всех отходов, в зависимости от зольности той или иной марки угля и особенностей процесса сжигания, с помощью насосов и трубопроводов перекачивают на золошлакоотвалы. 

Важный момент: чаще всего золу и шлаки на этом этапе не разделяют. И это очень плохо. Дело в том, что по отдельности они пользуются спросом, а вот в виде смеси почти никому не нужны. Но на подавляющем большинстве угольных станций установлены системы гидрозолоудаления (ГЗУ), они строились еще в советские годы, когда проблема не стояла так остро. Как выяснили ученые, максимальное количество растворимых примесей в воду дает именно зола. Растворимость же шлака настолько незначительна, что характеризует его как вещество, не оказывающее никакого загрязняющего влияния.

Но опасны не зола и не шлаки сами по себе, а их скопление в огромных количествах в одном месте. «Пыление и фильтрация золоотвалов – источник опасности для здоровья населения, растительного и животного мира близлежащих районов. Опасность представляют и золоотвалы, расположенные вблизи рек и озер из-за возможного прорыва дамб», - отмечал Павел Завальный. Энергокомпании эти риски не скрывают: накопители ЗШО требуют от них постоянного экологического контроля (в части пыления, фильтрации в подземные источники воды и соседние водоемы) и значительных затрат на эксплуатацию. Приходится также платить повышенные платежи за негативное воздействие на окружающую среду.

Не удивительно, что генераторы хотели бы развернуть ситуацию в свою пользу – перевести ЗШО в золошлаковые материалы, а, значит, превратить отходы в доходы. Относительно успешно справляются пока лишь с «золой уноса». А вот накопленные ЗШО или же вновь образуемая пульпа требуют нетривиальных решений. Один из путей – перевод угольных станций на систему сухого золошлакоудаления. «Энел Россия» реализовала такой проект на крупнейшей в России угольной ГРЭС – Рефтинской.

«Энел Россия»: осушить золу

«Дочка» итальянского энергохолдинга реализовала в России уникальный проект – перевела Рефтинскую ГРЭС, крупнейшую по мощности угольную станцию в стране, на систему сухого золошлакоудаления. В компании подчеркивают, что «на сегодняшний день золоотвал №2, где размещается сухая зола ГРЭС, - не просто место складирования отходов. Это место хранения отходов. При необходимости золу, которая там находится, можно также использовать как вторичный ресурс в промышленных целях». По итогам прошлого года «Энел Россия» реализовала потребителям (в основном, производителям строительных материалов: цементов, бетонов и газозолоблоков) более 270 тыс. тонн «сухой» золы. Подробнее здесь.

Где можно использовать ЗШО?

Основные составляющие золы и шлака – кремний (в среднем 50%), алюминий (до 20%) и железо (от 3 до 10%). В меньших количествах встречаются оксиды калия, кальция, магния, натрия и титана, в микроскопических дозах – оксиды серы, марганца, фосфора и другие соединения. Если совсем все упрощать, то можно сказать, что на золоотвалах в нерастворимой форме (в виде оксидов) «спит» почти вся таблица Менделеева. 

При этом ЗШО, в зависимости от состояния, относят как к четвертому, так и к пятому, самому низкому классу опасности (для сравнения: у ТКО – четвертый класс). Как доказывал на одном из форумов в конце 2018 года директор Новосибирского филиала Сибирской генерирующей компании (СГК) Андрей Колмаков, золошлаки не токсичны и не радиоактивны (ходят и такие страшилки). Ведь только на крупных ТЭС уголь, из которого они получаются, проходит всесторонний контроль качества. 

В любой статье о перспективах использования ЗШО, коих в Интернете найдется немало, будет написано, что вовлечение таких отходов в хозяйственный оборот позволит сэкономить природные ресурсы (прежде всего, нерудные полезные ископаемые – песок, щебень и т.п.) и внести существенный вклад в экологию городов. И в теории, и в практике наработано множество направлений утилизации ЗШО. Обычно выделяют три главных – использование в качестве материала для строительной индустрии, в виде сырья – для извлечения цветных и редкоземельных металлов, а также как сыпучего материала, идеального для рекультивации земель, вертикальной планировки территорий и даже для отсыпки мусорных полигонов. 

Наиболее разнообразно золошлаки используют в стройиндустрии. Причем с советских времен: в Липецке, например, можно найти 20-ти этажное жилое здание, построенное в конце 1980-х из шлакощелочного бетона. Из ЗШО делают как отдельные стройматериалы, так и добавляют в «обычные», для улучшения их потребительских качеств (например, добавки в асфальт увеличивают долговечность дорожного полотна). «Имеются отдельные примеры успешной утилизации ЗШО в направлениях сбора или извлечения микросфер и поставки их на промышленные предприятия, производства строительных материалов, добавок в цементы и бетоны, использования ЗШО в дорожном строительстве. Однако данные отдельные проекты не сказываются сколь-нибудь ощутимо на сокращении объемов накопления ЗШО. Объемы утилизации ЗШО не превышают 10-11% от их образования», - посетовали в комментарии для «Кислород.ЛАЙФ» в Минэнерго РФ. 

Исправить ситуацию должен новый законопроект Минэнерго РФ, который «позволит использовать ЗШО при рекультивации земель и ликвидации горных выработок». В качестве техногенного грунта такие отходы подойдут и для рекультивации оврагов или шахт, и для послойной консервации полигонов хранения ТКО, и даже для использования в сельском хозяйстве, например, при восстановлении земельных угодий различного назначения. Это – наиболее эффективное направление с точки зрения темпов снижения накоплений. «Оно не требует от нас финансовых вложений. Работу готовы финансировать субъекты угольной генерации – при условии, что власть определит объекты для рекультивации, консервации или восстановления и решит нормативно-правовые вопросы по таким проектам», - отметил на прошедшем в конце марта Красноярском экономическом форуме губернатор Иркутской области Сергей Левченко. Он возглавляет созданный в конце 2018 года экспертно-консультационный совет Межрегиональной ассоциации «Сибирское соглашение» (МАСС) по экологии и сохранению природного наследия.

Наиболее разнообразно ЗШО используют в стройиндустрии. Причем с советских времен: в Липецке, например, стоит 20-ти этажное жилое здание, построенное в конце 1980-х из шлакощелочного бетона.

СГК: трудный путь к материалам

Самый «угольный» генератор в России довел уровень утилизации своих ЗШО до 14%. Всего на золоотвалах 22 станций СГК накоплено 133 млн тонн отходов, ежегодно прибавляется по 3,5 млн тонн. Главное, к чему стремится СГК – сократить площади действующих золоотвалов. В идеале – превратить их в хранилища сырья для производства различных материалов. В компании прошли долгую и сложную государственную экологическую экспертизу на проекты по изготовлению ЗШМ. Первые партии, классифицированные по ГОСТу 25100-2011 как техногенный дисперсный грунт, были произведены на Красноярской ТЭЦ-1 и использованы для рекультивации нарушенных земель в Березовском районе края. Подробнее здесь.

Так что мешает масштабному использованию ЗШО?

Угольные генераторы подчеркивают, что готовы сейчас отдавать ЗШО буквально за копейки – лишь бы отходы забирали, и золошлакоотвалы опустошались. Но пока предложение явно повышает спрос. В чем проблема – чрезвычайном консерватизме и замкнутости стройиндустрии, высокой капиталоемкости проектов переработки, отсутствии стимулов и гарантированных рынков сбыта ЗШО? Все и сложнее, и проще одновременно. «Массовому использованию этого практически безопасного для природы и человека инертного материала мешает межведомственная неразбериха и несовершенство нормативно-правовой базы», - ставит диагноз губернатор Иркутской области Сергей Левченко

В СГК «Кислород.ЛАЙФ» эту неразбериху описали на конкретном примере. Так, сегодня ЗШО считаются и отходом, и продуктом одновременно, из-за чего оформленный по всем правилам законодательства о техническом регулировании материал природоохранными органами трактуется как отход – со всеми вытекающими. «В итоге все сводится к тому, что организации, заинтересованные в вовлечении в хозяйственный оборот ЗШО, вынуждены доказывать, что «вчерашний» отход «сегодня» стал продуктом. При этом зачастую ответ на вопрос «а что же привело к такой чудесной трансформации, кроме оформления сопроводительных документов», остается без ответа», - объясняет Константин Кушнир, заместитель технического директора по охране окружающей среды СГК. 

В Минэнерго РФ, впрочем, уверены, что действующее законодательство не содержит препятствий для официального отнесения ЗШО к продукции: «Практически всеми генерирующими компаниями, которыми осуществлялся сбыт ЗШО сторонним организациям, разработаны Технические условия на различные виды ЗШО, получены сертификаты соответствия санитарным требованиям. Потребителями являются муниципалитеты, собственники и пользователи объектов, перспективных для крупнотоннажного вывоза: заполнения выработок и неудобий, ликвидации площадных пожаров, отсыпки свалок и полигонов». Но в ведомстве признают, что сейчас в законах отсутствуют нормы, стимулирующие формирование стабильного спроса на ЗШО.

https://tayga.info/files/Image/IMG_0558(1).jpg
Сегодня ЗШО считаются и отходом, и продуктом одновременно, из-за чего оформленный по всем правилам законодательства о техническом регулировании материал природоохранными органами трактуется как отход – со всеми вытекающими.

Что касается стимулирования, то в ИПЕМ, например, считают, что решение проблемы ЗШО нужно было включить в программу модернизации ТЭС, принятую правительством РФ в январе 2019 года. Однако в утвержденных правилах отбора проектов вообще нет требований к целевому состоянию золошлаковых хозяйств угольных электростанций (предусмотрена только возможность возврата капвложений в реконструкцию золоотвалов, но про компенсацию инвестиций в приобретение вспомогательного оборудования для обращения с ЗШО ничего не сказано). «Есть два сценария решения проблемы. Первый предполагает корректировку программы модернизации ТЭС для повышения утилизации ЗШО. Во втором следует признать, что программа имеет другие цели, заложить требования к системам утилизации ЗШО в справочник наилучших доступных технологий и обеспечить дополнительное бюджетное софинансирование для их выполнения», - уверен заместитель гендиректора ИПЕМ Александр Григорьев

Об ужесточении экологических требований к угольным ТЭС говорится и в исследовании Центра энергетики МШУ «Сколково», посвященном будущему угольной генерации в России:«Переход на НДТ (в нынешнем виде нормативной базы) позволит угольной генерации (отдельным станциям) несколько улучшить экологические показатели, но для радикального улучшения этого будет недостаточно». 

Впрочем, стимулы могут быть и другими. Например, даже на уровне губернаторов можно было бы разработать экономические и налоговые льготы для массового использования ЗШО в строительной индустрии. Или в дорожном хозяйстве, особенно при строительстве новых автомобильных и железных дорог (это ведь на 100% бюджетные траты). Но почему-то эти решения даже не обсуждаются. Зато экспертный совет под руководством Сергея Левченко предложил разработать межрегиональный проект «Ликвидация накопленного экологического ущерба от деятельности угольных ТЭС», с перспективой формирования на его основе федерального проекта в рамках нацпроекта «Экология». Так, глядишь, и до создания специальной госкорпорации дело дойдет.

Даже на уровне губернаторов можно было бы разработать экономические и налоговые стимулы для массового использования ЗШО в строительной индустрии. Или в дорожном хозяйстве.
Александр Попов шеф-редактор «Кислород.ЛАЙФ»