21 октября 2020

«Технологий для снижения выбросов от угольных ТЭС хватает»

«Электрофильтры, в том числе в комбинации с «мокрыми» фильтрами, могут улавливать все пылевые выбросы, а также диоксид серы. Существуют и химические технологии газоочистки. Высокие дымовые трубы способны обеспечивать качественное рассеивание».
Поделиться в социальных сетях

Это интервью подготовлено для спецдоклада «Как сделать теплоснабжение Красноярска более экологичным?».

- Валерий Алексеевич, на ваш взгляд – является ли угольная генерация реальной проблемой для экологии городов в Сибири?

- Причин возникновения «черного неба» в том же Красноярске достаточно много – свой вклад вносит не только энергогенерация, но и промышленность, и автомобильный транспорт, и частный сектор, где сжигают уголь или дрова, менее токсичное, но тоже органическое топливо. Также сильно влияет на экологию и архитектурно-планировочное развитие того или иного города. Сибирь отличается от других регионов еще большой насыщенностью именно промышленными объектами: алюминиевые, металлургические, цементные заводы, химические комбинаты – они все тоже являются загрязнителями воздуха. При этом как сказать, кто дымит больше – промышленность или энергетика? Да, по сравнению, допустим, с нашими европейскими городами, где сжигается газ, в Сибири основным топливом является уголь. Но объемы загрязнения от энергогенерации зависят от мощности источников.

И тут, что интересно, зависимость обратная: городские ТЭЦ – это источники минимального воздействия на атмосферный воздух – если, конечно, они строго выполняют нормативы ПДВ. Многое зависит от высоты дымовой трубы – в частности, эффективность рассеивания выбросов твердых и других вредных веществ тем выше, чем выше труба. В связи с этим я не считаю, что крупная энергетика является основным загрязнителем воздуха в городах. Все-таки крупная генерация более чистая, чем мелкие котельные, которые есть в каждом городе. Такие источники сильнее загрязняют воздух, что связано, прежде всего, с используемыми на них технологиями сжигания, с тем, что они жгут низкосортное топливо, и имеют низкие по высоте дымовые трубы. Все, что из таких труб выбрасывается, рассеивается тут же, рядом с ними. Поэтому, на мой взгляд, куда большее внимание надо обращать на котельные, а также на сжигание топлива в печах или котлах в частном секторе. Там вообще могут жечь все, что угодно, а поскольку это низкие температуры – процессы в топках развиваются иначе, чем на крупных источниках. Там образуется бенз(а)пирен, а это раковые, мутагенные последствия. Нужно дифференцировать теплоисточники по размерам и потенциальному ущербу для экологии. Для каждого объекта генерации существуют свои способы ликвидации вредных выбросов, и, соответственно, их необходимо максимально использовать.

- В первую очередь, наверное, стоит просто сократить число таких низовых источников?

- В существующей ситуации, я считаю, надо работать над максимальным сокращением выбросов от мелких источников, особенно котельных, которые в Сибири зачастую работают на угле, причем низкосортном, в нем изначально балластом содержится до 30% золы, которая не горит, а просто вылетает в трубу. Для Красноярска это проблема, но и в других сибирских городах картинки схожие. Наличие мелких котельных – это и перерасходы топлива, ведь, в отличие от ТЭЦ, которые вырабатывают и электрическую, и тепловую энергию, котельные способны выдавать только тепло. В этом плане рост доли когенерации – магистральный путь и хороший способ сократить загрязнение атмосферы.

Нужно использовать разные варианты: либо закрывать мелкие котельные вообще и переключать их потребителей на ТЭЦ, либо же их модернизировать. Например, в Иркутске еще в 1960-е было порядка 600 котельных, но с вводом Ново-Иркутской ТЭЦ их последовательно закрыли, сейчас осталась пара десятков, наверное. Еще один способ – если существуют проблемы с прокладкой тепловых сетей, то можно использовать мелкие котельные только в качестве пиковых источников.

- Ставка на электрокотельные – слишком дорогая альтернатива для Сибири?

- Если отвлечься от экономики таких объектов, то технически это возможно, излишки электроэнергии у нас есть. Но стоимость тепла в таком случае вырастет существенно, по сравнению с той, которую мы сегодня имеем. Причем для всех потребителей. С этим мы в Иркутской области столкнулись, например, в Байкальске, который живет в природоохранной зоне Байкала. Там, по идее, для теплоснабжения нужно использовать электроэнергию, но в таком случае стоимость тепла становится запредельной. Развитие туристического бизнеса просто остановится, а социальная напряженность вырастет. Дело в том, что единица тепловой энергии, полученная из угля, и единица, полученная на электроэнергии, по стоимости различаются между собой в разы. Действующая система тарифообразования такова, что стоимость электроэнергии для производства тепла будет в три раза выше, чем стоимость электроэнергии, которую население получает для бытовых нужд.

Парадоксально, но факт: если я бойлер у себя, например, в квартире поставлю, то я продолжу платить за электричество по обычному тарифу. А если тот же бойлер, условно, поставить на микрорайон, то платить людям придется в три раза больше. Пока мы эту тарифную развилку не пройдем, никаких электрокотельных в Сибири не будет, потому что население просто не станет оплачивать тепловую энергию по таким ценам. На региональном уровне этот вопрос не решить, это же сообщающиеся сосуды: если, допустим, в Байкальске снизить тарифы, то придется их поднять в Иркутске или Ангарске. Так что это вопрос федерального уровня власти. Принимают же там решение, например, о снижении тарифа на электроэнергию для Дальнего Востока. Есть и еще одна проблема: электроэнергию для теплоснабжения необходимо сначала произвести, сибирские ГЭС загружены, значит – сначала придется сжигать уголь, а это опять же немалые затраты и дополнительная нагрузка на окружающую среду. 

Валерий Стенников, член-корреспондент РАН, директор Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН (Иркутск).

- Отказаться от угля и перейти на газ – возможно ли это в Сибири технически и экономически?

- Конечно, перевод на газ смог бы существенно улучшить экологическую ситуацию в городах Сибири. Сегодня в ее восточной части, по сути, кроме угля и электроэнергии, других видов энергоресурсов и нет. Мы в Иркутской области надеялись, что когда Ковыкту начнут разрабатывать, можно будет обеспечить газом хотя бы Иркутск, Бурятию, Читу и т.д. Но процесс все оттягивается и оттягивается, причем по экономическим причинам. Дело в том, что производить газ и использовать его только для коммунальных нужд – это неподъемное для потребителей дело. Это очень дорогое топливо, сегодня его цену даже не называют. Оценки производились, но если это не будет конкурентоспособно с углем, то просто-напросто его не будут использовать.

Газ может стать альтернативой для источников мелкой генерации, в том числе в коммунальном секторе. Если мы переведем котельную с угля на газ, то получим ощутимый экологический эффект, где-то в четыре-пять раз станет меньше выбросов. А вот если мы переведем на газ крупный источник, скажем, Ново-Иркутскую ТЭЦ – эффект этот будет существенно ниже, всего 10-20%. Конечно, тут приоритеты надо выстроить, потому что есть экономическая составляющая, и здесь необходимо последовательно решать все вопросы. Но для того, чтобы снизить стоимость газа для коммунальных потребителей, вообще для энергетики, мы должны иметь в Сибири и крупных потребителей. Прежде всего, это нефтегазохимическая промышленность. Это может быть «Саянскхимпласт», или Ангарский нефтехимический комбинат, или новые комбинаты. Например, в Усть-Куте уже строят газохимический комплекс. Это следующая задача, которую надо решать.

Здесь еще одна проблема есть, которая тоже не так проста – наличие в газе гелия, который нужно извлекать. Мировой рынок гелия сегодня уже распределен, этот газ надо хранить, а он очень текучий. Масса технологических вопросов, которыми придется заниматься при ставке на газификацию. Но если газохимия будет, если появятся крупные потребители и они начнут производить из газа продукцию с высокой добавленной стоимостью, а «отходы» в виде метана, пропан-бутана спокойно отдавать на коммунальные нужды, тогда и стоимость его станет существенно ниже и окажется подъемной для всех. И дальше это, конечно, вопрос, связанный с экспортом газа в Китай и другие азиатские страны. Если эти два фактора – газохимия и экспорт газа – «пойдут», то тогда станет экономически приемлемым использование газа и для бытовых нужд. Но на сегодняшний день эти проблемы решаются ни шатко, ни валко.

Но, если говорить о переводе всех источников тепла на газ, то куда мы людей, занятых в угольной промышленности, денем? Кузбасс встанет, в Иркутской области встанут Тулун, Черемхово. Канско-Ачинский бассейн в Красноярском крае сейчас тоже загружен и работает. И потом – все-таки угля у нас существенно больше, чем газа, который мы сможем использовать в промышленных масштабах: газа, может, хватит лет на, а угля – на сотни. Полагаю, мы в итоге на самом деле придем к тому, что будем иметь замкнутую схему переработки угля: научимся извлекать из него все полезные продукты, с минимальным при этом загрязнением окружающей среды. Приведу пример. В ЮАР работает завод по переработке угля, который на его основе производит до 240 видов продуктов! Если мы также начнем делать, то тогда у нас и энергоресурсы будут, и новые продукты, и мы не будем загрязнять экологию.

- Вернемся к угольной генерации: какой путь модернизации ТЭС в Сибири вам кажется приоритетным?

- Безотходные технологии в угольной генерации пока стоят очень дорого. Мы прорабатывали проект ТЭС для Монголии, на которой сражу же планировалось организовать замкнутый цикл производства всех видов продукции – электроэнергии, тепла, удобрений, стройматериалов. Пока это выходит слишком дорого, чтобы можно было внедрять это в жизнь, иначе мы просто «посадим» своих потребителей на дорогую энергию. Но необходимо двигаться в этом направлении, постепенно удешевляя технологии. Это задача и для науки в том числе.

На практике же стоит двигаться в сторону комплексной модернизации угольных ТЭС. Первое – максимальная очистка дымовых газов. Электрофильтры, в том числе в комбинации с «мокрыми» фильтрами, могут улавливать все пылевые выбросы. Диоксид серы, например, тоже можно удалить с помощью «мокрого» фильтра. Существуют и химические технологии газоочистки. Высокие дымовые трубы способны обеспечивать качественное рассеивание. Крупная генерация так или иначе движется в правильном направлении. Говорить о том, что все резервы для решения экологических задач использовали – неправильно. Резервы есть, возможности есть, просто надо работать.

Второе – это уже котельное оборудование. Технологий, позволяющих снижать выбросы за счет оптимизации процессов горения, масса. Например, вихревое сжигание реализовано на Ново-Иркутской ТЭЦ. Можно внедрять стадийное сжигание топлива, хотя это уже более капиталоемкие проекты – для них нужно будет менять топочное пространство, горелочные устройства и т.д. На ТЭЦ, например, можно регулировать соотношение «топливо – воздух», что даст возможность снижать выход твердых и газообразных веществ через трубу, в том числе оксидов серы, углерода, азота и т.д. Можно использовать многоступенчатое сжигание, когда в процессе горения происходит возвращение выбросов, в частности, твердых частиц, на дожиг. На первой ступени, например, подается меньшее количество воздуха, в результате тормозится генерация оксидов азота. А на второй ступени создается несколько больший избыток воздуха. Можно использовать, например, технологии рециркуляции дымовых газов, когда мы их выбрасываем и обратно подаем в топку для дожига, и таким образом тоже снижаем выбросы. В большой энергетике это все так или иначе используется.

Многое можно сделать и на этапе подготовки топлива – от извлечения зольных остатков до использования наиболее калорийных кусков. В Институте теплофизики СО РАН отрабатывают технологии использования водоугольного топлива, это позволяет осуществлять полное сгорание, улавливать некоторые выбросы. Но пока эта тема в большей степени актуальна с точки зрения отказа от мазута для растопок котлов.

Но вообще, все должны работать на экологию – и металлургические заводы, и транспорт. Я где-то смотрел статистику: порядка 40% загрязнения в Красноярске дают автомобили, хотя это город крупной промышленности. Во-первых, нужно использовать качественное топливо, а не все подряд, как сейчас. Во-вторых, уделать внимание техническому состоянию автотранспорта: порой проедет мимо автомобиль на дизельном топливе, и вокруг от выхлопов ничего не видно. Общественный, коммунальный виды транспорта надо переводить на газ или электропривод. Весь мир движется в эту сторону, растет парк электрокаров.

Следующий вопрос, который уже касается всех – и жителей, и промышленные предприятия – это, конечно же, энергосбережение. По разным отраслям, включая ЖКХ, резервы – до 30% экономии энергоресурсов. Это оптимальное использование электроэнергии, это утепление, это сокращение потребления за счет датчиков, которые включают и отключают тот же свет в зависимости от освещенности, и следят за тем, чтобы в нужный момент электричество было, а не всегда горело. Эти способы тоже позволят сократить количество сжигаемого топлива, и за счет этого сократить выбросы. Никто не ставил задачу всем переходить на стеклопакеты и никто не заставлял, но посмотрите – постепенно все население само заменило все окна на пластиковые. Необходимо просто больше информации. Я нередко говорю, что, если бы энергосбережение рекламировали по телевизору также, как фармацевтику (лекарства), мы давно бы решили все вопросы по эффективному использованию энергии.

Константин Зверев Независимый журналист
Если вам понравилась статья, поддержите проект