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.

«Многое можно сделать и на этапе подготовки топлива – от извлечения зольных остатков до использования наиболее калорийных кусков».
Константин Зверев Независимый журналист
Если вам понравилась статья, поддержите проект