Новая энергетическая стратегия для России

Приложение N 1 к докладу ИНС «НАЦИОНАЛЬНАЯ СТРАТЕГИЯ В УСЛОВИЯХ КРИЗИСА»

 

I. Тупики российского ТЭКа

Одним из главных пунктов президентской программы Барака Обамы является идея новой энергетики. Обещая избирателям качественно повысить энергоэффективность экономики и поднять экологические стандарты, избранный президент США намеревается попутно решить целый ряд стратегически важных для его страны задач:

  • создать новый локомотив экономического роста и научно-технического прогресса, способный потянуть за собой целый ряд смежных отраслей, таких как автомобилестроение, которому предлагается обрести выход из затяжного кризиса в форсированном переходе к гибридным двигателям;
  • обеспечить занятость, создав не менее 5 млн. новых рабочих мест для т.н. «зеленых воротничков», сотрудников, задействованных в альтернативнйо энергетике;
  • сократить зависимость от экспортеров сырья, в том числе, за счет более активного использования возобновляемых источников энергии (их долю в генерации электроэнергии предполагается довести к 2025 г. до 25%);
  • создать новую платформу для глобального лидерства США за счет опережающего формирования новой экологического повестки и форсированного решения проблемы дефицита энергии.

Эти и им подобные планы Запада по формированию новой энергетической модели, менее зависимой от углеводородного сырья, часто воспринимаются в России как угроза для ее экспортно-сырьевой экономики. Между тем, нам следовало бы воспринять их в качестве, если не примера, то повода к выработке собственной, национальной модели новой энергетики.

Несмотря на то, что Россия является одним из мировых лидеров по запасам нефти и газа, сохранение статус-кво в энергетической сфере для нее еще менее приемлемо, чем для стран-импортеров сырья.

Уже в среднесрочной перспективе, существующая модель российской энергетики не способна обеспечивать энергетическую безопасность страны и интенсивное экономическое развитие, в силу присущих этой модели издержек и недостатков.

Перечислим наиболее существенные из них.

1. Коренным недостатком современной энергетики следует назвать опору на быстроисчерпаемые источники энергоресурсов — нефть и газ, которые суммарно составляют 50% энергобаланса страны. Заявленная Правительством РФ стратегия развития энергетики до 2030 года предусматривает дальнейшее механическое наращивание добычи этих видов энергоресурсов: до 530 млн. тонн нефти и до 935 млрд. куб. метров газа в 2030 году.

Между тем, по оценкам Санкт-Петербургского горного института обеспеченность России рентабельными запасами по нефти составляет 10 лет, по газу — 20 лет. Причем речь идет, в значительной степени, о запасах, разработка которых в настоящее время еще и не начиналась.

2. Не менее существенный изъян современной энергетической модели состоит в том, что эти быстроисчерпаемые ресурсы расходуются не только на внутренние потребности России, но и в больших объемах отправляются на экспорт. В России добывается 487 млн. тонн нефти, экспортируется 242,6 млн. тонн — 49,8%, добывается 648 млрд. куб. метров газа, из которых 177 млрд. куб. метров газа экспортируется — 27,3%, добывается 322 млн. тонн угля, экспортируется 100 млн. тонн — 31%.

По прогнозу Минпромэнерго РФ, экспорт нефти в 2030 году составит 236 млн. тонн — 44,5%, экспорт газа — 355 млрд. куб. метров — 37,9%.

Существующая энергетическая стратегия предусматривает не только увеличение физического объема экспорта энергоносителей, но и значительное повышение доли экспорта в общем объеме добычи.

При такой энергетической политике российскую промышленность и экономику на ближайшие 20 лет ожидает стагнация из-за острой нехватки энергии и топлива. Уже в настоящее время в России энергетика не только не идет впереди развития производства, но и значительно отстает, в результате чего образуется дефицит электроэнергии. Дефицит выражается в частоте отказов на техническое подключение к сетям (в 2007 году, по данным Минпромэнерго, было отклонено 84% заявок), а также в дефиците генерирующих мощностей. По экспертным оценкам, в 2007 году дефицит генерирующих мощностей составлял 1,55 ГВт. Проект энергетической стратегии до 2030 года, разработанный в Правительстве РФ, только убеждает в том, что острый дефицит энергии в России будет сохраняться и увеличиваться.

3. Следует также упомянуть о некоторых структурных дефектах Единой энергетической системы.

В России существует односторонний подход к развитию энергетики, выражающийся в механическом наращивании генерирующих мощностей (в частности, проекты строительства около 40 АЭС, нескольких крупных ГЭС в Восточной Сибири). Этот подход был сформирован в СССР, когда на его базе была сформирована наиболее крупная и наилучшая по техническому оснащению энергосистема — Единая энергетическая система.

Однако, при всех ее достоинствах, этой системе были присущи определенные недостатки:

  • чрезвычайная капиталоемкость в модернизации и расширении,
  • требование топлива определенного качества в больших количествах (что создавало необходимость разработки крупных месторождений газа и угля),
  • чрезвычайно длинные перевозки топлива в силу отдаленности основных энергетических мощностей от крупных месторождений топлива, среднее транспортное плечо составляет около 4000 км.

Программа рационализации ЕЭС, составленная в СССР, предусматривающая перевод значительной части генерирующих мощностей в районы КАТЭК и Экибастуз, не была выполнена из-за необходимости инвестирования в нее колоссальных средств. Основные генерирующие мощности и основные источники топлива по-прежнему расположены в разных концах страны.

4. О проблеме диспропорций в российской энергетической географии следует сказать отдельно.

Наиболее серьезные энергетические проблемы стоят перед регионами ЦФО и СЗФО, в которых сосредоточены наиболее крупные города и основной промышленный комплекс России, но которые не обладают собственными источниками энергоносителей для покрытия энергопотребления.

В частности, оба округа зависят от поставок газа с месторождений Ямало-Ненецкого автономного округа и угля из Кемеровской области и Красноярского края. В энергобалансе ЦФО газ составляет 87% и газовые электростанции генерируют около 100 млрд. кВт*час (45%). Только в Москву нужно подать порядка 20-22 млрд. куб. метров газа в год. Другой источник топлива — угли Кузнецкого и Канско-Ачинского бассейнов, потребление которых составляет 4,8 млн. тонн (87,4%).

Подобную систему энергоснабжения нельзя не считать предельно уязвимой. Достаточно нескольких крупных техногенных аварий на магистральных трубопроводах в Республике Коми и железных дорогах Омской и Тюменской областей (железнодорожные мосты через Иртыш и Ишим), чтобы в регионах этих двух округов наступил экономический коллапс, связанный с невозможностью поддерживать собственное энергопотребление внутренними ресурсами. Прекращение поставок топлива означает остановку всей промышленности и основной части транспорта.

Энергонедостаточность испытывает и ряд промышленно развитых восточных регионов страны. Энергетические мощности распределены по территории трех восточных округов крайне неравномерно. Целый ряд регионов (например, Красноярский край, Иркутская, Амурская области) за счет наличия крупных ГЭС относятся к энергоизбыточным регионам. Тогда как целый ряд других регионов (Свердловская, Челябинская, Новосибирская, Кемеровская, Омская, Томская, Хабаровская области, Пермский и Приморские края), в которых сосредоточен основной промышленный потенциал, относятся к энергонедостаточным регионам.

5. Существующее положение в энергетике усугубляется крайней неэффективностью инвестиций в этой отрасли. К примеру, стоимость установленного 1 кВт мощности второй очереди Сочинской ТЭС (срок ввода намечен на 2010-2011 гг)., составляет 2300 долларов, тогда как среднемировой уровень на сегодняшний день — 700-900 долларов.

Оценка причин отмечаемой неэффективности требует специальных исследований, в том числе, в сферах не имеющих отношения к энергетике как таковой. В самом общем виде, можно упомянуть следующие причины:

  • Коррупционные механизмы удорожания,
  • Высокие затраты на транспортировку, высокие цены на стройматериалы,
  • Высокие издержки при строительстве,
  • Нерациональное проектирование и устаревшие проекты.

Таким образом, российскую экономику ожидает в перспективе ближайших 20 лет и дальше, даже при самых благоприятных внешних условиях, длительная стагнация из-за недостаточности энергетических мощностей, структурных дефектов ТЭК, внешнеэкономических приоритетов. И как следствие — нехватки энергии на внутреннем рынке. Это является одной из наиболее важных проблем дальнейшего развития российской экономики, которую необходимо решить применением новых подходов и технологий.

II. Основы новой энергетической политики

Нынешняя российская стратегия развития энергетики, как показывает практика, не в состоянии решить основные энергетические проблемы России, хотя бы потому, что главной задачей этой стратегии ставится увеличение физического объема и доли экспорта энергоносителей.

Развитие промышленности и экономики России требует выдвижения иных целей и приоритетов. Перечислим основные принципы рекомендуемого нами подхода.

1. Экспорт продукта, а не сырья.

Экспорт «сырых» энергоносителей в виде природного газа и сырой нефти России объективно невыгоден и представляет собой, в сущности, поддержку зарубежного производителя. Россия, поставляя газ и нефть в Европу, обильно обеспечивает европейских производителей топливом и сырьем для выпуска продукции органического синтеза, пластмасс, химических продуктов и прочей продукции. В это время российское производство стагнирует, в том числе из-за нехватки топлива и сырья. В итоге, Россия тратит значительную часть своей прибыли от экспорта энергоносителей на закупку продукции промышленности, выпущенной с использованием российского же газа и нефти. Разница цен между сырьем и готовой продукцией такова, что в любом случае в выгоде остаются европейские компании.

Поэтому первым пунктом новой энергетической политики должен стать решительный и максимально возможный отказ от экспорта «сырых» энергоносителей и переход к экспорту переработанных энергоносителей. Под переработанными энергоносителями понимаются виды промышленной продукции, в изготовлении которых используется либо энергетическое сырье, либо большие объемы энергии. Это различные полимеры, пластмассы, другая продукция органического синтеза, сжиженный газ, а также ряд металлов: алюминий, титан, магний и некоторые другие.

Для развития экспорта готовой продукции энергетики у нас есть основы: прежде всего, мощная нефтехимия и газохимия. Но полномасштабной энергетической индустриализации мешают приоритеты крупнейших сырьевых корпораций. В меморандуме «Газпром против России» (2006 г). мы уже писали об этой печальной особенности существующей энергетической стратегии:

«Еще с советского времени Россия обладает передовыми технологиями сжижения газа, использовавшимися в ракетно-космической отрасли и металлургии. Достаточно вспомнить применение для производства брони жидкого кислорода, получаемого в промышленных масштабах по оригинальному методу академика АН СССР П.Л.Капицы, разработанному еще в годы II мировой войны; послевоенные сверхнадежные турбины, неоспоримый приоритет СССР на технологию криогенных ракет, и, наконец, не имеющий аналогов в мире магистральный самолет на газовом топливе. Однако в постсоветское время газовый монополист не только отказывается заниматься промышленным внедрением имеющихся передовых технологий, но и методично скупает новые оригинальные разработки, чтобы надолго затормозить их применение».

Сегодня, когда продажа СПГ постепенно превращает газовый рынок из регионального в глобальный, лидером газовой отрасли становятся США, которые имеют передовые позиции в технологии сжижения, транспортировки и организации биржевой торговли СПГ. «Газпром», выбывая из гонки технологий, следует в американском фарватере, расплачиваясь за «ноу-хау»концессиями на стратегические месторождения российского газа, такие, как Штокмановское. Не озаботившись созданием нового производственного цикла на базе отечественных технологий, «Газпром» аналогичным образом поступает с развитием отраслей газохимии. По утверждению участников международной конференции «Метанол-2006», состоявшейся 29 мая текущего года, «в настоящий момент главным препятствием для развития этих отраслей является откровенное нежелание российского газового монополиста — «Газпрома» — активно заниматься переработкой газа». Между тем, транспортировка метанола в танкерах в те же США принципиально выгоднее, чем транспортировка сжиженного природного газа. Еще более прибыльным было бы перерабатывать метанол в конечные целевые продукты и экспортировать их, — убеждены участники рынка. Игнорируя эти очевидные векторы развития, «Газпром» в очередной раз ради пресловутой «стабильности» поставок лишает Россию шансов повысить качество своего участия в мировом разделении труда».

Россия должна вывозить продукцию энергоемких производств, с получением прибыли от продажи продукции более высоких переделов. Первым этапом решения этой задачи должно стать вытеснение с российского рынка импортной продукции органического синтеза.

2. Переход от быстроисчерпаемых к трудноисчерпаемым источникам энергии.

Ставка на добычу, использование и экспорт быстро исчерпаемых источников энергоносителей: нефти и газа, чрезвычайно рискованна. Интенсивная добыча нефти и газа требует постоянного возобновления запасов, на что требуются очень значительные расходы на геологоразведку, а затем и крупные инвестиции в освоение новых месторождений в регионах Севера и на шельфе. Чем дальше, тем выше себестоимость каждой тонны нефти и кубометра газа.

Наступит момент, когда поддержание добычи нефти и газа в указанных выше объемах станет практически невозможным делом из-за полного исчерпания ресурсов освоенных месторождений и огромных трудностей освоения новых. В этом случае экономику ожидает коллапс из-за выпадения 50% энергобаланса России, а также практически полное прекращение экспорта.

Поэтому в долгосрочной перспективе нужно переходить от использования быстроисчерпаемых источников энергоносителей к использованию значительно более крупных запасов угля, торфа, и других видов ныне малоиспользуемого топлива, а также нетопливных ресурсов, в первую очередь отходов.

Россия хорошо обеспечена запасами угля и торфа, а современные технологии их переработкипозволяют получить широкую гамму энергоносителей, начиная от высококачественного авиакеросина, завершая топочным газом.

Существенная часть данного доклада посвящена именно перспективам перехода к разработке трудноисчерпаемых источников энергии на качественно новом технологическом уровне (см. раздел III «Инновационные возможности»).

Реализация принципов, обозначенных в первых двух пунктах, позволит перейти на новую модель использования природных нефти и газа — не для топливных нужд и не для экспортных поставок, а в качестве ценного сырья для отечественной химической промышленности.

3. Баланс между автономной и централизованной энергетикой.

Новый подход к использованию трудноисчерпаемых источников энергии позволит решить еще одну серьезную проблему современной энергетики России — чрезмерную концентрацию генерации тепловой и электрической энергии на крупных станциях. Создание такой системы в СССР долгое время считалось прогрессивным явлением, однако впоследствии оказалось, что подобная энергосистема лишена гибкости, и требует колоссальных инвестиций на капитальный ремонт, реконструкцию и развитие.

Выходом из этой ситуации является расширение сферы применения автономных источников тепловой и электрической энергии на местных видах топлива и создание определенного баланса между крупными централизованными и автономными источниками энергии (к примеру, в пропорции 70:30). Расширение применения автономных источников энергии также позволит оптимизировать инженерные сети: газопроводы, ЛЭП, теплотрассы, и отказаться от чрезмерно длинных и разветвленных сетей, требующих крупных инвестиций на строительство и капитальный ремонт.

4. Ликвидация региональных диспропорций.

Решение этой задачи распадается на два основных направления:

А) Использование местных источников энергии на базе новых технологических возможностей.

Частично проблему энергонедостаточности ЦФО и СЗФО решает производство электроэнергии на АЭС, которые генерируют около 30% электроэнергии в регионах ЦФО, а к 2020 году на долю атомной энергетики должно приходится 46% генерации. Однако зависимость от поставок газа и угля все равно остается очень высокой, и на долю этих энергоносителей приходится основной рост потребления энергии в промышленности, на транспорте и в экономике.

Следует разработать широкую программу использования всех источников энергии для развития самостоятельного энергоснабжения регионов ЦФО и СЗФО.

Основой самостоятельного энергоснабжения этих регионов могут быть следующие источники: бурый уголь Подмосковного бассейна, торф, промышленные отходы, отходы сельскохозяйственного производства, сточные и канализационные воды.

Энергосистема этих двух округов должна быть дополнена следующими элементами:

  • комбинирование коксования угля и производства тепловой и электрической энергии по технологии компании «Сибтермо» (см. раздел III «Инновационные возможности», п.3),
  • переработка в искусственную нефть бытовых и промышленных отходов, отходов сельскохозяйственного производства, (раздел III, пп. 1,2)
  • производство синтез-газа (раздел III, п. 3).

Также необходимо развивать добычу и переработку природного газа из небольших забалансовых месторождений газа, которые сосредоточены в Ярославской и Вологодской областях. Вообще, газовые ресурсы Европейской части России составляют около 5 трлн. куб. метров газа, что вполне достаточно для покрытия части энергетических потребностей регионов.

Б) Перераспределение атомной энергетики.

Бурное развитие промышленности восточных регионов требует наличия мощных, но при этом достаточно компактных источников энергии, по возможности исключающих дополнительную нагрузку на транспорт. Такими источниками могут быть АЭС.

Сегодня в России АЭС распределены крайне неравномерно. Из 10 действующих АЭС, 6 приходятся на регионы ЦФО и СЗФО, 1 — на регионы ПФО, 1 — на регионы ЮФО, и 2 АЭС на три восточных федеральных округа. По мощности энергоблоков, из 19362 МВт установленной мощности, 14154 МВт или 73,1% приходится на регионы ЦФО и СЗФО. При этом все мощности по добыче, обогащению урана и хранению радиоактивных отходов расположены в регионах УрФО и СФО. Подобный дисбаланс прослеживается и в планах развития атомной отрасли. (см. раздел III, п. 4)

Если рассматривать размещение АЭС с точки зрения экономической целесообразности, то дополнительные АЭС должны быть установлены в первую очередь в регионах, дающих наибольший вклад в ВВП России, то есть в регионах Поволжского и Уральского федеральных округов. 2-3 новых АЭС должны быть размещены в регионах Сибирского федерального округа, в первую очередь в Новосибирской, Томской, Кемеровской областях, где сосредоточена основная часть индустриального потенциала этого округа. АЭС должны быть построены также недалеко от основных центров по репроцессингу отработанного ядерного топлива.

Однако, если рассматривать также перспективное развитие промышленности восточных округов, целесообразно на территории восточных округов создать сеть из 5-6 крупных АЭС, мощностью по 3-4 тысячи МВт, которые охватывали бы наиболее развитые промышленные регионы. Одна АЭС должна быть при этом размещена в сейсмобезопасных районах Республики Бурятия или Забайкальского края для стимулирования развития обрабатывающей промышленности этих регионов.

5. Региональная интеграция на базе новых энергетических стандартов.

В рамках энергодиалога с западными партнерами, интенсивно ведшегося в период правления Владмира Путина, Россия стремилась возложить на себя роль гаранта энергетической безопасности развитого мира. Однако выполнение этой роли объективно невыгодно для России и нереалистично в долгосрочной перспективе. Россия занимает не столь большую долю по запасам нефти и газа (особенно если учесть степень их доступности и рентабельности в разработке), чтобы гарантировать энергетическую безопасность в глобальном масштабе.

Поэтому ее вполне оправданное стремление к лидерству в энергетической отрасли должно получить принципиально иную основу и иное оформление.

В частности, весьма перспективной идеей может быть предложение Россией плана создания региональной Единой энергетической системы в Евразии, в которой все генерирующие мощности объединены в одну систему, что позволило бы более экономично производить и расходовать электроэнергию, а также обеспечило равный и недискриминационный доступ для государств-партнеров.

В России сейчас обсуждаются проекты обеспечения экспорта электроэнергии в страны ЕС, в Китай (от крупных электростанций в Восточной Сибири). Предложены следующие международные ЛЭП в восточной части России:

    1. Братск–Пекин, 600 кВ, 2600 км (упомянута в Энергетической стратегии России),
    2. Бурейская ГЭС — Харбин, 400 кВ, 700 км,
    3. Дальний Восток — КНДР — Республика Корея, 500 кВ, 1100 км,
    4. Сахалин–Япония, 500 кВ, 470 км,
    5. Дальний Восток — Китай — Республика Корея, 500 кВ, 2300 км,
    6. Учурский каскад ГЭС — Китай — Республика Корея, 500 кВ, 3500 км.

Суммарно они должны передавать мощностью до 20 ГВт. Пока что Россия не обладает подобными генерирующими мощностями в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, поскольку мощность наиболее крупного каскада ГЭС — Ангарского (Иркутская, Усть-Илимская, Братская ГЭС) составляет суммарно 9 ГВт. Даже если будет полностью построен каскад ГЭС в Якутии на Алдане, суммарной мощностью 5 ГВт, то и в этом случае их мощности для экспорта может оказаться недостаточно. Это делает еще более актуальной задачу развертывания новых АЭС в восточных регионах РФ.

Вместе с тем, задача интеграции электросетей не должна полностью сводиться к экспортным приоритетам. В качестве варианта, альтернативного названным экспортным магистралям можно выдвинуть идею кольцевания энергосистем в масштабах Евразийского континента для решения следующей задачи.

Пик потребления энергии в различных частях Евразии не совпадает по времени года. В северной части он приходится на зимнее время (отопление), в южной части на летнее время (охлаждение и кондиционирование). Крупномасштабная Единая энергосистема позволила бы обеспечить резерв нагрузок для сезонных пиков потребления электроэнергии.

В зимнее время, когда в северной части Евразии резко возрастает потребление электроэнергии, переток идет из южных сегментов системы. В летнее время, когда в южной части Евразии резко возрастает потребление электроэнергии, переток идет из северных сегментов системы. Основной экономический принцип функционирования этой системы — взаимозачет поставленной электроэнергии по определенным, заранее оговоренным тарифам.

Поскольку в центральной части Евразии находятся крупные и непроходимые для ЛЭП горные хребты и системы, представляется возможным выдвинуть проект кольцевания национальных энергосистем по следующей схеме: Урал — Сибирь — Китай — Вьетнам — Лаос — Таиланд — Индия — Пакистан — Афганистан — Узбекистан — Казахстан — Урал. Это маршрут наиболее мощных ЛЭП. К этой системе подключаются национальные энергосистемы и генерирующие мощности. Магистральные ЛЭП могут использоваться как в интересах национальных сегментов, так и для перетока электроэнергии между сегментами.

Управление энергосистемой проходит в два уровня. На национальном уровне управление осуществляют национальные диспетчерские, а на международном — единая диспетчерская, которая собирает запросы на увеличение поставок электроэнергии от энергонедостаточных сегментов и распределяет нагрузку среди энергоизбыточных национальных сегментов.

Создание подобной системы представляет собой весьма длительный процесс, который вполне может растянуться на 50-60 лет, с учетом строительства и модернизации ЛЭП, ввода в строй генерирующих мощностей, установления единых стандартов и создания диспетчерской сети.

Функционирование подобной единой энергетической системы возможно на основе многосторонних межгосударственных соглашений и, несомненно, потребует взвешенной политики каждого государства, входящего в эту систему. С высокой вероятностью, оно будет побуждать российских соседей по Евразии к дружественной политике, что можно отнести к стратегическим выгодам проекта.

III. Инновационные возможности

Главными экономико-технологическими задачами развития российской энергетики на близкую перспективу нужно назвать:

  • развитие автономной энергетики различного назначения,
  • освоение производства оборудования для установок автономной энергетики,
  • отработка методов подключения автономных установок к ЕЭС,
  • освоение добычи и перевода в жидкую или газовую фазу всех видов местного топлива,
  • освоение производства топлива из нетопливного сырья и отходов.

Решение этих задач по развитию энергетики требует преодоления последствий упадка в ряде отраслей машиностроения и связанных с ним научно-конструкторских учреждений.

Основная же роль в формировании нового облика отечественной энергетики может и должна принадлежать целому ряду недавно разработанных технологий в области энергетики, переработки топлива и нетопливных отходов, которые сейчас практически не находят применения и существуют, по большей части, в опытно-промышленных установках.

Перечислим эти инновационные возможности.

1. Цикл углеводородов: к искусственным нефти и газу

В энергетике и химической промышленности используется большое количество углеводородных соединений, используемых в качестве топлива, а также сырья для органического синтеза и производства пластических масс. По мере развития промышленности потребление углеводородных соединений будет только возрастать, что требует увеличения главного источника их получения — нефти и природного газа.

Казалось бы, рано или поздно экономическое развитие упрется в истощение запасов нефти в качестве главного сырья для получения различных углеводородных соединений. Оценок времени исчерпания запасов нефти выдвинуто много, и они колеблются в крайне широких пределах: от ближайших десятилетий до 140 лет.

Однако в 1990-е годы была разработана технология термической деполимеризации, которая позволяет разлагать сложные углеводородные соединения на простые, с получением смеси простых углеводородных соединений, аналогичной природной нефти — искусственной нефти.

Первоначально технология была рассчитана на получение искусственной нефти, но дальнейшее ее развитие российскими химиками показало, что на ее основе может быть разработана технология специализированной переработки углеводородных соединений. Ученые Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева разработали технологию переработки ряда полимеров (полиэтилен, полипропилен, полистирол и полиэтилентерефталат) в бензин, позволяющий получать около 1 литра бензина из 1 кг полимерных отходов. ЗАО «Камея» разработала метод пиролизной переработки шин, позволяющей получать из тонны шин до 600 литров пиролизного масла, до 320 кг сажи, 55 кг металла и до 10 куб. м пиролизного газа. Видимо, это не единственный подобный способ переработки.

Основное значение производства искусственной нефти заключается сразу в нескольких моментах.

Во-первых, резко расширяется круг сырья для подобной переработки. Для нее годятся любые материалы, содержащие углеводородные соединения. В частности, это позволяет перерабатывать в высококачественное топливо малоценные виды энергоносителей: бурый уголь, сланцы, дрова, торф, а также использовать нетопливные виды сырья: органические отходы сельскохозяйственного производства, биологические отходы, сточные воды, отстой канализационных вод и так далее.

Во-вторых, переработке могут быть подвергнуты отходы, содержащие углеводородные соединения: резина, пластмассы, полимеры, мазут, битум, асфальт, которые сейчас откладываются в виде бытовых и промышленных отходов. Переработка отходов в искусственную нефть позволяет создать замкнутый цикл обращения углеводородов по схеме: нефть — органический синтез — полимеры — отходы — искусственная нефть. Это позволяет резко, в разы сократить использование природной нефти в качестве сырья для органического синтеза. Это означает переход в использовании углеводородных соединений от топливного цикла переработки нефти к нефтехимическому циклу.

В-третьих, особенности технологии получения искусственной нефти позволяют использовать получаемый горючий газ для энергетических нужд самой установки термической деполимеризации.

В настоящее время эта технология существует только в немногочисленных опытно-промышленных образцах и конструкторских разработках. Производства, основанные на этих технологиях, работающие на проектной мощности отсутствуют. Вместе с тем, в Росси накапливается большое количество отходов, пригодных для переработки. Например, по оценочным данным, ежегодно образуется около 1,1 млн. тонн изношенных шин и 0,7 млн. тонн полимерных отходов, 14,4 млн. тонн древесных отходов. При этом во вторичный оборот пускается 3-4% резинотехнических изделий и 4,2% полимеров. Сжигание шин представляет собой очень опасный процесс (1 тонн шин при сжигании выделяет около 270 кг сажи и около 450 кг токсичных газов), потому он не может быть широко применен. Основная масса этих отходов скапливается на полигонах захоронения.

Широкое внедрение технологии искусственной нефти в промышленных масштабах, покрывающих значительную часть потребностей российской экономики в топливе и сырье для органического синтеза, вызовет следующие последствия. Сырьевая база для производства топлива будет практически неисчерпаемой, поскольку будет соответствовать всему наличному объему угля, торфа, древесины, накопленных бытовых отходов, а также массе органического вещества, находящегося на территории РФ. Затем, эта технология позволит отказаться от добычи и переработки нефти для топливных нужд, и добывать нефть только и исключительно в качестве ценного сырья для органической химии.

Определить необходимый объем инвестиций весьма нелегко и говорить можно только об ориентировочных оценках. Для переработки ежегодно накапливающихся резинотехнических, полимерных и древесных отходов потребуются инвестиции в размере около 1 млрд. долларов. При условии создания промышленности мощностью годового объема образования отходов плюс 20% для переработки накопленных отходов — около 1,2 млрд. долларов.

Внедрение подобной технологии вызовет сокращение использования природной нефти в органическом синтезе, и может вызвать сокращение занятости в нефтедобыче. Зато это создаст дополнительные рабочие места, в том числе для квалифицированного инженерного персонала, в крупных городах и промышленных центрах. Также потребуется временная занятость в ликвидации свалок и полигонов с захоронениями отходов этого типа.

2. Использование бытовых отходов в топливных целях

В России ежегодно образуется по различным оценкам от 27 до 54 млн. тонн (около 130 млн. куб. метров) твердых бытовых отходов, из которых только около 3% проходит промышленную переработку, сжигается 1%, компостируется 0,3%. Основная часть бытовых отходов свозится на полигоны захоронения. В России накоплено свыше 80 млрд. тонн отходов, из которых порядка 16 млрд. тонн составляют бытовые отходы.

К сожалению, по большей части, применяемые методы переработки твердых бытовых отходов либо неэффективны, либо опасны. Сортировка ТБО с целью получения вторсырья не дает значительного эффекта, поскольку выход вторсырья составляет от 8 до 15%. Сжигание мусора выделяет токсичные газы, и потому небезопасно для крупных городов, особенно если завод расположен вблизи городской застройки. Это является причиной низкой доли перерабатываемых твердых бытовых отходов.

Отходы могут стать неплохим источником сырья для производства энергоносителей, сопоставимых с природными источниками. К тому же, в отличие от природных месторождений, отходы — это «возобновляемый» ресурс.

При условии выработки из тонны бытовых отходов до 300 литров искусственной нефти, из накопленного в России объема бытового мусора можно получить дополнительно до 3,8 млрд. тонн искусственной нефти. Это составит 46,3% к международно признанным запасам нефти в России и 14,9% к российским данным по запасам нефти.

Помимо переработки отходов путем термической деполимеризации существует технология получения биогаза, состоящего из 55-75% метана и 25-45% оксида углерода, с теплотворной способностью от 4800 до 6000 ккал/куб.м, в зависимости от содержания метана. В этом отношении биогаз является практически точным аналогом природного газа, только искусственного происхождения. Из накапливаемых в течение года бытовых и сельскохозяйственных отходов (около 300 млн. тонн сухой массы), можно получать около 90 млрд. куб. м газа ежегодно. Этот объем сопоставим с объемом ежегодных закупок газа Россией в Туркменистане — 50 млрд. куб.м. в год.

Простое сжигание твердых бытовых отходов позволяет получить большое количество электрической и тепловой энергии. Мусоросжигательный завод мощностью 360 тысяч тонн в год, генерирует 50 МВт электроэнергии и 500 Гкал в год. Также Институт химической физики РАН разработал метод огневой переработки полигонов захоронения с использованием технологии сверхадиабатического горения. Продуктом переработки является горючий газ, грунт и минеральные остатки, пригодные в качестве стройматериалов.

Создание промышленности переработки отходов, мощностью равной годовому накоплению мусора, потребует инвестиций на строительство перерабатывающего предприятия в размере около 1,8 млрд. долларов. Переработка накопленного объема бытовых отходов потребует значительно более масштабных инвестиций.

Переработка твердых бытовых отходов, в сущности, создает новую отрасль промышленности, которая потребует рабочих рук. Но в свете неблагоприятного демографического тренда и сокращения трудоспособного населения, главным направлением развития этой сферы можно назвать полную автоматизацию и роботизацию переработки твердых бытовых отходов. Развитие отрасли в подобном направлении вызовет рост занятости квалифицированного инженерно-технического персонала на автоматизированных перерабатывающих заводах, а также в смежных отраслях промышленности: робостроении, производстве приборов, командоаппаратов, техническом обслуживании, программировании и так далее.

3. Новые пути использования ископаемого топлива

Материал недели
Главные темы
Рейтинги
АПН в соцсетях
  • Вконтакте
  • Facebook
  • Twitter