УГОЛЬ — ТОПЛИВО БУДУЩЕГО

Таково мнение мирового энергетического сообщества, включающего производителей нефти и газа. Приближается период окончания нефтяной цивилизации на Земле. «Газовая пауза» продлится дольше, но и она не бесконечна. По мнению многих, запасов нефти на планете хватит на 40-50 лет, газа на 60-70, угля — до 600 лет. Поэтому основными источниками энергии в долгосрочном периоде за пределами нефтегазовой цивилизации будут уголь и атомная энергетика.

Г.Грицко, член-корреспондент РАН.

Понимать это надо не буквально (сегодня нефть кончилась, даешь уголь), а как тенденции, определяющие парадигму энергетики и связанные с ней геостратегические и геополитические действия "глобального человейника" (по А. Зиновьеву). И искать свой путь не только избежания нашими потомками энергетического кризиса, но и обращения его в свою пользу, раз уж природа наделила Россию несметными энергетическими богатствами. У России гораздо больший углеводородный потенциал, чем приведенные выше цифры. Именно это и может стать основой ее геостратегической политики. И к углю в этом плане следует относиться соответственно, по-государственному, имея в виду, что это энергетическое и нетопливное ископаемое сырье не конкурент нефти и газу (конкуренция — явление временное, признак не здравого, а "рыночного" смысла). Атомная энергетика может заменить нефть и газ только в энергетической ипостаси, уголь же — это и энергия и химическое сырье.

В мировом топливном балансе на долю угля приходится 23% добычи первичных энергетических ресурсов, 38% производства электрической энергии, 70% производства металлургической продукции.

Уголь, наряду с нефтью и газом, является невозобновляемым углеводородным природным энергетическим ресурсом. Различные виды угля содержат до 10% водорода и до 90% углерода. В угле заключено до 90% энергетического потенциала ископаемого органического топлива. Сейчас в мире добывается около 5 млрд.т в год каменного, бурого и других разновидностей угля. По некоторым оценкам, добыча угля в ближайшее десятилетие может возрасти до 7,5 млрд.т в год (в США до 2 млрд.т). В Европе увеличение потребления угля составит около 10% в 2003 г. Помимо перспектив увеличения объемов добычи, мировыми тенденциями его производства и использования являются международная кооперация в области поставок угля и оборудования для его добычи и переработки, рост экспорта как из старых (Австралия, ЮАР, Россия, США, Польша и др.), так и из развивающихся поставщиков угля (общий объем экспорта более 500 млн.т). Только три порта — Дурбан, Ричардз Бей (ЮАР) и Кембла (Австралия) имеют погрузочную мощность около 200 млн.т в год. В мировых ценах на уголь не происходит таких ажиотажных колебаний, как с ценами на нефть, торговые потоки в основном устоялись. В обороте находится только стабильно качественный уголь (углепродукт), удовлетворяющий экологическим и технологическим требованиям. Несмотря на общее увеличение объемов массовой добычи угля, стремление к безудержному росту добычи отошло в прошлое. Сейчас если происходят колебания добычи, то это объясняется очень точно настроенными механизмами эффективности добычи и использования угля, инвестиционных процессов. Эффективно используются общественные формы координации.

Россия по запасам угля (от 12% балансовых до 30% геологических мировых запасов) наряду с США, является надолго обеспеченным ресурсным лидером. Добыча же угля в России упала с 1988 г. почти вдвое, а долевое участие угля в топливно-энергетическом балансе страны падало с 50-х годов прошлого столетия по причине нарастания добычи дешевого и экологически чистого газа. На настоящее время доля угля в добыче первичных энергоресурсов в стране (округленно) составляет 12%, в топливно-энергетическом балансе — 18-19%, в производстве электроэнергии 28-29%. На одного человека населения в год в США приходится 3,33 т угля, в России — 1,74 т (в 1988 г.: в США — 1,9, СССР — 2,5).

Год назад (29 августа 2002 г.), в Кузбассе (г.Междуреченск) прошло выездное заседание Президиума Госсовета Российской Федерации под руководством Президента РФ В.В. Путина. Были рассмотрены проблемы повышения роли угля в экономике страны — итоги реструктуризации угольной промышленности, состояние отрасли, соотношения в топливно-энергетическом балансе, минерально-сырьевая база, ценовая и инвестиционная политика, кадровые, научные и социальные проблемы. По итогам этого заседания можно сказать, что была признана приоритетная роль угля в экономике страны. И это должно было быть учтено в "Энергетической стратегии России на период до 2020 года", корректировка которой в очередной раз проводилась до 23 мая 2003 г., когда последний вариант "Стратегии" был рассмотрен и принят в основном Правительством Российской Федерации.

Но прежде — некоторые итоги 2002 года (рассматривая их, следует вспомнить, что зима 2001-2002 годов была намного теплее обычных). В 2002 году добыча угля упала на 16 млн.т, экспорт вырос на 6,5 млн.т, а импорт из Казахстана сократился на 5,7 млн.т. Т.е. общее внутреннее потребление угля в 2002 г. снизилось на 30 млн т, или более чем на 12%. Доля угля на ТЭС упала на 0,8%, а газа — выросла на 1,2%. При этом индекс роста цен составил по углю 109,1%, по газу — 130,2%, по электроэнергетике — 127,3%.

Естественно, что решение Госсовета не могло повлиять на ситуацию в том же году и поэтому следует рассмотреть, как "приоритет угля" реализован в "Энергетической стратегии России на период до 2020 года". В Стратегии утверждается, что "основой внутреннего спроса на топливно-энергетические ресурсы ... остается природный газ", а рост доли угля в общем энергопотреблении произойдет с 19 до 20%, т.е. на 1%. Т.е. с учетом точности расчетов, топливно-энергетический баланс России останется прежним, хотя к 2020 году объемы добычи топливно-энергетических ресурсов увеличатся: первичных энергоресурсов в 1,34, газа в 1,25, угля в 1,67 раза (по оптимистическому варианту сценариев).

Однако, дело не в проценте. Заложенное в "Стратегии" доведение в 2020 г. добычи угля по оптимистическому варианту до 430 млн.т (уровень 1988 г.), само по себе представляет задачу большой государственной важности. Для ее реализации необходимы достоверная региональная детализация возможных объемов добычи (так, по данным угольных компаний Сибири они предполагают возможность доведения добычи угля в 2020 г. до 600 млн.т); ее сбалансированность с транспортными возможностями; наличием базы угольного машиностроения в необходимых объемах; базы углепереработки хотя бы в рамках уже имеющихся технологий повышения качества продукции; недопущения экологических нагрузок, продолжающих современное отношение к этому вопросу, не говоря еще о природно-реабилитационных мероприятиях. И масса других проблем, которые сейчас не стоит называть, так как остается главный вопрос — как реально станет развиваться экономика России, будет ли востребован уголь. Потому что, возвращаясь к 2002 году, повторю — страна потеряла 30 млн.т угля и в целом ничего не случилось. Думаю, что активизация добычи топливно-энергетических ресурсов и достижение оптимистического варианта будет возможно при выполнении задачи удвоения ВВП к 2010 году.

И еще: в "Стратегии" учтено только топливно-энергетическое назначение угля. Тогда как, являясь углеводородным сырьем, уголь имеет весьма большие перспективы специфической углехимической переработки как топливного, так и нетопливного назначения. Продукция глубокой переработки угля гораздо дороже его самостоятельной стоимости, а ассортимент ее весьма велик — десятки и сотни наименований. В США уже сейчас действуют 44 завода по переработке угля в синтетическое топливо "Sunfuel". Но наиболее яркий пример — ЮАР, где в год производится более 2,5 млн. т бензина из угля и сотни тысяч тонн сопутствующей продукции, позволяющей демпфировать себестоимость производства синтетического топлива при колебаниях цены на нефть и сохранять за этот счет основное производство бензина. Ожидается, что процессы глубокой переработки угля в массовых масштабах разовьются к 2050 году (я думаю, что гораздо раньше, по крайней мере, научно — исследовательский потенциал этой проблемы поддерживается многие десятилетия во многих странах, даже тех, где добыча угля незначительна). Здесь следует иметь в виду, что эффективность глубокой переработки угля будет достигаться только при массовом производстве (десятки миллионов тонн перерабатываемого угля — хотя есть и альтернативы; комплексность переработки, включая получение гаммы сопутствующих продуктов), а также то, что такое производство может быть только самым современным и высокотехнологичным, требующим соответствующего научного и кадрового обеспечения. Именно в таком производстве окажется возможным привлечь ныне неиспользуемые запасы сапропелитовых, битуминозных углей, лигнитов, горючих сланцев Сибири.

Более широкое использование угля позволит также высвободить газовые и нефтяные ресурсы для выполнения международных обязательств, использовать их для геостратегических целей в Европе, Китае, Юго-Восточной Азии; продлить период обеспеченности страны газовыми и нефтяными ресурсами; растянуть во времени инвестиционные действия на освоение территорий и акваторий, ввод новых месторождений нефти и газа в более сложных и затратных условиях; создать новые высокотехнологичные отрасли промышленности; демпфировать нестабильность и конкурентность мировых процессов в глобальных топливно-энергетических системах и их влияние на экономику страны.

В наше время, вследствие общего прогресса "лицо" угольной промышленности меняется. Проведенная реструктуризация, несмотря на мучительные процессы, также повлияла на омоложение шахтного фонда, технический и технологический уровень угледобычи. Появились шахты и разрезы, по своим структурным решениям не уступающие высшему мировому уровню. Механизированные крепи, очистные и проходческие комбайны, конвейерные линии достигли практического предела технического совершенства. Изменились и отношения предприятий с наукой, и сфера приложения научных исследований. Я бы сказал, что техническое перевооружение дало возможность шахтам самим справляться со своими проблемами, тем более, что отраслевая угольная наука потеряла свою организацию и потенциал.

Но остались проблемы, без решения которых на современном научном уровне уголь не сможет занять свое место в экономике таким образом, как это представляется в данной статье. Их тоже много, поэтому выделим лишь направления — жизненно важные для места угольной промышленности в экономике будущего и в государстве и обществе будущего — не так уж и далекого. Но именно эти направления по-крупному и являются предметом приложения научных усилий на современном уровне, в том числе, и сейчас даже в основном, фундаментальной науки.

Это стратегия развития; расширение комплексной переработки угля с получением новой продукции; безопасность добычи угля; экологические проблемы при добыче, переработке и использовании угля.

Стратегия развития угольной отрасли самым тесным образом связана с общим развитием экономики России и уровнем спроса на уголь внутренними потребителями, в частности, в связи с недостатком добычи природного газа. Необходима региональная детализация Энергетической стратегии России, с проработкой вопросов освоения угленосных площадей, реконструкции шахт и разрезов в связи с увеличением глубины разработок; развития транспортной, машиностроительной и перерабатывающей инфраструктуры регионов; создания угольно-энергетических и углехимических комплексов.

Получение новых видов углепродукции открывает новые возможности для адаптации угольной промышленности к рыночным условиям и, тем самым, к ее росту на новой научно-технической основе. Здесь нужно говорить о добыче и использовании шахтного метана (добываемого из горных отводов шахт, дегазационного из горных выработок и выработанных пространств), газа подземной газификации угля (этот процесс в свое время был освоен, в СССР имелось 16 станций ПГУ, однако высокотехнологичных процессов переработки продуктов ПГУ создано не было); возобновление работ по водоугольному топливу и его транспортировке; получению угольных брикетов и малодымного топлива; получению топливных и нетопливных продуктов глубокой переработки угля (жидкое топливо, газификация, активные угли, сорбенты, синтетические материалы, углеродные материалы). Особые перспективы в извлечении содержащихся в угле металлов и редкоземельных элементов (отдельные участки угольных пластов содержат их в концентрациях, превышающих необходимые для промышленной добычи). Наконец, комплекс отходов добычи, обогащения, сжигания и переработки угля так же является ценным сырьем разнообразного назначения, а накопленные их объемы позволяют говорить о наличии техногенных месторождений комплексного сырья.

Безопасность при добыче угля продолжает оставаться проблемой во всех странах. Время от времени подземные катастрофы происходят везде, и сейчас следует говорить об уровнях опасности. Так, по количеству смертельных случаев на 1 млн.т добычи показатели таковы: в США — 0,027; в России — 0,34; в Украине — 3,1; в Китае — 4,66. Чаще всего причиной шахтных катастроф является наличие метана в подземных выработках, его внезапные выбросы, взрывы, подземные пожары. Конечно, аварии на шахтах, особенно массовые, всегда имеют громкий общественный резонанс, вызывают угнетающие эмоции и чувство обреченности в целых регионах. Это несовместимо с поступательным развитием угольной промышленности, переходом ее на новый высокотехнологичный уровень. Имеющиеся научные основы безопасности создавались десятками лет, сослужили свою службу, будут использоваться и дальше. Однако, необходимо создавать новые основы безопасности, с использованием современных достижений науки, методов и приборной базы исследований. Научные основы безопасности должны соответствовать новому облику угольной промышленности — новым шахтам, новой технике, новым методам интенсивной разработки угольных пластов с высокими скоростями, высокими нагрузками на забой — а ведь все это интенсифицирует и геомеханические процессы в массиве, и процессы аэрогазодинамики в угольных пластах, горных породах и выработках. В исследовании этих процессов и разработке фундаментальных основ природных и техногенных явлений в угольных шахтах для сочетания интенсивности, эффективности и безопасности работ по добыче угля и большое поле деятельности академических подразделений и ученых. Можно вспомнить, что акад. С.А. Христианович в 50-е годы разработал и математически описал первые научные представления о процессах в массиве, в результате которых происходят внезапные выбросы угля и газа (о волне дробления и волне выброса).

Экологические проблемы добычи и использования угля являются принципиальным рубежом, который придется преодолеть, если угольная промышленность и угледобывающие регионы хотят выдержать конкуренцию с газом. Уже при достигнутом уровне угледобычи, концентрации угольных предприятий, их влияние на окружающую среду, на поверхности и в недрах чрезмерно велико. А перевозка угля на дальние расстояния, сжигание, выбросы в атмосферу — масштабные процессы, происходящие и распространяющиеся далеко за пределами угледобывающих регионов. Нарушение поверхности без последующей рекультивации почв, расположение мест складирования твердых и жидких (гидроотвалы) отходов, гибель сотен водных источников, малых рек, нарушение гидрологического и гидрохимических режимов подземных вод вызывает серьезнейшие последствия для природы, жизни и здоровья людей. В этой связи лицензирование малых участков для строительства карликовых разрезов и шахт может нанести непоправимый вред как природе, так и современному уровню технологий добычи угля. А при сбоях в спросе на уголь, что вполне вероятно, таким предприятиям будет уже не до экологии.

На территории, находящейся под научным обеспечением Сибирского, Уральского и Дальневосточного отделений РАН, соответственно в Сибирском, Уральском и Дальневосточном Федеральных округах сосредоточено 95% запасов угля России и около 90% его добычи. Во многих институтах Отделений ведутся исследования по угольной тематике. Учитывая значение угля в экономике России, целесообразно и возможно скоординировать угольные исследования в рамках этих региональных отделений РАН с выходом на Федеральные округа и субъекты Федерации

стр. 9