Автор: Светлана Раммер

Примерно на полпроцента ежегодно, заявляют ученые, растет содержание метана в атмосфере. За сто последних лет его количество удвоилось. Для сравнения — прирост углекислого газа держится на отметке 0,4%.
Известно, что метан токсичнее, чем углекислый газ в несколько раз, а его присутствие в атмосферных слоях составляет 17% от всех парниковых газов. Как же метан оказывается в   атмосфере? Один из ответов — значительные выбросы, возникающие при разработки угольных пластов шахтным методом.

Взрывоопасная смесь
Опытным путем доказано, что при концентрации метана в размере от 5 до 15%, воздух в школьте становится взрывоопасным. На борьбу с этим фактом бросают новейшие и самые мощные вентиляционные установки. Они очищают проходческие зоны и выбрасывают газ наружу.
Для справки: в период с конца 1989 по 1990 год общий объем выведенного на поверхность земли метана составил порядка 28 млрд м³. В начале 2001-го эта цифра достигла уровня в 26 млрд м³. И всего лишь 10% метана было использовано в качестве альтернативного энергоресурса.
Главные «поставщики» метана в атмосферу — закрытые разработки. Открытый способ добычи угля дает всего одну десятую общего объема выбросов газа.
Около 4-7% выводится при сгорании на ТЭЦ и ТЭС самого угля, добываемого обеими способами.

Альтернативный источник
Сегодня в реестре закрытых и разрабатываемых шахт значится большое количество объектов, содержащих приличное количество неиспользованного метана.
При желании его можно использовать как альтернативный источник энергии для предприятий, базирующихся около этих объектов, а также моногородов, сконцентрированных вблизи разрабатываемых пластов угля.
На энергетическом форуме в 2010 году были озвучены цифры предварительных расчетов запасов метана в мире: около 258 трлн м³. Большая часть сосредоточена в Китае, остальное в убывающем порядке — в России, США, Африке, Австралии, Индии и в части Западно-европейских государств.
Как показали свежие отчеты, в США в области разработки метаносодержащих источников задействовано около пары сотен компаний, также несколько сотен фирм приходится на Китай, Австралию, Польшу и Канаду.
Только за период с 2012 по 2014 года американцы повысили уровень добычи метана до 7% по отношению к добываемому природному газу.

P align=justify>Автор: Светлана Раммер

Примерно на полпроцента ежегодно, заявляют ученые, растет содержание метана в атмосфере. За сто последних лет его количество удвоилось. Для сравнения — прирост углекислого газа держится на отметке 0,4%.
Известно, что метан токсичнее, чем углекислый газ в несколько раз, а его присутствие в атмосферных слоях составляет 17% от всех парниковых газов. Как же метан оказывается в   атмосфере? Один из ответов — значительные выбросы, возникающие при разработки угольных пластов шахтным методом.

Взрывоопасная смесь
Опытным путем доказано, что при концентрации метана в размере от 5 до 15%, воздух в школьте становится взрывоопасным. На борьбу с этим фактом бросают новейшие и самые мощные вентиляционные установки. Они очищают проходческие зоны и выбрасывают газ наружу.
Для справки: в период с конца 1989 по 1990 год общий объем выведенного на поверхность земли метана составил порядка 28 млрд м³. В начале 2001-го эта цифра достигла уровня в 26 млрд м³. И всего лишь 10% метана было использовано в качестве альтернативного энергоресурса.
Главные «поставщики» метана в атмосферу — закрытые разработки. Открытый способ добычи угля дает всего одну десятую общего объема выбросов газа.
Около 4-7% выводится при сгорании на ТЭЦ и ТЭС самого угля, добываемого обеими способами.

Альтернативный источник
Сегодня в реестре закрытых и разрабатываемых шахт значится большое количество объектов, содержащих приличное количество неиспользованного метана.
При желании его можно использовать как альтернативный источник энергии для предприятий, базирующихся около этих объектов, а также моногородов, сконцентрированных вблизи разрабатываемых пластов угля.
На энергетическом форуме в 2010 году были озвучены цифры предварительных расчетов запасов метана в мире: около 258 трлн м³. Большая часть сосредоточена в Китае, остальное в убывающем порядке — в России, США, Африке, Австралии, Индии и в части Западно-европейских государств.
Как показали свежие отчеты, в США в области разработки метаносодержащих источников задействовано около пары сотен компаний, также несколько сотен фирм приходится на Китай, Австралию, Польшу и Канаду.
Только за период с 2012 по 2014 года американцы повысили уровень добычи метана до 7% по отношению к добываемому природному газу.

Суть метода
Такая популярность разработки метана основывается на особой технологии извлечения из угольного пласта. Она позволяет выполнять выборку до 75% хранящегося в нем газа. Принцип базируется на гидродинамической основе и сочетается с пневматическим воздействием на пласт, который при определенных условиях способен давать хороший процент газовой смеси.
Отметим и возведение специальных электростанций, способных в правильном русле утилизировать получаемый из шахты метан. Например, известная компания Fuеl Cеll Enеrgy на одной из своих шахт ввела в строй опытный образец установки мощностью 200 кBт. Планируется к утилизации до 90000 м3 газовой взвеси, с долей метана более 40%. Одновременно c этим проектом идет подготовка к запуску установок большей мощности в Кaнaдe и CШA.
Австралийцы в свое время поступили хитрее, чем Китай и другие страны, и занялись извлечением метана в шахтах параллельно с CША. Это до сих пор можно наблюдать на примере многих успешных компаний, вложившихся в это дело еще в 1990-е.
Подходы к извлечению метана с того времени изменились мало и по-прежнему основываются на бурении горизонтальных скважин, проложенных в пластах на площади до полутора километров. Уже после извлечения газовая смесь поступает наверх в очистительный отсек перерабатывающей фабрики, где отделяется от воды, дополнительно очищается и сжимается. Затем направляется по магистрали конечному потребителю.

С миру по нитке
За последние три года реализован ряд проектов по вводу энергообъектов, работающих на метановом сырье из шахты. В штате New South Wales уже пятнадцать лет действует несколько электростанций суммарной мощностью до 90 МВт. Примечательно, что на одной из них находится 54 газопоршневых энергоблока мощностью до 1 МВт, на второй — четыре десятка таких агрегатов. Распределением полученной энергии занимается предприятие Intеgrаl Еnеrgy. В начале 2006 года там же была построена электроподстанция общей мощностью около 33 МВт, оснащенная 16-поршневыми энергоблоками. С подачи стартовавшей программы по уменьшению выбросов парникового газа в атмосферу эта фирма изучает концепцию проекта строительства подобной станции, но уже на газотурбинной установке мощностью до 11 МBт.
Китай, который буквально стоит на угле, располагает ресурсной базой метанового сырья в 31-36 трлн м³ и уже с 1990-х активно работает в направлении его добычи и переработки.
С 1998 года пробурено больше полутора сотен скважин только в восточных регионах страны. Также очень активно идет строительство самой мощной в мире газоэлектростанции на метановом сырье мощностью до 120 МBт. В начале 2001 года объем вырабатываемого в КНР метана достигал отметки в 0,9 млрд м³, a в 2012 году этот показатель уже доходил до 11 млрд м³.

Перспективные залежи
Российские эксперты оценивают прогнозируемый объем метановых залежей в пределах 78 трлн м³. Основная часть метанового «резерва» расположена в бассейне Кузнецкой, Ленинской, Тунгуской и Печорской областей.
Исходя из общего объема потенциальных запасов природного газа, метан в этих регионах составляет порядка 9% от общего объема.
Уже сейчас аналитики в один голос утверждают: самое перспективное место для добычи и энергетической разработки метана — угольные месторождения Кузнецкого бассейна. Прогноз содержания метана в его залежах оценивается в 14 трлн м³ до глубины бурения в 1,7 км. И около 7 трлн м³ — на глубине до 1,2 км.
Пионерами в грамотной утилизации метана еще в далеких 1980-х стали руководители шахты «Северная» (компания «Воркута-уголь»), где на местных ТЭС сжигались сотни тонн газа. В 1998 году на базе этой же шахты был запущен газопоршневый агрегат суммарной мощности до 980 кВт. Топливом для него служил тот же самый метан, что и для ТЭС. 
Установка работала в параллели с ЦС, поскольку сама шахта потребляет намного больше электроэнергии, чем может выработать генератор. Но, так или иначе, шахта показывала существенные цифры выверенной годовой экономии электричества.

Выигрыш в цене
Еще одна опытная установка в Беловоугле действует на шахте «Чертинская» Кемеровской области. Куратором добычи метана в Кузбасских неразрабатываемых месторождениях стал ОАО «Газпром». По расчетам аналитиков, уже в 2011 году ожидалась добыча метана до 6 млрд м³ в год при себестоимости получаемой газовой продукции в 16 долларов за 1000 м³. Сейчас показатели существенно изменились, в условиях российского финансового кризиса точную стоимость газа в валютном эквиваленте назвать трудно. В любом случае, себестоимость добытого метана выше стоимости природного газа,   например, в Тюмени.
Но если сравнивать новые газовые месторождения, то метановое сырье выигрывает в цене. Практика показывает, что целесообразность в развитии предприятий, специализирующихся на добыче метана, есть.
Это, главным образом, обосновывается экономической выгодой и местной региональной необходимостью. Как считают китайские партнеры-исследователи, к 2025 году общее  количество мировой добычи метанового сырья подойдет к отметке в 123 млрд м³ в год. 
Как показала современная отечественная практика внедрения в производство по добыче метана новых объектов, существует ряд экономически и технически обоснованных аспектов, тормозящих данный процесс. В первую очередь хочется отметить довольно нестабильную концентрацию метановых залежей в угольных пластах, плюс к этому — высокая взрывная опасность метановой взвеси.

По сути
Рассмотрим целесообразность и ориентировочную стоимость ввода новых метаноперерабатывающих и генерирующих объектов на примере проекта мини-ТЭC на OAO «Шахта «им. C. М. Кирова» (по материалам uglemetan.ru).
Параметры проектируемой к запуску мини-ТЭC:
• номинальная электропроизводительность — 0,9 MВт;
• номинальная теплопроизводительность — 1,1 MВт;
• нонцентрация метана в метано-воздушной смеси > 35%;
• вид топлива — дегазационный метан.

Как и предполагалось, экономически и технически актуальных сторон у подобного проекта довольно много. В том числе: рост эффективности использования энергоресурсов, увеличение уровня безопасности труда в угольных шахтах, улучшение экологии, уменьшение объемов выбросов метана в атмосферу, повышение энергоoбеспеченности региона, создание дополнительных рабочих мест в сферах, «соседствующих» с угольной отраслью.
Идея проекта предусматривает все те же процессы, что имеют большинство вводимых в эксплуатацию объектов. Это бурение дегазационных скважин с поверхности на горных отводах действующих и закрытых угольных шахт Кемеровской области. Извлечение метана вакуум-насосами.
Подача газа в газогенераторную станцию из десяти генераторов в контейнерном исполнении общей мощностью 12,5 MВт: планируется поэтапный ввод газогенераторов в течение двух лет. Установка трансформаторов и монтаж линии электропередач от генераторной станции до точки подключения в общую сеть. Использование полученной электроэнергии для собственных нужд шахт и/или подача в общую сеть для продажи сторонним потребителям.

Что касается экономических показателей, то на бумаге все выглядит очень даже впечатляюще:
• инвестиционные затраты — 300 млн руб.;
• срок окупаемости — 3 года;
• чистый дискoнтированный доход (NРV) — 180 млн руб.;
• внутренняя норма рентабельности (IRR) — 24%;
• создание до 50 дополнительных рабочих мест.