Сегодня среда 13 ноября 2019 г. 03:41
сделать стартовой в избранное
О проекте
Контакты
Форум
Размещение рекламы
   
 
 
Логин Пароль  
 
 
запомнить на этом компьютере
регистрация  |  если забыли пароль
 
 
№143октябрь 2019Главное
Жар и озноб экологии
Говорят, что раньше трава была зеленее, а воздух — свежее. Так вот, когда родился красноярский учёный Валентин Данилов, концентрация углекислого газа в воздухе была почти на 30% меньше. Сегодня, более полувека спустя, выступая на форуме-выставке «Майнинг. Металлургия. Генерация-2019», он отметил: правильная остановка вопроса не в том, кто виноват, а в том, может ли сегодня человечество повлиять на этот процесс. В день осеннего равноденствия — 23 сентября — Россия объявила о присоединении к Парижскому климатическому соглашению 2015 года. Событие должно стать драйвером спроса на альтернативные решения, в том числе для теплоэнергетики.

Фото: vk.com/sibgenco

Одна из главных проблем планетарного масштаба — эмиссия СО2, одного из основных парниковых газов, который в значительной степени производят энергетические предприятия. В помещении он создаёт ощущение духоты, в природе — парниковый эффект. На карте мира ситуация выглядит следующим образом: на первом месте уверенно находится Китай — там производят 9,5 млрд тонн в год углекислого газа, на втором месте США, доля Евросоюза — 3,5 млрд тонн, Индия «выбрасывает» 2 млрд тонн. Россия занимает «почётное» 5-е место, опережая Японию. В сумме эти страны производят 23 млрд тонн углекислого газа. Каждый год его содержание в атмосфере растёт на 15 млрд тонн.

«Чисто гипотетически, если мы прекратим выбрасывать углекислый газ, его количество начнёт уменьшаться. Часть из этих 23 млрд ассоциируется, то есть связывается природой, часть остаётся. Поэтому ответ на заданный мной вопрос о том, может ли человечество повлиять на ситуацию, очевиден: может», — уверен учёный секретарь Экспертного совета СО РАН по проблематике Парижского соглашения по климату Валентин Данилов.

Грязные акценты

Вернёмся к Парижскому соглашению. Документ регулирует количество выбросов диоксида углерода. В России СО2 не относится к загрязняющим веществам: это естественный компонент атмосферного воздуха, который выдыхает человек и большинство живых организмов. Санкт-Петербургский Научно-исследовательский институт охраны атмосферного воздуха как раз занимается изучением «классических» загрязняющих веществ и их влияния на здоровье человека и населения в целом.

Фото: sibgenco.online

«Безусловно, свой вклад в общее загрязнение вносит и теплоэнергетика, и другие отрасли промышленности, и частный сектор, и транспорт. Последний по объёму выбросов вредных веществ в мегаполисах — на первом месте. На втором — теплоэнергетика и крупная промышленность. В некоторых городах Сибири, таких как Красноярск, Челябинск, Кемерово, частный сектор также вносит значительный вклад в загрязнение воздуха. В качестве топлива здесь используют не только каменный уголь, в меньшей степени дрова и другие виды топлива: задокументирован тот факт, что печи топят отработанными шинами, мусором и различными горючими веществами, не предназначенными для сжигания, тем более в жилых домах. Это напрямую влияет на качество воздуха на высоте до 2–3 метров от земли, фактически в непосредственной зоне человеческого дыхания», — утверждает заместитель генерального директора АО «НИИ Атмосфера» Александр Романов.

Особенно ощутимо это в Сибири в зимний период. Ясное небо и полный штиль в течение нескольких дней плюс тепловой «блок» (температурная инверсия, удерживающая загрязняющие вещества в приземном слое атмосферного воздуха) и создают так называемую серую шапку. В минус двадцать и ниже, когда вовсю «кочегарят» печи, повлиять на ситуацию крайне сложно.

Вред по составу

«Ущерб окружающей среде при любой теплогенерации определяет количество вредных выбросов на единицу отпуска тепла, причём вопрос вредности является дискуссионным. Для малой (распределённой, децентрализованной) и централизованной теплогенерации удельные выбросы примерно одинаковы, но с учётом потерь при транспорте тепла у ТЭЦ они могут быть выше.Малая генерация может создавать проблемы в крупных городах из-за малой площади рассеяния и повышения концентрации вредных веществ, из-за проблем с золоудалением при использовании твёрдого топлива», — такова точка зрения заведующего кафедрой промышленной теплоэнергетики ФГБОУ ВО «Липецкий государственный технический университет» Василия Губарева.

Фото: vk.com/sibgenco

Можно ли определить, какие вещества в этом составе самые вредные? Один из простых, известных всем инструментов — норматив ПДК, однако он актуален для здоровья человека, но не для экологии в целом.

«Веществ, способных даже в минимальных концентрациях оказывать сильное влияние на человека, довольно много. Основные, так сказать, массовые — пыль и твёрдые частицы диаметром 2,5–10 мкм, они не полностью задерживаются верхними дыхательными путями, поэтому могут проникнуть глубоко в организм, даже в клетки через межклеточные мембраны. Спектр риска в этом смысле довольно широкий: это может быть и «лёгкая» астма, и тяжёлое заболевание крови. Зачастую наибольшую опасность представляют не сами пылинки, а те вредные вещества, которые они переносят на своей поверхности.

Помимо твёрдых мелких частиц опасен ещё и бензпирен — полициклический ароматический углеводород. Он выделяется при сжигании топлива транспортом, малой и большой энергетикой. Чем ниже труба, тем ощутимее для человека его пагубное воздействие.

Ещё один невидимый враг — угарный газ. И ещё целая масса веществ, таких как ароматические углеводороды, тяжёлые металлы, могут выделяться при сжигании того же угля», — перечисляет Александр Владимирович.

Польза сибирского угля

Главный вид энергии в России — тепловая. Этот факт делает существенным наше отличие от той же Японии. Чтобы дать тепло всей стране, в год необходимо выработать более 2 млрд Гкал. Например, централизованное теплоснабжение США производит в 11 раз меньше.

«Если говорить об угольных инновационных технологиях, всё новое — это хорошо забытое старое. Ещё в прошлом веке улицы освещались угольным газом. Бурый уголь, которым богата Сибирь, который даёт, к примеру, Канско-Ачинский угольный бассейн, в сравнении с коксующимся называли недозревшим. Так вот, в нём летучие вещества составляют 45%. Если сжигать только этот компонент и вывести углерод из процесса сжигания, можно получать горючий газ и продукт, который мы условно называем термококс. Это может быть активированный уголь либо просто обогащённый уголь для бездымного топлива или металлургии. Разработка принадлежит специалистам НИИ КАТЭК: в 1993 году они запатентовали технологию частичной газификации угля на эффекте обратной термической волны», — рассказывает учёный.

Фото: vk.com/sibgenco

Такой продукт недорогой: получить его можно в одну стадию, а использовать для очистки воды и воздуха. Какое отношение он имеет к энергетике? Первопроходцем в этом деле стало АО «СУЭК», «соединив» производство активированного угля с системой теплогенерации. Его ещё называют «экологичным»: содержание вредных веществ в выбросах не больше, чем от сжигания газа, нет золошлаковых отходов.

«Дешёвые сорбенты массово стали производить в Германии: там была принята программа «Чистый Рейн». Все предприятия, которые работают в водосборной зоне реки, перешли на замкнутую систему водоснабжения. Мировой объём рынка сорбентов — миллион тонн — это примерно килограмм на человека в год. К сожалению, в России он пока не развит.

Фото: vk.com/sibgenco

Оценки показывают, что производство одной тонны сорбента снижает эмиссию на 5 тонн, то есть 1 тонна сорбента выделяет тепло 10 Гкал. Мы считаем, что переход угольных котельных к энерготехнологическим комплексам позволит снизить количество выбросов углекислого газа в мире. Это возможно только при условии, что мы выйдем на этот рынок. Для этого необходимо достичь взаимодействия трёх субъектов: правительства, науки и бизнеса», — уверен Валентин Данилов.

Угольные споры

«В России много угля — это было счастьем, а сейчас — горе. Угольные карьеры и шахты ещё на этапе добычи губят природу и здоровье людей, требуют рекультивации и компенсации нанесённого ущерба. Потом погрузка, транспортировка и перевалка с тоннами мельчайшей, самой опасной угольной пыли. Следом — сжигание с большим количеством выбросов, способных уничтожить флору, фауну и людей. И в финале — зольные отвалы», — перечисляет соучредитель и член Правления Совета по экологическому строительству в России Алексей Поляков.

Традиционное мнение: сжигание газа — наиболее эффективная альтернатива углю. Котлы для него в России не только производят, но и используют.


«Наш институт считает такой метод оптимальным для города Красноярска, где большой частный сектор. В рамках научно-исследовательских изысканий для нужд Красноярска и примыкающих к городу территорий нами была разработана рекомендация по переводу частного сектора на теплоснабжение хотя бы квартальными котельными. Построить небольшие ТЭЦ на каждый микрорайон частного сектора, для начала достаточно 4–5, провести газ. Количество выбросов сразу снизится на 70–80% сразу. По крайней мере, это самый простой и относительно недорогой выход», — предполагает г-н Романов.

Тем не менее Красноярский край был и остаётся угледобывающим регионом — что уж говорить про Кузбасс, для таких территорий угледобыча — градообразующая отрасль. Так возможен ли в ближайшем будущем отказ от угольной генерации?


СКАЗАНО

Закон 342-ФЗ предписывает: новостройки по соседству с котельными или АЗС не будут вводить в эксплуатацию до тех пор, пока не определят санитарно-защитную зону вредных предприятий. Кроме того, теперь все потенциально опасные предприятия, а не только строящиеся, должны устанавливать санитарно-защитные зоны. Данные об опасном соседстве будут фиксироваться в ЕГРН. Это значит, любой гражданин, который планирует покупку жилья, теперь может посмотреть, достаточно ли безопасное расстояние от будущего жилого объекта до «опасной» зоны.


«Конечно, возможен, когда уголь закончится. Но это будет очень нескоро и явно не на нашем веку, потому что на сегодняшний день это самое дешёвое топливо, Что бы кто ни говорил, экономика всегда подразумевает издержки и увеличение доходов, и до тех пор, пока вся добавленная стоимость, которая может быть получена с угля, нефти или газа, не будет выработана и получена людьми, которые принимают решения, это будет работать. Надо понимать, что крупный бизнес всегда интегрирован с большой политикой во всех странах мира без исключения», — отмечает руководитель по поставкам и логистике ОАО «Финго» Дмитрий Земляков.

Фото: sibgenco.online

Это подтверждают представители не только бизнеса, но и науки.

«Будущее угольной энергетики — переход на получение как топливного синтезгаза с теплотой сгорания 10–15 МДж/м3 с дальнейшей транспортировкой потребителю по трубопроводам, так и синтетического жидкого топлива. Вопрос не решается на уровне предприятия — необходима госпрограмма со значительными капитальными вложениями госбюджета», — говорит профессор Василий Губарев.

Свою оценку газовой перспективе ещё в 2018 году дал заместитель технического директора СУЭК-Красноярск Сергей Степанов.

«Если вы посмотрите сводные тома предельно допустимых выбросов (ПДВ), то увидите: «большая» угольная генерация даёт гораздо меньший вклад в загрязнение воздуха. Больше всех выбросы в атмосферу поставляет частный сектор, малая теплогенерация. А сжигание в крупной энергетике природного газа — это преступление перед будущими поколениями. Это как топить печку ассигнациями. У нас есть экологически бе¬зопасные технологии. На ТЭЦ установлены эффективные системы газоочистки и сжигания угля, которые позволяют обеспечить огневое обезвреживание веществ внутри котлов».

Фото: sibgenco.online

По мнению экспертов, важнейший фактор, который стоит учитывать помимо выбора возможных вариантов топлива, — это его «транспорт».

«При имеющихся сегодня мировых технологиях центральное отопление — это уже прошлый век, оптимальными могут быть локальные решения. Если это разветвлённая газовая сеть, смысла в централизованном отоплении нет, потому что каждое домохозяйство может отапливаться собственным котлом. Если это транспорт электрический — тем более, если твердотопливный, здесь, возможно, более разумно строить централизованные тепловые и электрические станции — для того чтобы был некий баланс экономики и экологии», — утверждает заместитель председателя российской экологической партии «ЗЕЛЁНЫЕ» Сергей Шахматов.

Альтернатива

Если отложить в сторону угольный вопрос и поразмышлять, какие варианты предлагает наука промышленным гигантам, в первую очередь на ум приходят всё те же разработки на основе советской научной школы, которые сегодня можно назвать инновационными, и заделы, на основе которых можно создать новые технологии в области снижения выбросов СО2 и NOх.

Для высокотемпературных промышленных процессов это:

а) сильное увлажнение воздуха при сжигании топлива (международное название технологии — wet combustion);
б) улавливание СО2 из воздуха и выхлопных газов для последующего полезного использования углерода за счёт прохождения воздуха (газа) через известковую воду (CO2 capture);
в) рекуперация тепла технологических процессов (включая низкотемпературное) для совершения полезной работы (например, очистка или охлаждение воды) и получения энергии (waste heat to energy);
г) термохимическая рекуперация (получение и дожигание водорода из выхлопных газов при производстве стали, цемента, стекла для производства дополнительной энергии).


«Спасти ситуацию могут тепловые насосы с коэффициентами преобразования электричества в тепло от 3 до 5 для компрессионных с фреонами, или самые инновационные — испарительные и конденсационные установки на основе воды с коэффициентами преобразования (СОР) около 10. Сверхновая альтернатива углю — это водород. Его можно получать именно в Сибири как чёрный (из угля и углеводородов), как серый (электролиз из воды на сетевом электричестве) и как зелёный водород (электролиз на альтернативном электричестве).

Именно так зарабатывает деньги и экологические индульгенции Австралия — добывая водород из бурого угля на альтернативной энергии, сжижая его и отправляя танкерами в Японию. Япония и Китай — лидеры водородного развития — совсем рядом с Сибирью, где есть возможности газификации угля и паровой конверсии природного газа в водород, дешёвая (и даже избыточная) гидроэлектроэнергия и вода для электролиза, экспортные потребители. И хранить, транспортировать и использовать водород в качестве носителя энергии значительно выгоднее, чем традиционные виды и способы.

Фото: sibgenco.online

Одна из перспективных экономичных, экологичных и социальных альтернатив — это получение и использование водорода в смеси с кислородом (газ Брауна, или ННО) в качестве альтернативного топлива в бытовых и промышленных применениях. Получение водорода происходит в установках щелочного электролиза воды при подведении электрического тока (сетевого или альтернативного). Последующее использование газа Брауна безопасно и возможно прямо на месте и в момент получения — без применения сложных и дорогостоящих систем хранения газа, при атмосферном давлении, в производственных предприятиях, на строительных и индустриальных площадках, зданиях и домах. При этом газ Брауна можно использовать не только для отопления и горячего водоснабжения, но и для многих высокотемпературных процессов, выработки электричества и добавления в топливо для автомобилей», — предлагает Алексей Поляков.

Фото: sibgenco.online

Возможно, считают учёные, в ближайшем будущем будет решён вопрос об использовании термоядерного синтеза.

Что говорит нам мировой опыт? Лондон и вся Великобритания, Пекин и Китай, угольные регионы Германии, Турин и север Италии, Алматы в качестве альтернативы рассматривают газ — но лишь те, у кого есть экономический и политический доступ, технологии «мусор в тепло и энергию» (включая инновационные, без выбросов углерода и диоксинов), древесные пеллеты, биотопливо, тепловые насосы, солнечные коллекторы, водород (газ Брауна — смесь водорода и кислорода).


ЭКСПЕРТ


Дмитрий Земляков,
руководитель по поставкам и логистике ОАО «Финго»

«Ключевой момент Парижского соглашения — это договорённость стран о сокращении объёма выбросов CO2 в атмосферу. Многие государства, и Россия в том числе, заявили о своём намерении сократить эмиссию.

Сразу скажу: реализация такой установки — дело сложное и дорогое. Каким образом можно уменьшить выбросы? Либо радикально изменить технологический процесс получения тепловой энергии, либо улавливать CO2, не давать ему попадать в атмосферу. В любом случае это трудная задача. Про изменение технологии и объяснять не нужно, во втором же случае газ предстоит ещё и утилизировать, и эффективность этого процесса даже сложно оценить. Я бы назвал Парижское соглашение очередным драйвером для развития «зелёной» энергетики, хотя вся эта ситуация отдаёт хайпом.

Конечно же, экологический вопрос сейчас актуален. Я считаю, что решать его нужно комплексно. Заявления о том, что необходимо переходить на более экологичные виды топлива, — это зачастую просто слова. Перевод угольного теплоисточника на газ — это очень дорого. Энергетика всегда старается использовать местное топливо, потому как затраты на транспортировку могут превышать 50%. Поэтому стоит сделать упор на модернизацию угольной генерации, тем более что сегодня есть перспективнее проекты.

И в любом случае необходимо работать с очистным оборудованием. Какой бы экологичный вид топлива вы ни выбрали, определённые выбросы всё равно будут, поэтому установка и совершенствование очистных систем — это очень важный аспект.

Что касается «большой» и «малой» генерации, то тут палка о двух концах. Одна котельная не способна нанести больший ущерб природе, чем, к примеру, Рефтинская ГРЭС, которая без фильтров может за год «выбросить» в атмосферу не менее 30 000 тонн золы, в то время как малая — не больше 2 000. Однако стоит учитывать, что большие электростанции — это коммерческие структуры, их обязывают уделять внимание экологии, и у них есть для этого возможности. Малые же котельные, как правило, скорее несут социальную нагрузку по обеспечению какого-либо района теплом, поэтому вопросы экологии там уходят на последний план. Поэтому можно сказать, что удельно на один кВт произведённого тепла или электроэнергии малые котельные, вероятно, наносят больший урон экологии, чем крупные предприятия».



«Промышленные страницы Сибири» №10 (143) октябрь 2019 г.

скачать pdf



Текст: Нина Бойко.

Новости
 
Polymetal решает редкоземельный вопрос
Фото: polymetalinternational.comРоссийский производитель драгметаллов заявил о планах......
 
 
В ТОСЭР «Новотроицк» появится пятый резидент
Фото: shpz.ruИм станет Новотроицкая металлургическая компания (НМК):......
 
 
Объекты «ЗапСибНефтехим» получат необычное оформление
Фото: пресс-служба Тобольской промышленной площадкиКомпания «СИБУР» реализует......
 
 
ФАС заподозрила «РусГидро» в сговоре с подрядчиком Саяно-Шушенской ГЭС
Фото: photos.wikimapia.orgРечь идёт об ООО СК «Стройлайн».......
 
 
В Оренбуржье запустят ветряные электростанции мощностью до 200 МВт
Фото: pixabay.com/GeorgeB2Соглашение о сотрудничестве с Фондом развития......
 
 
Дронам запретят летать над объектами ТЭК весной 2020 года
Фото: pixabay.com/pixel2013Ограничения на несанкционированные полёты дронов над......
 
 
В космосе изготовили бетон
Фото: nasa.govПодошло к концу исследование по изготовлению......
 
АРХИВ НОВОСТЕЙ
   
   
© 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»
Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru
© Создание сайта - студия GolDesign.Ru