Перспективы развития производства угля в Уральском экономическом районе в период до 2030 г
Л.С. Плакиткина, к.т.н., зав. лабораторией «Научных основ развития и регулирования угольной промышленности» Института энергетических исследований РАН (ИНЭИ РАН)
В Уральском экономическом районе, объединяющем производство угля в Уральском и Приволжском ФО, в 2011 г. добыто 2,4 млн т угля, или 0,7% от общего объёма производимого угля в России.
В настоящее время в Уральском ФО добыча угля производится в Свердловской (ЗАО «Волчанский уголь») и Челябинской областях (ОАО «Челябинская угольная компания», ЧУК) (рис. 1).
Оценка потенциала развития добычи угля в Свердловской области Добыча свердловских углей в 2011 г. составила около 1,2 млн т, что на 46,8% меньше, чем в 2000 г. (рис. 2).
Из всего объёма добытых в 2011 г. свердловских углей 98,6% было поставлено для нужд электростанций (+0,4% к уровню 2010 г.), 1,4% – для обеспечения населения, комбытнужд, АПК (–0,4% к уровню 2010 г.) (рис. 3).
По расчетам, добыча свердловских углей на базе нынешних запасов и объемов угля в ЗАО «Волчанский уголь» может быть рентабельной еще около трех лет, а до 2020 г. возможно полное прекращение их добычи в связи с исчерпанием запасов вахрушевского месторождения («минимальный» вариант). В случае строительства Демидовской ТЭС, мощностью 1000 МВт, в г. Староуткинске Свердловской области (в 2016 г. – первый энергоблок, а в 2018 г. – второй энергоблок), потребление угля для будущей ТЭС составит 2,7–3,0 млн т в год («максимальный» вариант). Поэтому спрос на свердловские угли может возобновиться (рис. 4).
Ввиду реализации разработанной новой стратегии топливного обеспечения российской энергетики, подразумевающей замещение «голубого» топлива углем, возможны перевод на уголь газоугольных станций и строительство новых угольных энергомощностей. Оптимизация топливного баланса поможет повысить энергоэффективность производства.
На Среднем Урале, где газоугольными являются 4 из 8 станций ТГК-9, большая реконструкция предстоит коллективам Богословской и Красногорской ТЭЦ, а также Нижнетуринской ГРЭС, которую в перспективе можно полностью перевести на уголь. У Нижнетуринской ГРЭС имеется золоотвал, который можно пополнять еще в течение 15 лет. На остальных станциях, прежде чем переводить газоугольные станции полностью на уголь, должны быть решены вопросы строительства золоотвалов, снижения выбросов вредных веществ в атмосферу, увеличения пропускной способности железной дороги.
Оценка потенциала развития добычи угля в Челябинской области
Финансово-экономический кризис 2008–2009 гг. внес свои коррективы и в развитие добычи угля в Челябинской области: спрос на челябинский уголь резко упал, в результате чего, по состоянию на 01.01.2012 г., в ОАО «Челябинскуголь» добыча угля производилась только на одной шахте «Коркинская» и одном разрезе «Коркинский».
В целом в 2011 г. в Челябинской области добыто всего около 0,9 млн т угля, что на 80,5% меньше, чем в 2000 г. (рис. 5). Из всего объема челябинского угля, добытого в 2011 г., 94,9% направлено для обеспечения электростанций (+2,3% к уровню 2010 г.), 1,8% – для нужд металлургии (энергетика) (+1,3% к уровню 2010 г.), 0,3% – для обеспечения населения, комбытнужд, АПК (–0,2% к уровню 2010 г.), 3,1% – остальным потребителям (–3,4% к уровню 2010 г.) (рис. 6). Потребителями челябинского угля являются: Аргаяшская ТЭЦ (ст. Новогорная), ОАО «Южно-Уральская Государственная станция» (ОАО «ЮУГРЭС», ст. Южноуральск), ТЭЦ-1 (ст. Челябинск-Южный), ТЭЦ-2 (ст. Тракторстрой).
Не улучшилась ситуация с челябинскими предприятиями и в 2011 г. Подготовлен проект ликвидации шахты «Центральная» и расположенного рядом с ней Коркинского разреза. Шахта «Центральная» – одна из самых опасных в Челябинской области и, когда она перешла в частные руки, ее решили закрыть по причине нерентабельности. Расходы по закрытию шахты финансирует ее собственник – ОАО «Челябинская угольная компания».
Объем вскрышных работ на Коркинском разрезе только в первом полугодии 2010 г. сократился почти на 90%, а численность трудового коллектива – наполовину. К апрелю 2012 г. ситуация на Коркинском разрезе существенно обострилась. Самый крупный в Евразии угольный разрез «Коркинский» (глубина разработок более 500 м, длиной и шириной более 4,45 км) оказался под угрозой обрушения отвала породы, образовались тектонические разломы, очаги эндогенных пожаров, создалась сложная напорная система подземных вод.
Разрез постепенно осыпается, угрожая постройкам в самом г. Коркино и поселке Роза, расположенном рядом. Уголь на разрезе постоянно самовоспламеняется и горит месяцами. В самой глубине разреза бывает нечем дышать. Из-за перепадов температур в разрезе периодически исчезает ветер, и все выхлопные газы от автосамосвалов остаются внизу. При нынешнем темпе работы действующих запасов угля на разрезе хватит лет на 15. Имеются еще около 100 млн т новых запасов угля, но его залежи находятся на большой глубине, и поэтому в настоящее время нет смысла их извлекать. В последние годы угольный разрез работает с нулевой рентабельностью, добываемый уголь не пользуется спросом. В мае 2012 г. на Коркинском разрезе решили установить сейсмостанцию для предупреждения возможных оползней и обрушений. По самому оптимистическому прогнозу, через 15–20 лет на месте разреза может появиться живописное озеро, если найдутся средства для реализации данного проекта.
Если в результате сложившейся ситуации добыча угля на разрезе «Коркинский» производиться не будет, то в Челябинской области может сохраниться только одна шахта – «Коркинская», где до 2030 г. объем добываемого угля вряд ли превысит 1,0 млн т. Это будет возможно только в случае, если будут приняты меры по увеличению производительности труда: высокая организация труда, применение высокопроизводительной техники и новейших технологий, соблюдение правил техники безопасности при проведении горных работ.
Тем не менее в районе Еманжелинска Челябинской области может появиться еще один новый разрез по разработке Ключевского месторождения.
Изучается возможность получения из челябинского бурого угля (марки «Б3») полукокса, а также освоения новых инновационных технологий получения из челябинского угля высокооктанового бензина и дизельного топлива, что позволит существенно увеличить рентабельность угледобычи.
Рассматривается возможность применения перспективной экологичной технологии компании Foster Wheeler (Финляндия) совместно с ЗАО «КОТЭС» (Новосибирск) – сжигания угольных шламов в котлах циркулирующего кипящего слоя. Такие котлы обеспечивают КПД выше 90% и позволяют использовать плохо сжигаемое топливо без предварительного обогащения. В странах Европы этот способ производства тепловой и электрической энергии существует давно. Получение энергии посредством переработки шламов в Челябинской области может быть хорошим альтернативным способом и для местной энергетики, так как в результате производимой с 1930-х годов добычи бурого угля накоплено порядка 50 млн т отходов вблизи населенных пунктов, которые оказывают негативное воздействие на воздушную среду и почву.
В случае, если данные проекты не получат масштабной реализации, может закрыться и последняя ныне действующая шахта «Коркинская». Перспективы дальнейшего увеличения добычи угля в Челябинской области за счет строительства новых предприятий весьма ограничены.
Наиболее вероятный коридор развития добычи челябинских углей в период до 2030 года приведен на рис. 7.
Нехватку угля в Уральском федеральном округе в какойто степени может компенсировать освоен
ие углей в ХантыМансийском автономном округе (ХМАО). Оценка потенциала развития добычи угля в Ханты-Мансийском автономном округе в период до 2030 г.
Дальнейшее развитие добычи угля в Уральском ФО в период до 2030 г. связано, в основном, с освоением добычи угля в ХМАО, где разработан и в настоящее время формируется достаточно перспективный новый проект – «Урал Промышленный – Урал Полярный». Проект предусматривает развитие Приполярного и Полярного Урала, обладающих значительными запасами полезных ископаемых и, в частности, энергетического угля. Геологические запасы бурого угля в ХМАО, учтенные Государственным балансом, составляют около 2 млрд т, а прогнозные – 18,8 млрд т. Наиболее перспективными для освоения и крупномасштабной добычи в период до 2030 г. являются: Люльинское, Оторьинское и Тольинское месторождения Северо-Сосьвинского района бурых углей с разведанными запасами около 1,9 млрд т.
В июне 2010 г. подписан меморандум между ОАО «Корпорация «Урал Промышленный – Урал Полярный», ЗАО «Альянс Групп», ОАО «Атомэнергомаш» и WorleyParsons Group об объединении своих усилий и финансовых средств с целью реализации инновационного проекта создания Северо-Сосьвинского энергокомплекса в ХМАО. Строительство энергокомплекса, мощностью не менее 1,2 МВт, включает в себя: угольный разрез на Оторьинском угольном месторождении, расположенном в Березовском районе ХМАО, завод по производству синтетического жидкого топлива с использованием передовых технологий, обеспечивающих глубокую переработку местного бурого угля, станцию по производству электрической и тепловой энергии с наивысшей эффективностью. При создании энергокомплекса в ХМАО будут применены инновационные технологии в области газификации, позволяющие осуществлять глубокую переработку бурых углей. Получаемый уникальный инновационный продукт – синтез-газ (смесь H2 и CO) – станет сырьем для производства химикатов, топлива, удобрений и других видов продукции углехимической отрасли. Проект предполагает глубокую переработку сырья с использованием мировых инновационных, а также высокоэффективных природосберегающих технологий. Сроки реализации проекта – 2011–2017 гг. Ввод в эксплуатацию угольного разреза на Оторьинском угольном месторождении позволит добыть к 2030 г. до 3,5 млн т бурого угля. Переработка угля, возможно, будет осуществлена с использованием технологии ультра суперкритического пара в сотрудничестве с компанией «Siemens» в рамках трехстороннего соглашения по договорам об энергоэффективности, разработанным для субъектов Уральского ФО.
Из всего объема добытого угля в Уральском экономическом районе в 2011 г. 97,1% направлено для обеспечения электростанций (+2,0% к уровню 2010 г.); 0,7% – для нужд металлургии (энергетика) (–0,4% к уровню 2010 г.); 0,9% – для обеспечения населения, коммунально-бытовых нужд, АПК (–0,2% к уровню 2010 г.); 1,3% – остальным потребителям (–0,8% к уровню 2010 г.) (рис. 8).
К 2030 г. в Уральском ФО без комплексного освоения Северо-Сосьвинского энергокомплекса ХМАО процесс добычи угля прекратится («минимальный» вариант). В случае освоения Северо-Сосьвинского месторождения в Уральском ФО в период до 2030 г. возможно добывать до 23 млн т угля («максимальный» вариант).
Наиболее вероятный коридор развития добычи угля в Уральском ФО в период до 2030 г. приведен на рис. 9.
Анализ базовых показателей производственно$экономической деятельности угольной отрасли и оценка потенциала развития добычи угля в основных бассейнах и месторождениях в Приволжском ФО до 2030 г.
В Приволжском ФО добыча угля производится в небольших объемах в Оренбургской области – в ОАО «Оренбургуголь» (рис. 10).
Из всего добытого в Приволжском ФО в 2010 и 2011 гг. оренбургского угля более 90% направлено для обеспечения электростанций и менее 10% – на «нужды металлургии (энергетика)» (рис. 11). В связи с плохими качественными показателями углей Тюльганского месторождения процесс добычи угля может прекратиться к 2013 г. («минимальный» вариант). Однако помимо Тюльганского месторождения Южно-Уральский бассейн объединяет многочисленные месторождения бурых углей палеогенового возраста, расположенных на территории Башкортостана и Оренбургской области. К ним относятся месторождения со следующими балансовыми запасами угля: Хабаровское (333,6 млн т), Яман-Юшатырское (71,2 млн т), Репьевское (71,2 млн т), Быковское (38 млн т), Матвеевское (23 млн т), Тугустемирское (18,2 млн т), Масловское (12,6 млн т). Основная часть балансовых запасов Южно-Уральского буроугольного бассейна сосредоточена в Оренбургской области – 735 млн т (74,4%), остальные запасы в количестве 253 млн т (25,6%) находятся в республике Башкортостан.
Качественные характеристики бурых углей данных месторождений характеризуются высоким содержанием золы (25–30%) и влаги (45–55%), а также, в основном, высоким содержанием серы, которая в Быковском и Матвеевском месторождениях достигает 5%. Исключением являются Хабаровское месторождение (сера – 0,6–1,0%, зола –19%), низшая теплота сгорания углей составляет 2300 ккал/кг. Поэтому с точки зрения качественных характеристик и количества имеющихся балансовых запасов Хабаровское месторождение бурых углей является более предпочтительным для начала разработки в случае увеличения спроса на оренбургские угли.
К тому же в связи с увеличением цены на газ у оренбургских властей имеется намерение довести добычу угля в Оренбургской области до 3,5 млн т («максимальный» вариант). В противном случае добыча угля в Оренбургской области прекратится к 2015 г. в связи с исчерпанием запасов угля.
Наиболее вероятный коридор развития добычи оренбургского угля, добываемого в Приволжском ФО, в период до 2030 г. приведен на рис. 12.
В целом на предприятиях Урала к 2030 г. возможно добывать до 26,3 млн т («максимальный» вариант). В противном случае угольные предприятия на Урале прекратят свое существование уже к 2020 г. («минимальный» вариант) (рис. 13).
