Основные направления освоения запасов угля в Восточном Донбассе
Российская часть Восточного Донбасса, расположенная в Ростовской области, обладает значительными запасами антрацитового угля, который поставляется в экономические районы Северного Кавказа, Нижнего Поволжья, Центральную Европейскую часть России, в Ставропольский и Краснодарский края. В последние годы в области были закрыты 34 шахты, а добыча угля в регионе снизилась с 28.5 до 9 млн. т в год. К негативным последствиям закрытия шахт следует отнести:
• недостаток угля как энергетического сырья в регионе;
• прекращение или уменьшение поставок угля в другие регионы России;
• ухудшение социальной обстановки в угледобывающих районах;
• осложнение экологической обстановки;
• снижение топливно-энергетической безопасности региона.
Устойчивая работа и подъём крупного промышленного и сельскохозяйственного потенциала должны быть обеспечены достаточными объёмами электрической и тепловой энергии, технологическим сырьём и топливно-энергетическими ресурсами. После закрытия шахт топливно-энергетический баланс сложился не в пользу местного энергетического сырья – угля. В 2000 г. общее потребление электроэнергии в области составило более 75 млрд. кВт·ч. При этом двумя ГРЭС и шестью ТЭЦ, расположенными в области, выработано 10.5 млрд. кВт·ч (14% от общего потребления) и 4.89 млн. Гкал энергии. Потребности многих предприятий не обеспечиваются объёмами подаваемой электроэнергии. Лимиты на электроэнергию ниже, чем фактическое потребление. Работа новой Ростовской атомной станции (РоАЭС) не решит проблем с электрической энергией в области.
Поставки электроэнергии, природного газа и нефтяных продуктов из других районов страны требуют значительных затрат. Так, в 2000 г. стоимость поставляемой в область электроэнергии составила 45 млрд. руб., на приобретение газа затрачено более 2 млрд. руб., а нефтепродуктов – около 1 млрд. руб. Вместе с тем, уже в настоящее время наблюдаются ограничения поставок газа в область. Привозной уголь дороже местного из-за высоких транспортных расходов и значительно уступает по качественным характеристикам. Ощущается недостаток и нестабильное поступление электроэнергии из других регионов.
Анализ произошедших изменений в топливно-энергетическом комплексе и в экономике региона позволяет сделать вывод об актуальности освоения запасов угольных месторождений. Однако при этом главной проблемой является высокая себестоимость подземной добычи угля на шахтах. Применяемые технологические схемы, дорогостоящее, энергоёмкое и металлоёмкое оборудование не эффективны при разработке тонких угольных пластов. Цена угля на рынке энергетического сырья не позволяет вкладывать средства в развитие и переоснащение угольных предприятий. Поэтому для рентабельного освоения запасов угля в Восточном Донбассе целесообразно, по нашему мнению, наряду с уменьшением затрат на добычу угля при существующей технологии, осуществить переход на реализацию не энергетического сырья, а конкурентоспособной продукции – электрической и тепловой энергии.
Развитие угольной отрасли должно идти по следующим направлениям:
Первое направление:
Создание угольно-энергетических систем (УЭС), объединяющих шахтный комплекс и станцию для переработки угля в электрическую и тепловую энергию, а также в другую попутную продукцию.
Создание новых менее затратных технологических схем и технических средств для подземной добычи и перемещения измельчённого сырья по горным выработкам и на поверхности до перерабатывающих станций.
Второе направление:
Развитие и совершенствование традиционных технологий добычи угля подземным способом, очистного и погрузочного оборудования, средств транспорта.
Обеспечение безопасных условий во время производственных процессов.
Третье направление:
Уменьшение вредного влияния действующих и закрытых угольных предприятий на экологию региона.
Четвёртое направление:
Разработка альтернативных способов получения электрической энергии для собственных нужд на основе использования сбросовой энергии предприятия.
Совершенствование способов переработки угля и отходов угледобычи в конкурентоспособную продукцию.
Первые два направления развития угольной отрасли могут быть реализованы как отдельно, так и совместно при создании топливно-энергетических систем (ТЭС). Рассмотрим актуальность создания таких систем.
Структура потребления энергоресурсов в 2000 г. приведена в табл. 1. Наибольшее количество электроэнергии потребляет коммунально-бытовой сектор. Население по потреблению электроэнергии занимает третье место и первое – по потреблению тепловой энергии.
При этом лимит электроэнергии населением превышен в 3 раза, а промышленностью в 1.5 раза. Тепловой энергии также было затрачено больше лимита. Так, население превысило лимит более чем в 4 раза, коммунально-бытовой сектор – в 2.2 раза, а промышленность – в 1.7 раза.
Расход топливно-энергетических ресурсов был неравномерен. Суммарный расход угля во всех секторах экономики был 2.24 млн. т при потребности 2.8 млн. т. При этом промышленность, коммунально-бытовой сектор и население городов и сельских районов не получили уголь в необходимых объёмах. Объёмы фактически израсходованного природного газа превысили лимиты, особенно в промышленности и населением. Фактический расход природного газа по области составил 3.6 млрд. м3, лимит – 2.47 млрд. м3, а потребность в газе – 3.62 млрд. м3. На коммунально-бытовые нужды в результате продолжающейся газификации котельных фактически было израсходовано 396 млн. м3 газа при первоначальной потребности 375 млн. м3.
Как указывалось выше, выработка электрической и тепловой энергии на территории Ростовской области производится двумя ГРЭС, потребляющими уголь, шестью теплоцентралями на природном газе и с 2001 г. будет производиться Ростовской атомной электростанцией (табл. 2). На рис. 1 приведена схема поставок энергии и объёмы потребляемых энергоресурсов всеми станциями Ростовской области.
На Новочеркасской ГРЭС для выработки 7.725 млрд. кВт·ч электроэнергии и 137 тыс. Гкал тепловой энергии было израсходовано 3.5 млн. т угля, 431.3 млн. м3 газа и 199.3 тыс. т нефтепродуктов. При пересчёте тепловой энергии в кВт·ч суммарное количество энергии составило 7.884 млрд. кВт·ч. На производство 1 кВт·ч было затрачено 0.443 кг угля, 0.0215 м3 газа и 0.05 кг нефтепродуктов. Тарифная ставка за 1 кВт·ч для населения в течение года увеличилась от 0.3 до 0.65 руб. Для угольных объединений, поставляющих уголь по льготным ценам, тарифная ставка ежемесячно увеличивалась от 3 до 27%. За год тарифная ставка увеличилась от 0.22 руб. до 0.4 руб.
Стоимость 1 т угля, отправляемой на Новочеркасскую ГРЭС в зачёт за электроэнергию, была 227 руб. (без НДС и ж/д тарифа). В январе 2001 года стоимость 1 т угля (без НДС и ж/д тарифа) стала 460 руб./т, 1 м3 газа – 0.567 руб. и 1 кг нефтепродуктов (с ж/д тарифом) – 2.3 руб. Материальные затраты на выработку 1 кВт·ч составляют 0.395 руб.
В 2001 г. на Новочеркасской ГРЭС планируется произвести 8.53 млрд. кВт·ч электрической и 140 тыс. Гкал тепловой энергии. При этом суммарные затраты на приобретение угля, газа и мазута (в январских ценах) составят 3.434 млрд. руб., за электроэнергию будет получено (при январском тарифе) 5.65 млрд. руб. Каждая тонна угля, реализованная электростанцией в виде выработанной энергии, даёт 579.9 руб. Кроме этого, тарифы на электрическую и тепловую энергию повышаются чаще, чем цена угля.
На Несветай ГРЭС в 2000 году было выработано 520 млн. кВт·ч электрической и 79 тыс. Гкал тепловой энергии, на что было израсходовано 307.1 тыс. т угля и 11.23 тыс. т мазута. В январских ценах стоимость 1 кВт·ч по углю равна 0.304 руб., а по нефтепродуктам – 0.0602 руб. Суммарные материальные затраты 0.364 руб./кВт·ч. На районной ГРЭС затраты на производство энергии меньше, чем на крупной ГРЭС. В 2001 году на станции по плану должны выработать 500 млн. кВт·ч и 80 тыс. Гкал энергии. Суммарные затраты составят 180.3 млн. руб., а за электроэнергию будет выручено 385.5 млн. руб. За каждую тонну угля, реализованную станцией в виде энергии, будет получено 663.9 руб.
На Ростовской ТЭЦ-2, Волгодонской ТЭЦ-1 и на Каменской ТЭЦ, работающих на природном газе, материальные затраты на выработку 1 кВт·ч приведенной энергии были от 0.093 до 0.072 руб. На Волгодонской ТЭЦ-2, потребляющей газ и нефтепродукты, затраты на выработку 1 кВт·ч составили 0.13 руб.
На Шахтинской ТЭЦ и Ростовской теплосети стоимость газа на выработку 1 Гкал в 2000 году была равна соответственно 99.1 и 81.2 руб.
Угледобывающие предприятия, продавая сырьевые ресурсы, оказываются в неравноценных условиях с теми, кто это сырьё перерабатывает. Например, в 2000 г. ОАО «Ростовуголь» за поставленные 1.19 млн. т угля Новочеркасской ГРЭС получило 270.2 млн. руб. (рис. 2). Электростанция продала действующим шахтам этого объединения 370 млн. кВт·ч электроэнергии на сумму 120 млн. руб. и ещё дополнительно из поставленного угля выработала для реализации 2.26 млрд. кВт·ч.
Анализ топливно-энергетического комплекса Российского Донбасса показал, что для развития промышленного производства и создания нормальных условий для населения необходимые объёмы электроэнергии могут быть получены в результате строительства новых станций, работающих на местном сырье – угле. При этом в регионе будут созданы новые рабочие места на предприятиях, добывающих и перерабатывающих топливно-энергетическое сырьё.
Для повышения уровня рентабельности шахт и конкурентоспособности угля необходимо создавать угольно-энергетические системы (УЭС) на базе производственных объединений по добыче угля в составе шахт и ГРЭС. В этом случае уголь будет перерабатываться на собственных электростанциях и потребителям продаваться выработанная электрическая и тепловая энергия.
Схема потоков топливно-энергетических ресурсов, энергии и денег после создания новых топливно-энергетических комплексов приведена на рис. 3.
Например, пять таких электростанций, как Несветай ГРЭС, совместно могут производить 2.5 млрд. кВт·ч электрической и 400 тыс. Гкал тепловой энергии, от реализации которой получат в ценах начала 2001 г. около 2 млрд. руб. Работа этих пяти электростанций может быть обеспечена одной шахтой «Обуховская-1», проектная мощность которой составляет 2 млн.т/год, а сметная стоимость шахты – 1.7 млрд. руб.
Экономическая эффективность угольно-энергетической системы будет зависеть от соотношения цены и себестоимости 1 кВт·ч, себестоимости добытого угля и цены его реализации потребителям, а также от объёма поставляемого угля на электростанцию. Эта эффективность видна из следующего соотношения:
где П – вероятная прибыль; А – объём добываемого угля шахтами, т/год; А1 – объём поставляемого угля на ГРЭС, т/год; Цуг – цена реализуемого угля, руб./т; Суг – себестоимость угля на шахте, руб./т; Цэл – тарифная ставка за 1 кВт·ч, руб.; Сэл – затраты на выработку 1 кВт·ч приведенной электрической и тепловой энергии на электростанции, руб./кВт·ч; а – расход угля на выработку 1 кВт·ч энергии, т.
Из формулы видно, что отрицательный баланс на шахте при Суг > Цуг будет тем меньше, чем больше угля А1 будет направлено на электростанцию.
В этом случае часть средств от реализации электроэнергии можно привлечь на развитие горных работ и компенсацию тяжёлых условий труда. Регулируя поставки угля с убыточных шахт, можно поддерживать их производственную мощность.
В российской части Восточного Донбасса в недрах сосредоточено 4.5 млрд. т угля. Более 87% всех запасов угля составляют марки антрацита, который может быть использован не только как энергетическое сырьё, но и для производства термоантрацита, для агломерации и поставок на экспорт. Промышленные запасы действующих шахт составляют более 450 млн. т, а шести строящихся шахт – более 200 млн. т (табл. 3).
Определены 14 перспективных участков угольных месторождений, промышленные запасы которых на пластах мощностью более 1.2 м составляют 514 млн. т (табл. 4). Природная метаноносность пластов небольшая, угольная пыль не взрывоопасна. Перспективные участки пластов залегают на небольшой глубине от поверхности, расположены на расстоянии не более 30 км от населённых пунктов и железной дороги. При применении новых технологий добычи угольной массы для энергетических систем могут быть освоены запасы угольных пластов мощностью от 0.4 м, а также отработаны целики и забалансовые запасы действующих шахт.
В будущем, одновременно со строительством шахт на перспективных участках месторождений (табл. 4), возможно строительство новых электростанций, чтобы обеспечить электрической и тепловой энергией сельскохозяйственные и промышленные районы области. При этом:
• увеличится количество рабочих мест;
• улучшится социально-экономическая обстановка;
• в условиях перманентного повышения цен и снижения объёмов поставок газа и нефти повысится энергетическая безопасность региона;
• уменьшатся денежные потоки за пределы региона на приобретение сырьевых ресурсов и электрической энергии.
Таким образом, создание угольно-энергетических систем и новых технологий добычи угля может быть одним из эффективных вариантов повышения конкурентоспособности подземной разработки угольных месторождений и обеспечения топливно-энергетической безопасности региона.
