ЧЕМУ МЕСТО В НАШИХ ПЕЧАХ: КУСКАМ ИЛИ БРИКЕТАМ УГЛЯ?

Первые опытные образцы в брикетах получил местный предприниматель – учёные исследуют

Идея внедрения современных, а главное – безопасных технологий в топливную промышленность Тувы витает в воздухе давно. Однако именно сейчас мечта кызылчан о чистом небе над столицей зимой может стать реальностью. Этому были посвящены встречи мэра Кызыла Владислава Ховалыга, его первого зама Уран-оола Ондара с представителями ООО «Межегейуголь», Тувинской энергетической промышленной корпорации, учеными ТИКОПР СО РАН и руководством ООО «Хайдып девелопмент». О том, к чему они привели, далее.

Об ухудшении экологии в Кызыле говорят много.

Известно, что многие винят в загрязненности воздуха столицы Кызылскую ТЭЦ. Однако по наблюдениям Управления Федеральной службы по надзору в сфере природопользования по РТ, вредные выбросы этой ТЭЦ укладываются в надзорные требования. И даже снижаются с каждым годом, говорит руководитель управления Александр Адыгбай. Кроме этого, в городе с каждым годом становится все больше автомобилей, регулировать выбросы которых практически невозможно. Но львиная доля «вклада» в загрязнение воздуха принадлежит частным постройкам с печным отоплением. Об этом говорят исследования ученых Тувы, в частности научного сотрудника лаборатории по геоинформатике и моделированию процессов ТИКОПР СО РАН Натальи Янчат и кандидата химических наук, доцента кафедры химии ТувГУ Любови Тас-оол.

Что нашли ученые и санитарные врачи в воздухе, на почве и в снеге

Многолетние исследования ученых показывают, что причина загрязненности воздушного бассейна Кызыла сажей — в печном отоплении и котельных. Так, в пробах снега, взятых вблизи частного сектора с печным отоплением, сажи было 89-97% (данные 2012 года). В «промзоне», на юго-западе города, ее меньше – 68-76%. Исследователи объясняют это тем, что в промышленных котельных полнота сгорания угля лучше, чем в печах частных домов. В северной, наветренной стороне Кызыла (в правобережном районе), количество сажи не превышало 20-32% в 2011 году, а вот в 2012-ом – увеличилось до 60% от твердого остатка. Это произошло из-за запуска двух дополнительных котельных заводов железобетонных изделий и асфальтового, а также из-за расширения «частного сектора». В выводах научной работы ученые отметили, что содержание многих химических элементов, в том числе тяжелых металлов, превышает предельно допустимые концентрации (ПДК), установленные для питьевой воды. В снегу вблизи автозаправочных станций скопление свинца в четыре раза превышает норму, а ртути – в 13 раз. В пригороде выпадение этих металлов незначительно. Кадмия во всех пробах города больше, чем должно быть: где-то в три, а где-то и в 33 раза. Превышает ПДК и содержание мышьяка, никеля, кобальта, железа и марганца.

А по последним данным Центра гигиены и эпидемиологии в РТ, замеры вредных веществ в атмосферном воздухе Кызыла в период с 17 ноября 2014 года по 22 января 2015 года говорят о превышении показателей углерода (сажи), оксида углерода, оксида азота, формальдегида. Так, пробы снега, взятые на перекрестке улиц Суворова и Магистральная показали превышение содержания формальдегида — 1,82-2,36 ПДК, углерода — 1,8 ПДК. Пробы у детсада «Алые паруса» (ул.Колхозная, 53) показали превышение углерода — 1,5 ПДК, оксида азота — 1,32 ПДК, оксида углерода — 1, 11 ПДК. Эти данные относятся к III-IV классу опасности, что означает близкую к критической – среднюю степень воздействия на окружающую природную среду. Для восстановления нашей экологии требуется от трех до 10 лет при условии полного отказа от нынешнего печного отопления.

Высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха может оказывать влияние на рост заболеваемости органов дыхания, центральной нервной, сердечнососудистой систем, крови, а также онкопатологии. Это подтверждается данными минздрава Тувы за 2013 год. Наиболее распространенными в нашем регионе являются заболевания органов дыхания (23,3 процента), на втором месте — травмы и отравления (8,4 процента), на третьем — болезни системы кровообращения (8,3 процента).

Поэтому в этом году мэрией и хуралом представителей Кызыла введено временное ограничение выдачи разрешений на строительство частных жилых домов с печным отоплением. Как пояснил главный архитектор города Орлан Донгак, оно будет действовать до принятия Правил землепользования и застройки, регламентирующих мероприятия по улучшению экологической ситуации в городе.

Безопасное топливо

Много лет ученые Тувы ищут выход из сложившейся в столице ситуации. Так, ученый секретарь ТИКОПР СО РАН, кандидат технических наук Валерий Котельников в одной из своих статей пишет: «Увеличение потребления ископаемых углей с использованием традиционных энергетических технологий будет сопровождаться ростом экологической нагрузки на окружающую среду, поскольку при сжигании и переработке угля образуется больше вредных побочных продуктов по сравнению с нефтью и газом. Разработка месторождений и эффективная переработка коксующихся углей в продукцию, необходимую как для обеспечения собственных энергетических предприятий республики, так и для удовлетворения потребностей в топливно-энергетических ресурсах других регионов страны, способны оказать существенное влияние на социально-экономическое развитие Республики Тыва».

Одной из технологий переработки коксующих углей является брикетирование угля. Это твердое синтетическое топливо облагороженное, улучшенного типа. Технология коксования предусматривает переработку только определенной группы каменных углей (коксовых, жирных, отощенных, спекающихся), способных при нагревании переходить в пластичное состояние, например, в брикет.

Группой исследователей ТИКОПРа, которую возглавляет Валерий Котельников, была разработана технология непрерывного пиролиза угля в термически нагруженном слое, позволяющая получать широкий спектр углеродных материалов, начиная от бытового топлива с низким содержанием сажи до высокопористых углеродных сорбентов. Установка состоит из узла подготовки каменного угля, из которого уголь подается в бункер. Далее каменный уголь посредством шнекового питателя подается в узел прогрева, где поддерживается температура, достаточная для ожижения угля. Здесь же происходит его низкотемпературный пиролиз. После разогрева полужидкая масса угля подается в формовочный узел, где формируется коксовый кусок и закрепляется его форма. Газообразные продукты термолиза угля используются для его прогрева, за счет чего снижается себестоимость кокса и исключаются вредные выбросы в атмосферу. После формования коксовый кусок поступает в охладитель, затем подается в упаковочный узел.

Валерий Котельников предлагает делать брикеты из местного сырья – угля Каа-Хемского, Межегейского и Элегестского месторождений (по 40 процентов из Элегестского и Межегейского и 20 процентов из Каа-Хемского месторождений). Смесь углей обрабатывают химическими растворами, благодаря чему полученный продукт гореть будет лучше и форму ему можно будет придать разную. По словам ученого, брикетированный уголь будет сбалансированным по тепло- и газовыделению. К тому же, брикеты будут аккуратно упакованы, что, несомненно, оценят добрые хозяева.

Опытный образец получен

Проект ученых ТИКОПРа был поддержан грантом главы региона, однако реализовать идею до конца им не удалось. Сегодня за этот проект всерьез взялась строительная компания ООО «Хайдып девелопмент», усилиями которой уже выпущена первая пробная партия из угля Каа-Хемского разреза на Балахтинском заводе угольных брикетов. По словам гендиректора ООО «Хайдып девелопмент» Чингиса Хайдыпа, предварительно можно говорить о том, что технология брикетирования применима к местному сырью. Первые практические испытания показали: брикеты сгорели в печах полностью, оставив после себя лишь легкий пепел. Отмечено, что температура горения была высокой, сажа отсутствовала. Но делать выводы, добавляет предприниматель, пока рано.

– Только после детального изучения физико-химических свойств, тепловых показателей и технических характеристик полученных брикетов, можно будет говорить о возможности внедрения данной технологии в Туве, – сказал Чингис Хайдып.

Научное сопровождение проекта осуществляет Валерий Котельников. Опытные образцы уже переданы в лабораторию ТИКОПРа для дальнейшего исследования. Так как новая технология только изучается, речь о стоимости брикетированного угля пока не идет.

Есть ли еще альтернатива

Кто-то, возможно, скажет, что есть другие варианты обогрева жилых помещений. Во всем мире газ является самым распространенным видом топлива, используемым для обогрева домов. Но нам он пока недоступен. Газовые тепловые пушки и газовые конвекторы могут работать на природном или сжиженном газе. Однако в Кызыле нет централизованного газоснабжения. А ОАО «Тувгаз» – небольшое предприятие, обеспечивающее сжиженным углеводородным газом лишь 8-10 процентов населения города. Как сообщил и.о. первого вице-мэра Кызыла по жизнеобеспечению Александр Черноусов, не первый год поднимается проблема отсутствия в Туве магистрального газопровода. Это осложняет, если не тормозит, дальнейшее развитие региона. Рассматривается возможность строительства ветки от будущего газопровода «Алтай» на территорию республики. Как говорил глава республики Шолбан Кара-оол, выступая в декабре с посланием тувинскому парламенту, руководством страны принято решение о строительстве трубопровода «Алтай», который соединит газовые месторождения Западной Сибири и потребителей Синьцзян-Уйгурского автономного района на западе Китая. У Тувы есть потенциальная возможность «вписаться» в эту газовую инфраструктуру, сказал тогда премьер.

Есть другой вариант. Помещения можно обогревать и с помощью электроприборов, но это огромная нагрузка на ветхие электросети, что чревато серьезными аварийными ситуациями и пожарами.

Перспективы живучести нового продукта

Не нужно быть семи пядей во лбу, чтобы понять: угольные брикеты как продукт технологической обработки будут стоить дороже каменного угля. По предварительным расчетам, тонна брикета будет где-то на 900 рублей дороже тонны каменного угля, который продается в среднем по 2500 рублей. Но Котельников не считает это помехой, так как сегодня каменный уголь сжигается в бытовых печах лишь на 60-70 процентов. Остальное и есть сажа, и другие вредные вещества, попадающие в атмосферу. Учёный убежден, брикетированный уголь будет сжигаться полностью, а значит, теплоотдача у такого топлива будет отменная, а главное – никакой сажи.

Если эксперимент ООО «Хайдып девелопмент» и ТИКОПРа окажется удачным, то есть экономически и экологически выгодным, то можно будет говорить о массовом производстве. И здесь немалую роль сыграют ООО «Межегейуголь» и Тувинская энергетическая промышленная компания (ТЭПК). Межегейуголь, напомним, занимается добычей угля из межегейского месторождения Улуг-Хемского угольного бассейна. Балансовые запасы угля по нему составляют более 200 миллионов тонн. А ТЭПК занимается реализацией крупных инфраструктурных проектов в Туве, в их числе освоение Элегестского угольного месторождения. Сырья более чем достаточно.

Когда вопрос о производстве брикетированного угля решится, возникнет другой – о его дотировании на республиканском уровне, если речь всё-таки идет о массовом внедрении на рынок нового продукта и решении проблемы экологии Кызыла. Сегодня в Кызыле одиннадцать тысяч частных домовладений – это без учета «дачных обществ» левобережного и правобережного районов, которых тоже немало: около пяти тысяч. Значит, производителям альтернативного топлива нужно ориентироваться на 16 тысяч частных домовладений. На отопление одного дома с исправной печью требуется шесть-восемь тонн угля в год. Значит, в среднем на отопление частных домовладений Кызыла требуется порядка 96000-128000 угля в год. Перспективность угольного бизнеса налицо. Но предприятие, которое намерено спасти столицу от сажи и «вытеснить» каменный уголь из наших печей, должно быть, по меньшей мере, экономически стабильным и обязательно иметь поддержку на республиканском уровне.