О подземной газификации угля я впервые услышал в конце 1980-х, еще будучи студентом. Об этом рассказывали ученые нашего Академгородка, выступая на тогдашних неформальных мероприятиях. Дело в том, что в те годы в Научном центре сформировалось довольно серьезное экологическое движение, представители которого жестко критиковали устаревшие подходы к освоению природных ресурсов. Добыча угля открытым способом объявлялась ими настоящим варварством и издевательством над природой. В качестве альтернативы предлагалась упомянутая подземная газификация угля.
К сожалению, наша гуманитарная общественность воспринимала предложения ученых с нескрываемой иронией. Прогрессивные технологии тогда мало кого интересовали, поскольку для понимания таких вещей нужно было хотя бы немного разбираться в естественных науках. Атмосфера в стране к тому времени серьезно поменялась. Естествознание уже не вызывало сильного интереса. Поэтому тогдашние общественники с большим азартом спорили о политике, об истории, обличали репрессии и перегибы, однопартийную систему и плановую экономику. Что касается технологий, то для них подобные темы отодвигались на задний план как что-то несущественное. Разговоры же о подземной газификации угля на взгляд дилетантов вообще звучали как забавная выдумка каких-то «чокнутых» профессоров. В мозгу общественника-гуманитария (а именно такие люди задавали тогда повестку) газ и уголь никак не совмещались. Поэтому на ученых, поднимавших данную тему, смотрели как на фантазеров.
Я неспроста углубился в эти воспоминания. Действительно, к концу «восьмидесятых» в стране начал заметно угасать интерес к естествознанию и точным наукам. По этой причине вполне прогрессивные технологии, способные серьезно изменить наше будущее, перешли в разряд фантастики. Точнее, о них знали только специалисты, основная же масса граждан не имела о том никакого понятия. Причем, касалось это не только простых людей, но также руководителей разных уровней. И сегодня о забытых инновациях приходится говорить так, будто всё здесь начинается с чистого листа. На самом же деле нам придется повторять собственные успехи шестидесятилетней давности. Это почти то же самое, как если бы в наши дни кто-нибудь из конструкторов предложил создать космическую ракету для запуска орбитальных спутников, а его за такую идею объявили фантазером…
С технологией подземной газификации угля произошло примерно то же самое. Доказывать здесь что-либо, значит ломиться в открытую дверь. Сейчас приходится с грустью вспоминать о том, что в этой области мы были когда-то первыми. Саму эту идею впервые высказал Дмитрий Менделеев еще в 1880-х годах. На эту мысль его будто бы навело зрелище заброшенных горящих угольных шахт в Пермском крае. Идея заключалась в том, чтобы посредством управляемого горения превращать уголь в газ прямо под землей. Газ выходит на поверхность, где подвергается очистке и направляется потребителю.
На практике данный процесс выглядит так. Бурятся две вертикальные скважины. В одну из них подается дутье – воздух, насыщенный кислородом или же кислород в смеси с паром. Через вторую трубу на поверхность поднимается горючий газ. Контроль над процессом горения осуществляют путем дозирования подачи кислорода. Извлекаемый горючий газ, как правило, представляет собой смесь из угарного газа и водорода. Его можно использовать в качестве топлива или как сырье для химической промышленности. По мере сгорания угля процесс газификации постепенно перемещается на соседние участки, где бурятся новые скважины. Привлекательность такой технологии была в том, что она не требовала отправки в забой шахтеров, извлечения угля на поверхность, обогащения, дальнейшей транспортировки и т.д. В итоге себестоимость условного топлива была здесь ниже (примерно в 1,3 раза), чем при традиционной добыче угля. Помимо прочего, для газификации подходили и малокалорийные бурые угли. Это наглядно показал советский опыт.
В нашей стране разработка технологии подземной газификации угля началась еще до войны, для чего было даже создано специальное предприятие «Подземгаз». До 1960-х годов в стране уже существовало пять успешно работающих промышленных предприятий подземной газификации. Особо выделялась здесь Шатская промышленная установка, построенная недалеко от Тулы, на Шатском месторождении бурого угля. Примечательность этой установки в том, что на ее базе была создана первая газотурбинная электростанция, где применялся данный вид топлива.
О Шатской электростанции подробно писали в советской научной периодике в конце 1950-х годов. Здесь необходимо обратить внимание вот на что. Шестьдесят с лишним лет назад природный газ еще не рассматривался у нас в качестве принципиально важного энергоресурса. На эту роль претендовал как раз уголь, запасы которого в нашей стране, как мы знаем, огромны. С природным газом дело обстояло иначе. Он был намного дороже угля, поэтому сжигать его хоть для отопления, хоть для выработки электроэнергии считалось не совсем рациональным делом. Ситуация начала меняться с тех пор, когда в Сибири были разработаны крупные газовые месторождения. В итоге руководство страны взяло «газовую паузу» - до разработки (как замышлялось) более эффективных технологий для угольной энергетики.
Однако с распадом СССР всё радикально поменялось. Науку в освещении таких вопросов откровенно отодвинули на задний план, а вместе с ней отодвинулась и «угольная тема». Именно поэтому нам так важно сейчас обратиться в прошлое, поскольку в далекие 1950-е годы энергетическая политика в стране имела достаточно серьезные научные обоснования. Шатская газотурбинная электростанция – наглядный тому пример. Это был очень важный прецедент. И его важность особо отчетливо просматривается как раз с позиции нынешних дней. В каком-то смысле это был пилотный проект, способный задать мощное направление для всей отечественной энергетики и добывающей промышленности. Несмотря на небольшую мощность станции (потреблявшей чуть более 40 тысяч кубов газа в час), себестоимость произведенной здесь электроэнергии была на 30% ниже, чем на паровой угольной электростанции той же мощности. В дальнейшем конструкторы были намерены довести КПД газовых турбин до 38%, увеличив при этом в разы их мощность. В итоге, согласно тогдашним экономическим расчетам, стоимость киловатт-часа электроэнергии снизилась бы почти в два раза. Для нас принципиально важен уже тот факт, что работа в данном направлении шла!
Мало того, подземная газификация – как показал опыт той же Шатской электростанции - давала еще некоторые побочные продукты для химической промышленности. Так, на указанном месторождении можно было ежегодно дополнительно получать до 100 тысяч тонн серы и 50 тысяч тонн гипосульфита. Из смолы, которая отделялась от газа во время очистки, вырабатывался фенол, идущий на производство пластмасс (до полутора тысяч тонн в год).
Сейчас трудно объяснить, почему однажды данное направление заглохло. Технология, конечна, была далека от совершенства. Например, существовало опасение, что продукты подземного горения будут загрязнять грунтовые воды. Тем не менее, нельзя сказать, что задача не имела приемлемого решения. Отметим, что в нашей стране возникла прекрасная школа, и отечественные наработка в данной области признаются одними из лучших в мире. Причем, сама технология постоянно совершенствовалась. Так или иначе, открытая добыча угля, выливаемые на поверхность продукты углеобогащения, горы золо-шлаковых отходов, а также угольная пыль, разлетающаяся вдоль железных дорог – вряд ли можно назвать более «экологичным» вариантом освоения и использования угольных месторождений. Ну а тот факт, что в нашей стране до сих пор не научились делать газовые турбины для больших электростанций, высвечивает еще одно «заглохшее» направление.
Олег Носков
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии