Мы уже неоднократно обращали внимание на то, как китайское руководство балансирует между бурным развитием индустрии с опорой на угольную генерацию и выполнением требований относительно снижения углеродных выбросов. В отличие от руководителей европейских стран, принявших программы полного отказа от угля, Китай решает проблему по-другому, сосредоточившись на разработке экологически чистых угольных технологий. И такой подход, как мы увидим далее, дает впечатляющие результаты, которые стоило бы принять во внимание и руководству нашей страны, по непонятным причинам отложившее вопросы развития угольных технологий на следующее десятилетие.
Как известно, уголь до сих пор является доминирующих первичным источником энергии в Китае, хотя его доля в последние годы начинает снижаться. Так, если десять лет назад на долю угля приходилось 64% общего потребления первичной энергии, то в настоящее время она сократилась до 55 – 58 процентов. Тенденция к снижению налицо, особенно если учесть, что двадцать лет назад данный показатель составлял 72 процента. Тем не менее, в сравнении с западными странами (а также в сравнении с Россией) доля угля всё еще высока.
На первый взгляд может показаться, что Китай, следуя в русле «низкоуглеродного» развития (признаваемого в этой стране официально), совершенно сознательно избавляется от «грязного» топлива, то есть движется в том же направлении, что и западные страны, только гораздо медленнее. Напомним, что в Китае уделяется большое внимание возобновляемой энергетике, что дает основание считать, будто эта страна четко встраивается в западный тренд. В этом плане эксперты обозначают 2025 год как переломную точку, когда совокупная установленная мощность ветряков и солнечных электростанций впервые превысила совокупную мощность новых угольных ТЭС.
С учетом стремительного роста «зеленого» сектора в китайской энергетике меняется и роль угля: угольные электростанции постепенно переходят в разряд резервных мощностей. Их продолжают строить, но уже с учетом их роли в подстраховке энергосистемы в случае резкого скачка пиковых нагрузок или в случае падения выработки на солнечных и ветряных электростанциях.
Впрочем, пик потребления угля в Китае еще не пройден. Согласно официальным планам, это должно произойти не ранее 2027 года. Что касается возобновляемой энергетики, то к 2030 году ее доля достигнет 25 процентов. Иными словами, уголь и впредь останется основным источником энергии для этой страны. По прогнозам китайских ученых, к 2030 году доля угля в общем энергобалансе будет всё ещё превышать 50 процентов. И лишь к 2050 году она сократится до 30 процентов.
В этой связи необходимо понимать, что стремление китайского руководства к снижению потребления угля диктуется не идеологическими мотивами (как в Европе), а сугубо прагматическими. Речь идет о рачительном, эффективном использовании данного топливного ресурса, запасы которого, конечно же, не бесконечны. В этой связи активная разработка технологий «чистой» угольной энергетики четко соответствует поставленной задаче. Как отмечают сами исследователи, работа в данном направлении ведется для того, чтобы страна извлекала максимальную выгоду от использования собственных угольных ресурсов.
Технологии «чистой» угольной энергетики привлекательны тем, что они позволяют облегчить использование угля экологически приемлемым и экономически выгодным способом. Как мы сказали, Китай добился на этом направлении значительных успехов. Так, уже к концу 2014 года установленная мощность угольных ТЭС на сверхкритических параметрах превысила 100 ГВт! Но это еще не предел. Китай последовательно прошел этапы от сверхкритических энергоустановок до ультрасверхкритических. В настоящее время он строит электростанции на таких критических параметрах пара, которые долгое время считались технологически невозможными.
Показательным примером на этот счет является ТЭС «Юньчэн» (провинция Шаньдун), поставившая мировой рекорд температуры пара – 630 градусов Цельсия. Первый энергоблок станции был подключен к сети в апреле 2026 года в рамках первого в мире национального демонстрационного проекта, где достигнута указанная температура пара. За счет использования инновационных жаропрочных сплавов тепловая эффективность (КПД) энергоблока превысила 50 процентов, что позволило минимизировать объемы сжигаемого топлива на один киловатт-час.
Другой показательный пример. В конце 2025 года на ТЭС «Юйхуань» (провинция Чжэцзян) началось строительство уникального энергоблока, рассчитанного не беспрецедентное давление пара в 35 Мпа и температуру 650 градусов Цельсия.
Можно также упомянуть ТЭС «Пиншань-II» (провинция Аньхой). Здесь создан уникальный энергоблок мощностью 1,35 ГВт, который демонстрирует самый низкий удельный расход угля – всего 249,3 грамма условного топлива на КВт*ч. По сути, данная ТЭС устанавливает в этом отношении планку для всей мировой угольной индустрии.
Еще одно направление. Чуть более десяти лет назад в Китае была введена в эксплуатацию первая демонстрационная электростанция с интегрированным газификационным комбинированным циклом мощностью 250 МВт. Такие электростанции (которые считаются передовыми) не сжигают уголь напрямую, а предварительно превращают его в чистый горючий газ для комбинированной (двойной) выработки энергии. По сути, данная технология объединяет химический завод с обычной тепловой электростанцией, благодаря чему достигается максимальная экологичность и высокий КПД.
В Китае эта технология активно развивается как раз в рамках государственной программы «чистого угля». Ее основное преимущество в том, что здесь уровень выбросов серы и соединений азота в разы ниже, чем у обычных угольных электростанций и сопоставим с уровнем выбросов газовых ТЭС. Несмотря на высокую стоимость данной технологии, работа в этом направлении считается актуальной ввиду того, что таким путем улучшается экологическая ситуация в огромных китайских мегаполисах. Кроме того, технология позволяет использовать не только уголь, но также «альтернативные» энергоресурсы – низкосортный сланец, биомассу и даже бытовые отходы.
Наконец, необходимо обратить внимание на развитие технологий водно-угольного топлива. Здесь Китай также добился серьезных успехов. Причем, использование ВУТ осуществляется в двух направлениях: 1) для прямого высокоэффективного сжигания в котлах; 2) в качестве сырья для последующей газификации.
Отметим, что Китай уже построил масштабную сеть заводов по изготовлению ВУТ, превратив данную технологию в коммерческий стандарт. Благодаря жидкой консистенции ВУТ транспортируется по трубопроводам и при использовании распыляется в форсунках аналогично мазуту или дизелю. К настоящему времени китайские инженеры перевели на ВУТ уже сотни средних котлов, что позволило серьезно повысить эффективность выгорания угля (почти до 99 процентов) и резко понизить уровень вредных выбросов.
Что касается газификации ВУТ, то данная технология рассматривается как основа перехода к «чистой» энергетике. В Китае начинают использовать газификаторы ВУТ мощностью 2000 – 3000 тонн сырья в сутки. Угольная суспензия подается в такие установки под высоким давлением, давая на выходе чистый синтез-газ (смесь водорода и окиси углерода). Как мы понимаем, применение водно-угольного топлива позволяет вовлекать в энергобаланс дешевые сорта угля и шламы, утилизируя отходы углеобогащения без ущерба для экологии.
Отметим, что в нашей стране когда-то шли тем же путем, переключая внимание на технологии «чистой» угольной энергетики. Этим, в частности, занимались в институтах СО РАН. Такая работа проводится там и поныне (например, по использованию ВУТ), но если говорить о практических результатах, то на фоне впечатляющих успехов Китая они выглядят не просто скромно, а удручающе скромно. Как Россия намерена развивать технологии в угольной энергетике – это отдельный и очень болезненный вопрос, который мы постараемся осветить в ближайшее время.
Андрей Колосов
Изображение создано нейросетью
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии