Золошлаковые отходы — серьезная экологическая проблема

ЭкспертHi-Tech

Дело в шлаке

Золошлаковые отходы — серьезная экологическая проблема для нескольких российских регионов, особенно в Сибири. Сегодня есть множество технологий утилизации этого вида отходов, но лидеры отрасли сталкиваются с серьезными проблемами

Ксения Клепча

Несмотря на мрачные прогнозы для угольной отрасли, именно уголь, по данным Международного энергетического агентства, остается самым доступным и распространенным источником энергии в мире.

Мировая экономика в принципе не может пожертвовать дешевой и надежной энергией угля, ведь именно она позволяет развиваться промышленности и другим значимым отраслям. Без надежного энергоснабжения облачные технологии, Big Data, искусственный интеллект, биткойны и фейсбуки останутся только в воспоминаниях.

Наличие угл я в топ ливноэнергетическом балансе означает надежность и безопасность энергоснабжения. Кроме того, ископаемое топливо останется более дешевым, чем продукция возобновляемой энергетики. Как отметил в интервью «Российской газете» замминистра энергетики РФ Анатолий Яновский, чистая угольная генерация в 1,3 раза дешевле ветряной и в 1,9 раза дешевле солнечной.

Тем не менее тепловой генерации приходится адаптироваться к «зеленым» веяниям. Усилия участников рынка направлены прежде всего на сокращение всех видов выбросов, включая углекислый газ, с которым связывают парниковый эффект, и на утилизацию золошлаковых отходов (ЗШО) — твердых остатков, образующихся после сжигания угля.

В утилизации ЗШО в мире накоплен серьезный опыт, есть эффективные технологии. Наша страна в этом процессе пока в отстающих: по разных оценкам, сейчас в России перерабатывается только 10–15% золошлаковых отходов, остальное отправляется в отвалы.

Тем не менее в Энергетической стратегии РФ поставлена масштабная задача к 2035 году выйти на утилизацию половины всех ежегодно образующихся ЗШО. В прошлом году впервые на государственном уровне был сформулирован комплексный план утилизации отходов сгорания твердого топлива. Его реализация потенциально может принести порядка 100 млрд рублей.

Что не так с золошлаками

ЗШО — это минеральная несгорающая часть угля, образующаяся в топках ТЭЦ: смесь золы и шлака, угольного остатка в виде камней, в соотношении примерно 4:1. Если говорить о химическом составе, то на 45–60% это оксид кремния, от 10 до 30% — оксид алюминия; в составе ЗШО также есть железо, кальций, магний и другие элементы, а также триоксид серы. В основном такие отходы относятся к низкому классу опасности. Однако основная проблема золошлаков иная: они требуют больших площадей для хранения.

Данные о том, сколько твердых отходов образуется при сгорании одной тонны угля, разнятся — это зависит от качества и типа топлива. Более того, у угля есть такой параметр, как зольность, он обозначает процент золы, остающийся от первоначальной массы. Параметр для каждого месторождения свой, но в целом зольность находится в диапазоне от 10 до 40%.

По данным комитета Госдумы РФ по энергетике, ежегодно в России для получения электрической энергии сжигается более 123 млн тонн твердого топлива, в результате чего образуется свыше 20 млн тонн ЗШО. При этом в стране уже скопилось около 1,5 млрд тонн таких отходов, которые занимают более 28 тыс. гектаров. По прогнозам, представленным председателем думского комитета по энергетике Павлом Завальным, если уровень переработки ЗШО останется таким же, то уже к 2030 году объем отходов достигнет двух миллиардов тонн.

Ситуация осложняется географической концентрацией золоотвалов. Треть их скапливается в Сибири, при этом некоторые хранилища находятся прямо в городской черте. Дело в том, что сами золоотвалы не выносятся за территорию городов и, как правило, находятся в непосредственной близости от ТЭЦ, соединяясь с ними системами трубопроводов для подачи отработанной оборотной воды в смеси с золами (гидропульпы).

«Кроме того, в перспективе золошлаковые отвалы могут негативно сказаться на обеспечении энергетической безопасности страны. В случае переполнения отвалов угольных ТЭС, что при существующем положении дел может произойти уже в среднесрочной перспективе, придется вынужденно принимать решение о выводе угольных ТЭС из энергобаланса или их ограничении. В условиях запланированного роста угольной генерации это создает риски снижения надежности энергообеспечения различных территорий и секторов экономики. То есть нерешение этой проблемы ставит под сомнение развитие угольной генерации», — заявил Павел Завальный на тематическом круглом столе.

Примеров много

Мир знает множество способов пустить золошлаковые отходы в дело. В развитых странах доля переработанных ЗШО давно превышает 50%, а в Японии, например, вообще достигает 100%. Страна озаботилась утилизацией золы и шлаков еще в 1980-е годы. Японцы планировали постепенно снизить долю угольной генерации, заменив ее на атомную, но авария на АЭС «Фукусима-1» приостановила этот процесс. Кстати, Япония — одна из немногих стран, которая умудряется ЗШО экспортировать.

Среди лидеров по утилизации также Китай, Индия, США и Австралия. Китай лидирует по количеству образованных и переработанных отходов. Если говорить об их доле, то она достигает почти 70%. В стране, потребляющей в 32 (!) раза больше угля, чем Россия, проблема ЗШО в целом решена.

Крупные потребители на товарном рынке — строительная индустрия и промышленность строительных материалов. Использование золошлаков снижает себестоимость ряда строительных материалов (цемент, сухие строительные смеси, бетон, строительные растворы) на 15–30%. Применение ЗШО в земляном полотне автомобильных дорог способствует снижению их себестоимости.

Один из наиболее доступных методов переработки золошлаковых отходов — использование их в качестве наполнителя при изготовлении бетонной смеси. Эта технология позволяет снизить себестоимость тяжелого бетона при изготовлении тротуарного и других видов отделочного камня, а также в монолитном домостроении. Например, с использованием ЗШО построен небоскреб «Бурдж-Халифа» в ОАЭ. В нашей стране дома с использованием таких материалов возводились начиная с 50-х годов прошлого века.

Второй вариант использования — извлечение глинозема для последующего производства алюминия. При этом содержание оксида алюминия в золах некоторых видов углей может достигать 30%.

С 2011 года ЗШО включены в перечень приоритетных материалов промышленного производства. Это значит, что предприятия, использующие этот вид материалов для алюминиевой отрасли, могут претендовать на субсидии государства.

Кроме промышленности ЗШО используют для сельскохозяйственных нужд: в мелиорации, при производстве удобрений, при обратной засыпке отработанных месторождений. Еще один вариант: недавно ученые Кузбасского государственного технического университета разработали технологию переработки золошлаковых отходов в жидкое стекло для дальнейшего производства негорючих строительных материалов.

Лидеры в России

В нашей стране утилизация ЗШО — это пока разовые инициативы отдельных компаний. Занимаются ею и в компании СУЭК, ведущем производителе угля и энергии в России.

Чтобы уменьшить площадь золошлакохранилищ, СУЭК стремится использовать эти отходы в хозяйственных целях: для рекультивации нарушенных земель, в том числе отработанных карьеров, и обустройства автомобильных дорог. Подобные проекты уже реализованы в Хакасии, Новокузнецке, Белове, Новосибирске и Красноярске. В планах еще три подобных масштабных проекта рекультивации земель в Красноярске, Назарове и Кемерове. Исследование НИТУ МИСиС, проведенное по заказу компании в 2017 году, показало, что использование ЗШО для рекультивации карьеров безопасно для экологии.

«К началу 2020 года объем утилизируемых золошлаков с СУЭК достигал 1,3 миллиона тонн в год, или порядка сорока процентов от годового объема образования ЗШО. Однако в 2020 году общее количество образуемых отходов на угольных электростанциях СУЭК увеличилось примерно в три раза в связи с включением в периметр компании Рефтинской ГРЭС, Красноярской ГРЭС-2 и Приморской ГРЭС. Все ЗШО станций СУЭК имеют пятый класс опасности, они практически не опасные», — объясняют в компании.

Стоит отметить, что именно рекультивацию земель в нашей стране считают одним из самых перспективных направлений использования ЗШО. Так, по данным Минэнерго России, в Кузбассе площадь земель, нарушенных в связи с добычей полезных ископаемых, в десять раз превышает среднероссийский показатель, достигая в среднем значения 0,7%, а в некоторых районах — до 25%. Рекультивация этих нарушенных земель с использованием золошлаковых материалов (ЗШМ) позволит вернуть их в хозяйственный оборот.

СУЭК рекультивирует карьеры с использованием ЗШМ с 2017 года, однако объемы пока невелики — мешает высокая стоимость и трудоемкость транспортировки ЗШМ.

Нужны стимулы

Самый распространенный способ удаления золы и шлаков с ТЭЦ — по трубопроводу: шлаки смешивают с водой и в виде пульпы отправляют на золошлакоотвал, где они перерабатываются в ЗШМ. В среднем переход ЗШО в пригодные для дальнейшего использования в рекультивации материалы занимает примерно год-два. Одна из проблем состоит в том, что перевозка таких отходов возможна примерно пять месяцев в году. Большинство отвалов сосредоточено в Сибири; проведенные эксперименты показали, что погрузка, транспортировка и выгрузка при отрицательных температурах требуют слишком больших ресурсов.

Во-вторых, сама транспортировка в любое время года капиталоемка. По расчетам СУЭК, перевозка золошлаковых материалов с Красноярской ГРЭС-2 до Бородинского разреза (примерно 65 км) может оказаться убыточной.

Стоит отметить, что именно эта проблема мешает другим странам довести переработку ЗШО до 100%. Например, в Китае переработка сосредоточена в тех областях, где в непосредственной близости от станций находятся строительные предприятия. А Японии удалось добиться таких результатов только потому, что большинство ТЭЦ расположены на берегу: это позволило перейти на более выгодную транспортировку водным транспортом.

Кроме того, в большинстве стран действует государственная поддержка переработки ЗШО в виде субсидий, а также значительных налоговых льгот. Этого не хватает в России для успешного решения проблемы ЗШО.

Фото: Донат Сорокин/ТАСС

Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Шоу должно продолжаться Шоу должно продолжаться

Самые интересные премьеры Женевского автосалона

Популярная механика
«Помогая другим, помогаю себе»: история женщины, живущей с ВИЧ «Помогая другим, помогаю себе»: история женщины, живущей с ВИЧ

История ВИЧ-положительной женщины, помогающей другим людям с этим статусом

Psychologies
Переговорка на балконе Переговорка на балконе

Работа из дома связана с некоторыми сложностями

Эксперт
Актер и режиссер Филипп Авдеев — о страхе, отвращении и альтруизме Актер и режиссер Филипп Авдеев — о страхе, отвращении и альтруизме

Режиссер Филипп Авдеев — о Хантере Томпсоне и альтруизме

РБК
Сила есть: что показывает государство российскому обществу в 2021 году Сила есть: что показывает государство российскому обществу в 2021 году

Общество рефлекторно сжимается в ответ на кампанию закручивания гаек

Forbes
Только для взрослых! Фото Любови Толкалиной и других актрис сериала «Хэппи-энд» Только для взрослых! Фото Любови Толкалиной и других актрис сериала «Хэппи-энд»

Актрисы впечатляют поклонников откровенными образами

Cosmopolitan
Миллионер Старого Запада: как бывший раб Барни Форд заработал состояние во время золотой лихорадки Миллионер Старого Запада: как бывший раб Барни Форд заработал состояние во время золотой лихорадки

Барни Л. Форд родился рабом, но с годами стал одним из богатейших людей Америки

Forbes
Химики напечатали перерабатываемый транзистор на бумажной подложке Химики напечатали перерабатываемый транзистор на бумажной подложке

Части перерабатываемого транзистора можно растворить и использовать снова

N+1
8 фактов о фильме «Список Шиндлера» 8 фактов о фильме «Список Шиндлера»

«Список Шиндлера» — умопомрачительно серьезный фильм Стивена Спилберга

Maxim
Вот это закалка! Вот это закалка!

Рассказываем, как правильно закаливать себя и ребенка

Добрые советы
Идеальная шашка: как выбирать Идеальная шашка: как выбирать

Кавалерия получила идеальное оружие тогда, когда оно уже было не нужно

Популярная механика
Секреты похудения многодетных мам: Оксаны Самойловой, Марии Погребняк и других Секреты похудения многодетных мам: Оксаны Самойловой, Марии Погребняк и других

Как популярные мамы успевают не только заботиться о самых близких, но и о себе

Cosmopolitan
Жанна Бадоева: Жанна Бадоева:

Жанна Бадоева: Раздражаться или расстраиваться нет смысла

Караван историй
«Ее называли долговязой»: Кейт Миддлтон обижали девочки из-за стройной фигуры «Ее называли долговязой»: Кейт Миддлтон обижали девочки из-за стройной фигуры

Кейт Миддлтон подвергалась буллингу в школьные годы

Cosmopolitan
«Сказал девушке, что придумал звук камеры на iPhone — она лишь странно посмотрела»: история саунд-дизайнера Джима Рикса «Сказал девушке, что придумал звук камеры на iPhone — она лишь странно посмотрела»: история саунд-дизайнера Джима Рикса

Джим Рикс придумал звуки щелчка камеры iPhone и приветствия Mac

VC.RU
Греческий цветок заподозрили в привлечении опылителей запахом мертвых насекомых Греческий цветок заподозрили в привлечении опылителей запахом мертвых насекомых

Первый случай привлечения опылителей запахом разлагающихся беспозвоночных

N+1
5 вещей, которые в жизни выглядят совсем не так, как в фильмах 5 вещей, которые в жизни выглядят совсем не так, как в фильмах

Что еще в фильме «не по-настоящему»

Maxim
«Нет смысла сидеть в России»: как сооснователь Starta Ventures Алексей Гирин помогает стартапам развиваться в США «Нет смысла сидеть в России»: как сооснователь Starta Ventures Алексей Гирин помогает стартапам развиваться в США

Почему Алексей Гирин разочаровался в масштабах венчурного бизнеса в России

Forbes
Роль шашлыка в эволюции: как он сделал человека умнее и общительнее Роль шашлыка в эволюции: как он сделал человека умнее и общительнее

Откуда у нас такая любовь к жареному мясу

Reminder
5 историй любви известных художников 5 историй любви известных художников

Какими были жены известных русских художников?

Культура.РФ
10 самых популярных заблуждений о жизни в Средневековье 10 самых популярных заблуждений о жизни в Средневековье

Жуткие и забавные мелочи средневековой жизни — выдумка

Maxim
Уйти красиво: почему о своей смерти необходимо говорить при жизни Уйти красиво: почему о своей смерти необходимо говорить при жизни

Отказываясь принять неизбежное мы вредим своей психике и бюджету

Reminder
Артем Овчаренко: о премьере балета «Чайка» в Большом театре, любви к себе и онлайн-шопинге Артем Овчаренко: о премьере балета «Чайка» в Большом театре, любви к себе и онлайн-шопинге

Артем Овчаренко – о премьере балета «Чайка» в Большом театре и любви к одежде

GQ
Кухня цвета Кухня цвета

Мартин Штайн изобрел уникальную систему питания Waldhotel Colour Cuisine

Bones
Союз нерушимый Союз нерушимый

Кто и как превратил студию «Союзмультфильм» в модный бренд

GQ
Ученые напугали синантропных пауков муравьиным запахом Ученые напугали синантропных пауков муравьиным запахом

Вещества, выделяемые муравьями, могут стать основой для антипаучьих репеллентов

N+1
Принц и бунтарка из народа: история любви короля Испании и его супруги Летиции Принц и бунтарка из народа: история любви короля Испании и его супруги Летиции

Не только британская королевская семья пользуется популярностью во всем мире

Cosmopolitan
Разогнать облака над Америкой: как двое россиян захватывают рынок экспресс-доставки продуктов в Нью-Йорке Разогнать облака над Америкой: как двое россиян захватывают рынок экспресс-доставки продуктов в Нью-Йорке

Как двое россиян заметили пустующую нишу на американском рынке

Forbes
Сколько тебе лета? Сколько тебе лета?

Почему лето такое короткое и что с этим делать?

Cosmopolitan
Николаевская Россия Николаевская Россия

Интервью с великим и прекрасным Николаем Усковым

GQ
Открыть в приложении