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 ТИКОПРа СО РАН и руководством ООО «Хайдып девелопмент».
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 ТИКОПРа СО РАН Натальи Янчат и кандидата химических наук, доцента кафедры химии ТувГУ Любови Тас-оол.
Еще не критическая, но…
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-м — 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 рту-ти — в 13 раз. В пригороде выпадение этих металлов незначительно. Кадмия во всех пробах города больше, чем должно быть: где в три, а где и в 33 раза. Превышает ПДК и содержание мышьяка, никеля, кобальта, железа и марганца.
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 классам 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 печного отопления.
Высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха может оказывать влияние на рост заболеваемости органов дыхания, центральной нервной, сердечно-сосудистой 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 мэрией и хуралом представителей Кызыла в этом году 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 ТИКОПРа 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. 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 он подается в бункер, а потом по шнеку — 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 угля Каа-Хемского, Межегейского и Элегестского месторождений (по 40 процентов из Элегестского и Межегейского и 20 процентов из Каа-Хемского месторождений). Смесь 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 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. 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 этой технологии в Туве, — считает 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 и другие варианты обогрева жилых помещений. Так, во всем мире для обогрева домов используется газ. 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 вопрос строительства в Туве магистрального газопровода. Его отсутствие осложняет развитие региона. Рассматривается возможность прокладки на территорию республики ветки от будущего газопровода «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, отмечал в своем послании парламенту Шолбан Кара-оол.
Другой вариант — обогреваться 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 — 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 — никаких вредных выбросов.
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», занимающееся добычей угля из межегейского месторождения Улуг-Хемского угольного бассейна, и Тувинская энергетическая промышленная компания (ТЭПК), уже реализующая крупные инфраструктурные проекты 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 тонн 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.
Виктория САЛЧАК