Анализ состояния и основные тенденции добычи, обогащения и экологии потребления энергетических углей в России

УДК [622.33:622.7:502.1]

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ДОБЫЧИ, ОБОГАЩЕНИЯ И ЭКОЛОГИИ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УГЛЕЙ В РОССИИ

Н.В. Ефимова

Показана динамика добычи и обогащения коксующихся и энергетических углей в России. Приведены основные показатели качества используемых углей в России и за рубежом. Угли, поставляемые зарубежными странами на международный рынок, имеют высокие потребительские свойства, которые соответствуют мировым стандартам и достигаются за счет обогащения углей. Отмечено, что калорийность в 25,14 кДж/кг является точкой отсчета при заключении международных контрактов на поставку энергетического угля. Главными преимуществами российских обогащенных энергетических углей, поставляемых на экспорт, являются низкое содержание серы и достаточно высокая калорийность. Дальнейшее решение проблем, связанных с качеством энергетического угля, может быть обеспечено только при наличии специальной Программы развития обогащения энергетических углей в России.

Ключевые слова: коксующийся уголь, энергетический уголь, добыча угля, обогащение угля, потребительские свойства, экологические параметры, отходы горного производства.

По данным Международного энергетического агентства (МЭА) в мире около 80 % угля используется в промышленности в качестве энергетического топливного ресурса, в том числе 60 % для производства электроэнергии, 15 % для коммунально-бытовых нужд и агропромышленного сектора, около 4 % угля потребляется на коксохимических заводах и металлургических комбинатах и 0,4 % - на транспорте.

Из 373,3 млн тонн российского угля (рис.1), добытого в 2015 году на 84 шахтах и 118 разрезах, доля энергетических углей составила 76,6 %, среди которых 68,7 % составляют каменные угли, 28,4 % - бурые и менее 3 % - антрациты.

В структуре топлива для ТЭС низкокалорийные бурые угли составляют около 50 % консолидированного угольного баланса ТЭС России (с учетом импортного Экибастузского угля). На долю высокозольных Экибастузских углей марки КСН приходится 24 %. Доля Кузнецких углей марок СС и Т составляет до 10 %, антрацитов - порядка 4 %, 21 % приходится на угли марок Г-ДГ и Д [1 - 3].

Если бурые угли используются преимущественно в рядовом виде, то из каменных энергетические в настоящее время примерно 40 % подвергаются переработке на ОФ, ОУ и сортировках, а 60 % поступают в основном на

внутренний рынок в необогащенном виде. Объем поставок обогащенного энергетического угля на экспорт составил порядка 46 % от его добычи. На экспорт поставляются в основном угли марок Д+ДГ, СС+Т, на их долю приходится 85 %.

Рис. 1. Динамика добычи угля в России за период 20010 - 2015 гг.

Угли, поставляемые зарубежными странами на международный рынок, имеют высокие потребительские свойства, достигаемые за счет их обогащения, которые соответствуют мировым стандартам: содержание серы до 0,6 %; выход летучих веществ 3.. .15 % и 30.. .40 % (соответственно для антрацитов, полуантрацитов и каменных углей); балластная составляющая (влага + зола) до 17 %; рабочая низшая теплота сгорания не ниже 25,14 кДж/кг; энергетический эквивалент 0,7-1,0.

Калорийность в 25,14 кДж/кг является точкой отсчета при заключении международных контрактов на поставку энергетического угля. Главными преимуществами российских обогащенных энергетических углей, поставляемых на экспорт, являются низкое (менее 0,5 %) содержание серы и достаточно высокая (более 25,14 кДж/кг) калорийность.

Сопоставление качества отгруженных российских энергетических углей на внутреннем и внешнем рынках показывает, что общая балластная составляющая угольного топлива на внутреннем рынке в 1,8 раза больше (38,1 против 21,2 %), чем у углей, идущих на экспорт. Так, зольность составляет 11,5 % (на экспорт) и 16,8 % (внутренний рынок с учетом низкой зольности бурых углей), влага - 9,7 и 21,3 % (за счет высокой влаги бурых углей) соответственно на экспорт и внутренний рынок. Вместе с тем, средняя калорийность углей, поставляемых на ТЭС России (с учетом импортного Экибастузского угля), составляет 17,3 кДж/кг, а балластная составляющая - 41,2 %, энергетический эквивалент - 0,64. Относительно более качественный сортовой уголь используется в коммунально-бытовом секторе и поставляется для нужд населения [4 - 5].

Если рассмотреть динамику добычи энергетических углей в России, то за 2000-2015 годы она выросла с 196,9 до 286,3 млн т (рис. 2).

з России по видом углей, i

энергеючваж

для коксования

61 I 64,8 I 63,1 I 6S,T I 75,1 I 6S,S I 70,5 I 72,9 I S8,6 I 61 \ 70,3 I 63 I 74,6 I *3'3 I fl53 I «7

2030г. 2001г. 2302 г. 203Эг. 2004 Г. 2005 Г 2306 г. 2007 г. 2033 г. 2303 г. 2010г. 2011г. 2012 г. 2013г. 2314 г. 2015г.

Рис. 2. Динамика добычи коксующихся и энергетических углей

При этом объем обогащения угля за тот же период вырос в 2 раза, в том числе, энергетического угля - в 3 раза (рис. 3).

Динамика обогащения угля но обогатительных фабриках России, млн т всего

объем обогащения коксующегося угля

объем обогащения энергетического угля 141,5

124,4 а

114 110,6 108,8,

„ 98,7

77,3

66,8 68,7

74,9 66i8 62,3

163,6 169'2

88 1 818 81,5 Btf'1

RA t

57,9 64'2

fíJ . 74,6 75,5 81'4

__  57,6 57,1 64'2

м i 43,8 46,5 26,9 27,6 29,8 ^

3000 г. 3005 г. 2006 г. 2007 г. 200Й г. 2009 г. 2010 г. 2011г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. Коксующийся угольпрактическивесь обогащается, энергетический — около 30 %.

Рис. 3. Динамика обогащения коксующихся и энергетических углей

Стимулирующим фактором столь быстрого и масштабного развития добычи и обогащения энергетического угля явился рост его экспорта.

Однако Россия по объему переработки добываемых углей еще отстает от мирового уровня. Например, в 2015 году доля обогащения рядовых углей составила 50 %, при этом, если коксующийся уголь по технологическим требованиям практически полностью подвергается обогащению, то энергетический - только на 30 %, при этом доля обогащения каменных энергетических углей составляет около 36 %.

Анализ инвестиционных проектов по строительству новых фабрик, содержащихся в новой долгосрочной программе (ДП-2030), показывает, что в течение первого этапа реализации Программы развития углеобогащения по сравнению с 2010 годом производственный потенциал обогащения энергетических углей может увеличиться на 30,4 млн т, или в 1,5 раза, а к 2030 году - в 2-2,5 раза (около 80 млн т).

В процессе обогащения в 2015 г. энергетических углей было выпущено 67,9 млн т товарной продукции, в том числе 39,5 млн т концентрата. Качественные характеристики продуктов обогащения составили: зольность - 24,5 и 15,1 %, влажность - 9,3 и 9,7 % для перерабатываемых углей и продуктов обогащения соответственно.

В обогащении российских углей сложилась ситуация, когда уровень обогащения основных энергетических марок является несопоставимым с их долей в объемах добычи. В наибольшей степени (32.70 % объема добычи) подвергаются обогащению угли марок А, КСН, СС, обладающие высокой теплотворной способностью и универсальностью конечного использования - от коммунально-бытового сектора до электроэнергетики.

Удельный вес обогащения углей марок Д, ДГ и Г (в объемах их добычи) ниже, чем углей других марок, хотя по объемам добычи они лидируют среди каменных энергетических углей. Необходимо отметить значительный рост в последние годы объемов обогащения угля марки Д, если в 2008 году на обогащение направлялось 18,6 % добытого угля, то в 2015 году - 35,1 %. По данным ОАО «Росинформуголь», увеличение объемов обогащения длинно-пламенных углей обусловлено ростом их экспорта [5-7].

Недостаточный уровень обогащения энергетических марок углей объясняется отсутствием спроса на обогащенные энергетические угли на внутреннем рынке, в основном в электроэнергетике. Большинство генерирующих компаний сжигают низкокачественные угли и отсевы обогащения, которые являются проектным топливом для действующих энергоблоков и котлоагре-гатов. Между тем, каждый процент золы в низкокачественных углях сопряжен с потерей мощности на 0,1 - 0,15 КПД; необходимостью в дополнительном топливе; остановкой дополнительно на 60 часов в год из-за ремонта оборудо-

вания; возрастанием потерь топлива с отходящими газами и удаляемыми шлаками; установкой дополнительного оборудования; возрастанием на 0,13 % расхода электроэнергии на внутренние нужды; увеличением на 0,6 ... 1,5 % расхода мазута на единицу сжигаемого топлива.

Повышение уровня обогащения - это общемировая тенденция, актуальность которой возрастает в связи с истощением в мире запасов малозольных углей и ужесточением экологических ограничений при их сжигании на ТЭС. Предпринятые в последние годы меры по техническому переоснащению предприятий, а также ввод новых обогатительных мощностей привели к увеличению объемов переработки каменных энергетических углей в Российской Федерации. Тем не менее, достигнутые результаты по развитию обогащения углей в целом несопоставимы с общепринятыми стандартами в этой области, характерными для развитых угледобывающих стран.

Основные проблемы развития углеобогащения связаны с решением задачи повышения эффективности при использовании ресурсного потенциала энергетических углей на внутреннем рынке России.

По определению ЮНЕСКО, уголь - основное стратегическое сырье XXI столетия. Россия обладает колоссальными запасами каменного угля (4,1 трл т), в том числе по категориям А+В+С - 193,2 млрд т. По добыче этого стратегически важного углеводородного твёрдого сырья наша страна занимает четвертое место в мире после Китая, США и Индии. Объемы добычи и переработки угля на ОФ, начиная с момента реализации основных мероприятий по реструктуризации угольной промышленности, заметно возросли с 257,9 и 84,6 млн т в 2000 г. до 373,3 и 169,2 млн т в 2015 г. соответственно. Аналогичная тенденция наблюдается и в ведущих зарубежных странах с развитой структурой угольной промышленности, таких, как Австралия, Германия, Индия, Индонезия, Китай, Колумбия, США, ЮАР. В настоящее время промышленно развитые страны мира используют угольную продукцию (концентрат, пром-продукт и отходы углеобогащения) как основное сырье в энергетической и металлургической промышленности, а также частично в химической, медицинской, строительной, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности. Однако в большинстве своем в этих странах уголь используется только в обогащенном виде, и доля его обогащения составляет от 60 до 90 %. Основной потребитель обогащенного энергетического угля в мире - энергетика. Сегодня в среднем 40 % электроэнергии в мире производится на угле. А в отдельных странах, таких, как Австралия, Германия, Индия, Китай, Польша, США, этот показатель достигает 60.80 %. И это направление продолжает развиваться благодаря применению инновационных технологий, надежного высокопроизводительного оборудования для подготовки и эффективного сжигания угольного топлива, максимальной утилизации золошлаковых отхо-

дов (ЗШО) ТЭС. Поэтому необходимость обогащения энергетического угля в России является весьма актуальной задачей [8 - 10].

К сожалению, в нашей стране из-за затянувшейся газовой паузы уголь утратил свои прежние позиции в российской экономике и мало востребован на внутреннем рынке. Поэтому основные потребители угольного топлива - теплоэлектростанции России - последние 30-40 лет используют так называемое проектное топливо. Это низкокачественный энергетический уголь, раньше поступавший с одной шахты или разреза постоянного стабильного качества, на который была спроектирована ТЭС. Сегодня прежние ресурсы проектного топлива практически исчерпались, оборудование морально устарело и физически изношено. Следствием этих причин является низкий (32.34 %) КПД генерирующих систем (у зарубежных аналогов этот показатель составляет 45.50 %), высокие выбросы в атмосферу вредных газообразных и твёрдых веществ, большой выход отходов углеобогащения и золошлаковых отходов. В России выход на одну тонну добываемого угля в среднем составляет при гравитационном обогащении 0,15 . 0,4 т отходов, на 1 т обогащения флотацией - не более 0,3 т отходов. При сжигании на ТЭС России одной тонны необогащенного энергетического угля образуются от 0,2 до 0,5 т золошлако-вых отходов (ЗШО). В настоящее время в отвалах (терриконах) и шламоот-стойниках, расположенных на территории России, скопилось не менее 12 млрд т отходов добычи и переработки рядовых углей на ОФ и ОУ. ТЭС России, использующие низкокачественное угольное топливо, отличаются большими объемами образования ЗШО. Это приводит к тому, что ежегодно на ТЭС России образуются до 20.25 млн т этих отходов. Более 92 % этого количества направляются в золоотвалы, в которых хранится 1,6 млрд т ЗШО, при этом используются только 8 % их годового выхода. Поэтому, несмотря на достаточный технологический потенциал по переработке угля (в России функционирует 57 углеобогатительных фабрик, 11 установок по обогащению угля и порядка 40-50 дробильно-сортировочных комплексов), обогащенный энергетический уголь (74,4 млн т, что составляет 28 % от добычи энергетического угля) внутри страны практически не используется, а направляется на экспорт. Объем экспорта энергетического угля составил в 2015 г. 132,1 млн т. Внутренние потребители энергетического угля России, млн т: электростанции -90,5; население, коммунально-бытовой сектор, агропромышленный комплекс - 29,8; остальные потребители (нужды металлургии - энергетика, ОАО «РЖД», Минобороны, Минюст, Минтранс, ФПС, атомная и цементная промышленность, Росрезерв и др.) используют преимущественно рядовой уголь [9 -10] - 24,0.

Дальнейшее решение проблем, связанных с обогащением энергетического угля (расширение объемов и номенклатуры угольной продукции,

улучшение её качества и повышение эффективности использования), может быть обеспечено только при наличии специальной Программы развития обогащения энергетических углей России на период до 2030 года, являющейся дополнением к Долгосрочной программе развития угольной промышленности России на период до 2030 года (ДП-2030).

Разработанная Программа обогащения энергетических углей, как и ДП-2030, реализуется в три этапа.

Основные показатели внутреннего потребления качественного энергетического угля на первом этапе (до 2015 г.) составили, (план/факт, млн т): тепловые электростанции - 94,0/114,2, (в том числе обогащенного - 3,8 % (факт 3,5 %); для нужд ЖКХ, населения и АПК - 23,0 /23,4; прочие -22,0 /23,9; на втором этапе (до 2020 г.) тепловые электростанции - 96,0 (в том числе обогащенного - 5,5 %); для нужд ЖКХ, населения и АПК - 22,0; прочие - 25,0; на третьем этапе (до 2030 г.)- тепловые электростанции - 117,0 (в том числе обогащенного - 9 %); для нужд ЖКХ населения и АПК - 17,0; прочие - 25,0. Как следует из ДП-2030, наблюдается увеличение потребления энергетического угля на ТЭС России. Сегодня самой крупной из 124 электростанцией в России мощностью 3800 МГВт, работающей на угле, является Рефтинская ГРЭС на Урале в Свердловской области.

Кардинальное решение проблем, связанных с увеличением объемов обогащения энергетического угля для обеспечения потребителей внутреннего рынка высококачественной угольной продукцией, может быть связано с приоритетным решением следующих проблем:

- упорядочить ценовую политику государства на уголь и газ;

- наращивать темпы создания новых углеперерабатывающих предприятий, оснащенных инновационными технологиями и перспективным оборудованием;

- создать надежную нормативно-правовую базу, обеспечивающую улучшение качества и потребления угольной продукции, повышение экологической и энергетической безопасности Российской Федерации;

- оптимизировать тарифы на железнодорожные перевозки угля;

- технически переоснастить угольные терминалы в южных, прибалтийских, северных и дальневосточных портах;

- оказывать государственную организационную и финансовую поддержку при формировании энерготехнологических комплексов, создаваемых на основе технологических кластеров, предусматривающих глубокую переработку угля и комплексную утилизацию отходов углеобогащения и золош-лаковых отходов;

- возобновить подготовку высококвалифицированных кадров для уг-леперерабатывающих предприятий.

Список литературы

1. Шевелева А.В., Ефимова Н.В., Загребельная Н.С. Экономика предприятия. М., 2005.

2. Менеджмент / Н.Ю. Конина [и др.]. М., 2016.

3. Стратегии развития международных компаний / В.Ю. Гречков [и др.]. М., 2013.

4. Ефимов В.И., Рыбак Л.В. Производство и окружающая среда. М.,

2012.

5. Ефимов В.И., Никулин И.Б., Рябов Г.Г. Перспективы развития добычи угля в кузнецком бассейне // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2015. № 1. С. 101-108.

6. Ефимов В.И., Корчагина Т.В., Никулин И.В. Оценка эколо-го-экономической эффективности добычи коксующихся углей // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2015. № 1. С. 109-112.

7. Ефимов В.И., Федорова Е.А., Никулин И.Б. Перспективы экономически эффективной добычи угля в России // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2015. № 2. С. 90-100.

8. Ефимов В.И., Сидоров Р.В., Корчагина Т.В. Анализ проблем нормативного обеспечения проектирования предприятий по добыче и переработке угля // Уголь. 2014. № 3. С. 86-88.

9. Гридин В.Г., Перников В.В., Ефимов В.И. Механизм выбора эффективного варианта развития угольной промышленности на перспективный период // Горный информационно-аналитический бюллетень (науч-но-техни-ческий журнал). 2012. № 2. С. 371-373.

10. Ефимов В.И., Перников В.В., Харченко В.А. Эколо-го-экономи-ческая оценка эффективности разработки месторождений открытым способом. М., 2011.

Ефимова Наталья Викторовна, канд. экон. наук, доц., efi@zmail.ru, Россия, Москва, Московский государственный институт международных отношений

ANALYZING CONDITION AND BASIC TENDENCIES OF MINING, CONCENTRATING AND ENVIRONMENTAL USING ENERGETIC COALS IN RUSSIA

N.V. Efimova

Dynamics of mining and concentrating coking and energetic coals in Russia is demonstrated. Basic indexes of used coals quality in Russia and abroad were shown. Coals are supplied abroad to international market have high level of consumer properties which corresponding international standards and achieving by concentrating coals. It's noted that caloricity of the 25.14 kJ/kg is reference point by concluding international contracts for supplying energetic coals.

Principal advantage of Russia concentrated energetic coals of supplying for exports are low concentration of sulfur and enough high caloricity. Further solving problems of associated with coals quality can be provided by availability of special Program of concentrating energetic coals in Russia only.

Key words: coking coal, energetic coal, coal mining, coal concentration, consumer properties, environmental parameters, mining wastes.

Efimova Nataliy Viktorovna, candidate of economical science, docent, efi@zmail. ru Russia, Moscow, Moscow State Institute of International Relations

Reference

1. Sheveleva A.V., Efimova N.V., Zagrebel'naja N.S. Jekonomika predprijatija. Moskva,

2005.

2. Menedzhment/ N.Ju. Konina [i dr.]// Moskva, 2016.

3. Strategii razvitija mezhdunarodnyh kompanij/ V.Ju. Grechkov [i dr.]// Moskva. 2013.

4. Efimov V.I., Rybak L.V. Proizvodstvo i okruzhajushhaja sreda. Moskva, 2012.

5. Efimov V.I., Nikulin I.B., Rjabov G.G. Perspektivy razvitija dobychi uglja v kuzneckom bassejne. Izvestija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle. 2015. № 1. S. 101-108.

6. Efimov V.I., Korchagina T.V., Nikulin I.V. Ocenka jekologo-jekonomicheskoj jeffektivnosti dobychi koksujushhihsja uglej. Izvestija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle. 2015. № 1. S. 109-112.

7. Efimov V.I., Fedorova E.A., Nikulin I.B. Perspektivy jekonomicheski jeffektivnoj dobychi uglja v Rossii. Izvestija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle. 2015. № 2. S. 90-100.

8. Efimov V.I., Sidorov R.V., Korchagina T.V. Analiz problem normativnogo obespechenija proektirovanija predprijatij po dobyche i pererabotke uglja. Ugol'. 2014. № 3. S. 86-88.

9. Gridin V.G., Pernikov V.V., Efimov V.I. Mehanizm vybora jeffektivnogo varianta razvitija ugol'noj promyshlennosti na perspektivnyj period. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal). 2012. № 2. S. 371-373.

10. Efimov V.I., Pernikov V.V., Harchenko V.A. Jekologo-jekonomicheskaja ocenka jeffektivnosti razrabotki mestorozhdenij otkrytym sposobom. Moskva, 2011.