i-Strateg
Развитие переработки углей для повышения экологических показателей малых котельных

Развитие переработки углей для повышения экологических показателей малых котельных

Оценка:
-
Инициатор:
Имедеев Вадим
Отрасль:
Жилищное и коммунальное хозяйство
Описание:

Направление Форума: Национальная экологическая инициатива

Одной из технологий переработки угля, повышающей экономическую и экологическую эффективность ископаемого топлива, является полукоксование. Полукоксование – хорошо известная технология, широко применяющаяся в Европе, как для получения экологически чистого топлива для отопления, так и для получения синтетического бензина в 40-е годы XX века.

Суть технологии заключается в нагреве угля в низкотемпературном кипящем слое. В следствие нагрева из угля выделяется газовое топливо, которое дожигается в верхней части технологической установки. Этот процесс описывается как «газификация» угля.

Энергия, выделяемая при сжигании газового топлива, сообщается теплоносителю системы теплоснабжения. Это – ключевой момент для снижения себестоимости конечного продукта. Реконструировать под производство полукокса возможно практически любую котельную без когенерации. Труба такой котельной выбрасывает в воздух только водный пар. Зольный остаток (прогретый уголь) – и есть тот самый полукокс, лишенный вредных примесей, фактически – чистый углерод. Он может применяться как для отопления, так и для очистки нефти и воды в качестве сорбента.

Экологическая эффективность полукокса (бездымного топлива) крайне высока. Так, при проведении эксперимента в Улан-Удэ в сезон 2020/21 годов, было зафиксировано снижение выбросов бензапирена более чем в 46 раз. Эксперимент проводился на 9-ти модельных территориях в печах и котлах жителей города. Выбросы взвесей и оксида углерода обнуляются. Аналогичный эксперимент в Красноярске в период проведения Универсиады 2019 г. показал снижение концентраций бензапирена в 50 раз.

Эксплуатационная эффективность бездымного топлива основана на особенностях производства, в ходе которого улетучиваются. При производстве полукокса из бурого угля, энергетическая ценность которого 2700-3000 ккал/тонна, энергетическая ценность конечного продукта составляет 6500-7000 ккал/тонна. Стоимость бурого угля в Улан-Удэ – 3000 руб./тонна, бездымного топлива – 4200. При пересчете в стоимость тепловой энергии образуется выгода – в пределах 15-20%. Кроме этого, бездымное топливо дольше горит и выделяет больше тепла, чем бурый уголь.

 

 

 

 

 

 

Содержание и целеполагание

Тема идеи

Какие экотехнологии необходимо внедрять для борьбы с загрязнением окружающей среды?

Актуальность карточки идеи

Идея готова к экспертизе и комментариям

Описание проблемной ситуации

Россия занимает второе место в мире по разведанным запасам угля. Угледобывающая отрасль России 20 лет последовательно наращивает объемы добычи. В 2021 году объем добычи составил рекордные 438 млн. тонн. При этом 51% объема потребляется внутри страны, вторая половина экспортируется.

Внутреннее потребление формируется двумя основными направлениями – промышленностью и теплогенерацией, в том числе и малой.

В топливном балансе теплогенерации уголь занимает второе место после газа, в течение последних 20 лет доля постепенно уменьшается.

Несмотря на глобальную экологическую повестку, высокоэффективная угольная генерация по-прежнему в 1,3 раза дешевле ветряной и в 1,9 раза дешевле солнечной генерации. Место для угля в системно развивающейся "чистой энергетике" присутствует, поскольку угольная генерация имеет значительные конкурентные преимущества по затратам на производство электроэнергии и тепла перед ВИЭ.

Несмотря на позитивные показатели добычи, угледобывающая отрасль сегодня находится под влиянием разнонаправленных трендов.

Среди положительных, помимо ранее названных, следует остановиться на децентрализации источников теплоснабжения, проводимой на уровне государственной политики (в рамках системы «ценовых зон теплоснабжения»). Это гарантирует сохранение спроса на внутреннем рынке, но еще более усугубляет экологические последствия в части потребления угля.

Экологическая составляющая потребления угля малыми котельными (напомню, в стране их не менее 18 миллионов), вкупе с самым дешевым углем низкого качества, отсутствием газоочистки характеризуется как удручающая. От болезней, вызванных загрязнением атмосферы, ежегодно умирает от 80 до 120 тыс. чел. В целях нейтрализации последствий Правительством РФ в 2019 году был запущен федеральный проект «Чистый воздух» с 12-ю городами участниками. Половина из этих городов испытывает проблемы с загрязнением атмосферы промышленностью (Магнитогорск, Братск), вторая половина – автономные источники теплоснабжения – АИТ (Чита, Красноярск). В 2023 году ожидается расширение проекта – количество городов с проблемами из-за АИТ вырастает до 2/3.

Еще один негативный тренд – незаинтересованность участников рынка в системной реконструкции производств, внедрения новых технологий переработки углей. 

Готовы ли вы лично презентовать идею на очном Форуме 2022?

Да

Есть ли опыт в реализации идеи (прототип решения)?

Да

Если есть опыт в реализации идеи, опишите измеримые эффекты и пользу от применения идеи

Производство полукокса реализовано в Красноярском крае на котельной "Березовская" (СУЭК). Произведенный продукт реализуется как сорбент для нефтеперерабатывающей промышленности, как топливо для граждан и юридических лиц.

Эксперимент в Красноярске с переводом на бездымное топливо в период проведения Универсиады 2019 г. показал снижение концентраций бензапирена в 50 раз.

Какая поддержка нужна вашей идее?

Для реализации идеи необходима поддержка:

1. Организационная поддержка Минэнерго и Минприроды РФ

2. Грантовая поддержка на обследование угледобычи, теплоэнергетики и состояния атмосферы городов РФ, испытывающих проблемы с загрязнением атмосферы

Ожидаемые результаты

Прогнозируемые эффекты, видение результата реализации идеи

Основные результаты:

1. Снижение загрязнения атмосферы от автономных источников теплоснабжения на угле до 50 раз;

2. Повышение качества переработки угля (масштабы зависят от перечня городов-участников);

Экологическая эффективность полукокса (бездымного топлива) крайне высока. Так, при проведении эксперимента в Улан-Удэ в сезон 2020/21 годов, было зафиксировано снижение выбросов бензапирена более чем в 46 раз. Эксперимент проводился на 9-ти модельных территориях в печах и котлах жителей города. Выбросы взвесей и оксида углерода обнуляются. Аналогичный эксперимент в Красноярске в период проведения Универсиады 2019 г. показал снижение концентраций бензапирена в 50 раз.

Оргструктура управления (команда)

Информация о лидере / команде

В ходе работы проведено "Технико-экономическое обоснование производства полукокса (бездымного топлива) в г. Улан-Удэ" (СибНИИуглеобогащение), научная работа "Загрязнение атмосферы в г. Улан-Удэ (Байкальский Институт Природопользования СО РАН), разработан бизнес-план производства полукокса (бездымного топлива) (АЮ-Консалт).

В качестве основных игроков в команде следует отметить:

-Главу Республики Бурятия А.С. Цыденова;
-Мэра г. Улан-Удэ И.Ю. Шутенкова;
-Минприроды Республики Бурятия (Тумуреева Н.Н.);
-Администрацию г. Красноярск (Фоминых А.А., Попову Д.В.);
-АО «СУЭК-Красноярск» (Федоров А.В., Степанов С.Г.)
-СибНИИуглеобогащение г. Красноярск (Исламов С.Р., Логинов Д.А.)
-Байкальский институт природопользования СО РАН (Гармаев Е.Ж., Гомбоев Б.О.)
-Институт прикладной экологии и гигиены г. Санкт-Петербург (Ломтев А.Ю., Волкодаева М.В)
-Разработчика бизнес-плана производства бездымного топливав г. Улан-Удэ «АЮ - Консалт», г. Иркутск (Михалева Ю.С.)
-Разработчика схемы теплоснабжения г. Улан-Удэ ООО «Корпус»,г. Новосибирск (Ромашов Г.А.)

Бюджет

Затраты и ресурсы

Для проведения комплексной оценки российских источников теплоснабжения требуется 15 млн. руб. на каждый город (технико-экономическое обоснование, обследование местных углей, проведение экологического анализа состояния атмосферы).

В качестве поддержки необходимо участие департамента угольной промышленности Минэнерго РФ, ведомственного проектного офиса "Чистый воздух" Минприроды РФ.

Целевая аудитория

 

Жители городов, испытывающих проблемы с загрязнением атмосферы:

Братск, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Медногорск, Нижний Тагил, Новокузнецк, Норильск, Омск, Челябинск, Череповец, Чита, Гусиноозерск, Селенгинск, Улан-Удэ, Махачкала, Кызыл, Абакан, Черногорск, Барнаул, Петровск-Забайкальский, Ачинск, Лесосибирск, Минусинск, Уссурийск, Комсомольск-на-Амуре, Чегдомын, Астрахань, Ангарск, Зима, Иркутск, Свирск, Усолье-Сибирское, Черемхово, Шелехов, Кемерово, Курган, Искитим, Новочеркасск, Ростов-на-Дону, Южно-Сахалинск.

Предприятия угольной промышленности.

Предприятия теплоэнергетики.

Бизнес и граждане, использующий автономные источники теплоснабжения на угле (18 млн. АИТ в России).