Направления и перспективы промышленного освоения примагаданских буроугольных месторождений.

Как Магаданская область может стать независимой от дорогостоящих поставок каменного угля и ГСМ, и обеспечить потребности областного хозяйства и промышленности необходимым количеством разнообразного горючего собственного производства.

Мировой опыт комплексной переработки углей

   По мнению подавляющего большинства исследователей, наиболее рациональным способом использования углей в настоящее время является их комплексная переработка с получением значительно более экологически чистых и энергоёмких вторичных продуктов. В особенности это касается бурых, или так называемых «землистых углей», которые в сыром непереработанном виде классифицируются, как низкосортное топливо, но в то же время, являются особо ценным сырьём для комплексной переработки с получением жидких, газообразных и твёрдых облагороженных топлив.

   Комплексная переработка углей по указанным направлениям является одной из самых актуальных задач XXI века в области топливно-энергетического обеспечения. Успешная реализация этой задачи стала возможной в связи с тем, что в последние годы созданы прогрессивные наукоёмкие технологии, которые позволяют осуществлять переработку углей с минимальной экологической нагрузкой на окружающую среду и достаточно высокой экономической эффективностью. Использование этих технологий при переработке углей позволяет получать конкурентоспособную продукцию (в частности — жидкое моторное топливо), которая отвечает самым жёстким экологическим требованиям, включая те стандарты, которые в настоящее время вводятся в ряде наиболее развитых стран Европейского Союза и США.

   Наиболее производительные и экологически чистые технологии по переработке бурых углей в жидкое моторное топливо созданы в США (технология «Syntroleum»), Германии (технология пиролиза «FLASH»), России (технология «Гидрогенизации», создатели — Институт горючих ископаемых, г. Москва и Обнинский физико-энергетический институт). Говоря о производительности и экономической эффективности таких углеперерабатывающих комплексов уместно отметить, что только компания «SASOL», три очереди завода которой задействованы в ЮАР, получает около 5 млн. тонн жидкого моторного топлива в год с последующей весьма прибыльной его реализацией на мировом рынке. Проектная мощность отечественного углеперерабатывающего завода СТ-500 (технология «Гидрогенизации») рассчитана на получение 3.5 млн.т. высококачественных бензина и дизтоплива в год.

   В настоящее время заводы по переработке бурых углей в жидкое моторное топливо работают в ЮАР, Германии, Индонезии и ряде других стран дальнего Зарубежья. Ведутся переговоры о строительстве таких заводов на Украине, а также в таких регионах России, как Калужская область, Ханты-Мансийский автономный округ, Амурская область и ряде других. Весьма актуально это и для нашей территории. По крайней мере, гораздо более необходимо, чем, например, для Калужской области, где в непосредственной близости функционируют Московский и Рязанский нефтеперерабатывающие заводы.

Перспективы магаданских буроугольных месторождения

   Магаданская область вынуждена завозить из других регионов страны весь объём потребляемого жидкого горючего, а также более половины требуемого количества твёрдого топлива. Учитывая, что большая часть дальнепривозного топлива потребляется в Примагаданской зоне и в г. Магадане, источником топлива могут служить бурые угли примагаданской группы месторождений. Проблема решается путём комплексной переработки данных углей с получением из них синтетических газообразных, жидких и твёрдых облагороженных видов топлив, а также целого ряда других ценных продуктов переработки.

    В составе примагаданской группы разведано два крупных буроугольных месторождения: Ланковское и Мелководнинское, которые расположены на территории Ольского района Магаданской области. Их общий ресурсный потенциал оценивается в 2765 млн. тонн. Из них, под открытую отработку по разным категориям разведано 1664 млн. тонн угля, в том числе 124 млн. тонн составляют детально разведанные запасы карьерных полей. Угли марки Б1. Они малозольные и малосернистые, но низкокалорийные. В сыром непереработанном виде классифицируются как низкосортное топливо. Вместе с тем, данные угли, благодаря особенностям своего состава, являются ценным сырьём для промышленной переработки с получением разнообразных топлив, а также некоторых дефицитных органических продуктов. Наиболее предпочтительными направлениями переработки являются газификация, гидрогенизация, брикетирование и экстрагирование. Для каждого из них разработаны отечественные технологии, обеспечивающие высокую эффективность производства.

Технологии переработки бурых углей

1. Газификация.

Примагаданские бурые угли имеют высокую способность к газификации. Опытными испытаниями установлено, что выход энергетического синтез-газа из них составляет 1.8 м³/кг. При этом его теплотворная способность определена в 1100 ккал/м3. Эти значения получены в 1954 г. по уже устаревшей технологии газификации. В настоящее время разработано много более эффективных технологий. По одной из них при газификации угля получают существенно метановый энергетический газ с теплотой сгорания до 8000 ккал/м3. Энергетический газ рационально использовать для Магаданской ТЭЦ, однако в дальнейшем он может потребляться и в бытовом секторе. На ТЭЦ, после необходимой реконструкции возможна полная замена кузбасских каменных углей энергетическим газом из буроугольных месторождений. Для этого потребуется 223 млн. м3 метанового газа в год. Его выработка потребует переработки 177 тыс. тонн рядового угля в год или 124 тыс. тонн угольных брикетов, что технологически предпочтительнее. Следует отметить, что газификация может осуществляться как в модульных газоэнергетических установках, так и подземным способом на месте залегания угольных пластов. В последнем случае в отработку могут вовлекаться труднодоступные, глубокозалегающие и некондиционные пласты.

2. Гидрогенизация.

Бурые угли Ланковского и Мелководнинского месторождений по всему комплексу показателей являются высокосортным сырьём для деструктивной гидрогенизации. При этом процессе из угля будет получено высококачественное жидкое горючее: автомобильный бензин и дизельное топливо. При применении новейшей технологии, разработанной Институтом горючих ископаемых (ИГИ), выход жидких синтетических продуктов из 1тонн рядового бурого угля марки Б1 составит порядка 350 кг, в том числе: 100 кг бензина и 250 кг дизтоплива (рис. 2). В настоящее время уже достигнут уровень, когда выработка синтетического моторного горючего из угля по затратам стала сопоставимой с переработкой «тяжёлой» нефти. В условиях Магаданской области, при функционировании всей транспортной системы за счёт дорогостоящих поставок моторного топлива из других регионов, получение жидкого горючего из примагаданских углей ожидается экономически выгодным, а с учётом их комплексной переработки — весьма прибыльным. Для полного удовлетворения потребности области в моторном топливе (около 800 тыс. тонн в год) потребуется переработать в год порядка 2290 тыс. тонн примагаданского угля. Следует отметить, что при этом попутно будет получено 343 тыс. тонн ценных газов для органического синтеза. Часть из них в виде чистого водорода будет задействовано в этом же процессе гидрогенизации.

3. Производство высококачественного брикетного топлива.

В результате обработки всего комплекса данных лабораторных анализов углей, включая непосредственные испытания на брикетируемость, установлено, что угли примагаданских месторождений относятся к разряду хорошо брикетируемых. Из них без применения связующих веществ получаются высокосортные, механически прочные и влагоустойчивые брикеты. Теплота сгорания брикетов составляет 17.4 МДж/кг, что в 2.3 раза выше, чем у исходного угля. Из 1 тонн рядового угля получается 550 кг брикетов. В настоящее время в Примагаданье уровень годового потребления привозных углей местными котельными и бытовым сектором составляет около 76 тыс. тонн Для их замены необходимо производство 110 тыс. тонн брикетов, на что с учётом предварительного экстрагирования потребуется 227 тыс. тонн рядового бурого угля. Процесс брикетирования примагаданских углей можно модифицировать. Так, например, после соответствующей термической обработки полученные брикеты превращаются в термобрикеты — высококачественное бездымное и экологически чистое топливо. Последнее пользуется особым спросом за рубежом. Стоимость 1тонн термобрикетов составляет около 234 долларов США. Величина выхода термобрикетов из рядового угля мало чем отличается от выхода обычных брикетов.

4. Экстракционное производство битума и гуминовых кислот.

В примагаданских бурых углях в значительном количестве присутствуют битумы и гуминовые кислоты. Первые распределены неравномерно. В отдельных частях пласта Мощный (Ланковское месторождение) их содержание составляет 7.5% по бензольной экстракции. Напротив, гуминовые кислоты присутствуют в буром угле повсеместно. Их содержание колеблется в пределах 20–78% и в среднем составляет 46% (от органической массы угля). Высокий уровень обогащения углей битумами и гуминовыми кислотами обуславливает особую ценность данных месторождений. Из битумов получают такой дефицитный продукт как горный воск. Из 1 тонн битумсодержащего угля примагаданских месторождений в среднем ожидается выход 70 кг  битума, содержащих порядка 35 кг сырого горного воска. На мировом рынке стоимость 1 тонн сырого горного воска составляет 4 тыс. долларов. Получаемые из гуминовых кислот гуматы используются в основном в качестве удобрений и стимуляторов роста растений. Выход сухих гуматов из 1 тонн рядового угля составляет около 223 кг. Стоимость 1 тонн сухих гуматов на рынке Тихоокеанского региона составляет 1 тыс. долларов, причём спрос на гуматы постоянно растёт. Следует отметить, что Россия не имеет собственного производства указанных продуктов и вынуждена закупать их за рубежом.

   Возможности и направления комплексной переработки примагаданских углей обсуждены в ведущих научно-исследовательских и производственных угольных институтах страны — Институт горючих ископаемых (г. Москва), Институт горного дела им. Скочинского, Институт обогащения твёрдых горючих ископаемых (Люберцы). Специалисты этих институтов сходятся во мнении, что данные угли по своей качественной характеристике во многом уникальны. При этом они являются в высокой степени технологичными. В процессе обсуждения была согласована предварительная схема комплексной переработки примагаданских углей. Она включает следующие четыре основных направления: брикетирование, гидрогенизацию, экстрагирование и газификацию. При необходимости они могут быть дополнены и другими направлениями. Например, производством высокосортных адсорбентов, а также попутным извлечением редких особо ценных элементов. Производство продуктов переработки осуществляется в рамках компактного модульного углеперерабатывающего завода (МУЗ) действующего по современным высокоэффективным технологиям. Характерными особенностями данного предприятия являются комплексный подход к переработке угля, замкнутость и взаимосвязанность технологических линий, безотходность производства. Так, например, все подготовительные операции (дробление, сушка, измельчение) по указанным направлениям переработки, ввиду их идентичности, предусматривается осуществлять в рамках одного (подготовительного) модуля. Процессы экстрагирования, брикетирования и газификации осуществляются последовательно в единой связке. Необходимый для гидрогенизации растворитель получается из жидких тяжёлых остатков собственного производства. Исходя из местонахождения угольных месторождений и особенностей инфраструктуры Примагаданья, разместить МУЗ предпочтительнее в пос. Ола или вблизи г. Магадана. При первом варианте транспортировка угля от Ланковского месторождения к месту переработки составит 50 км, при втором — около 90 км. Один из вариантов доставки угля — по трубопроводу в виде водно-угольной пульпы.

Экономический эффект для территории и бизнеса

Положительный экономический результат освоения примагаданских буроугольных месторождений ожидается получить даже при работе каждого из указанных модулей в отдельности. Но наибольший его эффект будет достигнут при условии комплексной переработки углей с получением газообразного, жидкого и твёрдого облагороженного горючего. Перерабатывающая мощность предприятия рассчитывается по объёмам продукции, достаточным для полного удовлетворения нужд области в моторном горючем (800 тыс. тонн), перехода Магаданской ТЭЦ на метановый энергетический газ (223 млн. м3), полного обеспечения котельных и бытового сектора Примагаданья топливными брикетами (110 тыс. тонн). При достижении такого уровня производства потребуется добыть и переработать 2695 тыс. тонн бурого угля в год. Ресурсная база Ланковского и Мелководнинского месторождений данный уровень добычи в состоянии обеспечить:

— по детально разведанным и подготовленным к промышленному освоению двум карьерным полям — в течение 50 лет;

— в целом по запасам, разведанным под открытую отработку — в течение 600 лет.

Следует отметить, что кроме производства необходимых области видов горючего, завод попутно может производить в год 1 тыс. тонн сырого горного воска и 50 тыс. тонн сухих гуматов. Данная продукция найдёт сбыт на рынке стран Тихоокеанского региона, где может быть реализована с весьма значительной прибылью.

Общий уровень стоимости всех видов продукции углеперерабатывающего завода составит порядка 10–12 млрд. рублей в год, что сопоставимо с годовой стоимостью продукции золото- и серебродобывающих отраслей Магаданской области вместе взятых.

Освоение буроугольных месторождений и строительство перерабатывающего модульного завода потребует значительных финансовых затрат. Так, например, строительство российскими компаниями в Китае завода по переработке углей в жидкое горючее путём гидрогенизации (по методу ИГИ), согласно проведённому конкурсу оценено в 254 млн. долларов; конкурирующие компании США строительство подобного завода оценили в 4 раза дороже. Наиболее реальным и предпочтительным источником финансирования являются инвестиции.

Главными составляющими инвестиционной привлекательности предлагаемого направления промышленного освоения примагаданских буроугольных месторождений являются:

— полная и устойчивая востребованность всех видов производимой продукции;

— наличие весьма крупной и достоверной сырьевой базы;

— возможность использования современных экономически эффективных технологий по переработке углей;

— быстрая окупаемость капиталовложений (не более 3–5 лет);

— весьма высокий уровень прибыли.

Директор ООО НПП «Северо-Восток Экология» В. И. Родионов.

Начальник тематической партии С. В. Пеканов