Не так давно, просматривая статистику посещаемости нашего «Сибирского экономиста», увидел, что одни из наиболее посещаемых моих статей посвящены переработке угля и углехимии. Они вызвали серьезный интерес у читателей, намного больший, чем к другим темам. Это и понятно. Технологический сектор в Сибири пока очень слаб, а вот угольщиков и тех, кто с ними связан, много. Их всех интересует их дальнейшая экономическая судьба. Если добыча угля в Сибири резко сократится из-за нерентабельности или невозможности вывезти уголь на экспорт, то последствия почувствуют все.
Углехимия — это тупик
Конечно, я не раз посмеивался над кузбасскими угольщиками, благо было за что. Но все же, мне их в определенном смысле жаль. Поэтому я задумался над идеей, которая имела бы некие шансы выдернуть угольную отрасль из нынешнего пикирования.
С экономической точки зрения задача выглядит так. Если возникли трудноразрешимые трудности с использованием угля как топлива, которые, очевидно, будут нарастать из-за конкуренции с СПГ и возобновляемыми источниками энергии, то надо научиться полезно использовать уголь в каких-то других целях и делать из него продукт, который можно продать и который будут охотно покупать. Но обязательно в масштабах, сопоставимых с топливным использованием, то есть десятками миллионов тонн ежегодно. Производства, которые расходуют две, три, десять тысяч тонн угля в год не подходят — отрасль они не вытянут.
В этом случае обычно говорят — углехимия. Однако, углехимия в основной своей массе дает либо топливо, пусть и жидкое, либо какие-то малотоннажные продукты. Жидкое топливо из угля сделать можно, но эта ниша сейчас прочно занята нефтепродуктами, да и в ней нефтепродукты же оказались потеснены газомоторным топливом и новейшими изводами электрических автомобилей.
Углехимия в ее нынешнем виде — это тупик. Она выводит уголь в рыночную нишу, в которой он не может конкурировать с нефтью, главным образом по технико-экономическим причинам. Переработка более сложная и имеет больше ступеней, чем переработка нефти; требуются большие капитальные затраты, да и продукт получается при сопоставимом качестве дороже. Из современных стран, пожалуй, только КНДР развивала классическую углехимию, поскольку не имела собственной нефти. Но теперь и КНДР, в силу изменения политической обстановки, дорвалась до нефти. Торговая делегация КНДР поехала в Иран. Перефразируя известное выражение, ирано-северокорейская торговля — это «нефть в обмен на оружие». От углехимии в КНДР не откажутся, но масштабы ее несомненно сократят.
Надо отбросить стереотип
Но вот, листая всякие научно-технические публикации, я обратил внимание на вещь, которая привлекла мое внимание. В этой литературе, отражающей мнение специалистов, сложился стойкий стереотип: уголь — это топливо. Потому почти все, что предлагается для переработки угля, сводится к топливу.
Бессмертное учение хитрого бакинского еврея Генриха Альтшуллера — теория решения изобретательских задач, которое я очень ценю, гласило, что один из важнейших факторов в изобретательстве состоит в сломе стереотипов, что открывает дорогу для нахождения новаторских решений.
Вот меня и осенило. Чтобы вывести уголь на другую дорогу использования, надо отбросить этот стереотип. Иными словами, забудьте, что уголь — это топливо. Забыли?
Что это нам дает? Тогда уголь это некий материал с определенными свойствами.
И вот тут возникает интересное явление. Оказывается, найти конкретные сведения, какие именно свойства угля, в первую очередь механические, не так то просто. Угольщиков из механических свойств угля интересовала только дробимость. Это и понятно, им нужно было возможно облегчить добычу угля. Другие свойства: прочность на растяжение, на изгиб, на сжатие, на срез, на кручение и так далее — то есть полный набор механических свойств материала, угольщиков не интересовали, потому что они считали и считают, что уголь — лишь топливо.
Не буду исключать, что кто-нибудь эти свойства угля изучал, но они в столь труднодоступной технической литературе, что с первого раза не найдешь.
К слову сказать, что свойства графита стараниями предков нынешнего «Росатома» известны намного лучше. Они строили графитовые атомные реакторы и потому должны были ответить на целый ряд вопросов. Графит также использовался в химических аппаратах, в подшипниках. Хотя графит весьма близок к коксу и антрациту, все же разница есть.
Отсюда мысль: если графит использовался в качестве конструкционного материала, то может быть кокс и антрацит получится использовать так же?
Сила стереотипа
Стереотипы — вещь крепкая. Если засело в голове, что уголь — это топливо, то сразу и не выбьешь. Уголь ведь горит, значит может использоваться только как топливо. Так? Или не так?
Здесь следует указать, что у нас есть много горючих материалов, которые используются и в качестве топлива, и в качестве конструкционного материала. Например, древесина. Если бы мы воспринимали дерево только как топливо, то не было бы и человеческой цивилизации.
Далее, у нас в качестве конструкционных материалов используется множество материалов, которые горят куда охотнее угля. Уголь загорается при температуре 600-750 градусов. Когда вы несете продукты из магазина в полиэтиленовом пакете, вас ведь не смущает, что полиэтилен воспламеняется при температуре 300 градусов, то есть при вдвое более низкой температуре, чем уголь? Полиэтилентерефталат, из которого делают бутылки, плавится при 250-260 градусах, а начинает гореть при 400 градусах. Каучук воспламеняется при температуре 280-310 градусов. Но ведь никто не опасается использовать шины и другие резинотехнические изделия из-за столь легкой их возгораемости.
Уголь гораздо более огнестоек чем подавляющее большинство используемых в быту и промышленности природных или синтетических неметаллических материалов, тех же пластмасс. Но стереотипы — вещь упрямая. Много лет назад со мной приключилась забавная история в аэропорту Алматы. Я вез в багаже пачку угля для кальяна. Это был хороший такой кокс, который с трудом разгорался на газовой конфорке. Заставили выложить — мол, огнеопасно. Мое указание на то, что мой пластмассовый чемодан намного более огнеопасен, чем этот уголь, сотрудников аэропорта не смутили. Спорить не стал, оставил им этот уголь на память. Вот она, сила стереотипа.
Посмеявшись, можно прийти к выводу, что напрасно игнорируют уголь в качестве конструкционного материала. У него есть ряд весьма интересных свойств. Думается, что и другие интересные свойства могут быть открыты при всестороннем изучении угля не как топлива, а как материала.
С экономической точки зрения, если из угля можно делать какие-либо конструкционные материалы, с той или иной модификацией исходного сырья, то это потенциально может быть очень выгодно. Угля добывается много, сотни миллионов тонн. Запасы его огромны и нам их не исчерпать и за сотни лет. Нужно лишь приложить к этому сырью некоторые научные и технологические знания — и вот возникает мощная отрасль.
