Развитие углехимии в России, и в Кузбассе в частности, обсуждается очень давно, много десятилетий. Публикации на эту тему сложились уже в приличную библиографию. Правда, без какого-либо результата. Углехимия совершенно не развивается и бизнес не привлекает. При этом перевозка угля в порты и отгрузка его потребителям является крупным, весьма доходным бизнесом, привлекательным для инвестиций.
На мой взгляд, одна из причин такого странного положения состоит в том, что инвесторы не слишком хорошо понимают, что такое углехимия и что она дает. Они хорошо понимают, что вот тонна угля стоит 98 долларов, и потому могут карандашом на листочке набросать экономику угольного разреза или шахты, подсчитав себестоимость добычи, перевозки, продажной выручки и понять, выгодно это или нет. А углехимия — это что? Во что обратится кусок угля, сколько это будет стоить и почем можно продать?
Это серьезный недостаток тех, кто агитирует за развитие углехимии. Во-первых, почти всегда они не в состоянии внятно объяснить технологическую схему и экономику переработки угля. Это довольно сложная вещь и тут требуются специфические познания из области планового хозяйства, например, умение составлять технико-экономические схемы, какие делались в Госплане ГДР. Во-вторых, продукция углехимии разнообразна и выводит инвестора на разные рынки, с разной ситуацией на них и разной динамикой цен. Топливо, пластмассы, сорбенты и что там еще предлагается — все это весьма сложно уместить в рамках одной бизнес-концепции, а тем более спрогнозировать развитие и рентабельность такого бизнеса. Наши инвесторы вообще очень не любят браться за подобные затеи, предпочитая более простые и, как следствие, более предсказуемые схемы построения бизнеса.
В-третьих, и это немаловажный момент — экономику крупных промышленных отраслей делают удачные технологические решения. Под этим понимается комплект из технологий, который обеспечивает относительно легкое и простое производство готовой продукции, подходящее для масштабирования и автоматизации. В углехимии же в основном занимаются конечными технологиями, а вот начальные, то есть добыча и подготовка сырья, почти не исследуются. Видимо, специалисты по углехимии считают, что и так пойдет. Между тем, схема: добыча угля в шахте, подъем на-гора, обогащение (мы же не будем использовать для химии уголь с высокой золностью и содержанием пустой породы), транспортировка его на завод для переработки неизбежно порождает монструозное, дорогостоящее и грязное производство, сильно ухудшающее экономику проекта. Почти все эти операции сугубо затратные и лишь уменьшают прибыль, не говоря уже о том, что требуют изрядных капиталовложений, которые окупятся когда-нибудь потом.
Обдумывая этот вопрос, я пришел к выводу, что ключ к углехимии состоит не в том, чтобы нарисовать блестящие перспективы получения разных продуктов, а в том, чтобы легко и выгодно подготовить уголь к переработке во что-то стоящее. В сущности, вариант только один — газификация с получением промежуточного продукта генераторного газа, синтез-газа или водяного газа. Эти виды газа несколько отличаются своим составом и способом получения из угля, но сейчас эти нюансы малозначимы, поскольку технология в целом схожа.
Все эти виды газов используются для синтеза различных химических продуктов, будь то метанол, жидкое горючее, или полимеры. Разделением газов может быть также получен метан и водород.
Теперь, как наиболее экономичным образом превратить уголь в газ? Вот здесь как раз кроется решение, которое может сделать углехимию выгодной. На мой взгляд, поскольку уголь находится в шахте, там же его и надо перерабатывать в газ. Сразу отпадают операции по подъему на-гора, перевозке, обогащению и так далее, и, соответственно, расходы на них. Есть существенная разница между подъемом на 300-400 метров угля скиповым подъемником и откачкой с такой же глубины газа. Если заменить подъем угля на откачку полученного газа, то сэкономленная стоимость операции идет в прибыль.
Технологически это можно выполнить так. В шахте строится выработка, где размещается оборудование по газификации угля: газогенераторы, фильтры, охладительные системы (для которых используется вода из водоотлива). Шахта или отдельная лава добывают уголь для этой установки, который по транспортеру подается к газогенератору. Оставшаяся после газификации зола и пустая порода используются для закладки ненужных выработок. Оборудование по газификации нужно спроектировать так, чтобы его можно было сравнительно быстро разобрать и переместить в другую выработку, вслед за разработкой угольного пласта. Как можно видеть на фото, установки по газификации угля могут быть довольно компактными.
При газификации угля выделяется много тепла. Его можно использовать для выработки пара и производства электроэнергии на компактной паровой установке. Это тоже выгодно, поскольку шахта и оборудование обеспечиваются электроэнергией за счет собственного производства, и сэкономленные расходы на электроэнергию идут в прибыль.
Какое это значение имеет для шахтной добычи? Такое, что с подобными установками можно разрабатывать, во-первых, сложные пласты, в которых качество угля значительно изменяется; во-вторых, глубокие пласты, подъем угля с которых становится слишком сложным и дорогим. И экология также улучшается, поскольку вся грязь и пыль остается внизу, в шахте.
Газ можно подать наверх через газопровод в стволе или через скважину, пробуренную сверху в выработку, к которой внизу монтируется газопровод. На поверхности полученный газ подается на установки синтеза различных продуктов, которые размещены тут же, над шахтой или поблизости, смотря по условиям. Таким образом, шахта превращается в самостоятельный комплекс по добыче и переработке угля в химические продукты.
Все остальные варианты, когда, например, шахты остаются только шахтами, а уголь свозится на огромный химический завод, являются слишком капиталоемкими, затратными и потому невыгодными. А вот переработка угля в газ прямо в шахте — этот вариант смотрится выгодным, потому что он исключает затраты и капвложения сразу на несколько операций с углем.
Понимая возмущение кузбасских угольщиков по поводу этого предложения, я хочу подчеркнуть, что более лучшего и более экономичного варианта при нынешних технологиях вряд ли получится придумать. Насчет размещения в шахте оборудования по газификации, энергоустановок, вспомогательных систем и прочего, а также решения вопросов безопасности — это все решаемые вопросы, особенно с учетом обширного опыта кузбасских горных инженеров.
Такой способ больше всего подходит для шахт, которым становится трудно сбывать свой уголь из-за ухудшения качества угля или из-за ухудшения условий добычи. Это скверная ситуация, когда уголь еще есть, но добывать его становится невыгодно. Подземная переработка угля в газ позволяет реанимировать такие шахты.
