15 мая 2021 21:04

фото: 123RF/Legion-Media

Уголь вместо нефти

Технологии производства синтетического топлива переживают второе рождение

Процесс декарбонизации мировой экономики больнее всего бьёт по производителям угля. Несмотря на то что сейчас в мире почти четверть всей электроэнергии вырабатывается угольными электростанциями, будущее они видят в чёрном цвете. Притом что в абсолютных величинах потребление угля в мире в ближайшие два десятилетия, скорее всего, сокращаться не будет, географически рынок сузится до стран Азиатско-Тихоокеанского региона, а наибольшим спросом будут пользоваться высококалорийные угли, пригодные для сжигания в современных сверхкритических и ультрасверхкритических ТЭС. Производители, которым качество угля или логистические цепочки не позволят на равных конкурировать на рынке АТР, столкнутся с трудностями при сбыте своей продукции и будут вынуждены искать альтернативные варианты. Одним из них может стать производство из угля синтетического жидкого топлива (СЖТ).

Догнать и перегнать

Процесс переработки угля в синтетическое жидкое топливо (процесс Фишера – Тропша) известен с 1930-х годов. Например, в Германии, где нефти нет, зато большие запасы угля, его ещё в то время широко применяли для производства горючего для автомобилей и, главное, военной техники. За эти годы процесс неоднократно усовершенствовался – сейчас используется уже пятая версия итерации этой технологии.

Улучшения главным образом коснулись эффективности процесса и снижения вреда, наносимого им окружающей среде. В настоящий момент процесс Фишера – Тропша позволяет получать не только топливо, но и ещё почти 80 полезных составляющих, которые в дальнейшем могут применяться как сырьё для производства различных продуктов – красок, масел, присадок и прочего, рассказал «Гудку» эксперт в области углехимии Сергей Кияница.

Несмотря на это, технологиям производства СЖТ всё ещё присущи такие недостатки, как повышенная экологическая опасность, сложность и обусловленная ею повышенная инвестиционная затратность (стоимость углеперерабатывающего завода эквивалентной мощности минимум в два раза выше стоимости такого же нефтеперерабатывающего завода). Важной проблемой при производстве синтетического топлива является и высокое потребление воды: пять-семь единиц на единицу полученного топлива.

Но есть и неоспоримые преимущества. Прежде всего это чистота конечного продукта – он почти не содержит серы и азотсодержащих веществ, а порой и ароматических соединений.

В основе процесса лежит получение из угля так называемого синтез-газа. Это происходит в реакторе, где уголь разогревается до определённых температур, которые подбираются в зависимости от его свойств (зольность, содержание летучих фракций и т.п.). Для переработки годятся любые угли, за исключением коксующихся. Далее полученный продукт может преобразовываться либо в нафту, которую впоследствии превращают в товарный продукт с помощью стандартных процессов нефтепереработки, либо в метанол. Последний, в свою очередь, используется либо в качестве топлива (или добавки к топливу) – так делают, например, в Китае, где в некоторых провинциях весь общественный транспорт переведён на метанольное горючее, – либо в качестве сырья для нефтехимического производства.

По словам Сергея Кияницы, использование процесса Фишера – Тропша для производства углеводородного СЖТ наиболее оправданно в случае, если конечным продуктом становится авиационное топливо. «Оно в силу более высокого качества исходного сырья более лёгкое, у него выше энергоэффективность, то есть самолёт более экономно может пролететь то же расстояние на этом топливе, и плюс опять же потому, что синтетическое топливо более чистое, очищенное», – говорит эксперт. Во всех остальных случаях предпочтительнее метанольная технология.


Экономика должна быть экономной

Главным препятствием для развития глубокой переработки угля является дороговизна процесса. В 2016 году одна из российских компаний решила создать на базе своих угольных месторождений многопрофильный холдинг. Среди прочего был и план наладить выпуск дизельного топлива для «БелАЗов», которыми возят уголь. Однако расчёты показали, что экономика процесса выходит хотя бы в ноль только при цене нефти в районе $100 за баррель. «С тех пор цифры, конечно, немного изменились, но, насколько я знаю, порядок остался тем же», – рассказывает Кияница.

По его глубокому убеждению, без государственной поддержки направление «СЖТ из угля» ни в России, ни где бы то ни было в мире не имеет перспектив. Например, в Китае, который является безоговорочным лидером по переработке угля, реализуется амбициозная программа: с 2006 по 2030 год планируется вложить $130 млрд в развитие таких проектов. К 2020 году предполагалось довести долю производимых из угля продуктов до 10% от общего объёма потребления дизельного топлива, бензина, СПГ и олефинов. Пока данных о том, были ли эти показатели достигнуты, в открытом доступе нет.

По похожему пути двигается Индия. Угольная компания Coal India Ltd (CIL) в сентябре объявила международный тендер на участие в создании первого в Индии завода по переработке угля в метанол. На заводе планируется производить около 6,76 млн тонн конечного продукта в год, который будет использоваться для смешивания с бензином в концентрации до 15%.

В России же ситуация усугубляется тем, что все угольные предприятия находятся в частных руках. «Соответственно, все угольные бароны, как только стоимость угля падает на рынке, сразу начинают думать: «А что же делать? Наверное, надо идти по пути Китая, внедрять углехимию». Но это же большие денежные вливания, это сотни миллионов долларов, поэтому никто не хочет быть первым. А когда уголь начинает расти в цене, все эти проекты кладутся в стол до лучших времён: ведь сейчас же всё хорошо», – описывает ситуацию представитель отрасли.

Сейчас на это накладывается фактор дешёвой нефти. При цене барреля $55 глубокая переработка угля становится полностью неконкурентоспособной в силу присутствия дополнительной технологической операции (собственно получение синтез-газа). Единственное, где эти проекты могут быть реализованы, – в отдалённых районах, где есть уголь, но куда затруднительно доставить нефть, нефтепродукты или газ. По словам Кияницы, сейчас в мире большинство проектов, так или иначе связанных с переработкой угля в СЖТ, в лучшем случае приостанавливаются до лучших времён. Упомянутые Китай и Индия в данном случае скорее исключение, чем правило, да и то прежде всего за счёт госучастия в этих проектах.

В России, впрочем, особая ситуация. Центром развития глубокой переработки угля мог бы стать Кузбасс. Этот регион одинаково удалён и от западного, и от азиатского рынков сбыта и постоянно испытывает трудности с отгрузкой угля по железной дороге. Кроме того, развитие относительно высокотехнологичного производства могло бы иметь и социальное значение – Кузбасс, увы, один из депрессивных российских регионов, и появление там современных предприятий было бы полезно с точки зрения придания динамики развитию области.

Дмитрий Коптев,
член экспертного совета Института развития технологий ТЭК (ИРТТЭК)

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
        1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31