Политика обогащения угля: кнут, но не пряник (опыт Индии)

Мозговой центр «Observer Research Foundation» (Индия) 15 июля 2022 года разместил на сайте пост «Политика обогащения угля: кнут, но не пряник», авторами которой являются заслуженный научный сотрудник Лидия Пауэлл, руководитель программы ORF Energy Initiative Ахилеш Сати, ассистент менеджера, член производственной группы ORF Energy News Monitor Винод Кумар Томар. Пост представляет интерес для Казахстана, учитывая, что в нашей стране имеются огромные запасы угля

В 2021–2022 годах рост спроса на электроэнергию в Индии увеличил спрос на уголь до такой степени, что правительству пришлось пойти против своей политики опоры на собственные силы и дать указание производителям электроэнергии импортировать уголь. Правительство также поручило банкам оказывать финансовую помощь электростанциям, которые были классифицированы как финансово нежизнеспособные или слишком старые для эксплуатации. Эти события подчеркивают крайнюю иронию экстремальных погодных условий летом и зимой по всему миру, которые, как предполагается, вызваны изменением климата, подталкивающим мир обратно к сжиганию угля, что является одной из основных причин изменения климата. Эти события оправдывают пересмотр политики Индии по увеличению производства более чистого угля внутри страны. Чистый уголь эффективно сжигается, может уменьшить как местное загрязнение, так и выбросы углерода. Первым шагом к достижению этой цели является обогащение угля.

Обогащение угля

Обогащение угля — это процесс, который улучшает постоянство размера и качество угля за счет уменьшения негорючих посторонних примесей и связанной с ними золы. Обогащение можно проводить с помощью сухого обессоливания, при котором неугольные вещества удаляются без использования жидких сред. Это также можно сделать с помощью мокрого процесса, при котором уголь измельчают и помещают в жидкую среду (обычно воду) с регулируемым удельным весом для отделения более легкого угля (с низким содержанием золы) от более тяжелого угля (с высоким содержанием золы, «брак»). Отходы также содержат углеродсодержащие вещества и требуют экономичного использования.

Более 75% индийского угля имеют зольность более 30% или выше, а в некоторых случаях зольность достигает 50%. Индийский уголь имеет «наносное происхождение» и содержит минеральные вещества, тонко вкрапленные в угольное вещество, что приводит к ухудшению качества на самой стадии формирования. Минеральное вещество, основную часть которого составляет зола, представляет собой внутреннюю золу (в отличие от свободной золы), заключенную в горючей части угля, и поэтому ее нелегко удалить. Это одна из проблем обогащения угля в Индии.

Преимущества

Электростанции, использующие уголь более высокого качества, имеют преимущество в производительности по сравнению с углем более низкого качества. Чем выше зольность угля, тем ниже теплотворная способность угля на единицу веса. Когда процентное содержание золы уменьшается, теплотворная способность угля увеличивается. Поэтому можно сжигать меньше сырого угля для производства электроэнергии заданного качества. Когда используется уголь с низким содержанием золы, операторы электростанций могут сократить плановое и внеплановое техническое обслуживание, необходимое для удаления золы. Уголь с меньшей зольностью также уменьшает коррозию воздуховодов завода.

Уголь с низким содержанием золы может уменьшить повреждение всего оборудования для обработки угля (конвейеры, измельчители, дробилки, хранилища). Использование углей с высокой зольностью увеличивает нагрузку на электростанцию и количество энергии, необходимой для работы электростанции, снижает количество энергии, доступной для производства электроэнергии. Это увеличивает эксплуатационные расходы предприятия и снижает его потенциальную прибыль.

Обогащение улучшает работу станции в целом, что напрямую влияет на прибыльность угольной электростанции в долгосрочной перспективе, а также улучшает ее способность избегать экологических штрафов и споров. Это также увеличивает срок службы устройств контроля выбросов. Большая часть золы, присутствующей в угле, проходит через процесс горения и улавливается устройствами контроля выбросов, такими как электростатические пылеуловители. Использование промытого угля снижает количество золы, образующейся и собираемой этими устройствами, и продлевает срок их службы.

Индия уникальна среди стран, использующих уголь для производства электроэнергии, тем, что перевозит уголь на большие расстояния от шахты до электростанции. Помимо пагубного воздействия на окружающую среду, дополнительную нагрузку несёт железнодорожная система, что означает дополнительные расходы для экономики и дополнительное загрязнение воздуха через транспортную систему. Учитывая большие расстояния перевозки, уголь с меньшей зольностью приведет к снижению транспортных расходов. Индия продолжает использовать один и тот же путь для грузовых и пассажирских перевозок, в отличие от большинства развитых стран, которые используют выделенные пути. Разница в скорости между ними (пассажирскими и грузовыми) снижает пропускную способность железнодорожной сети. Перегрузка сети усугубляется тем, что доля перевозок угля сосредоточена примерно на десятке маршрутов.

Нормативно-правовая база

В Закон об угольных шахтах (национализация) 1973 года внесены поправки 1993 года, разрешающие добычу угля как частным, так и государственным секторам для внутреннего потребления при производстве железа и стали, выработке электроэнергии, промывке угля, полученного из шахты, и других целей. Политики признали необходимость обогащения угля в пятилетних планах Индии за последние три десятилетия, а также определили причины низкого использования производственных мощностей. Например, 10-й план (1997-2002 гг.) заявил, что мощности по промывке коксующегося угля используются недостаточно, поскольку качество угля делает промывку нерентабельной. В нем также говорилось, что существующие фабрики спроектированы для обогащения коксующегося угля с относительно легкими или умеренно сложными характеристиками «промываемости», но производство угля переключилось на более «трудно промываемые» угли. В 11-м плане (2007-2012 гг.) отмечалось, что промывка угля обеспечит стабильную подачу топлива в котлы, работающие на сжигании пылевидного угля, и повысит эффективность на 1%. Увеличение мощности промывки приведет к увеличению спроса на сырой уголь.

В 1997 году в соответствии с уведомлением Министерства окружающей среды, лесов и изменения климата все электростанции, расположенные за пределами 1000 км от карьера или расположенные в городских и уязвимых районах, должны были использовать уголь с зольностью не более 34% с 2001 года. В 2012 г. министерство пересмотрело национальные стандарты качества атмосферного воздуха (NAAQS) для 12 загрязняющих веществ. В 2014 году министерство уведомило, что электростанции мощностью более 100 МВт, расположенные на расстоянии 500-749 км от устья карьера, с июня 2016 года должны снабжаться сырым, смешанным или обогащенным углем с зольностью не более 34% в среднем за квартал. Кроме того, всем новым угольным электростанциям предписано использовать сверхкритическую технологию, а 144 существующим электростанциям поставлены обязательные целевые показатели эффективности, которые потребуют использования угля более высокого качества.

Стимулирование обогащения угля

Несмотря на технические преимущества и меры политики, которые существуют более двух десятилетий, обогащение угля не получило широкомасштабного применения производителями и потребителями угля (в частности, производителями электроэнергии). В 2020–2021 годах добыча обогащенного угля (коксующегося и некоксующегося) составила 22,951 млн тонн, или 3% от добычи сырого угля из 716,083 млн тонн в 2020–2021 годах. Из них около 20% приходилось на коксующийся уголь, а остальное — на некоксующийся уголь. Общая мощность промывки составила 29,98 тонн, что означает загрузку производственных мощностей более 75%. На промывку в госсекторе приходится более 83% добычи обогащенного угля. Вполне вероятно, что, если политика поощрения обогащения угля будет больше сосредоточена на стимулах («прянике»), а не на предписаниях («кнуте»), спрос на промытый уголь существенно возрастет.

В целом, расширение мощностей обогащения угля и использование чистого угля в Индии для повышения энергетической безопасности и защиты окружающей среды представляется не столько технической или нормативно-правовой проблемой, сколько экономической проблемой. Политическая директива, которая повлияла на создание промывки, отдавала приоритет экологической целесообразности, а не экономической жизнеспособности, и не учитывала стоимость его соблюдения. Это противоречило растущему влиянию коммерческих и рыночных сил на все сегменты цепочки создания стоимости угледобычи и производства электроэнергии. Производители электроэнергии вынуждены сдерживать затраты на производство, чтобы поддерживать стабильный уровень тарифов на электроэнергию. В то же время ожидается, что они будут инвестировать в технологии для снижения загрязнения. Другими словами, ожидается, что они будут производить общественное благо, такое как чистый воздух, за счет частных инвестиций, которые они не могут возместить. Маловероятно, что промывка будет осуществляться добровольно, если только для этого не будет стимула, такого как государственная финансовая поддержка в масштабе, доступном для ВИЭ.

Поскольку экономические и экологические выгоды обогащения угля на национальном уровне часто не приводят к экономии средств на уровне завода, может возникнуть необходимость в оправдании государственной поддержки. Использование Национального фонда чистой окружающей среды для инвестиций в улучшение качества угля в целом и в обогащение угля в частности обеспечит недвусмысленную поддержку перехода угольной политики от количества к качеству. В отчете о промывке угля за 2020 год делается вывод о том, что промывка угля для снижения содержания золы до 30–34% обеспечивает экологическую выгоду в размере 0,01–0,02 индийских рупий за кВтч (киловатт-час) при консервативном предположении о цене на углерод около $2,5 за тонну. Текущая цена на углерод в EU ETS (система торговли квотами на выбросы Европейского союза) составляет более $80 за тонну, а значит, экологические выгоды от обогащения угля могут быть выше. Это преимущество может быть передано производителям электроэнергии, которые будут заинтересованы в использовании промытого угля. Общая политика должна быть нейтральной в отношении технологий и топлива и вознаграждать все усилия, направленные на сокращение выбросов углерода.

https://www.orfonline.org/expert-speak/coal-beneficiation-policies/

#ORF #Индия #уголь #электроэнергия #энергетика #KZ #Казахстан #политика #экономика #электростанции #энергия #зола #зольность #ЕС #государство #господдержка #угледобыча #производство