CC BY
98
© А.Ф. Баташова, В.Е. Кодочигов, 2010
А. Ф. Баташова, В.Е. Кодочигов
ПЕРСПЕКТИВЫ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ УГОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ
Рассмотрены перспективы инновационного развития угольной отрасли в области добычи, обогащения, переработки угля и угольной энергетики.
Ключевые слова: инновации, угольная промышленность, угольная энергетика.
~П ближайшей перспективе прогнозируется повышение роли
Х-#угля в топливно-энергетическом балансе страны, что обусловлено его крупными запасами. Состояние и развитие угольной отрасли имеет важное значение как для России в целом, так и для отдельных ее субъектов, экономика которых зависит от угольных предприятий.
Развитие отечественной угольной промышленности, обеспечение потребностей страны в необходимых объемах высококачественной и конкурентоспособной угольной продукции в среднесрочной и долгосрочной перспективах является условием, которое гарантирует энергетическую безопасность государства. Инновационное развитие и экономический рост угольного производства могут быть достигнуты за счет технического переоснащения предприятий, их реконструкции, нового строительства с использованием наукоемких средств и технологий на базе достижений машиностроения, электроники, автоматизации, информатики, а также путем структурных преобразований, развития рыночных отношений, реформирования и коммерциализации научной деятельности.
Рассматривая перспективы инновационного развития угольной отрасли, выделим некоторые области внедрения инноваций: добыча угля, обогащение угля, переработка угля, угольная энергетика.
Добыча угля. Последняя технологическая революция в мировой угольной отрасли произошла в 60-70-е годы прошлого столетия. Основным ее лейтмотивом стала повсеместная автоматизация производства. С тех пор чего-то радикально инновационного, как в российском, так и в западном машиностроении для угледобычи предложено не было. По ряду причин, развитие российских техно-
логий угледобычи проходит в русле инновационного развития западного мира с некоторым запаздыванием.
При использовании открытого способа разработки угольных месторождений все большее значение имеют бестранспортные технологии. Основное их преимущество - снижение величины транспортной составляющей в себестоимости. В этой связи, целесообразно использование новой выемочно-погрузочной техники, к примеру, экскаватора, обеспечивающего возможностью принудительной прицельной разгрузки.
В части технологий селективной добычи на действующих и перспективных угольных разрезах уместно применение нескольких типов экскавационного оборудования: гидрофицированные роторные экскаваторы с повышенным удельным усилием копания; одноковшовые гидравлические экскаваторы, главным образом типа обратная лопата; машины послойного фрезерования для тонкослоевой выемки.
В случае, когда разработка месторождения открытым способом становится экономически нецелесообразной, но в недрах при этом остаются большие объемы не извлеченных запасов угля и наличие инфраструктуры создают предпосылки для продолжения добычи, обращает на себя внимание технология выбуривания пластов с применением комплексов их глубокой разработки.
Основная проблема безопасности в угольной индустрии связана с борьбой с пылью и метаном. По-прежнему, основными способами защиты от повышения их концентрации являются предварительная дегазация пластов и проветривание. Наиболее эффективными технологиями дегазации пока предлагаются три направления: за счет пересекающихся скважин, за счет соединения вертикальных скважин гидроразрывом пласта и прохождением длинных горизонтальных буровых каналов по угольному пласту.
Из известных способов борьбы с угольной пылью пока только гидроструйные технологии способны снизить запыленность воздуха в угольных забоях до уровней, близких к предельно допустимым концентрациям. Широкому внедрению гидродобычи в угольную промышленность препятствуют отрицательные ее стороны, главными из которых являются высокая капиталоемкость и энергоемкость, необходимость строительства специальных обезвоживающих фабрик и отстойников, усугубляющих экологическую обстановку.
Проведение заблаговременной дегазации угольных месторождений одновременно обеспечивает промысловое извлечение угольного метана как ценного углеводородного сырья и энергоносителя. В настоящее время в Кемеровской области реализуется пилотный проект по использованию метана, извлекаемого средствами дегазации из угольных пластов.
Для безлюдной выемки за рубежом все больше применяют системы автоматизации, к примеру, системы технического зрения или интеллектуальные сенсоры. В России, к сожалению, ассоциация “Союзуглеавтоматика” - головная структура, которая курировала направление автоматизации в отрасли, была расформирована еще в 1987 году. Для преодоления отставания от Запада было бы целесообразно возродить подобную организацию, разработать и унифицировать систему беспроводного дистанционного управления горными машинами, программируемые контроллеры, датчики и электрогидрораспределители для управления горными машинами и т.п., возобновить подготовку горных инженеров в области микропроцессорной автоматизации.
Обогащение угля. Необходимость повышения потребительских качеств и энергетической ценности используемых углей является актуальной задачей угольной отрасли в России и мире. Решение этой задачи при помощи методов обогащения относится к числу наиболее экономически эффективных и технологически проработанных.
Обогащение относится к числу быстроразвивающихся сегментов угольной отрасли. В России в настоящее время одновременно реконструируется и строится более десятка углеобогатительных фабрик и установок.
В России сохранилось и развивается направление по разработке нового обогатительного оборудования и технологий. Работу ведут сразу несколько научно-исследовательских организаций и производственных компаний. Уровень разрабатываемой и производимой в России техники позволяет в ряде случаев конкурировать с зарубежными образцами. В случае сохранения активного спроса со стороны угледобывающих компаний и подключения к разработке обогатительного оборудования крупного бизнеса, возможно в среднесрочной перспективе (3-5 лет) создание конкурентоспособной отечественной техники.
Постепенное повышение степени обогатимости углей будет иметь системные последствия, т.к. влечет за собой, с одной стороны, рост требований к качеству добываемых углей, и, с другой, требует внесения изменений в технологиях сжигания углей, применяемых в энергетике.
Переработка угля. Переработка угля относится к категории стратегически важных направлений как для развития угольной отрасли, так и для всей энергетической системы страны. Перспективы промышленной реализации проектов в этой области будут зависеть от соотношения цен на основные энергоносители «нефть - газ - уголь». В случае дальнейшего роста цен на нефть и газ проекты по переработке угля могут быть востребованы в течение ближайших 5-10 лет.
Во всех развитых странах ведется активная работа по разработке экономически эффективных технологий переработки угля. При активной поддержке государства крупнейшие энергетические компании имеют программы поисковых работ в этой области. Работают или находятся в состоянии строительства несколько десятков опытных и опытно-промышленных установок.
В России с середины 80-х годов работы по промышленной реализации технологий переработки угля свернуты. Отдельные работы ведутся силами нескольких групп разработчиков - в основном в научно-исследовательских институтах или машиностроительных компаниях. Сведения о том, что крупные российские энергетические компании ведут целенаправленную работу в этом направлении, отсутствуют.
В настоящее время пока окончательно не определились базовые технологии, на которых будет базироваться индустрия переработки угля. Поскольку все ведущиеся разработки носят в той или иной степени поисковый характер, нельзя сказать, что Россия катастрофически отстала от остального мира. В случае разворачивания в течение ближайших 3-5 лет интенсивных НИОКР в этом направлении, у России есть шансы к моменту начала промышленного внедрения технологий углепереработки (ориентировочно 20102020 годы) успеть войти в группу научно-технических лидеров в этом направлении.
Наиболее интенсивно в России ведутся работы в области газификации угля - здесь создан ряд образцов установок с применением оригинальных технологических решений, в том числе на базе
оборонных и космических технологий. При наличии спроса (в т.ч. зарубежного) эти разработки вполне могут быть реализованы в промышленном масштабе. Что касается производства жидкого топлива и пиролиза угля, то в этих направлениях работ немного и в большинстве случаев они решают частные задачи. Скорее всего, в этих направлениях следует искать возможности объединения усилий с ведущими зарубежными производителями для создания действующих установок, на которых бы отрабатывались технологические режимы и готовились специалисты.
Угольная энергетика. В России есть существенный научный и технологический задел, который можно использовать не только для реконструкций старых угольных факельных ТЭС, но и для строительства новых. Большая часть вновь вводимых энергетических мощностей в ближайшие 15 лет придется именно на такие станции. Отставания по части технических наработок в этом сегменте нет, если не считать отсутствия реализации в «железе» энергоблоков со сверхкритическими параметрами пара. Но решение этого вопроса в русском варианте зависит от спроса со стороны отечественных генерирующих компаний или промышленной политики государства.
Технологии, в развитии которых Россия отстала в последние 15 лет, могут быть восстановлены, в том числе и с помощью лицензирования зарубежных наработок. В первую очередь это касается технологий: сжигания твердых топлив в кипящем слое, сжигание угля в слое под давлением, газификация. Эти технологии интересны с точки зрения развития российской науки и прикладных исследований в этой области. При этом сжигание в кипящем слое - достаточно освоенная в России технология в энергетике и в этом сегменте уже сейчас не уступает зарубежным.
В России есть прорывные технологии сжигания угля, такие как, например низкоэмиссионное вихревое сжигание угля; использование в качестве топлива водо-дисперсионного топлива. Они, по сути, могут определить отличие российской энергетики от мирового тренда, связанного со сжиганием обогащенных углей, так как позволяют эффективно сжигать без шлакования любое твердое топливо вплоть до низкосортных топлив. Таких технологий за рубежом нет.
1. Грачев И., Ворожихин В., Некрасов С. Уголь в разрезе // Мировая энергетика. - 2008. - №10 (58)
2. Зоря А.Ю., Крейнин Е.И. Может ли подземная газификация угольных пластов стать промышленной технологией // Уголь. - 2009. - №2.
3. Водоугольное топливо на основе отходов обогащения угля коксохимических предприятий // Уголь. - 2009. - №6.
4. Отчет «Инновации в угольной отрасли» - Режим доступа: Ы^р://№м^. inno-expert.ru/ сошиШ^/^о1/?ге1М44
5. Стариков А.П. Методы оценки инновационного потенциала угледобывающего предприятия // Уголь. - 2006. - №3. нагла
— Коротко об авторах ------------------------------------------------
Баташова А. Ф. - кандидат экономических наук, доцент кафедры «Экономика и право» Шахтинского института (филиала) ГОУ ВПО «ЮжноРоссийский государственный технический университет»,
E-mail: [email protected]
Кодочигов В.Е. - аспирант кафедры «Экономика и право» Шахтинского института (филиала) ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический университет»,
E-mail: [email protected]
