Уголь будущее энергетики Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

логических проблем необходимо учитывать инфильтрацию флюида в каменную соль приконтурной зоны подземной выработки при циклических изменениях давления [4].

Использование подземных резервуаров в каменной соли для подземной утилизации отходов способствует снижению загрязнения окружающей среды вблизи Астраханского газоперерабатывающего завода.

Разработанная природоохранная и энергосберегающая технология подземной сепарации отходов эксплуатационных скважин при разработке газоконденсат-

1. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли. - М.: Изд-во Академии горных наук, 1997.

2. Ильичев Б.А., Жариков С.Н. Эко-гис локального масштаба как информационный инструмент экологического мониторинга (на примере подземных хранилищ углеводородов в солях). 2-я Международная конференция. Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр. М., РУДН, 2003.

ного месторождения позволяет повысить эффективность работы скважин, использовать газ и конденсат (как энергетический компонент) после стратиграфического разделения отходов в подземной выработке - емкости.

Оценка экономической эффективности природоохранных технологий рассматривается как общее сокращение негативного воздействия на окружающую среду и выражается: величиной предотвращенного ущерба, повышением эффективности эксплуатационных скважин и трубопроводов; прибылью от использования вторичного газоконденсатного сырья.

--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Смирнов В.И., Поздняков А.Г., Малюков В. П. Строительство подземных резервуаров в каменной соли на АГКМ. ГИАБ. - М.: Изд-во МГГУ. 2002, № 8, с. 165 - 167.

4. Малюков В.П. Инфильтрация флюида в каменную соль приконтурной зоны подземной выработки. - М.: МГГУ, ГиАБ, 2004, № 9, с.110-114.

— Коротко об авторах ------------------------------------------------

Воробьев А.Е. - профессор, доктор технических наук, заведующий кафедрой, Малюков В.П. - доцент, кандидат технических наук,

Российский университет дружбы народов

------Ф

^--------

---------------------------------------------- © А.В. Борисенко, 2005

УДК 622.33:658.26 А.В. Борисенко

УГОЛЬ - БУДУЩЕЕ ЭНЕРГЕТИКИ

Семинар № 7

^оссия обладает крупнейшим в мире В расчете на душу населения его показа-потенциалом природных ресурсов. тели в нашей стране в 10 раз выше по

сравнению с Северной Америкой и в 27 -по сравнению с Западной Европой [1]. Существенную часть российского природного богатства составляют топливно-энергитические ресурсы. В тоже время энергетический баланс страны формируется на основе всего трех углеводородных источников энергии: природного газа, нефти и угля. Традиционные горючие полезные ископаемые невозобновляемы, добыча их с каждым годом обходится все дороже, и все больше усилий требуется для защиты окружающей среды при использовании этих энергоресурсов.

Наличие мощной топливно-энергетической базы на протяжении многих десятков лет обеспечивало нашей стране стабильную экономическую безопасность. Это, однако, оборачивалось расточительным использованием энергоресурсов на внутреннем рынке. В результате энергоемкость валового внутреннего продукта России была и остается намного более высокой, чем в большинстве стран мира.

На сегодняшний день эффективная энергосберегающая политика - залог не только экономического роста, но и устойчивого развития страны в целом [1].

Помимо экономического аспекта, в данном вопросе есть и, безусловно, очень важная экологическая составляющая. Наряду с вопросом рационального использования топливно-энергетических ресурсов, необходимо решать и вопрос соответствия этих ресурсов, в том или ином виде, а также технологий их использования экологическим нормам.

За последние десятилетия концентрация в атмосфере углекислого газа (СО2) выросла на треть, метана (СН4) - в 2 раза, выброшены сотни миллионов тонн фтор-хлоруглеродов (до середины прошлого века их на Земле вовсе не было). Это очень серьезное изменение химического состава атмосферы. И в ряду всех прочих источников выбросов, львиная доля, конечно же, принадлежит энергетике. Человеком нарушены до 40% экологических подсистем, а именно они, составляя единую эко-

систему, выполняют функцию регулятора окружающей среды, в том числе и климата. И дело, даже, не в глобальном потеплении, а в разбалансировке климатической системы - росте числа и силы погодноклиматических аномалий (наводнений, засух, ураганов, селей и т.п.), которые, в свою очередь, тоже наносят удар по экономике тех или иных стран. Происходящие погодные катаклизмы стали столь явными, что заставляют всерьез беспокоиться мировое сообщество. Все прогнозы говорят, что нестабильность климата будет нарастать и, увы, это будет не плавное приятное потепление на 2-5 °С за столетие, а все более резкие и неожиданные скачки и удары выведенной из равновесия природы, что мы и наблюдаем [2].

Но данная проблема отнюдь не сводиться к обычным экологическим вопросам и тем гораздо сложнее. Дело в том, что затрагиваются базовые экономические и политические интересы: контроль за выбросами парниковых газов прямо касается энергетики и других ведущих отраслей экономики, экспорта технологий и сырья, развития сельского и лесного хозяйства. Кроме того, СО2 и метан не загрязняющие вещества, и их выброс нельзя нормировать по стандартным схемам регулирования загрязнений.

Поэтому было решено сначала заключить рамочное соглашение об основных целях, задачах и принципах совместных действий, а лишь затем начать переговоры о более конкретных обязательствах отдельных стран. В качестве первого шага была подготовлена рамочная Конвенция ООН об изменении климата (РКИК), которая была принята 9 мая 1992 г. в штаб-квартире ООН в Нью-Йорке. В июне 1992 г. на Всемирной конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро ее подписали 154 страны, включая Россию. Затем 4 ноября 1994 г., Россия ратифицировала Конвенцию. На 2002 г. сторонами РКИК стали почти все страны мира - более 185 государств.

Затем встал вопрос о конкретных обязательствах, работа велась около 3 лет, и в декабре 1997 г. на Третьей Конференции Сторон РКИК в Киото (Япония) был принят Киотский протокол к РКИК, главной особенностью которого являются юридически обязывающие количественные обязательства развитых стран и стран с переходной экономикой, включая Россию, по ограничению и снижению поступления парниковых газов в атмосферу. Россия, как и большинство стран мира, включая США, подписала Киотский протокол (11 марта 1999 г.). На конец октября 2002 г. Протокол ратифицирован 96 странами, в частности всеми странами ЕС, Японией, Мексикой, Индией, Китаем, Бразилией, Узбекистаном, Грузией, Азербайджаном, Туркменией, Монголией. Отказались участвовать в Протоколе до 2013 г. только 2 страны - США и Австралия. И, наконец, в октябре 2004 г. Киотский протокол ратифицировала Россия (22.10.04 - принят Государственной Думой ФС РФ и 27.10.04 -одобрен Советом Федерации ФС РФ). В соответствии с ним, Россия берет на себя обязательства по количественным показателям сокращения эмиссии парниковых газов (ПГ) в атмосферу в первый период его действия: с 2008 по 2012 год [4].

Не будем подробно останавливаться на положениях Киотского протокола, но некоторые моменты стоит отметить:

В протоколе нет ограничений или запретов на какие-либо виды деятельности. Только сама страна решает, как именно снижать или ограничивать выбросы (возможно даже повышая их в отдельных секторах и районах). В протоколе нет жестких санкций к нарушителям, как это было, например, в Монреальском протоколе. Даже если Россия ничего не будет делать (не посылать отчетность в РКИК, не платить ежегодные взносы и пр.), то худшее, что нам грозит, - запрет на участие в международной торговле квотами.

В узком смысле: Киотский протокол -международное соглашение с Европой, Японией и Канадой, дающее России до-

полнительный стимул увеличить в 20082012 гг. энергоэффективность экономики, что является необходимым условием экономического роста.

В самом же широком смысле: Киотский протокол - первый международный документ, использующий рыночный механизм для решения глобальных экологических проблем. В России потенциал энергоэффективности и энергосбережения реализован в совсем небольшой части, в то время как в странах Европейского Союза и в Японии он почти полностью исчерпан (при современном уровне технологий). Поэтому осуществить мероприятие, обеспечивающее снижение выброса СО2, в России существенно дешевле.

Развитые страны и страны с переходной экономикой могут совместно осуществлять проекты по снижению выбросов парниковых газов в атмосферу на территории одной из стран и затем “делить” полученный в 2008 - 2012 гг. эффект, “передавая” друг другу полученные “единицы снижения выбросов”. Такие проекты получили название проектов “совместного осуществления”.

Так же, протоколом предусмотрен механизм “торговли квотами” на выбросы. Если страна не расходует свою квоту полностью, то она может переуступить или продать ее свободную часть другой стране. К подобному сотрудничеству с Россией уже проявили интерес многие страны -ряд стран ЕС, Норвегия, Канада [2].

Таким образом, реальная возможность снизить выбросы в совокупности с возможностью продажи неизрасходованной квоты другим странам, образуют еще один стимул поиска путей и методов решения поставленной задачи.

Итак, где же искать возможные решения проблемы энергосбережения и сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу?

Главный парниковый газ - СО2 в основном выбрасывается в атмосферу при сжигании угля, нефти и газа. Сейчас человечество за день сжигает столько топлива,

Нефть * 48

Природный газ 69

Каменный уголь 102

Бурый уголь 173

(* Вместе с горючими сланцами и песками запасов хватит на 79 лет)

МЦояше запасы нефп и, природного г аза и 518, 5,6 3,4 2,3

прцщдхранении сегод няшнщ5 а/пемт в добычи, 9,1 5,0 0,9

годы1 Финляндия 56,9 10,6 18,2 24,9 3,9

Франция 52,3 13,4 41,1 6,6 2,2

Швеция 35,3 1,5 31,7 33,0 14,4

В среднем в мире 79,8 20,8 6,7 13,5 2,2

(* Без учета торфа. Торф учитывается в традиционных углеводородных ресурсах.)

сколько образовывалось в природе за тысячи лет. Но на современном этапе развития цивилизации экономический рост в любой стране самым тесным образом связан с функционированием топливно-энергетичес-кого комплекса. При этом наиболее конкурентоспособными являются те страны, где энергетические ресурсы используются в максимальном объеме и с высокой степенью эффективности.

В связи с прогрессирующим ухудшением экологической обстановки в мире, просто необходимо предъявлять и соответствующие требования к традиционному углеводородному топливу. России это касается в большей степени, чем других промышленно развитых стран мира, так как экономика нашей страны базируется на невозобновляемых углеводородных то-пливно-энерге-тических ресурсах. Для сравнения, ниже (табл. 1) приведены данные [1] по соотношению невозобновляемых и возобновляемых источников энергии в топливно-энергетических балансах России и некоторых зарубежных стран.

В настоящее время в национальном энергетическом балансе удельный вес нефти, природного газа и угля суммарно составляет более 90 процентов, причем в последнее десятилетие наблюдается опережающее увеличение доли одного источ-

ника - природного газа. По данным Международного энергетического агентства, в 1992 - 2000 годах доля природного газа в топливно-энергетическом балансе России возросла с 40 до 52 %. В основном, это следствие искусственного занижения внутренних цен. В принципе, это позитивный факт, поскольку и с экономической, и с экологической точек зрения сжигание газа более эффективно по сравнению с энергетическим использованием нефти и угля. Но сам факт низких цен на газ (в конце 2002 г. цены производителей естественного газа были примерно в 10,3 раза ниже соответствующих цен на сырую нефть и в 1,6 раза ниже цен на энергетический каменный уголь [1]) создает предпосылки для нежелания заниматься научным поиском возможностей более эффективного использования нефти и угля в качестве энергоносителей, а так же создает препятствие для широкого использования альтернативных энергоносителей.

Все выше изложенное представляет собой большую проблему и, не без основания, вызывает серьезные беспокойства насчет энергетической и экологической безопасности страны, будущего России.

Решение данной проблемы видится в ряде различных мер, направленных на рационализацию, сбалансирование и стаби-

Вид топлива Эмиссия СО2

т/ту.т. кг/кВт час тепловой энергии кг/кВт час эл. энергии

Бурый уголь 3,25 0,40 1,18

Каменный уголь 2,68 0,33 0,97

Нефть 2,3 0,29 0,85

Природный газ 1,5 0,19 0,53

лизацию энергетической ситуации в стране, при соблюдении экологичес-ких норм и требований. Все эти меры, по направлению поиска решений, можно разделить на две группы:

- Первые ориентированы на увеличение доли использования альтернативных источников энергии, которые в будущем могут прочно занять свое место в энергобалансе страны.

Среди них в долгосрочной перспективе особый интерес представляют возобновляемые источники энергии, преобразуемые по нетрадиционным энергетически эффективным и экологически чистым технологиям.

В России накоплен многолетний практический опыт использования возобновляемых источников энергии. Имеются уникальные разработки в области использования энергии солнца, биомассы, торфа и других альтернативных источников энергии. В то же время доля данных источников в современном топливноэнергетическом балансе России пока не превышает полутора процентов [1];

- Вторые же направлены на повышение экологичности и эффективности использования традиционного углеводородного сырья, за счет совершенствования технологий, позволяющих использовать его в качестве энергоносителя, не выходя за допустимые экологические рамки.

Для наглядности, ниже (табл. 2) приведены некоторые цифры, отражающие показатели экологичности использования традиционного углеводородного сырья в качестве топлива:

Из таблицы видно, что самый низкий уровень экологичности (по удельным ве-

личинам) имеет бурый уголь, за которым следом идет каменный уголь. Учитывая обострившуюся, на предмет экологической безопасности, ситуацию в мире, уголь, пожалуй, первый невольно заставляет задуматься о целесообразности использования его в топливных целях. Поэтому, позволю себе заострить внимание на проблеме использования именно этого полезного ископаемого.

Основной вклад по эмиссии СО2 в атмосферу вносит сжигание ископае-мых топлив, среди которых на уголь приходится около 40 % (в мировом производстве). Это определяется не только объемами его использования, но и удельной эмиссией СО2 [5].

Вместе с тем, на рисунке представлены данные по объемам разведанных запасов нефти, природного газа и угля, переведенные в единицы, отражающие число лет, на которые их хватит человечеству при существующей сегодня норме их потребления [6]:

Таким образом, рост дефицита нефти и газа, наблюдающийся в последние годы, и негативное отношение к атомной энергетике создают весьма благоприятную перспективу для угольной промышленности. Несмотря на сегодняшнее ее кризисное состояние, она способна и в дальнейшем решать задачи в области обеспечения страны энергетическим топливом и технологическим сырьем в необходимых объемах. Доказательством тому является то, что отрасль располагает всеми потенциальными возможностями, среди которых следует назвать большие запасы углей, наличие технического потенциала и производственных мощностей, а так же кад-

ров, способных обеспечить квалифицированное выполнение технологических операций на всех стадиях производственного цикла. Для иллюстрации сказанного следует констатировать, что балансовые запасы углей, на основе которых представляется возможным строительство шахт и разрезов, составляют (по состоянию на 01.1990 г.) 202 млрд т, в том числе каменных - 99 млрд т (49 %) и бурых - 103 млрд т (51 %) [3].

Все это позволяет утверждать, что уголь в целом, представляет собой колоссальный природный ресурс, от которого вряд ли человечеству стоит отказываться, по причине его низкого уровня экологичности. Учитывая сложившуюся в мире неблагоприятную экологическую ситуацию, нужно признать, что уголь, в том виде, в котором его используют как топливо, скорее не может применяться в энергетике в будущем, в силу вполне понятных причин. Но он есть, с позволения сказать, “контейнер”, хранящий в себе массу ценных химических элементов. Уголь представляет собой интерес с точки зрения трансформации его в какие либо иные соединения, имеющие более высокие экологические показатели.

Вопрос глубокой переработки углей уже давно будоражит сознание ученых, трудящихся на этом поприще. Получение из угля жидкого топлива и химических продуктов - наиболее перспектив-

1. Состояние и перспективы использования альтернативных источников энергии в России: правовые, социально-экономические и экологические аспекты. - Москва: изд. Государственной Думы, 2004. - 3-7 с.

2. Бердин В.Х., Данилов-Данильян В.И., Кокорин А.О., Кураев С.Н. Киотский протокол: миссия выполнима. (Публикация РРЭЦ). - Москва 2004. - 2-11 с.

3. Крапчин И.П., Кудинов Ю.С. Уголь сегодня, завтра (технология, экология, экономика).

ное направление в энергетике и нефтехимической промышленности будущего.

Не смотря на целый ряд трудностей, работа в этом направлении все же ведется. Существуют традиционные методы получения из угля жидких продуктов (метод прямой гидрогенизации, термическое растворение, экстракция), которые все еще находятся на стадии интенсивного развития и совершенствования. Безусловно, уже есть и определенные достижения в этой области, но есть и масса вопросов, которые все еще остаются открытыми.

Этот вопрос является принципиальным и, поэтому, заслуживает отдельного внимания.

Важно, что вектор развития химии угля положен и при должном своем развитии позволяет предположить, что проблема крупномасштабной переработки угля в моторные топлива и сырье для химической промышленности должна выйти на первый план.

Перспективность использования угля в будущем будет определена результатами научных исследований в области его переработки.

Сочетание значительных запасов сырья, развитой производственной базы и сохраняющегося интеллектуального потенциала позволяют рассчитывать на возможность превратить угольный кластер в один из мощных двигателей развития экономики России.

--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

- Москва: изд. дом “Новый век”, институт микроэкономики, 2001. - 6-10 с.

4. Официальный Ыгте^саш Государственной Думы ФС РФ: www.duma.gov.ru

5. Сластунов С.В., Коликов К.С. Углеродные кредиты и утилизация шахтного метена. // Горная промышленность № 5, 2000. - 42-43 с.

6. Пал М.Х. Энергия и защита окружающей среды. - Падерборн: изд. Р1Т-Уег^, 1996. -16 с.

Коротко об авторах

Борисенко А.В. - аспирант, кафедра «Инженерная защита окружающей среды», Московский государственный горный университет.

------------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И ЗОЛОТА

ЧУСТУГЕШЕВ Виктор Михайлович Разработка и обоснование эффективной технологии освоения техногенных образований золота шнековой драгой 25.00.22 к.т.н.

© А.Н. Якубович, 2005

УДК 622.28:622.831.24 А.Н. Якубович

ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ ТЕРРИТОРИИ ГОРНОПРОМЫШЛЕННОГО РЕГИОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Семинар № 7

ерспективы хозяйственного освое-1.1. ния территории Крайнего Северо-Востока России, начиная с первой четверти XX века, были неразрывно связаны с добычей природных ресурсов, в первую очередь минерально-сырьевых. В последнее десятилетие в структуре разведанных месторождений золота, добыча которого является основой экономики региона, наметилось уменьшение россыпей и преобладание рудных месторождений. Подобная тенденция связана с истощением запасов россыпного золота, в значительной степени выработанных за последние 70 лет. В то же время эксплуатация рудных месторождений, экономически значительно менее эффективная, в настоящее время ведется недостаточно интенсивно, что приводит к сокращению годовых объемов

золота, добываемого на территории Магаданской области, и негативно сказывается на экономических показателях развития региона. В подобных условиях особую важность приобретают вопросы комплексного использования иных природных ресурсов региона - серебросодержащие месторождения, лесные и биоресурсы, углеводородное сырье на шельфе и т.д.; их решение возможно только на основе научно-обоснованных рекомендаций по управлению регионом в средне- и долгосрочной перспективе.

Выработка рациональной стратегии управления сложными системами определяется целями управления в сочетании с наложенными на эти цели ограничениями. Основной целью управления ресурсноориентированными природно-техническими