CC BY
0
EDN: FJVTHD
Лицзюань Чжан - аспирант кафедры организации и управления, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия, [email protected],
Lijuan Zhang - graduate student, Department of Organization and Management, Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia;
Т.В. Пономаренко - д.э.н., профессор кафедры организации и управления, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия, [email protected],
T.V. Ponomarenko - doctor of economics, professor, Department of Organization and Management, Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia;
С.О. Тесовская - магистрант кафедры отраслевой экономики, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия, [email protected],
S.O. Tesovskaya - master's student, Department of Industrial Economics, Empress Cathe-rine II Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia.
АНАЛИЗ МЕР ГОСУДАРСТВЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И ПОДДЕРЖКИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ «ЧИСТОГО УГЛЯ» В КИТАЕ ANALYSIS OF GOVERNMENT REGULATION MEASURES AND SUPPORT FOR THE APPLICATION OF "CLEAN COAL" TECHNOLOGIES IN CHINA
Аннотация. Выбросы углерода от производства и потребления угля составляют 70-80 % от общего объема выбросов углерода в Китае, что связано со значительной долей угольной генерации в энергетике. Поэтому проблемы снижения выбросов парниковых газов и влияния угольной промышленности на изменение климата являются важнейшими направлениями устойчивого развития. В статье проанализированы направления государственной политики по устойчивому развитию и сокращению выбросов парниковых газов в угольной промышленности Китая. Исследованы результаты реализации стратегии развития угольной отрасли Китая и выявлены проблемы современного 4 этапа и перехода к 5 этапу. Показаны роль и значение чистых угольных технологий в Китае, включая угольную энергетику, переработку угля, контроль загрязнения воздуха, а также возможности улавливания, использования и хранения углерода. Выполнен стратегический анализ развития угольной отрасли Китая с применением метода GAP-анализа. Разработаны рекомендации по совершенствованию экономических мер государственной поддержки разработки и внедрения чистых угольных технологий, направленной на устойчивое развитие энергетического сектора и производство чистой энергии.
Abstract. Carbon emissions from coal production and consumption account for 70-80 % of China's total carbon emissions, which is associated with a significant share of coal-fired generation in the energy sector. Therefore, the problems of reducing greenhouse gas emissions and the impact of the coal industry on climate change are the most important areas of sustainable development. The article analyzes the directions of government policy for sustainable development and reduction of greenhouse gas emissions in the Chinese coal industry. The results of the implementation of the development strategy of the Chinese coal industry are studied and the problems of the modern 4th stage and the transition to the 5th stage are identified. The role and importance of clean coal technologies (CCT) in China are shown, including coal-fired power, coal processing, air pollution control, and carbon capture, utilization and storage capabilities. A strategic analysis of the development of the Chinese coal industry was performed using the GAP analysis method. Recommendations have been developed to improve the economic measures of state support for the development and implementation of clean coal technologies, aimed at the sustainable development of the energy sector and the production of clean energy.
Ключевые слова: чистые угольные технологии, устойчивое развитие, угольная промышленность Китая, угольная энергетика, чистая энергия, стратегическое развитие, энергетическая политика, GAP-анализ.
Keywords: clean coal technologies, sustainable development, Chinese coal industry, coal energy, clean energy, strategic development, energy policy, GAP analysis.
Введение
Актуальность исследования. В XXI веке в результате энергетического перехода структура мирового топливно-энергетического баланса (ТЭБ) изменяется, поскольку доля ископаемых источников снижается в связи с ростом использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) [1, 2]. Однако уголь по-прежнему остается одним из основных источником топливных ресурсов в мировой энергетике: пик мирового спроса прогнозировался в 2023 году, с годовым темпом прироста на 1,4 % до 8,536 млрд тонн [3].
Добыча угля в Китае постоянно растет, достигнув в 2023 году 4,71 млрд тонн, что составляет 55,3 % от общего потребления энергии [4]. Уголь используется в энергетике, газоподготовке, сталеплавильном производстве, углехимической промышленности и других отраслях. Возможности развития цепочки поставок угля и электроэнергии определяют устойчивость экономического развития Китая и являются гарантией энергетической безопасности.
Энергетическая политика в Китае определяет, что рост угольной промышленности должен быть устойчивым в связи с принятыми страной обязательствами по обеспечению пика выбросов углекислого газа к 2030 г. и по достижению углеродной нейтральности к 2060 г. («двойная углеродная мишень 3060») в рамках 75-ой сессии Генеральной Ассамблеи ООН в сентябре 2020 г. [5]. Решение этой задачи является сложным и требует интенсификации усилий для достижения цели углеродной нейтральности, поскольку в 2021 г. на Китай приходилось 24,3 % мирового потребления первичной энергии и 28,8 % глобальных выбросов парниковых газов.
Структура производства энергии подтверждает, что уголь будет продолжать доминировать в течение длительного времени. При этом, сжигание угля является основным источником парниковых газов и загрязнения воздуха в Китае: выбросы углекислого газа от использования угля в 2022 году составили 8,6 млрд тонн (примерно 70 % от общего объема выбросов) [6].
Поэтому предприятия угольной промышленности Китая должны трансформировать технологическую цепочку от производства угля до переработки и использования с целью повышения экологичности и экономической эффективности. Технологические возможности для этого обеспечивают разработка и внедрение в производственные процессы угольной отрасли и энергетики чистых угольных технологий и технологий глубокой переработки углей, например, технологий химической переработки (Coal to Chemicals, CtC) [7].
Для снижения загрязнения воздуха и реализации климатической повестки, в Китае применяется масштабное государственное регулирование добычи и потребления угля. С 2013 года угольная промышленность Китая перешла от экстенсивного к интенсивному развитию, с учетом реализации структурной реформы, поэтапного отказа от устаревших производственных мощностей и внедрения чистых угольных технологий.
Цель исследования заключается в оценке качества государственного регулирования и результатов реализации программ государственной поддержки устойчивого развития угольной промышленности Китая с использованием чистых угольных технологий.
Основные задачи исследования:
- проанализировать основные государственные программы в области устойчивого развития в угольной отрасли Китая, обеспечивающие сокращение выбросов парниковых газов и чистых угольных технологий;
- описать текущий статус применения технологии производства электроэнергии в угольной отрасли Китая;
- выполнить стратегический анализ государственных программ в области чистых угольных технологий с применением инструментария GAP-анализа.
Методы исследования
Исследование было проведено с применением анализа зарубежной и российской научной литературы, аналитических материалов, документов стратегического планирования, связанных с внедрением чистых угольных технологий в компаниях угольной промышленности и энергетики КНР.
В работе были использованы следующие методы исследования: анализ, синтез, индукция, дедукция, сравнение, GAP-анализ.
Основная часть
Обзор литературы
В ряде исследований, преимущественно, китайских авторов, проблема устойчивого развития рассматривается на макроуровне, для всей национальной экономики [8, 9]. К ним относятся вопросы декарбонизации, «зеленой энергетики», повышения экономической эффективности угольной генерации, энергоэффективности. Например, Fu Z., Zhang Y., He S., Wang H., Jiang X., Wang S. рассмотрели управление моделью «экономика -энергетика - окружающая среда» (система 3E) для топливно-энергетического сектора Китая. В модели на макроуровне исследована корреляция между экономическим развитием и изменением климата, связанным с антропогенным воздействием и несовершенной энергетической политикой различных стран. В целях исследования функционирования системы 3E исследователи применили многосекторальные модели Computable General Equilibrium models (CGE models) для прогнозирования реагирования экономики на влияние политических, технологических, экологических факторов. Результаты исследования, проведенного на примере г. Урумчи (столица Синьцзян-Уйгурского автономного района Китая), показали, что в общем объеме выбросов CO2 от различных источников доля угольной генерации по состоянию на 2023 год возросла до 65 %, доля электроэнергии снизилась до 30 %, доля природного газа и нефти составила 1-2 %, что определяет необходимость разработки мероприятий по снижению выбросов от угольной промышленности [10].
На микроуровне, для предприятий угольной отрасли и энергетики, в научных исследованиях широко исследована ESG-повестка, включая новые подходы к финансированию проектов [11, 12]. В научной работе авторов Brodny J., Tutak M. отмечается необходимость внедрения в деятельность угольных предприятий ESG-принципов (Environmental, Social, and Corporate Governance), обеспечивающих взаимосвязь бизнес-модели создания прибыли с занятостью, экономическим ростом страны при одновременном сокращении выбросов вредных веществ и обеспечением безопасности труда [13]. В условиях развития ESG-повестки отдельные предприятия уделяют значительное внимание привлечению инвестиций в экологические и социальные проекты, применяются механизмы «устойчивого инвестирования». При этом, новые тенденции создают вызовы для мирового сообщества, усиливая неопределенность при использовании традиционных источников энергии [14].
В китайской государственной программе «двойная углеродная мишень 3060» сформированы новые направления исследований. Доказано, что угольная отрасль нуждается в технологических инновациях для достижения экологически чистого, низкоуглеродного и устойчивого развития, важнейшим направлением является применение чистых угольных технологий [15]. Они включают сортировку, обогащение и переработку угля, чистую конверсию и контроль выбросов. Крупные технологические прорывы и рост эффективности производства и использования энергетики были достигнуты в области производства электроэнергии на угле со сверхнизкими выбросами, высокоэффективных промышленных котлов на пылеугольном топливе и водоугольной суспензии, а также современной углехимической промышленности [16]. Тем не менее, в Китае по-прежнему существует разрыв в уровне использования эффективных технологий из-за дисбаланса между регионами и предприятиями, недостаточности инноваций, а также несовершенства механизмов управления и государственного регулирования [17, 18].
Результаты исследования
В целом угольная энергетика по-прежнему лидирует, на ее долю в 2022 году пришлось 35,4 % мирового производства электроэнергии, за ней следуют природный газ (22,7 %) и гидроэнергетика (14,9 %). На долю Китая, являющегося крупнейшим в мире потребителем угля, приходится 53,3 % мирового спроса на уголь [19].
В КНР сосредоточено более половины мировых мощностей угольных электростанций, однако в 2021 г. правительство Китая остановило реализацию проектов строительства за рубежом новых электростанций в рамках перехода к углеродной нейтральности к 2060 г. Все проекты новых тепловых электростанций Китая осно-
ваны на высоких стандартах и являются безопасными, высококачественными, интеллектуальными, эффективными, экологически чистыми.
Например, в феврале 2023 года инновационный демонстрационный проект полного цикла улавливания и утилизации углекислого газа (Carbon Capture, Use And Storage, CCUS) введен в эксплуатацию на угольной электростанции мощностью 100 000 тонн, эффективность улавливания углерода технология USC выше 90 % [20]. В ноябре 2023 года третий энергоблок электростанции Ганьсу Чанглэ, мощностью 4 миллиона киловатт, крупнейшей строящейся угольной электростанции в Китае, прошел пробную эксплуатацию и был интегрирован в ТЭС [21]. В декабре 2023 года официально стартовал четвертый этап проекта технология USC мощностью 2 х 1000 МВт на электростанции Аньхой Хуайнань Пинвэй [22].
В соответствии с оценками Института энергетических исследований Российской академии наук (ИНЭИ РАН), потребление угля в странах АТР будет расти до 2025-2030 г. [23]. Наибольший объем потребления энергетического угля прогнозируется в 2025 г., раньше ранее ожидаемого пика энергопотребления в 2035 г., что согласуется с поставленной целью по обеспечению пика выбросов к 2030 г. Доля энергоемких отраслей промышленности в структуре ВВП Китая сократится только к 2050 г. до 24 % с 33 % в 2023 г., что приведет к снижению спроса на уголь [24].
В течение 50 лет с 1975 года в Китае реализуются Стратегический план развития угольной промышленности и Дорожная карта угольной технологической революции, включающие пять этапов продолжительностью по 15 лет. К настоящему времени реализованы 3 этапа, включая 1.0 (ручная добыча), 2.0 (механизированная добыча), 3.0 (автоматизированная добыча и добыча со сверхнизкими выбросами) [25,26]. В настоящее время Китай находится на этапе 4.0 (интеллектуальная добыча и почти нулевые выбросы), который будет завершен к 2035 году. На этапе «Уголь 5.0» (2035-2050 годы) будет обеспечена беспилотная добыча и соответствие угольных ТЭС стандартам выбросов возобновляемых источников энергии [27].
С 1997 года в Китае реализуется политика экологически чистых угольных технологий. Результаты исследований некоторых ученых показывают, что качество воздуха после внедрения ряда программ значительно улучшилось, что подтверждает их соответствие требованиям устойчивого развития Китая [28]. Для достижения этих результатов в Китае реализованы планы развития высокотехнологичных инноваций в угольной отрасли:
9-Й Пятилетний План Китая По Чистым Угольным Технологиям И План Развития До 2010 Г. / China's "Ninth Five-Year Plan " for Clean Coal Technology and 2010 Development Outline (1997 г.)
План является первым руководством Китая и включает 14 чистых угольных технологий, в том числе:
- технология переработки угля: подготовка угля, брикеты, водоугольная суспензия;
- высокоэффективное сжигание угля и передовые технологии производства электроэнергии: циркулирующий псевдоожиженный слой (CFBC), парогазовое производство электроэнергии с псевдоожиженным слоем под давлением (PFBC-CC), комплексный комбинированный цикл газификации (IGCC);
- борьба с загрязнением при использовании угля: очистка дымовых газов (десульфурация и обеспыливание), утилизация угольного метана и золы-уноса, очистка шахтных пород и шахтных вод, реконструкция малых и средних промышленных котельных.
Национальная Программа Поддержки Науки И Технологий / National Science and Technology Support Program (2014 г.)
Разработаны мероприятия по поддержке науки и техники в областях энергии, ресурсов, окружающей среды, сельского хозяйства, материалов, производства, транспорта для 11 направлений.
Руководство О Содействии Безопасному, Экологичному Развитию, А Также Чистому И Эффективному Использованию Угля / Opinions on Promoting the Safe, Green Development and Clean and Efficient Utilization of Coal (2014 г.)
К 2020 году крупные мощности по добыче угля должны составлять около 95%; доля угля в потреблении первичной энергии в пределах 62%; комплексная утилизация пустой породы не менее 75%; у современных высокоэффективных котлов коэффициент полезного действия достигает более 50%; коэффициент использования твердых отходов угольного сжигания превышает 75%.
План Действий По Чистому И Эффективному Использованию Угля (2015-2020 гг.) / Action Plan for Clean and Efficient Coal Utilization (2015-2020) (2015 г.)
Повышение эффективности теплогенерации за счет угольных котлов высокой производительности, которые должны быть оснащены высокоэффективными установками сероочистки и высокоэффективного пылеудаления, ликвидация устаревших маломощных угольных котлов, модернизация малоэффективных котлов с ненормативными выбросами.
Национальный План Ключевых Исследований И Разработок / National Key R&D Program of China (2016 г.).
Исследования основных научных проблем, ключевых технологий и продуктов, международное научно-техническое сотрудничество в области чистых угольных технологий.
План Действий По Инновациям В Области Энергетических Технологий (2016-2030 гг.) / Energy Technology Revolution Innovation Action Plan (2016-2030) (2016 г.).
15 ключевых задач, включая крупномасштабные инновации в области ветроэнергетики и высокоэффективного использования солнечной энергии, другие технологические инновации.
13-Й Пятилетний План Промышленности По Глубокой Переработке Угля / Thirteenth Five-Year Industrial Plan for Coal Deep Processing Industry Demonstration (2017 г.).
Разработка пяти типов технологий: переход от угля к нефти, переход от угля к природному газу, качественное использование низкосортного угля, продукция углехимии, комплексное использование угля.
Руководство По Ускорению Развития Интеллектуальных Угольных Шахт / Guiding Opinions on Accelerating the Development of Intelligent Coal Mines (2020 г.).
Структурная реформа угольной отрасли, научно-технические инновации, комплексное развитие интеллектуальных технологий в угольной промышленности.
Руководство По Качественному Развитию Угольной Промышленности В 14-Й Пятилетке / Guiding Opinions on High-Quality Development of the Coal Industry during the 14th Five-Year Plan (2021 г.).
К 2025 году добыча угля в Китае составит около 4,1 миллиарда тонн, а потребление угля - на уровне около 4,2 миллиарда тонн. Количество угольных шахт - около 4000, при этом крупных угольных шахт более 85 % с добычей более 97 %; построено более 1000 интеллектуальных угольных шахт; всего построено 65 разрезов с общей производственной мощностью более 1 млрд тонн в год.
14-Я Пятилетка По Научно-Техническим Инновациям В Сфере Энергетики / 14th Five-Year Plan for Scientific and Technological Innovation in the Energy Field (2022 г.).
Применение передовых возобновляемых источников энергии, новые энергосистемы, безопасная и эффективная ядерная энергетика, развитие и использование экологически чистых ископаемых источников энергии, цифровизация энергетики и разведки и т. д., основные задачи:
- зеленая интеллектуальная технология добычи угля;
- чистая и эффективная технология переработки угля;
- передовые технологии производства электроэнергии на угле.
Научная И Техническая Поддержка Плана Реализации Углеродно-Нейтрального Пика Выбросов Углерода (2022-2030 гг.) /Scientific and Technical Supportfor Carbon Peaking Neutral Implementation Plan (2022-2030) (2022 г.).
К 2025 г. будут достигнуты крупные прорывы в основных низкоуглеродных технологиях, по сравнению с 2020 г. выбросы углекислого газа в валовом внутреннем продукте (ВВП) сократятся на 18 %, потребление энергии на единицу ВВП сократится на 13,5 %. К 2025 г. по сравнению с 2020 г. потребление энергии на единицу улавливания углекислого газа снизится на 20 %, к 2030 г. - на 30 %, стоимость улавливания значительно снизится.
План Реализации Демонстрационного Проекта Передовых Экологически Чистых Низкоуглеродных Технологий /Implementation Plan for Green Low-Carbon Advanced Technology Demonstration Project (2023 г.).
К 2025 году будет реализован ряд демонстрационных проектов передовых зеленых и низкоуглеродных технологий, бизнес-модели будут постепенно совершенствоваться. К 2030 году должна быть улучшена политика поддержки, бизнес-модели и регуляторные механизмы в области «зеленых» и низкоуглеродных технологий и отраслей.
Все программы реализуются в рамках Концепции чистого и эффективного использования угля, называемой в Китае «три максимума и три минимума» [29].
«Три максимума» включают:
1) высокую эффективность - внедрение передовых технологий использования угля, выбор лучших технологий и оборудования, рост эффективности переработки;
2) высокое качество - постоянное применение новых технологий и новых процессов с экономическими, социальными и экологическими выгодами, модернизация и реструктуризация углеперерабатывающей промышленности, разработка новых продуктов;
3) высокий уровень переработки - переработка отходов при утилизации угля в материалы многократного использования по модели «ресурсы-продукты-ресурсы».
«Три минимума» характеризуют:
1) снижение ресурсо- и энергоемкости при использовании угля;
2) сокращение загрязнения окружающей природной среды, обеспечивающее чистое производство и достижение почти нулевых выбросов;
3) снижение выбросов углерода, связанное с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и технологиями улавливания, использования и хранения углерода.
Стимулирование и государственная поддержка чистой угольной генерации были реализованы примерно в % регионов Китая (25 местных органов власти из 34 провинций), что позволило улучшить качество окружающей природной среды на горнодобывающих территориях с учетом строительства более 1100 зеленых шахт в соответствии со стандартами устойчивого развития к концу 2022 года [30, 31].
Уголь теряет конкурентоспособность сравнению с ВИЭ, что связано с тем, что правительство КНР в рамках стратегии декарбонизации планирует в 1,5 раза увеличить использование ВИЭ с 680 млн. т. в угольном эквиваленте в 2023 г. до 1 млрд. т. к 2025 г. Это является достижимой целью: по состоянию на 2023 г. Китай производит 33 % от общемирового объема ВИЭ, к 2050 г. себестоимость производства энергии из ВИЭ составит менее 40 долл. США / МВтч, при этом себестоимость производства энергии из угля будет почти в 2 раза выше - около 70-80 долл. США / МВт ч [24].
В 2015 г. Правительством КНР была утверждена программа «Пять концепций развития»: «инновации, координация, экологичность, открытость, совместное использование». По состоянию на июль 2023 года, в общей сложности 1761 компания, зарегистрированная на бирже A*, раскрыла отчеты по ESG за 2022 год, что составляет 34% всех компаний, зарегистрированных на бирже. За последние пять лет (2018-2022 гг.) уровень раскрытия информации увеличился с 25,98 % до 35,85 % [32].
* К компаниям, котирующимся на бирже А, относятся акционерные компании, которые публично выпускают обыкновенные акции в юанях и котируются и торгуются на фондовых биржах с одобрения Государственного совета или отдела управления ценными бумагами, уполномоченного Государственным советом.
В разработанном в 2021 г. Национальной комиссией Китая по развитию и реформам «14 энергетическом пятилетнем плане развития энергетического сектора (FYP)» на 2021-2025 гг. отражена необходимость повышения энергетической безопасности за счет увеличения производства угля путем оптимизации процессов добычи и модернизации производственных мощностей, а также обеспечения условий для достижения пика выбросов к 2030 г., что предполагает постепенный отказ от угольной энергетики и содействие применению чистых угольных технологий [33].
Чистые угольные технологии (ЧУТ, Clean Coal Technologies, CCT) повышают эффективность использования угля экологически приемлемым способом, являются экономически эффективными, направлены на сокращение выбросов углерода [34,35,36], поэтому являются важным технологическим подходом к снижению загрязнения и повышению энергоэффективности угольной генерации.
ЧУТ можно разделить на два типа:
1) непосредственное использование чистых технологий для производства обычных угольных продуктов. Например, очистка перед сжиганием, технология чистого сгорания, очистка дымовых газов после сгорания [37,38];
2) технология преобразования обычных угольных продуктов в экологически чистое топливо. Например, газификация и сжижение угля, а также производство электроэнергии с комбинированным циклом газификации угля [39,40,41].
В последние годы в Китае разработаны различные технологии, включая «зеленую добычу», очистку угля, эффективное производство электроэнергии, переработку угля, контроль загрязнения, а также улавливание, использование и хранение углерода (Carbon Capture, Use And Storage, CCUS) [42].
Для прямого сжигания угля широко используются технологии производства электроэнергии в сверхкритическом (Supercritical, SC), ультрасверхкритическом (Ultra Super-Critical, USC) и циркулирующем псевдоожи-женном слое (Circulating Fluidized Bed, CFB). Технологии производства электроэнергии при газификации угля в основном включают в себя интегрированную технологию комбинированного цикла газификации угля газом и паром (Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC) и технологию комбинированного цикла топливных элементов газификации угля (Integrated Gasification Fuel Cell, IGFC). Это передовые технологии производства электроэнергии с высокой эффективностью и отличными экологическими характеристиками, которые кратко представлены далее.
1) сверхкритическая и ультрасверхкритическая технология производства электроэнергии на угле (SC, USC) - это новые передовые и эффективные технологии производства электроэнергии на угле. Поскольку уль-трасверхкритическая технология производства электроэнергии на угле более эффективна, ее применение будет больше распространено. В настоящее время Китай проектирует и производит сверхсверхкритические энергоблоки мощностью 600 МВт/1000 МВт. В 2021 году построены 2 высокоэффективных ультрасверхкритических экологически чистых угольных электростанции мощностью 2 х 1000 МВт. Ед, к концу 2025 года планируется обеспечить подачу электроэнергии в сеть [43];
2) технология производства электроэнергии с циркулирующим псевдоожиженным слоем (CFB) широко используется в Китае. Эксплуатируется более 3500 котлов CFB, что составляет более 80% мировой общей мощности, около 800 агрегатов с общей установленной мощностью > 100 000 МВт, выработка электроэнергии составляет около 10% от общего производства электроэнергии в Китае [44]. В 2023 году сверхкритический котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем мощностью 660 МВт введен в эксплуатацию, что является одним из лучших показателей по угольным электростанциям в мире [45];
3) комплексная система газификации с комбинированным циклом производства электроэнергии (IGCC) является современной системой, позволяющей снижать выбросы парниковых газов. В 2013 году введена в эксплуатацию первая в Китае и шестая в мире крупная угольная электростанция Huaneng Tianjin IGCC общей мощностью 265 000 кВт, с эффективностью выработки электроэнергии - 48 %, эффективностью электроснабжения - 41 % [46].
На период до 2035 года Правительство Китая определило приоритеты в развитии 10 технологий чистого угля, среди которых наиболее перспективны три (рисунок 1). Новым направлением развития ЧУТ являются технологии CCUS.
Технология CCUS позволяет улавливать и отделять углекислый газ из источников выбросов, таких как промышленность и энергетика, и использовать или транспортировать его в подходящее место для хранения, обеспечивая сокращение выбросов углекислого газа [47,48,49,50]. Технология улавливания углерода в тепловой энергетике является относительно зрелой. По состоянию на конец 2022 года в Китае действуют 13 проектов CCUS в угольной энергетике (включая проекты CCS) с общей мощностью улавливания около 600 000 тонн в год. Самым крупным из них является проект CCUS мощностью 150 000 тонн в год компании China Energy Group Jinjie Company [51].
После всестороннего анализа применения технологии CCUS в отрасли и будущих потребностей в сокращении выбросов в «Ежегодном отчете по улавливанию, использованию и хранению углекислого газа (CCUS) в Китае за 2023 год» также прогнозируется сокращение выбросов углекислого газа в Китае в соответствии с целями углеродной нейтральности.
Продвигать и трансформировать угольную технологию 700°С ивС для крупных угольных электростанций.
Масштабное применение электростанций класса IGCC мощностью 900 МВт.
Коммерциализация индустрии CCUS.
£
2020 г. 2025 г. 2030 г. 2035 г.
Рисунок 1 - Стратегия развития технологий чистого угля в Китае до 2035 года
(Составлено авторами на основе документа «Стратегия развития технологий чистого угля до 2035 года».)
Прогнозы выбросов составляют: в 2025 году примерно 24 млн тонн/год (14-31 млн тонн/год), в 2030 году около 100 миллионов тонн/год (58-147 млн тонн/год), в 2040 году - около 1 млрд тонн/год (885-1196 млн тонн/год), в 2050 году - более 2 млрд тонн/год (1,87-2,245 млрд тонн/год), в 2060 году примерно 2,35 млрд тонн/год (2,11-2,53 млрд тонн/год) [52].
На примере реализации Плана 13-й пятилетки (2015-2020 гг.) проведен GAP-анализ развития чистой угольной энергетики в Китае (таблица 1) [53].
Таблица 1 - Цели и результаты развития чистой угольной энергетики в 13-й пятилетке в Китае
Категория Показатель Единица измерения Фактические показатели 2015 г. Показатели плана на 2020 г. Фактические показатели 2020 г. Соответствие
Полная энергия Производство первичной энергии Миллиард тонн условного угля 3.62 4.0 4.08 Выполнено
Общая установленная электрическая мощность Миллиард киловатт 15.3 20 22 Выполнено
Общее энергопотребление Миллиард тонн условного угля 4.34 <5.0 4.98 Соответствие
Общее потребление угля Миллиард тонн угля 3.96 4.1 4.04 Соответствие
Общее энергопотребление Триллион кВтч 5.69 6.8-7.2 7.5 Выполнено
Энергетическая безопасность Энергетическая самодостаточность % 84 >80 85 Соответствие
Энергетическая структура Доля потребления угля % 63.8 58 56.8 Соответствие
Энергоэффективность Расход угля на угольных электростанциях г стандартного уг-ля/кВтч 318 <310 305.5 Соответствие
Потери в линиях электропередачи % 6.64 <6.5 5.62 Соответствие
Энергетика и защита окружающей среды Сокращение выбросов углекислого газа на единицу ВВП % - 18 18.8 Соответствие
Составлено авторами на основе информации Национального бюро статистики Китая, «Стратегического плана действий по развитию энергетики Китая (2014-2020 гг.)» и «Отчета о больших данных энергетики Китая (2021 г.)» [54 55,56,57,58]
В период 14-й пятилетки (2020-2025 гг.) угольная энергетика Китая должна стать безопасной и системно-регулируемой, для этого необходимы дальнейшие разработки по сокращению выбросов углекислого газа при производстве электроэнергии на угле. В целях улучшения показателей энергосбережения, отопления и эксплуатационной гибкости угольных электростанций, продолжается оптимизация технических решений и технологическая модернизация. Ожидается, что в ближайшие пять лет мощность модернизируемых угольных энергоблоков превысит 400 млн кВт, или 37 % от общей установленной мощности. Мощность всей системы будет увеличена на 40 миллионов киловатт [59].
Авторами разработаны некоторые предложения по совершенствованию инструментария государственной поддержки разработки и внедрения ЧУТ, включая следующие:
Улучшить планы регулирования и политику стимулирования, связанные с чистым углем, включая нормативно-методическую поддержку; разработку рыночных стимулов; установление стандартов применения чистых и эффективных технологий для угольной промышленности [60].
Усилить экономическую поддержку исследований и разработок в области чистых технологий использования угля, включая проекты передовых технологий, такие как 700°С ^С, ЮСС и ССДО.
Разработать стандарты оценки экологически чистых технологий использования угля с учетом специфики угледобывающих и углепотребляющих регионов.
Усилить сотрудничество между угольными предприятиями, университетами и научными центрами для развития инноваций в области экологических ЧУТ.
Заключение
Анализ показал, что уголь останется основным источником энергии в Китае в ближайшие десятилетия. Уголь не может быть полностью заменен в краткосрочной перспективе, но несомненно то, что доля угля в структуре энергопотребления Китая будет продолжать снижаться. Чистое и эффективное использование угля в будущем станет основным источником энергии в Китае и важным средством достижения цели «двойного углерода».
Ограниченный рядом факторов, таких как несбалансированное развитие экологически ЧУТ между регионами и предприятиями, недостаток инновационных возможностей в основных технологиях, несовершенные механизмы управления и регулирования, необходимость увеличения инвестиций в НИОКР и подготовку кадров, в настоящее время Китай еще не добился полностью чистого и эффективного использования угля. При этом он достиг мирового лидерства в исследованиях и разработках, производстве оборудования и демонстрационных проектах некоторых ЧУТ.
Анализ показал, что с 1997 года в Китае реализуется политика экологических ЧУТ. При осуществлении этой политики достигнуты значительные успехи: разработаны более 10 ЧУТ, определены приоритетные технологии, запущены демонстрационные проекты, по которым Китай является мировым лидером. Анализ показал, что критические и сверхкритические технологии производства электроэнергии на угле, технология производства электроэнергии с циркулирующим псевдоожиженным слоем CFB и интегрированная система газификации угля с комбинированным циклом производства электроэнергии IGCC имеют важное значение в производстве чистой угольной энергии, поскольку эффективно сокращают выбросы CO2 от угольных электростанций и обеспечивают экологически чистое и низкоуглеродное использование угольной энергии. Приоритетное внимание должно уделяться технологиям CCUS, позволяющим значительно снизить антропогенную нагрузку на окружающую природную среду за счет улавливания углерода. Для подобных программ требуется применение мер государственной поддержки и экономических стимулов для угольной отрасли.
Анализ с применением GAP-анализа показал, что в период 2015-2020 гг. пятилетние цели развития чистой угольной энергетики Китая в основном были выполнены. Производство и потребление энергии продолжают расти, увеличилась эффективность использования угля, снизилась доля потребления угля, значительно возрос уровень экологически чистого развития. В Китае отсутствуют четкие правила по выбросам углекислого газа, поэтому цели по снижению выбросов углекислого газа не стали предметом объективной оценки в энергетической отрасли; в целом, Китай достиг целевых показателей, однако из-за различных ограничений, связанных с экологическими факторами, возможности чистых технологий по регионам несбалансированы. Таким образом, в полной мере концепция «зеленого развития» не была реализована [61].
Судя по мировому опыту продвижения ЧУТ, правительство является важной движущей силой, а государственная поддержка необходима для развития чистой энергетики [62].
Источники:
1. Плакиткин Ю. А., Плакиткина Л. С., Дьяченко К. И. Развитие угольной отрасли под воздействием тенденций «зеленой» энергетики и санкционных ограничений // Уголь. 2023. № 8. С. 66-72.
2. Череповицын А. Е., Лебедев А. П. Экономическая и экологическая эффективность переработки бурового шлама при бурении нефтяных и газовых скважин // Russian Journal of Resources. 2023. Т. 10. №. 4.
3. Coal 2023 Executive summary [Электронный ресурс]: IEA (2023). URL: https://www.iea.org/reports/coal-2023 (дата обращения: 01.03.2024).
4. Statistical Bulletin of the National Economic and Social Development of the People's Republic of China in 2023 [Электронный ресурс]: National Bureau of Statistics of China. URL: https://www.stats.gov.cn/sj/zxfb/202402/t20240228_1947915.html (дата обращения: 29.02.2024).
5. Кранина Е. И. Китай на пути к достижению углеродной нейтральности // Финансовый журнал. 2021. Т. 13. № 5. С. 51-61.
6. World Energy Outlook [Электронный ресурс]: International Energy Agency. URL: https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2023 (дата обращения: 01.03.2024).
7. Yang B., Bai Z., Fu S., Cao Y. Division of carbon sink functional areas and path to carbon neutrality in coal mines // International Journal of Coal Science and Technology. 2022. Т. 9. №. 1. С. 48.
8. Kirsanova N., Nevskaya M., Raikhlin S. Sustainable Development of Mining Regions in the Arctic Zone of the Russian Federation // Sustainability. 2024. Т. 16. №. 5. С. 2060.
9. Nevskaya M. A., Vinogradova V. V., Belyaev V. V., Raikhlin S. M., Khaikin M. M. A study of factors affecting national energy efficiency // Energies. 2023. Т. 16. №. 13. С. 5170.
10. Fu, Z., Zhang, Y., He, S., Wang, H., Jiang, X., Wang, S. Multi-objective programming for economy-energy-environment system and policy mix with dual constraints of carbon emission and water consumption based on multi-scenario analysis // Energy Reports. 2022. Т. 8. С. 7884-7891.
11. Dmitrieva D., Chanysheva A., Solovyova V. A Conceptual Model for the Sustainable Development of the Arctic's Mineral Resources Considering Current Global Trends: Future Scenarios, Key Actors, and Recommendations // Resources. 2023. Т. 12. №. 6. С. 63.
12. Цыгляну П. П. и др. Инжиниринговые проекты в топливно-энергетическом комплексе России: актуальные проблемы, факторы и рекомендации по развитию // Уголь. 2023. №. 3 (1165). С. 45-51.
13. Brodny J., Tutak M. Challenges of the polish coal mining industry on its way to innovative and sustainable development // Journal of Cleaner Production. 2022. Т. 375. С. 134061.
14. Dmitrieva D., Solovyova V. Russian Arctic Mineral Resources Sustainable Development in the Context of Energy Transition, ESG Agenda and Geopolitical Tensions // Energies. 2023. Т. 16. №. 13. С. 5145.
15. Li Q. The view of technological innovation in coal industry under the vision of carbon neutralization // International Journal of Coal Science & Technology. 2021. Т. 8. №. 6. С. 1197-1207.
16. Jinfeng L. Evaluation of China's Coal Industry Policy and Improvement Suggestion // China's Industrial Policy Transformation: Theory And Practice. 2021. Т. 23. С. 195.
17. Tong, W., Feng, L., Xin, Z. H., Xiaoli, D., Tongxing, Y. U., Shihua, R., ... & Jianqiang, Z. Reflection on China's coal resource guarantee capacity and exploration work under the background of "double carbon" // COAL SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2023. Т. 51. №. 12. С. 1-8.
18. Marinina O., Kirsanova N., Nevskaya M. Circular economy models in industry: Developing a conceptual framework // Energies. 2022. Т. 15. №. 24. С. 9376.
19. Clark A., Zhang W. Estimating the employment and fiscal consequences of thermal coal phase-out in china // Energies. 2022. Т. 15. №. 3. С. 800.
20. Демонстрационный инновационный проект CCUS на электростанции острова Чансин успешно введен в опытную эксплуатацию [Электронный ресурс]: Shanghai Chongming District People's Government. URL: https://www.shcm.gov.cn/xwzx/002003/20230110/ dc5aa0bf-d056-47ba-81c5-b9661efafc7e.html (дата обращения: 01.03.2024).
21. Проект расширения угольных энергоблоков мощностью 2х1000 МВт компании Gansu Power Investment Zhangye Power Generation Company успешно завершил первый подъем [Электронный ресурс]: International Electricity Network. URL: https://power.in-en.com/html/power-2441326.shtml (дата обращения: 01.03.2024).
22. Начался проект четвертой фазы строительства миллионной электростанции Хуайнань Пинвэй с крупнейшей установленной мощностью в провинции Аньхой [Электронный ресурс]: China Workers Network. URL: https://www.workercn.cn/c/2024-01-02/8099243.shtml (дата обращения: 01.03.2024).
23. Плакиткин Ю. А, Плакиткина Л. С., Дьяченко К. И. Уголь как основа большого цивилизационного «скачка» и новых возможностей мирового развития // Уголь. 2022. № 8. С. 77-83.
24. Кузнецова Е., Васюков Д., Умрихин А., Бахматов А., Ларьков М., Семенова Е. Будущее угольной индустрии: рынок России до 2050 г. угля [Электронный ресурс]: Яков и Партнёры. URL: https://yakov.partners/upload/iblock/c18/2nb7m91l5ghtb62dp0m50 e3hj0hssvnu/May_2023_coal_part_2.pdf (дата обращения: 07.10.2023).
25. Shugang L. I. et al. Thoughts on the development path of coal and gas co-mining technology in dual carbon strategy // COAL SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2024. Т. 52. №. 1. С. 138-153.
26. План реализации углеродного пика и углеродной нейтральности при поддержке технологий (2022-2030 гг.) [Электронный ресурс]: China Government Network. URL: https://www.gov.cn/zhengce/2022-08/18/content_5705885.htm (дата обращения: 01.03.2024).
27. Zhao L. T., Liu Z. T., Cheng L. How will China's coal industry develop in the future? A quantitative analysis with policy implications // Energy. 2021. Т. 235. С. 121406.
28. Zhang, B., Wang, S., Wang, D., Wang, Q., Yang, X., & Tong, R. Air quality changes in China 2013-2020: Effectiveness of clean coal technology policies // Journal of Cleaner Production. 2022. Т. 366. С. 132961.
29. Содействие чистому и эффективному использованию угля [Электронный ресурс]: National Development and Reform Commission (NDRC), People's Republic of China. URL: https://www.ndrc.gov.cn/fggz/hjyzy/jnhnx/202210/t20221011_1338505_ext.html (дата обращения: 01.03.2024).
30. Отчет о больших данных энергетики Китая (2023 г.) [Электронный ресурс]: China Energy News Network. URL: https://cpnn.com.cn/news/baogao2023/ 202306/t20230620_1611029.html (дата обращения: 01.03.2024).
31. Отчет о минеральных ресурсах Китая (2023 г.) [Электронный ресурс]: China Geological Survey. URL: https://www.cgs.gov.cn/ ddztt/kydh/2023kydh/ cgzl2023kydh/202310/t20231026_746125.html (дата обращения: 01.03.2024).
32. Более 1/3 компаний с долей А опубликуют ESG-отчеты в 2022 году [Электронный ресурс]: Xinhua Finance National Financial Information Platform. URL: https://www.esgvista.com.cn/product (дата обращения: 01.03.2024).
33. Blinova E., Ponomarenko T., Tesovskaya S. Key Corporate Sustainability Assessment Methods for Coal Companies // Sustainability. 2023. Т. 15. №. 7. С. 5763.
34. Кондратьев С.А., Хамзина Т.А. Повышение качества концентрата во флотационном обогащении низкосортного угля // Записки Горного института. 2024. Т. 265. С. 65-77.
35. Лицзюань Чжан, Пономаренко Т. В., Сидоров Д. В. Оценка чистых угольных технологий с применением технологии улавливания, утилизации и хранения углерода в угольной промышленности Китая // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2024. № 2. С. 105-128.
36. Абрашитов А. Ю., Череповицын А. Е. Обобщение факторов, способствующих развитию потенциала технологической модернизации горнодобывающего производства // Известия Санкт-Петербургского государственного экономического университета. 2023. №. 6-2 (114). С. 63-69.
37. Pudasainee D., Kurian V., Gupta R. Coal: Past, present, and future sustainable use // Future Energy. 2020. С. 21-48.
38. Wang, X., Tang, Y., Wang, S., & Schobert, H. H. Clean coal geology in China: Research advance and its future // International Journal of Coal Science & Technology. 2020. Т. 7. С. 299-310.
39. Filippov S. P., Keiko A. V. Coal gasification: at the crossroad. Technological factors // Thermal Engineering. 2021. Т. 68. С. 209-220.
40. Huang, Y., Rolfe, A., Rezvani, S., Herrador, J. M. H., Franco, F., Pinto, F., ... & Hewitt, N. Converting brown coal to synthetic liquid fuels through direct coal liquefaction technology: Techno-economic evaluation // International Journal of Energy Research. 2020. Т. 44. №. 14. С. 11827-11839.
41. Wahid, A., Mustafida, R., & Husnil, A. Exergy analysis of coal-fired power plants in ultra supercritical technology versus integrated gasification combined cycle. 2020. Т. 7. №. 1. С. 32-42.
42. Wang, G., Ren, H., Zhao, G., Zhang, D., Wen, Z., Meng, L., & Gong, S. Research and practice of intelligent coal mine technology systems in China // International Journal of Coal Science & Technology. 2022. Т. 9. №. 1. С. 24.
43. Announcement of Jiangxi Ganneng Co., Ltd. on its plan to increase capital in its holding subsidiary and invest in the construction of clean coal power projects [Электронный ресурс]: Jiangxi Ganneng Co., Ltd. URL: https://file.finance.sina.com.cn/211.154.219.97:9494/ MRGG/CNSESZ_ST0CK/2022/2022-11/2022-11-11/8660736.PDF (дата обращения: 01.03.2024).
44. Zhang H., Lyu J., Yue G. A review on research and development of CFB combustion technology in China // Powder Technology. 2023. Т. 414. С. 118090.
45. Компания Harbin Electric Group Boiler успешно разработала котел с циркулирующим кипящим слоем с самой большой единичной мощностью и самыми высокими параметрами в мире [Электронный ресурс]: Harbin Electric Group Co., Ltd. URL: https://www.harbin-electric.com/news_view.asp?id=16364 (дата обращения: 01.03.2024).
46. Хуанэн начинает строительство первой в Китае электростанции IGCC с независимыми правами интеллектуальной собственности [Электронный ресурс]: China Huaneng Group Corporation. URL: http://www.sasac.gov.cn/n2588025/n2588124/c4198461/content.html (дата обращения: 01.03.2024)
47. Скобелев Д.О., Череповицына А.А., Гусева Т.В. Технологии секвестрации углекислого газа: роль в достижении углеродной нейтральности и подходы к оценке затрат // Записки Горного института. 2023. Т. 259. С. 125-140.
48. Чанышева А. Ф., Соловьева В. М. , Мошак А. Я., Подолянец Л. А. Анализ мирового опыта и перспектив реализации проектов СС(Ц^ в России // Российский экономический интернет-журнал. 2022. Т. 4. № 4. С. 1-18.
49. Cherepovitsyn A., Chvileva T., Fedoseev S. Popularization of carbon capture and storage technology in society: Principles and methods // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020. Т. 17. №. 22. С. 8368.
50. Череповицына А. А., Череповицын А. Е., Кузнецова Е. А. Проекты улавливания, хранения и использования СО2 и их экономическая целесообразность // Журнал «ЭКО». 2024. Т. 54. №. 1. С. 117-131.
51. China decarbornization market report 2: ccus market overview and [Электронный ресурс]: Innovation Center for Energy and Transportation U.S.-China Cleantech Center. URL: http://uschinacleantech.org.cn/wp-content/uploads/2023/12/China-CCUS-Market-Report.pdf (дата обращения: 01.03.2024).
52. China Carbon Dioxide Capture, Utilization and Storage (CCUS) Annual Report (2023) [Электронный ресурс]: China Agenda 21 Management Center. URL: https://www.globalccsinstitute.com/wp-content/uploads/2023/03/CCS-Progress-in-China-CN.pdf (дата обращения: 01.03.2024).
53. Zhang X. Upgrading for 30-60 Targets: China's Policy Framework on Carbon Peaking and Carbon Neutrality // Korea Europe Review: an interdisciplinary journal of politics, society, and economics. 2023. №. 4. С. 21.
54. National Bureau of Statistics of China: Energy supply guaranteed during the 2020-2021 heating season [Электронный ресурс]: National Development and Reform Commission, People's Republic of China. URL: https://www.ndrc.gov.cn/xwdt/ztzl/nybzgzzl/gnjnybz/ 202103/t20210330_1270959.html (дата обращения: 01.03.2024).
55. National Energy Administration of China: Electricity consumption of the whole society in 2020 [Электронный ресурс]: Energy Bureau website. URL: https://www.gov.cn/xinwen/2021-01/20/content_5581283.htm (дата обращения: 01.03.2024).
56. Energy Development Strategic Action Plan (2014-2020) [Электронный ресурс]: General Office of the State Council of China. URL: https://www.gov.cn/zhengce/content/2014-11/19/content_9222.htm (дата обращения: 01.03.2024).
57. Implementation Plan for Renovation and Upgrading of National Coal Power Generation Units [Электронный ресурс]: National Development and Reform Commission, National Energy Administration. URL: https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/202111/ P020211103333054582799.pdf (дата обращения: 01.03.2024).
58. China Energy Big Data Report (2021) [Электронный ресурс]: China Electronics Media Energy Information Research Center. URL: http://www.hydropower.org.cn/showNewsDetail.asp?nsId=31457 (дата обращения: 01.03.2024).
59. Китайская ассоциация угольной промышленности: Понимание передовой угольной энергетики и технологических инноваций в рамках цели «двойного углерода» [Электронный ресурс]: China Electric Industry and Energy. URL: https://www.coalchina.org.cn/ index.php?m=content&c=index&a=show&catid =52&id=139438 (дата обращения: 01.03.2024).
60. Глебова Е.В., Волохина А.Т., Вихров А.Е. Оценка эффективности управления культурой производственной безопасности в компаниях ТЭК // Записки Горного института. 2023. Т. 259. С. 68-78.
61. Li Z., Chen S., Chang X. Achieving clean energy via economic stability to qualify sustainable development goals in China // Economic Analysis and Policy. 2024. Т. 81. С. 1382-1394.
62. Литвиненко В.С., Петров Е.И., Василевская Д.В., Яковенко А.В., Наумов И.А., Ратников М.А. Оценка роли государства в управлении минеральными ресурсами // Записки Горного института. 2023. Т. 259. С. 95-111.
