Отходы в доходы

Обновленная энергетическая стратегия России предполагает, что к 2035 году золошлаковые отходы, в том числе от угольных ТЭС, должны утилизироваться на 50% а к 2050 году этот показатель должен достичь 90%. О том, какое отношение проблема золошлаков имеет к Юнипро, как их утилизация связана с экологией и какие имеет бизнес-перспективы, рассказал для «Юнипро Мегаватт» Игорь Шелухин.

Никакой опасности для человека и природы

– Игорь Сергеевич, давайте коротко напомним нашим читателям, что такое золошлаки и на каких станциях нашей компании они образуются.

– На четырех из пяти станций Юнипро основное топливо – природный газ. И только одна станция работает на угле – Березовская ГРЭС. Когда в котлах сжигается газ, все продукты горения, тоже газообразные, проходят очистку, вылетают через трубу и рассеиваются в атмосфере. А вот при сжигании угля, как и практически любого твердого топлива, образуется зола. В этом может убедиться каждый, кто, например, жарил шашлыки на мангале.

Однако на Березовской ГРЭС сжигается не просто кусковой уголь. Здесь реализовано пылеугольное сжигание: уголь на специальных мельницах размалывается в пыль, которая вдувается в котел и там сгорает. Образуется очень мелкая зола, летающая в дымовых газах, мелкодисперсная взвесь, которая уносится в дымоход. Это и есть так называемая зола-унос. Она попадает на электрофильтры и за счет статического электричества оседает на них: примерно 99,5% от всей золы. Остальные 0,5–0,6% – это более крупная фракция, которая не улетает с дымом, а оседает прямо в самом котле: например, остатки камней, которые встречаются в угле и размалываются вместе с ним. Такие крупные и тяжелые остатки называются шлаками. Они выпадают на холодную воронку в самом низу котла и удаляются оттуда специальным конвейером.

Такие твердые продукты горения в целом называются золошлаковой смесью или попросту золошлаками. Когда и зола, и шлаки уже осели, удалены из холодной воронки и с фильтров, на ГРЭС они смешиваются с водой, чтобы зола не улетала и не пылила. Такая жидкая золошлаковая смесь по трубе подается в золоотвал, который у нас представляет собой специально построенный открытый водоем. Там эта смесь оседает и лежит на дне, накапливается годами, никуда не вывозится.

– Нередко можно столкнуться со стереотипом о крайней экологической опасности таких золоотвалов. Насколько это соответствует действительности?

– Абсолютно не соответствует. Сама по себе зола от полного сгорания твердого топлива – а у нас происходит практически полное сгорание! – никакой опасности ни для человека, ни для природы по своему составу не представляет. Более того, ее традиционно использовали как удобрение. Да и сейчас ту же золу и несгоревшие угли из мангалов дачники просто высыпают себе в огород. Точно так же и с золоотвалами угольных станций. Это специально отведенное место, не просто яма в земле, а гидросооружение или специальный пруд с подготовленными бортами, исключающими попадание отходов во внешнюю среду. Захоронение под водой исключает распространение угольной пыли по местности вокруг ГРЭС. Многие тепловые станции у нас в стране раньше работали на угле, в 1970-х годах были переведены на газ, но старые золоотвалы, разумеется, остались. Сейчас они уже заросли лесом, там поселились различные животные и птицы, сложилась совершенно нормальная экосистема.

Если брать химический состав золы, то он в основном минеральный, зависит от состава использовавшегося угля. На Березовской ГРЭС зола главным образом кальциевая. Она состоит из оксидов кальция и оксидов кремния, фактически – из извести и обычной песчаной или глинистой пыли: там, как и в глине, есть немного алюминия, железа и других элементов.

Еще одно устойчивое заблуждение: зола может быть радиоактивной. Этот страх у людей остался после аварий на объектах ядерной энергетики. Но ГРЭС – не атомная станция. Ни на ней, ни в составе угля, который она использует в качестве топлива, нет радиоактивных материалов. Радиационная безопасность всех происходящих на ГРЭС процессов доказана множеством исследований.

Где можно применять золу

– Сколько в целом тонн золы-уноса образуется за год работы Березовской ГРЭС?

– Это очень сильно зависит от загрузки станции: чем выше загрузка – тем больше золошлаковых отходов. Раньше, при подсчете за последние десять лет, в среднем получалось около 166 тонн в год. Сейчас загрузка сильно возросла. В прошлом году у нас уже было 204 тысячи тонн золы-уноса. В среднем, можно сказать, около 200 тысяч тонн за год. Для наглядности: если брать только по весу, это около 3000 железнодорожных вагонов. Но зола еще и легкая, так что объем будет гораздо больше.

– Впечатляет! А есть какая-нибудь особенность у золы-уноса именно на этой станции?

– Как я уже говорил, здесь зола в основном кальциевая. Причем в ней много не только оксида кальция, СаО, но и активного кальция, не прореагировавшего с кислородом. В итоге наша зола-унос по своим свойствам похожа на известь, причем негашеную. Она может связывать различные химические вещества. Такое родство с известью определяет сразу несколько интересных направлений ее возможного вторичного использования в хозяйстве. Золу-уноса с Березовской ГРЭС потенциально можно использовать для улучшения почв, для их скрепления и обезвоживания при строительстве – как при дорожном, так и при формировании больших площадок под застройку. Возможно применение для осушения карьеров по добыче глины, использование как добавки в различные строительные материалы: известковые и цементно-известковые растворы применяются уже не один век, в буквальном смысле проверены временем.

– На практике это уже где-то использовалось?

– Да, на сегодняшний день у нас есть опыт сотрудничества с одной из компаний, использующих нашу золу-уноса в цементных растворах для тампонажа нефтяных скважин. Такая добавка в раствор уже хорошо себя зарекомендовала. Но мы рассматриваем самые разные направления использования золошлаков, заказали исследования сразу нескольким институтам. Кроме тех вариантов применения в хозяйстве, которые я уже назвал, есть перспектива использования золы-уноса в составе пенобетонных и газобетонных блоков, а также промышленных термоизолирующих материалов, в том числе для обкладки печей и связанных с ними труб, разогретых до высокой температуры. Есть и такое перспективное направление, как использование золы для рекультивации и стабилизации свалок. Одна из главных экологических проблем, связанных с мусорными полигонами, заключается в том, что они могут начать гореть изнутри. Для предотвращения этого отходы пересыпают инертными материалами, и сейчас мы изучаем возможность применения золы-уноса именно в этом качестве.

В целом использование золы и шлака в народном хозяйстве достаточно активно развивалось еще в СССР, начиная с 1970-х годов. Велись работы и в 1990-х. Есть ряд ГОСТов, которые позволяют использовать золу при производстве цемента, бетона, подмешивать ее в смеси в небольших количествах, порядка 5%. На самом деле очень многие строительные материалы можно делать из отходов различных производств: например, давно и широко используется доменный шлак, отход металлургической промышленности.

Миллионы рублей экономии

– С какими именно институтами сейчас налажено сотрудничество по этой теме? Как оно происходит?

– Как и любая крупная компания, мы объявляем тендеры на предоставление услуг и работаем с победителями таких тендеров. На сегодняшний день это Тверской государственный технический университет (ТвГТУ), Красноярский институт железнодорожного транспорта (КрИЖТ), Сибирский автодорожный институт (СибАДИ). Наша основная цель – выяснить, как наша зола может быть использована в производстве различных материалов для разных областей хозяйства, поэтому сейчас ТвГТУ работает с нами по строительной тематике, СибАДИ – по дорожной, КрИЖТ – по теплоизоляции.

Главный результат этой работы заключается в том, что свойства нашей золы-уноса, ее особенности в тех или иных условиях подтверждаются экспериментами, научно обосновываются. Исследования еще не закончены, и в дальнейшем, как мы надеемся, с результатами этих исследований можно будет выйти на производителей конкретного типа продуктов, которые будут готовы использовать золу как материал для собственного производства, для увеличения его эффективности. И здесь нам может помочь опыт и связи институтов в соответствующих отраслях.

– А какой экономический эффект от реализации золы-уноса ожидается для самой Березовской ГРЭС?

– Основной эффект в том, что нам не нужно будет размещать эти тонны отходов на золоотвале. Ведь расширение золоотвала – это значительные затраты на капитальное строительство с большими земляными работами, мы задействуем строительную технику, для перекачки нам нужны насосы, трубы и многое другое. Кроме того, есть экологические платежи, которые мы должны осуществлять за захоронение своих отходов. Так что в сумме получаются миллионы рублей. А когда мы золу продаем, пусть и по невысокой цене, это идет в бюджет компании, в плюс, а не в минус. И конечно же, если у нас не будет потребности в новых площадях для золоотвалов, это позволит сохранить природу вокруг станции. Экологии это пойдет только на пользу.

Нужна государственная поддержка

– Какие объемы золы-уноса планируется сбывать в перспективе? Что для этого нужно сделать?

– В Красноярском крае, где находится Березовская ГРЭС, была принята региональная программа по увеличению вторичного использования золы-уноса до уровня более 50% к 2035 году. То есть к намеченной в программе дате мы должны реализовывать больше половины образовавшейся у нас золы – свыше 100 тысяч тонн. Как этого добиться? Над этим мы работаем и с государственными органами, с властями края, и с другими компаниями, представленными в энергетической отрасли. Хотим включить в программу ряд направлений, реализацией которых мы занимаемся, подключить к решению проблемы имеющиеся в крае предприятия цементной отрасли, дорожников.

Второе, чего хотелось бы добиться, – четкая государственная поддержка для компаний, использующих золу как материал. Необходимо повысить их заинтересованность. Речь могла бы идти, например, о налоговых льготах или компенсациях капитальных затрат, направленных на увеличение потребления золы-уноса. С такими затратами столкнулись и мы: сейчас на станции строится зона выгрузки золы в автомобили-цементовозы. У наших партнеров, соответственно, будут затраты на строительство приемки золы, ее подачи к месту использования – пневмотранспортом либо как-то еще. Нужны будут смесительные машины и другое. Работы на этом направлении много, и все понимают, что реализовать все в течение года-двух просто нереально. Поэтому и принята такая многолетняя программа.

– И последний вопрос. Вы сказали, что уже идет строительство площадки для отгрузки золы. Какая инфраструктура для этого имеется на Березовской ГРЭС? Какие объекты строятся для того, чтобы бесперебойно снабжать заказчиков золой-уносом?

– Инфраструктура у нас пока небольшая, и мы рассматриваем разные возможности ее обустройства. Например, наши партнеры, которые работают в нефтяной отрасли и используют золу для тампонажа скважин, установили небольшой силос – емкость, в которой они накапливают золу и расфасовывают ее в биг-бэги – большие мешки, вместимостью по тонне каждый. Это позволяет использовать обычные грузовые автомобили. Мы сейчас заканчиваем строительство дополнительного силоса специально для отгрузки в автоцементовозы, которые будут просто подъезжать под засыпную погрузку, без мешков. Силос небольшой, на 40 тонн, фактически – на одну-две машины. Но сейчас и нет большого спроса. Наша задача – создать этот спрос, сделать так, чтобы эти автомобили могли со станции постоянно отправляться на предприятия цементной промышленности и к другим партнерам. А в перспективе мы не исключаем того, что наша зола-унос и изготовленная из нее продукция смогут продаваться в близлежащих регионах для нужд разных отраслей.

Образцы тротуарной плитки, изготовленной с применением золы-уноса Березовской ГРЭС