16:2205.11.2009г.
В конце сентября, как бы подводя итоги лета и подготовки к работе в холодное время года, Запорожская государственная администрация подвела итоги конкурса по энергосбережению. Среди промышленных предприятий победителем был признан один из самых крупных в прошлом загрязнителей – ОАО «Запорожкокс». Экология и энергосбережение часто соседствуют друг с другом. И выполняя энергосберегающие программы, сегодня предприятия параллельно реализуют и экологические. «Запорожкокс» тому наглядное свидетельство. Коксохимики стали победителями конкурса за уникальный проект. Их установка утилизации тепла и обезвреживания дымовых газов от коксовых батарей на базе двух котлов-утилизаторов и турбогенератора получила больше всего голосов. Прежде всего, за то, что такая установка является уникальной, и запорожцы стали первооткрывателями в этой области.
Смотреть, увидеть, посчитать
Коксохимики, как и металлурги, переживают сейчас далеко не лучшие времена. Основная проблема, кроме сбыта, естественно, связана в украинском ГМК с энергоресурсами. Не хватает их в стране. Так привыкли считать все. Точнее – почти все. Так всегда было проще. При Союзе они стоили копейки, и дефицита их не наблюдалось. С приходом независимости они долгое время также были значительно ниже европейских, и украинская металлургия оказывалась вполне конкурентоспособной. Так что и владельцы предприятий больше рассчитывали на политиков, чем на внедрение энергосберегающих технологий. Политики обходились тогда еще дешевле. У науки было другое мнение, но к нему не особенно прислушивались. Пока не начали расти цены на природный газ и нефтепродукты.
Вот тогда и услышали мнение профессор кафедры экологии Донецкого технического университета, члена-корреспондента Академии Технологических Наук Украины Михаила Краснянского. Он утверждает, что вопросы энергопотребления являются для Украины сложнейшим клубком трудноразрешимых проблем, нерешенность которых начинает угрожать национальной безопасности Украины.
Михаил Краснянский определяет шесть основных позиций в деле энергосбережения. Это:
1. Уменьшение энергоемкости выпускаемой продукции на действующих предприятиях за счет модернизации технологий.
2. Повышение кпд котлов и снижение потерь в электротеплосетях при производстве и транспортировке электрической и тепловой энергии, а также в жилых домах.
3. Утилизация «энергосодержащих» отходов.
4. Внедрение альтернативных экологически чистых источников энергии.
5. Постепенный перевод автотранспорта на газовые и электрические двигатели.
6. Постепенный перевод украинской экономики на так называемые «интеллектуальные» технологии (компьютерные, телекоммуникационные, биогенные и др.) как значительно менее энергоемкие, а также более высокорентабельные и экологически чистые.
«По оценкам европейских экспертов средняя энергоемкость 1 тонны украинской промышленной продукции составляет 1,9 т условного топлива, в то время как этот показатель для Западной Европы равен лишь 0,2 т, т.е. в почти в10 раз ниже. Та же 1 тонна украинской «тяжелой» продукции дает в среднем (по всей цепочке - от добычи сырья и производства энергии до конечного продукта в упаковке) 9 т неутилизованных отходов, в то время как для Западной Европы количество таких отходов составляет лишь 0,5 т, т.е. в 18 раз меньше, – говорит Михаил Краснянский. – Еще пример: в себестоимости 1 тонны угля до 50% (а иногда и выше!) занимает энергетическая составляющая, т.е., добыв тонну такого угля, мы тут же сжигаем полтонны для добычи следующей тонны. Из приведенных цифр ясно, что те самые отрасли, которые и создают в Украине непреодолимые экологические проблемы и беды, либо низкорентабельны, либо безнадежно убыточны и не могут (да и не желают) ликвидировать эти экологические проблемы «за свой счет». Беда еще и в том, что доля этих сверхэнергоемких, мало- или нерентабельных, экологически «грязных» отраслей промышленности в ВВП Украины непрерывно растет и уже достигла 60%! Скажите, какая страна, какой бюджет, какой МВФ с ЕБРР, какой человеческий организм может все это долго выдержать?! Такая сверхэнергоматериалоемкая экономика не просто плоха или кризисна – она вообще находится за пределами человеческого разума...».
Конечно, ученым свойственны более строгие и выдержанные высказывания. Да это и не научная работа, а желание привлечь к обсуждению проблемы не только специалистов, но и общественность. В качестве выхода Михаил Краснянский предлагает ввести «энергоэкологическую цену» каждого вида продукции. Вот, например, как выглядит такая «цена» одной тонны стали, выпускаемой Мариупольским металлургическим комбинатом им. Ильича (плановая производительность – свыше 7 млн. т стали в год):
выбросов в атмосферу – 50 кг;
сбросов в водный бассейн – 10 куб. м;
выход шлаков в отвал – 1,2 т;
расход газа – 200 куб. м.
расход электроэнергии – 450 кВт.
Теперь умножьте это все на 7 млн. (и это только по одному меткомбинату, а их в Украине больше десятка, правда, не все такие мощные). При этом, производство каждого мегаватта тепловой электроэнергии «создает» 200 кг газов,20 куб. м стоков и 250 кг золы. Теперь умножьте эти последние цифры на 80-90 млн. мегаватт годовой украинской тепловой генерации (остальные 70-80 млн. – АЭСовские). В котлах ТЭС сжигается, примерно, 50 млн. т украинского энергетического угля, а добыча каждой его тонны «обходится» природе в 20 кг выбросов (как продуктов горения из террикоников, так и шахтного метана из скважин), 10 куб. м сбросов, 1 т породы в отвал. Теперь все это вместе сложите. И что же получится?
Можем быть первыми
Но вернемся на «Запорожкокс». Здесь заработала первая в мире электротурбина, работающая за счет сжигания дыма коксовых батарей. В результате выбросы уменьшились на 20%, а предприятие получило дефицитную электроэнергию.
Как отметил еще во время официального пуска главный энергетик завода Владимир Шарагин, нигде в мире дым коксовых батарей не используют как энергетическое сырье, хотя при дожиге тонны дыма выделяется примерно столько же тепла, сколько при сжигании 500 кг природного газа. В итоге из того, что попадает в организм человека как вредное вещество, получают энергоноситель. Но для достижения этого надо было хорошо потрудиться.
Сначала были построены и запущены две установки дожига дымовых газов от первой и второй батарей, которые, кстати, также не имеют мировых аналогов. Они сжигают и обезвреживают дым коксовых батарей, который содержит окись углерода и другие вредные горючие газы. За счет этого и вырабатывается тепло и пар на нужды производства. Причем, температура и давление пара значительно выше, чем необходимо в технологическом процессе. Поэтому, производя за счет пара электроэнергию, турбина снижает его температуру и давление, что дает возможность сразу использовать пар в производстве.
Таким образом, работающие на выбросах две котельные дают на 50 т в час пара больше, чем нужно предприятию. А это означает, что коксохимики могут делиться излишками тепла, обогревая, к примеру, один из городских районов. Важно и другое. Объема таких газов хватило для использования их при возведении еще одной котельной и двух электротурбин. Это позволило практически полностью обеспечить предприятие электроэнергией. Одна турбина производит 6 мегаватт электроэнергии при потребности предприятия 13–18 МВт. А их две. Предполагается, что затраты окупятся приблизительно за три года. А технологический пар и электроэнергия получаются самыми дешевыми в Украине. Но это сугубо финансовый аспект проблемы. В данном случае не подсчитан эффект от снижения выбросов на 30 т в год твердых веществ, 700 т сернистых соединений и 100 т угарного газа. Вот и получается, не просто завод, а еще и электростанция, работающая на отходах производства. Ни мазута, тебе, ни угля, не говоря уже о природном газе или урановых кассетах. И сырье всегда рядом…
За прошлый год ОАО «Запорожкокс» хотя и уменьшило производство кокса на 6,3%, однако закончило его с чистой прибылью 33,127 млн. грн. И тут есть доля энергосберегающих технологий. Следует добавить, что Запорожский коксохимзавод еще в перестроечные времена одним из первых в стране наладил выпуск бензина. Поначалу 72-го, а потом и с более высоким октановым числом. Выпускает он его и сегодня, пополняя копилку предприятия. А когда-то очереди автомобилей тянулись к проходной ОАО «Запорожкокс», где можно было получить драгоценное по тем временам топливо.
Возможно, к поиску таких решений руководство предприятия подтолкнули и «зеленые», некогда приехавшие со всего Советского Союза в Запорожье и выбравшие в качестве «жертвы» именно коксохим, точнее, его трубы. Тогда к этим трубам было приковано внимание всех СМИ. И было это в августе 1991 года. Путч и развал страны затмил это событие, но в памяти самих коксохимиков оно оставило неизгладимое впечатление. Теперь на предприятии замкнутый цикл водоснабжения, недавно закрыто пекококсовое производство, выбросы от которого содержали в себе наибольшее количество канцерогенов по сравнению с другими цехами. Наверное, и это было учтено при подведении итогов конкурса.
В последние месяцы предприятия ГМК, в том числе и коксохимические старались использовать снижение объемов производства если и не с модернизации, на которую всегда денег мало, то хотя бы на осмысление существующего положения. ОАО «Запорожкокс» нашло достаточно эффективный ответ на вызовы времени, однако одна ласточка, как говорится, весны не делает, а один завод не может представлять всю отрасль, где дела, скажем прямо, идут с переменным успехом.
Желания и возможности
Действительно, на других предприятиях отрасли дела обстоят не так оптимистично. В ОАО «Днепродзержинский коксохимический завод», например, приостановлено строительство цеха очистки коксового газа от сероводорода. А ведь его строительство является одним из важнейших пунктов городской программы по снижению вредных выбросов от основных предприятий-загрязнителей.
Завершить строительство цеха очистки коксового газа от сероводорода изначально предполагалось в 2009 году, однако в нынешнем году руководство предприятия обратилось к городским властям с просьбой перенести выполнение природоохранного мероприятия на 2012 год. По словам мэра Ярослава Корчевского, городские власти направили официальное обращение к руководству компании – собственника завода, которым является российская компания «Евраз Групп». В нем горожане указали на необходимость ускорить темпы строительства цеха, однако подвижек в этом вопросе пока не достигнуто. Экономические проблемы оказываются важнее экологических. Но в данном случае идет речь не о желании и выгоде, а о возможностях.
Зато ОАО «Авдеевский коксохимический завод» (Донецкая область) в конце сентября завершил реконструкцию системы конечного охлаждения коксового газа в цехе сероочистки № 2, применив экологически чистую технологию закрытого охлаждения с использованием уникального для Украины оборудования. Это позволит заводу уменьшить выбросы химических веществ в атмосферу на 640 т в год.
Проектирование, закупка оборудования и строительство установки в цехе сероочистки № 2 длилось около 2 лет. Инвестиции в модернизацию производства и защиту окружающей среды составили более 10 млн. грн. Установка закрытого охлаждения, построенная по разработанной специалистами АКХЗ технологии, исключила из технологической схемы охлаждения непосредственный контакт газа с водой и тем самым полностью прекратила попадание химических элементов в атмосферу. Основой установки стал трехступенчатый спиральный холодильник шведской компании «Альфа Лаваль» стоимостью $670 тыс., созданный специально по заказу АКХЗ.
Кроме улучшения экологической обстановки и способствования роста производства, работа новой установки конечного охлаждения коксового газа даст возможность снизить эксплуатационные и энергозатраты, а также приведет к уменьшению в технологической воде смолистых веществ и нафталина. Это уменьшит нагрузку на биохимическую установку № 2, где очищается технологическая вода, улучшит ее производственные показатели и надежность работы.
Использовавшаяся ранее технология охлаждения коксового газа для извлечения содержащихся в нем различных химических соединений не обеспечивала необходимую степень экологической защиты, поскольку охлаждение осуществлялось путем непосредственного контакта газа с технологической водой, что приводило к растворению в ней части содержащихся в горячем газе химических продуктов. Это приводило к испарениям в атмосферу нафталина, бензола, аммиака, соединения серы и других химических веществ во время охлаждения воды воздухом на градирне.
Реконструкция была проведена в рамках программы технического перевооружения завода до 2010 года, предусматривающей реконструкцию АКХЗ с учетом международных стандартов в области охраны окружающей среды.
По примеру запорожцев
Примеру рачительного использования энергоресурсов и улучшения экологических показателей запорожских коксохимиков последовал Горловский коксохимический завод из Донецкой области. Там в цехе улавливания был установлен скруббер «Вентури» – устройство по очистке коксового газа от смолистых веществ и нафталина. Впервые в коксохимическом производстве Украины в машинном зале цеха улавливания применена система частотно-управляемых электроприводов газодувных машин. Это мероприятие позволило сократить расход электроэнергии на транспортировку коксового газа в 2,8 раза и стабилизировать гидравлический режим коксования на коксовой батарее. Предприятие работает с замкнутым циклом производства сточных вод, т.е. все производственные стоки подвергаются очистке и используются в технологическом процессе (тушение кокса). Сбросы сточных вод в природные водные объекты отсутствуют.
На заводе долгое время не решалась проблема использования избытка коксового газа. В настоящее время уже решен вопрос финансирования и принято решение по строительству когенерационной установки электрической мощностью 12,5 МВт с термообезвреживанием дымовых газов коксовой батареи. Кроме того, подготовлены обосновывающие материалы и получено письмо поддержки Министерства охраны окружающей среды Украины о возможности совместного осуществления проекта в соответствии с Киотским протоколом. На предприятии особенно подчеркивают, что до внедрения АОЗТ «НТП «Котлоэнергопром» установки на ОАО «Запорожкокс» ни на одном коксохимическом предприятии в мире не был решен вопрос утилизации тепла дымовых газов коксовых батарей и их доочистки от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
Как видите, хороший пример заразителен. Но для реализации намеченного необходимы средства. Хорошо тем, кто начал модернизацию еще до кризиса. По крайней мере, тогда все просчитывалось, и мероприятия могут быть только отодвинуты. А как быть тем, кто не успел? Ответ прост – продолжать выживать. Тем более по итогам восьми месяцев вырисовывается некий прогресс в работе предприятий ГМК. А значит, возрастет и потребность в коксе. Отечественного продукта даже уже может и не хватить. По данным ассоциации «Укркокс», на складах предприятий в сентябре находилось всего около 300 тыс. т коксующихся углей при нормативе 524 тыс. т. С учетом заявленных украинскими угольщиками объемов поставок, в сентябре-декабре ежемесячный дефицит углей может составить 300-350 тыс. т.
Возьмем, к примеру, тот же «Запорожкокс». В прямом смысле через забор от него находится и основной потребитель – ОАО «Запорожсталь». Тут свои проблемы, в том числе и сырьевые. Сейчас комбинат является крупным, но не единственным акционером «Запорожкокса». Но мощностей коксохимиков явно недостаточно для обеспечения комбината сырьем в необходимом количестве.
Для нормальной работы (загрузки на уровне 95-97%), потребности «Запорожстали» по коксу составляют почти 2 млн. т. Из них только 1,5-1,7 млн. т может поставить «Запорожкокс», и то только при условии, что комбинат найдет для него уголь. В 2006 году «Запорожсталь» приобрела в России ПО «Шолоховское» (мощности по обогащению 1,2 млн. т коксующихся углей) и шахту «Быстрянская-1, 2» (план по добыче – 750 тыс. т в год). Они теоретически позволяют на 50% удовлетворить потребности «Запорожкокса» в сырье, что дает возможность покрыть потребности меткомбината в коксе на 35%. Однако для того, чтобы выйти на максимальный уровень добычи, в шахту и комбинат необходимо инвестировать значительные средства, которых сейчас по понятным причинам не хватает. Особенно, когда главной целью является переход с мартеновского производства на конвертерный. Вот и приходится ориентироваться на импорт, как бы ни хотелось поддерживать отечественных смежников. Но только в конце прошлого года украинские металлурги могли обходиться без импортного сырья – тогда большинство доменных печей стояло и смысла в закупках не было.
Поэтому в первом полугодии украинский уголь был в избытке, так как шахты с трудом находили покупателей. Но даже при такой ситуации металлурги часть сырья закупали в России, Казахстане и США. Им это даже было выгодно, так как стоимость импортного и местного угля сравнялась, а ряд российских поставщиков отгружали его Украине по ценам даже ниже внутренних. Но главным была технологическая необходимость добавления в шихту качественных привозных низкосернистых углей, чтобы обеспечить требуемое качество кокса. И наступающий ныне дефицит угля начал складываться уже в августе из-за увеличения металлургами объемов производства чугуна.
Даешь уголь в закрома!
Но даже в такой ситуации поставки украинских углей на отечественные КХЗ в августе снизились по сравнению с июлем с 1,62 млн. т до 1,5 млн. В октябре, согласно распределению «Укркокса», для обеспечения потребностей коксохимиков будет поставлено 1,58 млн. т украинских углей, а необходимость в импорте составляет 540 тыс. т.
В свою очередь, коксохимы поставят на метпредприятия 1,33 млн. т кокса, еще примерно 350 тыс. т составит импорт. По мнению специалистов, металлурги будут вынуждены увеличивать импорт кокса, поскольку украинские КХЗ не смогли оперативно отреагировать на рыночную конъюнктуру. Из-за дефицита угля в августе производство кокса снизилось до 1,514 млн. т (в июле – 1,56 млн.).
Из-за недопоставок кокса в августе-сентябре недопроизводство чугуна составляет до 500 тыс. т. А что же говорят маркетологи? По их мнению, выплавка чугуна в этом году составит не 25 млн. т, как прогнозировалось ранее, а 26,0-26,6 млн. т. Это, как бы радостная сторона. Поэтому балансы по углю и коксу нужно будет корректировать: потребность в украинских коксующихся углях в пересчете на концентраты составит 17,5-18,0 млн. т, в импортных углях – до 6 млн. т.
Как утверждают специалисты, в шихте должно быть не менее 25-30% импортного сырья с низким содержанием серы. Тогда кокс получается качественным и снижается его расход на тонну выплавляемого чугуна. К слову, в текущем году расход кокса при выплавке чугуна уже вырос на 10-15%, поскольку металлурги активно замещают им природный газ. В связи с этим требования к качеству кокса будут повышаться, что определяет увеличение импорта углей с меньшим содержанием вредных примесей. Ведь к концу года от природного газа в доменном производстве откажутся на «Запорожстали», а в следующем году установку ПУТ введут и на комбинате имени Ильича в Мариуполе. Так что уголь будет еще больше востребован. Вопрос – какой? Ответ понятен – качественный. А кто его производит, металлургам, по большому счету, дела нет. Главное, чтобы было необходимое качество при приемлемых ценах.
Так, по статистическим данным за 8 месяцев 2009 года доля украинского сырья в общем потреблении выросла до 75%, а импорта, соответственно, упала до 25%. В прошлом году это соотношение было 60 к 40. Вполне приемлемые рыночные взаимоотношения. Тем более, что импорт возрос лишь в последние месяцы.
Опять же, аналитики прогнозируют, что в текущем году импорт не выйдет за рамки технологических потребностей, зато в следующем году закупки за рубежом снова станут расти. Ринат Ахметов, владелец значительных активов в ГМК, уже отладил схему доставки угля из США в Украину, и в сентябре первое судно с импортным углем уже пришло в порт Южный. Пока для обеспечения текущих потребностей «Метинвест» будет завозить 80-100 тыс. т американского угля в месяц, хотя у Ахметова имеются и свои шахты в Донбассе. Но когда войдет в строй угольный терминал «Авлиты» в Севастополе, импорт может вырасти до 2-5 млн. т в год. Правда, сейчас идет упорная борьба активистов-экологов против строительства, поэтому намеченный на 2011 год пуск терминала может и не состояться. Сегодня Севастополь и без того заполитизирован до предела. Может, после январских выборов ситуация прояснится и успокоится.
Пока что поставки угля из США выгодны для «Метинвеста», поскольку даже с учетом затрат на фрахт стоимость американского угля будет не выше украинского, так как за океаном уголь добывают в открытых карьерах, а не в шахтах.
У других украинских металлургических компаний угольные активы намного меньше или же их нет совсем. Если, как ожидается, выплавка чугуна в 2010 году вырастет до 30 млн. т, то и потребность в импорте может подняться до 10 млн. т.
Вот и получается, что коксохимические мощности есть, а кокса не хватает. Угольный Донбасс слывет чуть ли не легендой, а украинские металлурги вынуждены закупать его за рубежом, заставляя шахтеров затягивать пояса. Но таков рынок, от этого уже никуда не денешься.