Основные месторождения ископаемого твердого топлива РФ

Уголь – второй после нефти по важности источник первичной энергии, в настоящее время угольное топливо обеспечивает около четверти мировой потребности в энергоресурсах. Объемы мировой добычи углей в 2000 г. составили ~ 5 млрд. т (~ 3,1 млрд. т.у.т.), что почти равно энергетическому эквиваленту мировой добычи природного газа.

Значение угля как одного из важнейших видов энергоносителей обусловлено рядом факторов:

§ стабильная и обширная ресурсная база;

§ удобство и простота хранения запасов у поставщиков и потребителей;

§ относительная дешевизна угля по сравнению со стоимостью прямых его заменителей и стабильность цен на уголь;

§ сравнительно низкая степень монополизации предложения. Возможность для экспортеров угля выходить на различные рынки сбыта.

Однако значение угля – важнейшего энергоресурса XX века, особенно в последние его десятилетия, изменилось. Если в начале века на долю угля приходилось свыше 60% мирового потребления первичных энергоресурсов, то уже в 80-е годы его доля снизилась до минимальной величины 23%. В последнее десятилетие за счет бурного экономического роста развивающихся стран доля угольного топлива в мировом энергопотреблении поднялась до 25% и стабилизировалась на этом уровне. Ожидается, что в ближайшей перспективе эта доля сохранится.

В балансах первичных энергоресурсов разных стран удельный вес угля различен и колеблется от 1-2 до 76%. Доля угля в балансе энергоресурсов России чрезвычайно низка – < 20%, к 2001 г. она составила 17,8% и продолжает снижаться.

Из многих десятков стран-обладателей угля, по количеству разведанных запасов (всего 981 млрд. т) впереди США – 250, Россия – 157, Китай – 114, Индия – 84, Казахстан –84, Украина – 84, Австралия – 82, ЮАР –49, Польша – 21, Бразилия – 12.

Распределение разведанных запасов угля по странам мира с разделением на два типа углей приводится в табл. 3.

Обеспеченность запасами углей составила на 2001 г. ~ 230 лет, тогда как открытые запасы нефти и газа оцениваются в 100 лет при эксплуатации их на сегодняшнем уровне добычи.

Таблица 3.

Распределение запасов угля по некоторым странам мира, млрд. т

Из всех мировых запасов угля только 7 % пригодны для открытой разработки, из них большая часть (~ 70%) приходится на бурые угли. Россия занимает второе место в мире по запасам и прогнозируемым ресурсам угля в недрах. Для долгосрочного прогноза положителен факт, что запасы и ресурсы углей разведаны в районах, где нет значительных месторождений нефти и газа: на юге Западной Сибири, в Забайкалье, в Приамурье, Приморье и на Северо-Востоке страны.

По данным Комитета по энергетике ЕЭК в большинстве углепотребляющих стран в производстве электроэнергии используется уголь: в Польше на угле вырабатывается 96% электроэнергии; в Дании – 93 %; в ЮАР – 90 %; в Австралии – 86 %; в Чешской Республике – 75 %; в Китае – 70 %; в Германии – 58 %; в США – 56 %.

В России из общего объема поставляемых углей в 2001 г. использовались: на нужды электроэнергетики – 39,6 %, населению и на коммунально-бытовые нужды > 10 %, на коксование – 16,4 %, остальным потребителям – ~ 17 %, на экспорт – 16,6 % от суммарного потребления углей.

Вытеснение угля из топливного баланса ТЭС связано в первую очередь с неконкурентоспособностью угля по сравнению с природным газом и нефтью. В настоящее время в России соотношение цен на нефть, природный газ и уголь составляет 1 : 0,2 : 0,3. До повышения цен на нефть и нефтепродукты 1998 г. цена на уголь была выше, чем цены на мазут. В мировой же практике цены на газ, как правило, превышают цены на уголь на 30-40 % (в расчете на т.у.т.).

Огромные запасы углей в России и анализ складывающейся конъюнктуры ископаемых видов топлива на мировых энергетических рынках и рынках страны позволяют предполагать, что в перспективе целесообразно более широкое использование в топливно-энергетическом балансе России угольного топлива, особенно на ТЭС (см. табл. 3).

Имеющиеся ресурсы углей России позволяют обеспечить объемы добычи 1,5 млрд. т./ г. В табл. 4 приведены потенциально возможные уровни добычи углей.

Из трех крупнейших угольных бассейнов, расположенных за Уралом –Кузнецкого, Экибастузского и Канско-Ачинского, два последних относятся к категории бассейнов низкосортного угля: Экибастузский - вследствие высокой зольности угля (до 55 %), Канско-Ачинский - вследствие высокой влажности (до 45 %). Но эти угли являются самыми дешевыми, в основном благодаря возможности их открытой добычи (рис.1.11).

К низкосортным энергетическим топливам относятся также отходы углеобогащения (шлам, промпродукт), горючие сланцы, торф, растительные отходы и др.

Таблица 4.

Потенциально возможные уровни добычи углей в России, млн. т.

В перспективе низкосортное топливо станет основным сырьем твердых органических топлив, сжигаемых на электростанциях нашей страны.

Рис.1.11. Открытая добыча угля на Назаровском угольном разрезе (КАТЭК)

Основания для этого?

Во-первых, наша страна обладает весьма большими запасами низкосортного топлива, в первую очередь бурого угля. На территории РФ бурые угли залегают в Центрально – Европейской части, на Урале, в Забайкалье, на Дальнем Востоке, в Якутии. Велики также запасы горючих сланцев, торфа, биомассы.

Во-вторых, достижения современной топочной техники, разработки и внедрение новых технических решений при сжигании высокозольных и высоковлажных топлив, таких, как сжигание в кипящем слое, сжигание в виде водоугольных суспензий и др., открывают перспективы высокоэффективного использования топлив низкой калорийности.

Основными поставщиками энергетических углей является Донецкий, Кузнецкий, Экибастузский, Канско-Ачинский бассейны. Угли каждого месторождения различаются по маркам и качеству. Каждая марка имеет свои особенности. Их необходимо учитывать при выборе схемы сжигания, конструктивном оформлении котлов, определении их режимов работы.

Угли Донецкого бассейна являются базовым топливом для многих регионов европейской части России. Запасы в бассейне составляют 100 млрд. т.; общие геологические запасы всех углей 141 млрд. т. н. т. (119 млрд. т.у.т.).

На электрических станциях Урала и Западной Сибири используется преимущественно Экибастузский уголь. Балансовые запасы Экибастузского и Майкюбенского бассейнов оцениваются примерно в 8 млрд. т. В настоящее время на данном топливе работает большое количество котлов энергоблоков 300, 500 МВт, а также котлов средней мощности.

В Канско-Ачинском бассейне в настоящее время разрабатываются три месторождения: Ирша-Бородинское, Назаровское, Березовское.

Березовская ГРЭС знаменита нетрадиционной схемой поставки топлива (рис. 1.12). Бурый уголь поступает на станцию непосредственно с Березовского месторождения Канско-Ачинского бассейна с разреза «Березовский-1» двумя 14-километровыми открытыми конвейерами. Проектная производительность разреза - 55 млн. тонн угля в год. Всего за один час на ГРЭС может поступать до 4,5 тыс. тонн угля. За год на золоотвал станции поступает 250 – 300 тыс. тонн сухой золы. Удаление золы осуществляется системой гидрозолоудаления.

Рис. 1.12. Подача угля с разреза Березовский -1 на Березовскую ГРЭС конвейерами.

Перспективным является Кузнецкий угольный бассейн. На базе кузнецких углей в настоящее время вырабатывается около 17 % электрической энергии. Однако дальнейшее его развитие с учетом использования в отдаленных регионах сопряжено с большими социальными, экологическими и транспортными трудностями. Практически не решены вопросы потери топлива в пути при транспортировке его по железной дороге.

Чисто региональное значение имеют другие угольные бассейны, например, Карагандинский, Итатский, Воркутинский и др. Их развитие определяется промышленной и социальной инфраструктурой регионов.

Основной прирост угледобычи в период 2030-2050 гг. ожидается на новых угольных базах Сибири и Дальнего Востока.

В США предполагается постоянный рост добычи угля. По оптимистическому прогнозу до 2200 г. абсолютная максимальная добыча твердого топлива в США составит 2,3 – 4 млрд. т. условного топлива.