С «коричневого» на «голубое», или Заинтересованы ли мы в новом виде энергии от сланцевого месторождения?
Точка зрения
В глубинах горного массива сланцевого месторождения (до 70 м) аккумулируются гигантские ресурсы тепловой энергии (температура - до 8-10 градусов С). Шахтные воды в отработанных полях («Ахтме», «Таммику», «Виру» - всего 10 шахт, более 300 кв. км) представляют собой искусственные, но постоянно действующие тепловые источники. К промышленному использованию таких экологически чистых источников тепловой энергии приступили более 20 лет назад в Германии, Швеции, России и других странах Европы. Немецкие специалисты уже с конца прошлого века осваивают геотермальные станции на заводненных угольных шахтах для тепло- и хладообеспечения на землях Рурского и Саарского угольных бассейнов.
Анализом теплового ресурса заводненных шахт эстонского месторождения сланцев установлен ряд признаков, также стимулирующих активный переход с «коричневого» на «голубое» топливо:
- доступность и надежность теплоисточников для промышленного освоения;
- потребители тепла, холода и горячей воды - объекты в эффективных пределах досягаемости;
- реальная гарантия устойчивой нагрузки геотермальных станций, работающих в трехступенчатом режиме - тепло-холод-горячая вода.
Прежде сторонних - решить собственные проблемы
Эстонская государственная фирма «Ээсти Энергиа» готовит к эксплуатации сланцевое месторождение Королевства Иордании и проектирует потребление сланца в объеме 8,0 млн.т/год. При этом эстонская фирма может делать ставку на эстонский опыт подземной разработки иорданских залежей - камерную технологию извлечения сланцевого пласта с характерными для нее потерями промышленного ресурса в 45 процентов и разрушениями подработанного горного массива. Очевидно, с учетом приведенных и ряда других экологических признаков секретариат Северных стран по проблемам загрязнения атмосферы и изменения климата характеризует Эстонию как страну с наивысшим загрязнением окружающей среды «на душу населения» в Балтийском регионе.
Упоминаю об этом с одной целью: без решения собственных экологических проблем выход на международные проекты добычи и химико-энергетической переработки такого сложного по своему химическому составу природного ископаемого, как сланец, может наверняка стать причиной разрушения технического престижа Эстонии.
Устаревшая технология на пути перспективы
В 50-е годы прошлого века камерная технология разработки пологих угольных и сланцевых пластов стала в практике многих угле- и сланцедобывающих стран основной причиной, сдерживающей повышение экономической эффективности шахт. Попытки отказаться от нее уже в 70-е годы в условиях шахт «Ахтме» и «Таммику» не привели к промышленным решениям. Процесс ее совершенствования и использования продолжается, однако условия повышения конкурентоспособности конечных продуктов сланцеперерабатывающих заводов и электростанций определили потребность в существенном повышении производительности труда горняков, шахт и снижении себестоимости тонны добытого сланца не менее чем на 30-40 процентов. При этом по мере ужесточения требований природопользования на шахтах, СПЗ и ЭС новые экологические нормативы стали превалирующей составляющей удорожания сланцевой продукции.
В отличие от общеевропейской практики построения топливно-энергетического баланса - более чем на 1/3 за счет импорта углеводородных видов топлива, в Эстонии формируется стратегия сохранения собственной сланцевой сырьевой базы в пределах 80 процентов потребности действующих и перспективных термохимических производств и электростанций. Однако, как показывает эстонская практика и практика других стран, сохраняющих разработку своих угольных месторождений (Чехии, Польши, а также Канады, США, Австралии), эффективность развития угольной сырьевой базы зависит в том числе и от таких направлений:
- производственная структура добывающих шахт (карьеров) формируется как многотоварная, с учётом и утилизации отходов переработки сырья;
- независимо от глубины горных работ, поля отработанных шахт оборудуются водозабором для использования водных ресурсов в качестве энергоносителя для геотермальных станций и хозяйственных нужд;
- выстраивается и вводится в эксплуатацию система эколого-технического управления остаточными ресурсами заводненных и действующих шахт, а также состоянием подработанных горного массива, водоносных горизонтов и поверхности земель.
Обо всех этих решениях хорошо известно эстонским государственным и частным производствам и, разумеется, их ведущим специалистам. Однако перспектива эколого-экономического выживания и, прежде всего, конкурентоспособности сланцевых отраслей Эстонии продолжает оставаться непредсказуемой.
Рынок и потенциал имеются
Ближайший путь к достижению вышеназванных целей - использование водного и энергетического потенциала отработанных и заводненных шахт. Что сдерживает большой и малый бизнес Эстонии и конкретно Ида-Вирумаа разработать и освоить программу вторичного ввода в эксплуатацию 10-ти, а в перспективе 16-ти отработанных шахт как конкурентоспособных источников геотермальной энергии, а также хозяйственных (и даже питьевых) вод?
Достаточность этих ресурсов гарантирована, технология использования апробирована десятилетиями. Наконец, региональный рынок и Эстония крайне нуждаются в появлении альтернативных, антимонопольных производителей тепла, воды, а на этой основе - также эстонских овощей и фруктов.
По предварительной оценке заводненной в 2001 году шахты «Ахтме» (50 кв. км - площадь, объем мигрирующих вод - 30 млн. куб. м), на ее подземных водах могут быть задействованы не менее 10 геотермальных станций мощностью 5-10 МВт. Выдача товарного объема тепла будет достаточной, чтобы обеспечить теплом и горячей водой (а попутно холодом холодильники продуктовых магазинов) Йыхви, Ахтмескую часть Кохтла-Ярве, близлежащие поселки и хутора. Примерно на такую же мощность можно рассчитывать при установке ГТС на заводненных шахтах «Таммику» и «Виру».
В совокупности такая перспектива позволит планировать переход на геотермальную энергетику четырех волостей (Мяэтагузе, Кохтла, Йыхви, Иллука), трех городов (Йыхви, Кивиыли, Кохтла-Ярве плюс пять смежных территориальных подразделений) и более 70 поселков и хуторов. При этом решаются, прежде всего, две проблемы: экологическая - поскольку исключены загрязнения воздушной среды и грунтовых вод, а также экономическая - удешевление 1 МВтч тепла и горячей воды на 20-30 процентов.
Первые шаги к постановке на службу людям теплового ресурса заводненных шахт были сделаны на базе шахты «Сомпа» (пос. Кийкла, Мяэтагузе). Проект показал обнадеживающие результаты.
Отчего пассивен бизнес?
Мнения некоторых специалистов о том, что подземные воды, притекающие в отработанные пространства сланцевых шахт, не исследованы и потому для их промышленного использования нужна, прежде всего, аналитическая база, далеки от истины. Системные анализы приточных и выходных вод по всем без исключения шахтам, выполненные шахтными гидрогеологами и такими профессионалами, как Велло Каттай и Леонид Савицкий, известны, опубликованы и позволяют принять обоснованные решения.
Это подтвердилось, в частности, опытом разработки, строительства и освоения проекта геотермальной станции поселка Кийкла на водах шахты «Сомпа». Сегодня можно утверждать, что этот проект эффективен и перспектива ввода таких теплостанций на эстонском месторождении получила основу для своего развития.
К сожалению, последнего не случилось. Причины очевидны и понятны, если обратиться к практике использования возобновляемых теплоисточников в европейских странах, в частности в Германии, где:
- установлены государственные льготы на приобретение оборудования, электроснабжение, техническое обслуживание и, наконец, льготы кредитования проектов строительства теплостанций по локальным и региональным хозяйствам;
- стимулируются условия поддержания конкурентоспособности теплопродукции по транспорту, использованию природных ресурсов и др.
Пожалуй, ни один из этих признаков законодательно не установлен в Эстонии, и это - основная причина забвения первого опыта гидрогеотермальной станции Ида-Вирумаа.
Бизнесу нужна грамотная и понятная реклама по информационным источникам.
НаконФец, нужна исследовательская база, чтобы построить эколого-экономическое обоснование постепенного перехода с «коричневого» на «голубое» топливо. Бизнес с такой задачей, наверняка, справится, если увидит в проектах ГТТС свою выгоду.
Яков Фрайман,
горный инженер, кандидат технических наук
Фото из архива:
Выход шахтных вод на поверхность.
Инфопресс №44 (2015 г.)