Уголь – стратегический актив

На V заседании Национального курултая Президент подчеркнул: уголь – наш стратегический актив, который необходимо использовать максимально эффективно. Применение новейших технологий должно не только повысить рентабельность угледобычи, но и нейтрализовать вредное воздействие от сжигания каменного топлива на экологию. В этой связи Правительству поручено придать развитию угольной генерации статус национального проекта.

О том, как превратить «черное на­дежное золото» в линейку продуктов с высокой добавленной стоимостью, – в интервью с директором ТОО «Институт химии угля и технологии», доктором химических наук, академиком КазНАЕН Болатом ЕРМАГАМБЕТОМ.

– Болат Толеуханович, уголь остается топливным фундаментом казахстанской энергетики, обеспечивая около 70 процентов генерации. Однако сегодня мир уходит от прос­того сжигания каменноугольного сырья. Насколько широк спектр продукции, которую в республике можно получать из каменного топлива?

– Казахстан обладает колоссальным богатством: мы занимаем восьмое место в мире по подтвержденным угольным запасам – это около 150–160 миллиардов тонн, или 4 процента мирового объема. Важно понимать при этом, что 62 процента наших запасов – бурые угли, которые являются идеальным сырьем для углехимии. Современная наука позволяет рассматривать уголь как основу для производства более чем 300 видов товарной продукции.

Используя термохимические и термокаталитические процессы, можно получить синтез-газ, из которого в свою очередь произвести жидкое топливо, метанол, олефины, этиленгликоль. А это основа для производства композитных материалов, полиэтилена, электродов, углеродного волокна для машинострое­ния и энергетики.

Придание углехимии статуса нацио­нального проекта будет стимулировать производство и экспорт уже не сырья, а высокотехнологичных видов продукции.

– Какие производства по глубокой переработке каменного топлива уже действуют в нашей стране?

– Исторически в Казахстане развито коксохимическое производство: из углей марок К и КЖ Карагандинского бассейна в республике получают кокс для металлургии. На Шубаркольском месторождении ежегодно производится около 600 тысяч тонн полукокса из угля марки Д, необходимого для выплавки ферросплавов.

Также в последние годы начато производство удобрений из майкубенского угля для нужд отечественного АПК. Но это лишь малая часть того, что можно выпускать и продавать за рубеж.

– Если взглянуть на мировой опыт, кто сегодня диктует «моду» в углехимии?

– Безусловным мировым лидером в этой сфере выступает КНР. Китай достиг поразительных успехов, интегрируя углехимию с экологическими решениями.

Путем газификации угля в Китае получают более 80 видов химических продуктов, включая 5 миллиардов кубометров горючего газа (заменителя природного) и генераторный газ для энергоустановок мощностью до 5 гигаватт.

При полном сжигании одной тонны угля выделяется углекислый газ в количестве 1,9 тонны. Кроме того, образуются золошлаки. В мировой практике имеются десятки новых технологий безопасного для экологии сжигания угля. Они требуют дополнительных капитальных вложений, но зато спасают природу. В данное время наука ищет пути рентабельного получения из углекислого газа различных продуктов, таких как карбамид, карбогумат, аммиачные комплексы.

Углехимия развивается в сторону применения более экологичных технологий, таких как переработка углекислого газа в полезные продукты, включая синтетическое топливо, пластмассы и удобрения. Активно исследуются биоуглеродные технологии.

Несмотря на переход к возобновляе­мым источникам энергии, углеводороды по-прежнему играют ключевую роль в промышленности. Углехимия помогает обеспечивать необходимый баланс между энергетическим переходом и экономической устойчивостью. В Китае в промышленном масштабе используются три вида технологий: уголь – природный газ (CTG), уголь – жидкое топливо (СТL), уголь – олефины (CTO) в разных вариантах.

Углехимия как альтернатива нефтехимии может стать «спасательным кругом» для развития энергетики и высоких технологий не только в отдельных регионах, но и во всем Казахстане.

Переход с угля на горючий газ, полученный из каменного топлива, или на водоугольную суспензию становится необходимым в переходный период. Растущее потребление газа промышленностью, особенно тяжелой индуст­рией, – движущий фактор развития углехимии в республике.

Несомненно, углехимия также даст импульс развитию наукоемких технологий для получения в Казахстане новых материалов на основе углеродных наноматериалов и редкоземельных элементов.

– В вашем институте ведутся разработки материалов будущего. Насколько вы близки к их получению и использованию?

– Учеными ТОО «Институт химии угля и технологии» уже получены углеродные нанотрубки и графены из угля. Это открывает путь к созданию натрий-ионных батарей, суперконденсаторов и топливных элементов нового типа. Рынок здесь огромен: мировой сегмент углеродных нанокомпозитов оценивается в 20 миллиардов долларов, сорбентов и гуматов – в пять-семь миллиардов соответственно.

Еще одна актуальная задача – извлечение редких и редкоземельных металлов из угольной золы. Золы каражыринского и экибастузского углей содержат литий, ванадий, галлий, титан. По нашим расчетам, извлечение металлов из золы значительно дешевле традиционной добычи.

К примеру, при переработке двух тысяч тонн зольного концентрата можно получить 100 килограммов галлия, стоимость которого на мировом рынке составляет 1 200 долларов за кило при себестоимости всего в 120 долларов. Срок окупаемости такого проекта – 24 месяца.

– Казахстанский уголь крайне неоднороден. Какие месторождения лучше всего подходят для конкретных технологий?

– Каждый бассейн уникален. Карагандинский уголь – это прежде всего металлургический кокс. Майкубенский (марки Б1 и Б2) идеален для получения синтез-газа. Шубаркольский уголь марки Д – это «золото» углехимиков: низкая зольность (3–7 процентов) и высокое содержание витринита делают его легким для химической переработки в жидкое топливо. Торгайский уголь по структуре близок к нефти.

– Гуминовые препараты и удоб­рения – тренд органического земледелия. Почему они до сих пор не вытеснили импортную продукцию на казахстанских полях?

– Потенциал для производства удоб­рений из угля в Казахстане колоссальный. По данным наших испытаний, применение, к примеру, удобрения «Казуглегумус» повышает урожайность пшеницы на 30–40 процентов. Нами разработаны десятки препаратов. Проблема – в отсутствии механизмов массового внедрения и слабом интересе агрохолдингов к отечественным инновациям.

– О каких суммах идет речь, когда мы говорим о строительстве завода под ключ?

– Углехимия – капиталоемкая отрасль. Создание линии по производству полукокса потребует десятков миллионов долларов. Полноценный комплекс по газификации угля мощностью 5–6 миллионов тонн в год может стоить от нескольких сотен миллионов до двух миллиардов долларов.

Но важно смотреть на маржинальность: продукция глубокой переработки (аммиак, метанол, этиленгликоль) стоит в 25–30 раз дороже исходного
сырья. Срок окупаемости таких проектов – от трех до семи лет. Экономическая выгода для страны при развитии данного сектора оценивается экспертами в 25–30 миллиардов долларов.

– Готов ли отечественный бизнес к таким тратам?

– Казахстанский капитал недостаточно консолидирован для таких проектов. Основным двигателем, на мой взгляд, должен стать национальный холдинг в партнерстве с недропользователями и международными инвесторами. Государство должно обеспечить ГЧП и офтейк-контракты.

– Есть ли у вашего института готовые пилотные разработки по переработке?

– Мы располагаем научно-производственным цехом и четырьмя лаборатория­ми. У нас есть уникальная технология подземного пиролиза угля.

Мы уже испытали ее на разрезе «Богатырь». Почему нет внедрения? Угольные предприятия не проявляют заинтересованности, а у ученых нет средств на создание полноценных технологичес­ких линий.

От лабораторных результатов до заводского внедрения путь займет три-четыре года. Мы должны пройти все звенья: сначала – исследование 100 граммов угля, затем – запуск установки по переработке на 20–30 кило в час и, наконец, – внедрение опытно-промышленной линии на 300 килограммов в час.

Только так можно получить данные для ТЭО. Выпадение любого звена чревато неудачей всего проекта. Я уверен, что при поддержке национального проекта мы сможем поднять углехимию Казахстана на мировой уровень.