«Экологически чистые технологии сжигания угля» – это выражение, на первый взгляд, звучит подобно фразам «сухая вода» или «негорючая нефть». Уголь традиционно считается наиболее «грязным» энергоносителем, использование которого связано с наибольшими выбросами твердых веществ и углекислого газа. Экологические движения, к которым вынуждены прислушиваться правительства развитых стран, выступают за полный отказ от сжигания угля. Однако в обозримом будущем сделать это невозможно вследствие слишком большой доли угля в мировом производстве энергии. Правда, в последние годы в США и Европе очень много говорится о разработке «чистых» угольных технологий, позволяющих использовать уголь на электростанциях с минимальным уроном для окружающей среды. По словам некоторых специалистов, «чистый» уголь может стать более конкурентоспособным по сравнению с другими традиционными энергоносителями в соотношении цена/экологическая безопасность. Но насколько реально их применение в нынешних условиях?
В последние годы наиболее широко обсуждается технология комбинированного цикла комплексной газификации (Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC). В рамках этого процесса синтетический газ, получаемый из угля, обработанного горячим паром и сжатым воздухом либо кислородом, очищается от вредных примесей и сжигается в газовой турбине для получения теплоэлектроэнергии. IGCC дает возможность практически полностью предотвратить проникновение в атмосферу загрязняющих веществ, а также обеспечивает высокую эффективность использования топлива благодаря КПД, превышающему 50%.
Однако, с точки зрения «зеленых», процесс IGCC не может быть признан «чистым», поскольку он сопряжен с высоким уровнем выбросов углекислого газа, на который «возложена» основная ответственность за нежелательное потепление климата. В первой половине текущего десятилетия появились разработки, в которых технология IGCC совмещена с улавливанием и захоронением углекислого газа. Именно такое комплексное решение и признается «экологическим лобби» по-настоящему «чистым». Правда, с его претворением в жизнь возникли определенные проблемы.
В течение 80–90–х годов американское Министерство энергетики финансировало крупномасштабные исследования, направленные на создание более «чистых» угольных технологий. Одним из возможных решений стала, в частности, технология IGCC. В конце 90–х в США были построены два энергоблока, на которых используется этот процесс, – мощностью в 250 МВт на электростанции в г.Тампа (штат Флорида) и 300 МВт на реконструированной ТЭС Wabash River (штат Индиана). При этом был достигнут КПД свыше 50%, выбросы оксидов азота на станции Wabash River благодаря внедрению новой технологии были сокращены на 82%, а сернистого газа – на 97%.
Правда, в процессе строительства и эксплуатации экспериментальных энергоблоков выявились и весьма серьезные проблемы. Во-первых, затраты на сооружение IGCC–блоков в пересчете на киловатты оказались в 1,2–1,5 раза выше, чем традиционных угольных блоков (с современными системами очистки) аналогичной мощности и в 2,5–3 раза больше, чем у парогазовых станций. Их эксплуатация также оказалась более сложной и дорогостоящей, чем блоков обычных ТЭС. По данным Министерства энергетики США, в 2008 г. оба блока простаивали в 6-8 раз больше, чем предусматривается отраслевыми стандартами. Собственно, именно поэтому строительство новых IGCC–блоков в США было прекращено.
Тем не менее, с точки зрения борьбы с выбросами углекислого газа, технология IGCC имеет одно весьма существенное преимущество. В отходящих газах доля диоксида углерода достигает на данных блоках 90% против 10% у традиционных ТЭС, так что его гораздо легче улавливать. Вследствие этого в 2003 году в США был запущен пилотный проект FutureGen по строительству в штате Иллинойс экспериментального энергоблока мощностью 275 МВт, в котором должны были быть совмещены технологии IGCC и улавливания углекислого газа. Предполагалось, что эта станция должна была стать прообразом для американской энергетики и проложить путь для перехода на по-настоящему «чистые» угольные технологии.
Однако при реализации проекта, его участники, в состав которых, помимо государства, вошли еще несколько энергетических и угледобывающих компаний, столкнулись с рядом трудностей. Основные проблемы возникали с захоронением уловленного углекислого газа. Предложенные решения по его закачке в подземные пласты значительно удорожали процесс, делая его совершенно нерентабельным. В начале 2008 года, когда стало ясно, что первоначальные затраты, оцененные в 1 млрд. долларов на 10 лет, будут превышены, по меньшей мере, в 1,8 раза, проект было решено приостановить.
По самым оптимистичным прогнозам, достаточно эффективные технологии по удалению углекислого газа появятся не ранее 2020 года, а перспективы их массового использования вообще неясны. Как считают специалисты, их рентабельность может быть создана лишь искусственно, посредством введения высоких платежей за выбросы углекислого газа. Однако против подобных мер дружно выступают все промышленники и энергетики в западных странах, невзирая на все усилия «зеленых».
Таким образом, по–настоящему «чистых» угольных технологий, с точки зрения многочисленных борцов с потеплением глобального климата в обозримом будущем, скорее всего, не появится. Даже при решении проблемы с выбросами углекислого газа уголь все равно останется в немилости у «зеленых».