Утилизация золошлаков ТЭС как новая кроссотраслевая задача

Авторы: Павел Николаевич СНИККАРС, Ирина Юрьевна ЗОЛОТОВА, Никита Андреевич ОСОКИН

В работе рассматривается вопрос межотраслевой синхронизации целевых значений по утилизации продуктов сжигания твердого топлива. Авторы предлагают определить 4 консолидированных направления вовлечения их в хозяйственный оборот: строительная отрасль, сельское хозяйство, природоохранные мероприятия и промышленное производство.

Введение

Минэнерго России ставит перед собой стратегическую задачу по снижению углеродного следа топливно-­энергетического комплекса, в том числе за счет развития возобновляемой энергетики. Одна из тактических задач этого направления работы – снижение негативного воздействия на окружающую среду действующих объектов генерации. Установление целевого показателя по утилизации продуктов сжигания твердого топлива (золошлаков)  угольных ТЭС – только начало длинного пути.
Правительство России в июне 2020 года утвердило Энергетическую стратегию до 2035 года. В документе впервые установлен целевой показатель утилизации золошлаков тепловых электростанций: к 2035 году объем их полезного использования должен составлять не менее 50 % от годового уровня образования по отрасли в целом. По данным Минэнерго России, в 2018 году данный показатель составлял 8,4 %. Этот уровень был взят за базовый в Энергостратегии‑2035.
Вопрос использования золошлаков носит комплексный характер и создает существенный потенциал для максимизации эффективности ряда национальных проектов. Направления вовлечения золошлаков.
За рубежом индустрия вовлечения золошлаков в хозяйственный оборот планомерно развивается на протяжении нескольких десятилетий. Так, в Германии технология использования летучей золы в производстве цемента применяется уже более 50 лет. Многие известные высотные здания мира были построены с использованием бетона, произведенного с добавлением золошлаков:
При этом использование в строительной отрасли является далеко не единственным направлением вовлечения золошлаков в хозяйственный оборот. В Южной Корее на законодательном уровне утвержден закрытый перечень из 15 способов их вовлечения в хозяйственный оборот: от использования золошлаков в производстве строительной продукции до сельскохозяйственного применения. Согласно аналитическим документам Австралийской ассоциации развития золошлаковой индустрии (Ash Development Association of Australia – ADAA), возможность их вторичного использования определяют два фактора: качество угольного топлива, из которого формируются золошлаки, и технологии переработки золошлаков.
Попытки систематизировать направления использования продуктов сжигания твердого топлива также можно найти и в отечественных исследованиях. На основе анализа зарубежных и отечественных материалов авторами статьи предложено 4 консолидированных направления вовлечения твердых остатков в хозяйственный оборот в зависимости от использования полученных материалов: строительная отрасль; сельское хозяйство; природоохранные мероприятия; прочее промышленное производство.
Дополнительно предлагается разделять продукцию, которая может производиться с использованием золошлаков, не только по цели использования, но и исходя из уровня технологической переработки золошлаков

Золошлаки в строительной отрасли

В строительной отрасли необходимо выделять три направления: строительство жилых и нежилых зданий, а также возведение дорожных сооружений. В области развития жилищной застройки ключевым стратегическим документом на сегодняшний день является национальный проект «Жилье и городская среда» (реализуется Минстроем России), в котором предусмотрен перечень мероприятий до 2024 года. Документ определяет меры по созданию условий для внедрения новых технологий в проектировании и строительстве жилищной инфраструктуры. Преобладающее большинство золошлаков (99 %) имеет V класс опасности (другими словами – «неопасные»), что делает их пригодными для производства цементобетонных изделий. Более того, они наносят меньший вред окружающей среде, нежели распространенные элемента быта, например, раствор поваренной соли – данному виду отходов присвоен IV класс опасности.
В настоящее время на стадии согласования находится обновленная Стратегия развития строительной отрасли и жилищно-­коммунального хозяйства до 2030 года. В рамках стратегии предусмотрено повышение ресурсной эффективности строительства. Использование золошлаков вместо традиционных песчано-­гравийных смесей, а также в качестве вяжущего компонента бетонной смеси потенциально имеет возможность снижения себестоимости строительной продукции на 10–20 % при условии нахождения источника золоотвала угольной ТЭС в пределах эффективного радиуса.

Тема использования золошлаков носит комплексный характер и создает потенциал для максимизации эффективности национальных проектов

В дорожном строительстве на сегодняшний день реализуются два национальных проекта: «Безопасные и качественные автомобильные дороги» и «Комплексный план модернизации и расширения магистральной инфраструктуры на период до 2024 года» (реализуются Минтрансом России). Национальный проект «Безопасные и качественные автомобильные дороги» направлен на повышение качества автодорожной сети, но вопросы строительства новых автодорог в нем практически не рассматриваются. Данный аспект особенно важен, поскольку золошлаки могут использоваться только в проектах сооружения новых дорог. В Федеральном проекте «Общесистемные меры развития дорожного хозяйства» определен целевой показатель «Доля контрактов на осуществление дорожной деятельности в рамках национального проекта, предусматривающих использование новых технологий и материалов, включенных в Реестр новых и наилучших технологий, материалов и технологических решений повторного применения». Таким образом, включение технологии использования золошлаков в реестр новых и наилучших технологий может стать дополнительным стимулом для формирования спроса на эти отходы угольных ТЭС.
Национальный проект «Комплексный план модернизации и расширения магистральной инфраструктуры до 2024 года» предусматривает широкий набор мероприятий по развитию транспортной системы России, включая железнодорожную, водную, авиационную и автодорожную инфраструктуру. В рамках создания международного транспортного маршрута «Европа – Западный Китай» должно быть построено 826 км российских дорог к 2024 году. Для повышения уровня экономической связанности территорий Российской Федерации федеральным проектом «Коммуникации между центрами экономического роста» предусмотрено строительство и реконструкция автомобильных дорог на магистральных направлениях протяженностью 1977,4 км.
По оценкам авторов статьи, в отечественных реалиях наиболее вероятно использование золошлаков при сооружении насыпей земляного полотна. Однако данное направление возможно реализовать только в случае их соответствия «Методическим рекомендациям по применению золы-уноса и золошлаковых смесей от сжигания угля на тепловых электростанциях в дорожном строительстве» и нахождения ТЭС рядом с местом строительства дороги.

Опубликовано / Август 26, 2020