Перекуємо шахти на електростанції!

Усе почалося десять років тому. І тоді уряд молодої незалежної України переймався майбутнім вітчизняної вуглевидобувної галузі. У країні, де інших енергоносіїв катма, не до жиру. Та біда! Українське гірничо-шахтне і прохідницьке, і видобувне господарство давно й безнадійно застаріло. Самі ж шахти переважно сягнули надглибин, де якість вугілля набагато гірша, і утридорога піднімати його на-гора ніби за межею здорового глузду. 

Так от, було утворено дуже серйозну, авторитетну і кваліфіковану комісію, якій доручили розробити програму «Інтенсифікація виробничої діяльності і розвитку шахт вугільної промисловості України». За цією сухою назвою криється таке: за всю історію вітчизняної вуглевидобувної галузі вперше зажадали глобальної ясності щодо її близьких і далеких перспектив. Бути, іншими словами кажучи, чи не бути? Отож насамперед треба було відповісти на запитання, варто чи ні затівати друге народження галузі?

Очолив комісію унікальний чоловік — Гліб Піньковський. Він двадцять років у статусі гірничого інженера, головного інженера і директора шахт займався видобутком вугілля, а потім рівно стільки ж і будівництвом нових та реконструкцією старих, очолюючи свого часу знаменитий проектний інститут Дніпродіпрошахт. В Радянському Союзі Піньковський вважався шахтобудівником №1.

Затребувану програму комісія на чолі з ним незабаром запропонувала. Причому, дуже грунтовну й оригінальну, за трьома найдоцільнішими напрямками — таку, якої раніше ніхто не створював. Вона спиралася на такий вичерпний аналіз усіх аспектів функціонування складних і завжди неоднакових підземних виробництв з видобутку палива на 198 діючих тоді шахтах України, що досі повнішої картини ми просто не мали. Шкода тільки, що систематичні зміни урядів відклали цю програму у довгу шухляду. А зараз про неї навряд чи й пам’ятають. Але мова не про це. А про те, що, може, і краще, що не пам’ятають.

— Перед нами ставилося завдання перш за все знайти варіанти, як зберегти та розширити обсяги добутку енергетичного вугілля, — розповідає Гліб Станіславович. — Отож в інтересах забезпечення ним вітчизняних теплових електростанцій. Чи готові вони спалювати менш кондиційне паливо, не знижуючи потужностей? Я побував на більшості з них і був страшенно вражений та розчарований. Технічно-технологічний стан українських теплоелектростанцій жахливий, а виробництво на них електроструму вкрай витратне. І електростанції наші, як і шахти, хоч закривай, добряче переробляй, а потім відкривай знову...

І от коли Гліб Піньковський разом зі спеціалістами Запорізької ТЕС методом мозкової атаки цей клубок намагався розплутати, і пролунало вперше з його вуст несподіване запитання:

— А чи не ліпше поруч із шахтами, на спільному з ними майданчику зводити і цілком сучасні теплові електростанції? Хай меншої, ніж нинішні гіганти, потужності, зате ж маневреніші в експлуатації!

Однак у програму, котру напрацювала комісія Піньковського десять років тому, не ввійшла ідея поєднання в єдиний технологічний процес видобутку твердого палива і виробництва електроенергії. Колеги — науковці і практики не ризикнули з нею «світитися». 

А професор-гірник і доктор технічних наук Піньковський не зміг уже зупинитися. Спільно з іншим інститутом, ДніпроНДПІенергопром, він підібрав групу, яка під його керівництвом і обгрунтувала небавом концепцію принципово нового енергетично-виробничого комплексу «вугільна шахта — теплоелектростанція». Ця робота досі не має аналогів у світі.

За великим рахунком, ідея, ще раз уточнює Гліб Піньковський, виникла на противагу маловтішному і навіть хибному та згубному в українських обставинах іноземному досвідові «реструктуризації» вугільного виробництва. А ще й зараз у нас кивають на мудрість тих країн, які згортають дедалі менш рентабельний шахтний видобуток твердого палива. Тепер світові експерти пропонують зробити це й нам. Європа, перенісши наголос на атомну енергетику, закривати свої шахти, свій, по суті, єдиний паливно-енергетичний ресурс, схиляє і Україну, котра ніяк не опам’ятається від Чорнобильської трагедії. Чи не тут насправді і криється небезпечна та далекосяжна диверсія, міна під економічну незалежність України, коли згодом неймовірно злетять ціни на нафту і газ?

Але спустімося на рідну грішну землю. Точніше, в її надра. Тут теж дещо треба уточнити. Приведення шахтного господарства до сучасних вимог у нас, за висновками спеціалістів, запізнилося мінімум на 20 років. З другого боку, зниження якості вугілля — явище неминуче і об’єктивне. Нині у тій гірській масі, яка подається на поверхню, до 38 відсотків породи. Отож її треба ще збагачувати, а потім везти на теплоелектростанції, по дорозі розсипаючи сотні тонн. У свою чергу, електростанції також на ладан дихають, бо виробили свій ресурс на 80, а то й 90 відсотків. Ще й технологічно відстали. Адже спалювати сьогодні тверде вугілля у звичних котлоагрегатах — це чимдалі економічно невигідно і екологічно шкідливо.

— У нас ситуація така, що використання величезних запасів низькосортного кам’яного палива уже прискореними темпами веде у глухий кут, і в наявних умовах звернути вбік зась, — заявляє Гліб Піньковський. — Один той факт — що з головою засиплемо себе незабаром відходами вуглезбагачення та вуглеспалення, а другий, і ще страшніший, — що вітчизняна теплова енергетика в нинішньому її вигляді надміру коптить довкілля і теж доживає віку. То я б так ситуацію намалював: окремо працюючі дві галузі, вугільна та електроенергетична, згубні, неперспективні і приречені.

А вже будівництво електростанції на майданчику, скажімо, Центральної збагачувальної фабрики Західного Донбасу міняє ситуацію. Тут поруч три діючих шахти. Вийняте ними вугілля нікуди не треба транспортувати. Конвеєрами його можна подавати відразу на дільницю підготовки і прямісінько в котли станції. Коли запроваджується принципово нова і спільна технологія. Нарізні видобуток палива і виробництво електроструму та тепла поєднуються між собою в єдину схему, і ця єдина нейтралізує слабкі моменти кожної зокрема та посилює переваги спільної. Та ж порода відразу або залишається, або повертається у шахти, заповнюючи в них вивільнені виробки. 

І головне, про що мало хто навіть здогадується. Вирішується нарешті проблема комплексного і повного використання горючих покладів. Тепер просто великий гріх буде не відбирати спершу з лав метан. Цим досі у нас ніколи не займалися, наче такий газ і не потрібен. Досі ми тільки нарікаємо і роками трагічно страждаємо, що українські шахти небезпечні своєю вибуховою загазованістю. І не знаємо, не хочемо знати, не говоримо, не признаємося собі і не визнаємо, що в Україні насправді не існує суто вугільних родовищ. Натомість існують вуглегазові родовища. Той же Донбас фактично вуглегазовий басейн. Тут ще залягає не менше 12 трильйонів кубометрів метану, відтак ми за його запасами четверті на планеті. А кажемо, наче не маємо власного газу! Якщо видобуток вугілля здійснюємо, то чому пускаємо за вітром — у прямому розумінні вивітрюємо — другий енергоносій? Чому ж метан попередньо не відкачувати з розкритих пластів і не спрямовувати у топки ТЕС?

Нарешті про великі обсяги води, від якої також потерпають українські шахти. Вода зараз відкачується куди попало. У балки, низини, шламосховища і т. д. Тепер же шахтними водами можна буде охолоджувати котлоагрегати електростанцій. А далі, пропускаючи через демінералізатори, використовувати і в тепломережах. 

— Про ймовірну теплоелектростанцію в «комплекті» з трьома шахтами на майданчику Центральної збагачувальної фабрики у Західному Донбасі говорю лише тому, що проект її спорудження нами, авторами концепції «шахта — ТЕС», розглядався як один з найбільш наочних і доказових варіантів реалізації ідеї, — пояснює сьогодні Гліб Піньковський. — Але він був не єдиний. Ми опрацювали варіанти будівництва теплоелектростанцій і на базі однієї давно існуючої шахти, і на базі нової, яка б починала тільки зводитися з нуля. Бо мова йде ось про що: в усіх цих випадках шахт як таких не існувало б, а відразу створювалися б енергетичні комплекси. Себто підприємства з тільки їм притаманними технологіями, кінцевою продукцією яких буде не вугілля, а електрострум і тепло. Отож підприємства новітнього типу і призначення, подібних до яких ще не існує у світовій практиці. У нас, по суті, шанс не закривати вугільні басейни, а перетворювати їх на виробників затребуваніших і транспортабельніших видів енергії.

Якщо на те вже пішло, то розуміння диверсії як підривної чи шкідливої діяльності, зауважує раптом директор академічного Інституту геотехнічної механіки Анатолій Булат, люди тільки пізніше прийняли за тлумачення. Первісне ж значення цього слова насправді таке: відхилення від звичного шляху, відтворення бажаного, коли прямуєш в інший, ніж прямував досі, бік...

Уточнює це Анатолій Федорович не випадково. Очолюваний ним інститут і підготував уже якраз диверсійну програму впровадження теплоенергетичних комплексів на базі вугільних шахт — скорочено програму «Вугілля — енергія». Мінімум 40 діючих нині в Україні шахт сьогодні ж можна починати перепрофільовувати. Згодом ще 60—80. 

— Спорудження таких комплексів доцільне майже на всіх твердопаливних підприємствах України, — запевняє Анатолій Булат. — За нашими розрахунками, коли низькопотенційні енергоносії на місці, не відходячи від шахтних стволів і копрів, перетворювати в інші види енергії, то навіть нині нерентабельні шахти стануть цілком прибутковими. 

Так от, особливість і надбання, яким Інститут геотехнічної механіки збагатив концепцію Гліба Піньковського і його однодумців, полягає якраз у тому, що вугілля пропонується спалювати за новим методом — у так званому циркулюючому киплячому шарі. Нинішні котли — це пиловугільні топки, надто чутливі до надмірної зольності палива. А ЦКШ — циркулюючі киплячі шари з кисневим дуттям — навіть відходи сучасного вуглезбагачення спалюватимуть, не залишаючи від них традиційних гір шлаків та породи.

Цей метод не новий, зрештою. Він давно задіяний у різних виробничих потужностях США, Канади, Франції і Англії — там, де віддають перевагу максимально і невибагливим, і воднораз безвідходним технологіям. Коефіцієнт корисної дії — 80 відсотків. Новизна ж української ідеї в тому, що метод ЦКШ науковці і пректанти знайшли за можливе поставити на службу теплоенергетичним комплексам у масштабах як окремих шахт, так і їх груп та цілих вугільних басейнів.

— Нами створено, по суті, нову технологію, — продовжує академік і директор інституту Анатолій Булат. — У нашому киплячому шарі згорятиме і шахтний метан, а дуття — це як продовження шахтного вентиляційного провітрювання. Нарешті є й напрацювання, щоб тверде кам’яне паливо з надглибин не піднімати на-гора взагалі, а відразу спалювати у підземних виробках...

У наявності перспектива відродити вітчизняну вуглевидобувну промисловість у новій іпостасі. Що привабливо не лише з точки зору повного використання існуючих в Україні покладів. Сьогодні закривати діючі й нерентабельні шахти — це навіть дорожче, ніж експлуатувати їх за традиційними схемами. Закривати шахти —значить, звільняти тисячі чоловік і залишати їх та членів їхніх сімей і цілі населені пункти без засобів до існування. А так вугільні підприємства діятимуть ще 50—100 і більше років.  То загалом прибутковість «електричного Донбасу» у вчених не викликає ніяких сумнівів.

Вчорашні ідея та концепція сьогодні вималювалися і в перші пілотні проекти. Крім згаданих техніко-економічних обгрунтувань для шахт Західного Донбасу, бізнес-проекти напрацьовано вже і для деяких шахт Макіївки та Луганської області, а також Львівсько-Волинського басейну. Настає той момент, коли на реалізацію безпрецедентної програми треба якомога швидше вишукувати рішучість, силу волі, державну мудрість і кошти. 

Дніпропетровськ.