Ігор Чумаченко | Блоги

Газификация углей: мировой опыт и перспективы реализации проектов в Украине

Одним из, наверное, самых интересных процессов переработки угля безусловно является его газификация, с последующей переработкой в нефтепродукты или химическую продукцию. Периодически к этой теме возникает интерес, особенно в угледобывающих странах, который будоражит умы государственных деятелей и предпринимателей. Интерес к этой теме прямо пропорционален ценам на нефть на мировых рынках. Несмотря на то, что основные игроки на этом рынке, давно известны, много мелких фирм и предпринимателей, периодически обещают дать миру новые технологические решения, которые сделают процесс газификации углей значительно дешевле. Но глобально в мире, и тем более в Украине, данная технология практически не развивается. Хотя такие страны, как Украина, имеющая большие запасы каменного и бурого угля, и являющаяся в итоге импортером светлых нефтепродуктов, потенциально заинтересована в такой технологии. Так почему этот старый процесс, имеющий практические реализации и много последователей, буксует?

Немного о технологии. Она основана на методе немецких химиков Ф. Фишера и Х. Тропша, сотрудников компании Ruhrchemie, открытом в 20-х годах прошлого столетия, позволяющем под воздействием высоких температур в реакторе, с добавлением к углю перегретого пара и кислорода, получать на выходе после различных катализаторов различные виды углеводородов. В процессе газификации углей помимо самого реактора важную роль в процессе играет производство перегретого пара, а также производство чистого кислорода. Регулирование подачи перегретого пара и кислорода вместе с использованием различных катализаторов, позволяют получать требуемый вид углеводородов для последующей переработки их в конечный продукт.

В настоящее время промышленное производство углеводородов (в т. ч. метанол) из угля существуют в двух странах: ЮАР и Китай, а также до 50-х годов существовало в Германии, откуда сама технология и произошла. Следует сказать, что созданию производств в этих странах способствовали сверхординарные обстоятельства:
  • Первые промышленные внедрения технологии газификации углей и производство из них синтетических топлив было вызвано дефицитом жидких топлив в фашистской Германии 30-х годов. В то время только половину потребностей Вермахата покрывала добыча обычной нефти в Румынии и Венгрии. Для ведения боевых действий Германия должна была иметь полную независимость от внешних поставок. Имея большие запасы дешевого бурого угля, было создано производство светлых нефтепродуктов. После окончания войны, несмотря на дальнейшую добычу угля в Германии и Польше, последний завод по производству синтетических нефтепродуктов был закрыт в 1950-х годах.
  • В ЮАР после введения ООН эмбарго на поставки нефтепродуктов режиму апартеида, при содействии государства, были построены несколько производств: Sasol и PetroSA, которые полностью обеспечивают страну светлыми нефтепродуктами. Следует отметить, что для этих производств в стране существует особые условия взаимодействия с государством: при высоких ценах на нефть, данные предприятия платят 25% от прибыли в специальный фонд. В случае падения цен на нефть ниже уровня себестоимости, государство из этого фонда компенсирует убытки данным компаниям. Т. о., существующая система, как бы намекает участникам рынка угля и нефтепродуктов, что все не так просто в экономике предприятий, производящих светлые нефтепродукты из угля.
  • Китай. В следствие продолжительного роста цен на нефть в середине 2000 годов, Китайское правительство в 2006 году создает специализированную госкомпанию по реализации проектов газификации углей - Synfuels China. А в 2008-2009 годах в Китае открываются несколько производств жидкого топлива, самым крупных из которых является предприятие Shenhua DCL, с производительностью 2 млн. тонн угля в год. Инвестиции в данное производство составили 1,5 млрд. $ в ценах 2008 года. В 2009 году был запущен завод Yitai ICL с производительностью менее 500 тыс. тонн угля в год (на рисунке ниже). Также было построено несколько демонстрационных производств.

Завод Yitai ICL

  • США. До 2008 года активно разрабатывались проекты строительства заводов по газификации углей, которые были остановлены в 2009 году, после падения цен на нефть и развития сланцевой добычи газа и нефти.

Следует сказать, что это не первый бум газификации углей и производства синтетических бензинов. В 1973 году, после резкого роста цен на нефть, интерес к данному производству резко актуализировался, но после падения цен все проекты были заморожены.

В Украине была попытка реализовать два проекта строительства заводов по газификации угля суммарной мощностью около 5 млн. тонн угля газовой группы. Синтез-газ этих заводов должен был заменить использование природного газа для Одесского припортового завода и других химических заводов. Для этого проекта Китай выделил кредит в размере 3,6 млрд. $ еще при Януковиче. Реализовывать данный проект должна была дочерняя структура Нафтогаза – Углесинтезгаз Украины. Основным партнером в реализации этих проектов должен был стать Siemens. Но ни при Януковиче, ни при Порошенко дальше подготовки ТЭО проектов так и не пошло. Два года назад кредитное соглашение было расторгнуто по инициативе Китая.

На сегодня основные компании, обладающие передовыми технологиями сжижения угля: Cheveron, General Electric, Lurgi, ExxonMobil, Sasol, Siemens и Shell. К сожалению, научные организации, проектные институты, а также промышленные предприятия стран СНГ не имеют практического опыта внедрения технологий газификации углей. Сегодня у нас предлагаются небольшие установки по газификации угля как китайского, так и местного производства. Они используются для замены природного газа для технологических нужд в небольших объемах. Например, Львовский производитель ламп накаливания внедрил подобную китайскую установку для замены природного газа при плавке стекла для ламповых колб. Применение таких установок для получения нефтепродуктов или аммиака проблематично по нескольким причинам:
  1. небольшая мощность, что делает невозможным создать следующий этап производства нефтепродуктов или химии.
  2. нестабильное качество синтез-газа.

В связи с этим, несмотря на озвучиваемый небольшой Capex, реализованных проектов пока нет.

Таким образом, высокий порог вхождения в подобное производство и зависимость экономических результатов от цен на нефть в последние годы получили очень важного «помощника» - общемировую борьбу с глобальным потеплением. Подписание ЕС Green deal, заявление многих стран о постепенном отказе от двигателей внутреннего сгорания и т. п. делает реализацию подобных проектов еще и высокорискованной. И как бы мы не восхищались гением инженерной мысли подобной технологии, с высокой долей вероятности новых подобных производств мы не увидим.
Ігор Чумаченко