Когда начнём использовать золошлаковые отходы?

Одним из самых доступных и популярных энергетических ресурсов не только в России, но и в мире по праву считается уголь. Промышленность многих стран базируется на угольной генерации, однако проблема утилизации золошлаковых отходов наиболее остро стоит именно у нас. Несмотря на массу изобретённых технологий работы с ними, в золоотвалах страны по-прежнему скапливается около 88% отходов, которые вполне могут стать ценным сырьём для использования в различных отраслях экономики.

На Международном форуме «Российская энергетическая неделя» эксперты проанализировали ситуацию в нашей стране, поделились реальным опытом вовлечения ЗШО в хозяйственный оборот, а также обсудили препятствия на пути достижения технологического суверенитета в сфере обращения с вторичными ресурсами энергетики.

На пути к переменам

Если Россия может гордиться запасами топлива, объёмами его добычи и использования, то доля утилизации побочного продукта угольных ТЭС, по сравнению с мировыми лидерами, выглядит более чем скромно. К примеру, в странах Европы и Японии в переработку идёт 90–100% золошлаков, а в Китае — более 80%.

К слову, в Поднебесной угля потребляется в 32 раза больше, чем у нас, однако проблемы ЗШО в стране практически решены. Сегодня существует много возможностей использования отходов, они находят применение, например, в строительстве и сельскохозяйственной отрасли. Даже всемирно известный небоскреб «Бурдж-Халифа» в ОАЭ на 20% состоит из золошлаковых отходов.

В России до последнего времени в переработку отправляли не более 10% ЗШО, притом что в стране функционируют 60 крупных ТЭЦ и более 100 мелких, которые ежегодно образуют более 20 млн тонн золошлаков. Эксперты прогнозируют, что к 2030 году их объём может превысить 2 миллиарда тонн.

Проблема имеет накопительный эффект, и государство наконец озаботилось её решением, поставив цель достичь к 2035 году объёма утилизации золошлаков до уровня 50%. Первые результаты не заставили себя ждать, и за последние 5 лет доля вовлечения золошлаков ТЭС в хозяйственный оборот в России выросла в два раза.

Если в 2018 году показатель едва достигал 8,4%, то к 2023 году увеличился до 31%, привёл цифры директор департамента развития электроэнергетики Министерства энергетики Российской Федерации Андрей Максимов.

«На сегодняшний день в 9 регионах утверждены региональные программы по утилизации ЗШО, ещё в 9 программы разрабатывают. Целевые показатели утилизации составляют от 30 до 75%», — отметил он, добавив, что в 2024 году этот показатель был установлен на уровне 15%, однако по итогам года превысил его и достиг 25%.

«Ещё пару лет назад обсуждали тематику использования золошлаков в контексте „можно — не можно”. Совершенно очевидно, что вовлекать золошлаки в хозяйственный оборот нужно, и для нас это изначально было фундаментом. Мы убедились, что это не так страшно, как кажется, и можно использовать накопленный опыт других стран.

Иностранные партнёры делились своими практиками, к примеру, в этом году нам посчастливилось посетить реальное производство в Китае. Мы смотрели и обсуждали, как увиденное имплантировать непосредственно в нашу российскую действительность, оценивали потенциал вовлечения.

Год назад мы уже перешли в логику обсуждения конкретных реальных проектов, региональных программ, их принятия и реализации. То есть, по сути дела, перешли из стадии „Что можно делать?” к стадии „Как это делать?”» — рассказала о текущем положении дел генеральный директор Национальной ассоциации развития вторичного использования сырья (АРВИС) Ирина Золотова.

По её словам, реализация проектов вторичного вовлечения решает куда больше задач, чем уменьшение объёма накопленных золошлаков.

«Это вопрос экологизации, повышения региональных экономик и всей промышленности страны. Мы создаем запрос к экономике. В чём это выражается? Заказ на оборудование, на технологии, на компетенцию повышения кадров и их развитие, на инвестиции.

Выполняя все эти ступени поэтапно, мы перейдём на качественно другой технологический уровень и обеспечим рост экономики в целом России и, естественно, регионов как составляющих. Как следствие, можем достичь того технологического суверенитета, о котором так много сегодня говорим», — обозначила перспективы гендиректор АРВИС.

Барьеры

К сожалению, «золошлаковый» век не может начаться по взмаху волшебной палочки, хотя первые шаги со стороны как государства, так и предпринимателей уже сделаны. Однако на этом пути всё ещё есть риски споткнуться о разного рода препятствия.

«Когда в 2022 году мы прописали вовлечение вторичных материальных ресурсов, то подумали, что новая эпоха уже началась, однако это не так. В первую очередь мы провели мониторинг региональных программ.

Напомню, что по распоряжению правительства 2022 года порядка 10-13 регионов должны были утвердить соответствующие программы. Но через некоторое время мы обнаружили, что во многих регионах они так и не появились. К примеру, Алтайский край разработал, а Приморский край или Омская область — нет.

Благодаря усилиям Совета Федерации региональные программы всё же были приняты. Но это ещё полдела. Важно, чтобы они не остались на бумаге для галочки, а наполнились реальными проектами», — рассказал об одной из трудностей первый заместитель Председателя Совета Федерации Федерального Собрания РФ Андрей Яцкин.

Причину слабой заинтересованности регионов эксперты видят в первую очередь в несформированности рынка, а также нерешённых вопросах нормативно-правового и технического регулирования, иначе говоря, в создании комфортной регуляторной среды.

«К сожалению, присутствует ещё один сдерживающий фактор. Это неопределённость статуса золошлаковых материалов, которые являются одновременно и техногенным сырьём, и отходом. Низкая внедренческая активность потенциальных потребителей связанна с жёсткими требованиями Ростехнодозора при применении золошлаковых отходов.

Есть необходимость прохождения сложных, длительных и дорогостоящих процедур государственной экологической экспертизы при каждом применении. В работе с ЗШО сегодня необходимо определить юридический статус по этим отходам.

А также обозначить перечень требований при извлечении золошлаковой смеси из отвала и применении в строительстве и промышленности согласно нормативной документации без прохождения государственной экологической экспертизы», — выразил мысли многих коллег заместитель генерального директора по стратегии и новым бизнесам АО «Росатом Инфраструктурные решения» Антон Зубков.

Ирина Золотова считает, что для перехода в контур технологического суверенитета нужно выполнить всего три условия.

«Первое — у нас должна быть рыночная активность, то есть спрос. Второе — мы должны обеспечить масштабируемость и тиражируемость соответствующих технологий. И третье — обеспечить непрерывность, цикличность данной технологии, то есть возможность её применения несколько раз», — пояснила она.

Когда речь заходит о слабом спросе, первый заместитель Председателя Совета Федерации Федерального Собрания РФ Андрей Яцкин советует вовсе не использовать понятие «отход», так как оно сразу же отталкивает клиента и становится барьером на пути повышения эффективности использования золошлаков.

Именно грамотное и квалифицированное предложение, способное удовлетворить потребителя, станет драйвером развития, подчёркивает г-жа Золотова. Это создание у вторичного сырья тех качеств и свойств, благодаря которым оно будет пользоваться постоянным спросом. И главную роль здесь играют региональные проекты.

Но их реализация невозможна без технологий и оборудования, напоминает эксперт. К этой формуле также необходимо прибавить инвестиции, IT-решения, кадровые ресурсы, государственную поддержку и устойчивые логистические цепочки между всеми участниками.

К тому же, ссылаясь на опыт китайских партнёров, эксперты не без грусти отмечают, что логистическая составляющая в нашей стране значительно отличается от зарубежной. Так, в Поднебесной работают целые кластеры, которые разделяют золу по классам и сразу же реализуют её для производства высокотехнологичных полимерных материалов. В нашей стране нет опыта создания логистических центров по складированию, реализации и транспортировке золошлаковых материалов.

«Логистическое плечо — немаловажная проблема для нас. К примеру, Берёзовская ГРЭС, которая ежегодно формирует порядка 166-200 тысяч тонн буроугольной золы, находится достаточно далеко от центра потребления.

В Красноярском крае только пара городов-миллионников расположены в относительной близости, всё остальное — не менее чем в 300 километрах. Направления, где можно применять нашу золу, есть. Но процесс сопряжён с транспортными расходами», — поясняет директор по операционной эффективности и оптимизации проектов ПАО «Юнипро» Игорь Шелухин.

Генеральный директор «Эн+» Владимир Колмогоров поддержал коллегу и рассказал о своём видении проблемы на примере компании «Востсибуголь» в Иркутской области.

«У нас много проблем с точки зрения и хранения самого угля на разрезах. Поэтому мы вынуждены частично использовать угольные отработки для хранения золошлаковых отходов. Это действительно в каких-то моментах даёт эффект.

В частности, у нас есть Жеронское месторождение, которое расположено недалеко, в 40 километрах от города. Там выгодно хранить золошлаковые отходы в выработке от угольного разреза. Вывозить отходы на более дальние расстояния — проблема, причём не только транспортная, и нужно менять этот подход.

Если по примеру Китая большие станции построить или в Тулуне, или в Черемхово, то на них полностью будет идти не только выработка электроэнергии, но и переработка отходов. Вот тогда это получается проект, очень выгодный с точки зрения и экономики, и экологии, конечно. Если мы используем такой вот опыт, построим большую станцию с переработкой всех отходов, тогда получим огромный эффект», — предполагает эксперт.

Перспективы применения

Пока представители власти и бизнесмены нашей страны только нацелились на ESG-стратегию и перенимают иностранный опыт, в Китае уже почти полвека производят бетон, используя продукты переработки.

«За последние 50 лет мы прошли очень большой путь и достигли прогресса в выпуске разных видов бетонов и бетонных изделий. Конечно же, мы используем те материалы, которые нам предоставляют предприятия промышленного производства. Их шлаки и отходы должны идти на переработку.

Главные принципы — безопасность и полнота технологического цикла, то есть максимальное использование разного рода вторичной продукции, использование всех возможных решений по переработке такого рода сырья и повышение её эффективности. Сейчас мы вышли на производство высокотехнологичных полимерных материалов, один из примеров — геополимерный бетон.

И сегодня в Китае разрабатывается и совершенствуется государственная политика в области переработки полимерных материалов, в том числе для производства бетонных изделий», — рассказала технический директор Xenan Xing’an New Building Materials Co., Ltd. Мэн Чжан.

Возможностей использования золошлаков великое множество, считает директор центра компетенций «Использование вторичных ресурсов в строительной отрасли» СибАДИ Александр Лунев.

«Почти никто не озвучивает, что золошлак — это не один вид материала. Для больших генераций давно не секрет, что существует несколько разновидностей ЗШО. Это, с одной стороны, минус, а с другой — плюс, потому что больше разновидностей — больше направлений использования. Нельзя сказать, что золошлак можно применять в одном конкретном направлении. Их, на самом деле, много.

Это и сельскохозяйственная отрасль, и геополимерные бетоны, и производство красок, и вяжущих компонентов для дорожного строительства, и блоки для ПГС, и многое другое, вплоть до бронежилетов», — перечислил он.

Однако, несмотря на такой спектр направлений, не все они могут получить развитие, считают эксперты. В частности, применение в сельском хозяйстве пока ограничено.

«Мы идём в ногу с наукой и имеем отдельные опыты в сфере сельского хозяйства. Есть технологическая проблема внесения золошлаков в почву как мелиоранта. Существующие мелиоранты, хоть и немного дороже, но выигрывают в компактности, и при работе с ними не нужно использовать серьёзную технику. Поэтому, скажем так, сверхприроста пока мы не получили», — поделился опытом директор по реализации золошлаковых материалов ООО «Сибирская генерирующая компания» Пётр Саньков.

Игорь Шелухин также отметил, что с аграриями диалога пока не получается.

«Зола с Берёзовской ГРЭС — активная, с большим содержанием кальция и по своим свойствам отличается от каменноугольной золы. Благодаря им она вполне может использоваться для раскисления почв. Мы немножко пощупали этот рынок, но аграрии, с которыми мы общались, пока не очень заинтересованы в этой работе. Раскислением почв они практически не занимаются и стараются получать другие почвы взамен», — констатировал он и рассказал о векторах, которые видят перспективными в СГК.

«К 2030 году мы должны утилизировать 80% вновь образуемой золы преимущественно с Берёзовской ГРЭС. Сейчас мы видим, что использовать её можно в производстве тампонажных смесей, газобетонных блоков, цементобетона, сухих строительных смесей, а также закладочных смесей для шахт.

На данный момент бизнес-кейс у нас не очень складывается из-за ряда факторов: стоимостных, логистических, — которые предполагают более 10 лет окупаемости, притом что мы пытаемся ориентироваться на более маржинальные рынки. Конкретно для нашей золы такими рынками может стать дорожное строительство, нейтрализация отходов, те же самые тампонажные смеси и, возможно, производство строительных смесей типа клеёв», — назвал перспективы Игорь Шелухин.

Вообще, что касается сферы дорожного строительства, то пока объёмы реализации небольшие, а сами проекты не носят массового характера, говорят эксперты, скорее, идёт точечная работа. В речи спикеров не раз звучало слово «инертность». Именно оно как нельзя лучше характеризует строительную отрасль в последние годы, считает Александр Лунев.

«Если 5 лет назад это был своего рода сизифов труд, когда несколько энтузиастов пытались хоть как-то использовать золошлак в строительстве, то сейчас есть комплексный план, идёт работа на разных уровнях для продвижения этой идеи. Например, появилось распоряжение Федерального дорожного агентства №62-р по расширению применения золошлаковых материалов в дорожной деятельности.

НС начала этого года вступило в силу распоряжение Правительства Российской Федерации 2330-р, где указано, что минимальная доза вторичного сырья при строительстве дорог должна составлять не менее 5%», — отметил он изменения, тем не менее подчеркнув, что отрасль по-прежнему боится новых материалов и технологий.

«Сегодня ситуация складывается действительно довольно парадоксальная. Золошлаковых отходов достаточно много. И вопрос, что с ними делать, пока не закрыт. Мы создали специально структурное подразделение „Иркутскзолопродукт”, освоили технологии по производству бордюрного камня и тротуарной плитки. Но это всё-таки не те объёмы. Да, это даёт какой-то маленький эффект, но сегодня речь о более серьёзных вещах», — резюмировал Владимир Колмогоров.

Опыт регионов

Сразу в нескольких направлениях хотят вести работы в Иркутской области, рассказал губернатор региона Игорь Кобзев.

Иркутская область является одним из крупнейших топливно-энергетических комплексов в России и владеет практически всеми ресурсами, однако именно потребление угля доминирует и составляет 55%.

На этом топливе работают 14 тепловых электростанций и более тысячи коммунальных котельных, которые потребляют 15 миллионов тонн ископаемого топлива ежегодно, при этом энергопотребление растёт с каждым годом. В среднем на территории области образуется около 2 млн тонн золошлаковых отходов. Уже сейчас они занимают более 2 тыс. га на юге Иркутской области, где ЗШО хранятся. А их общая масса составляет 94 млн тонн.

«Сегодня золошлаки отнесены к пятому классу опасности. Здесь я вижу, что работу можно организовать по схеме, аналогичной той, что действует для твёрдых коммунальных отходов. Нужно просто присоединять эту историю и идти по тому же сценарию, не уходить в сторону. Мы сформировали региональную программу и выбрали направления, которые научно и образовательно доказываются.

К примеру, для производства строительных материалов у нас есть такой компонент, как зола-уноса. Хотя там небольшие проценты, около пяти, но сегодня предприятия заинтересованы. Пока это не те объёмы, которые хотелось бы, но мы уже работаем в этом направлении, чтобы понять, как дальше реализовывать этот формат», — рассказал г-н Кобзев.

Вторая задача, которую назвал глава региона, — развитие производственного цикла полигонов.

«В 2025 году область включается в комплексный центр по обращению с отходами в городе Ангарске, это 490 тысяч тонн, в год перерабатывают 50% из них. И это новые уже подходы, которые мы реализовываем вместе с нашим российским экологическим оператором. И здесь, конечно, я бы рассмотрел опять твёрдые коммунальные отходы и всё, что связано с этим. Именно их объединение на нормативном уровне», -— продолжил губернатор.

Помимо этого, в регионе видят возможность использовать отходы для собственных нужд: сооружать технологические дамбы в золошлаковых отвалах и использовать продукт упомянутом выше дорожном строительстве.

В Красноярском крае, к сожалению, проекты утилизации золошлаков или их применения на протяжении многих лет практически стоят на месте, посетовал министр промышленности и торговли региона Максим Ермаков.

«Мы находимся только на начальном этапе. Лишь недавно перед нами, в том числе губернатором края Михаилом Котюковым, была поставлена задача начать работу в этом направлении. Естественно, мы пошли в поля и начали уточнять, что же в этой области происходит. К сожалению, для себя я обнаружил в первую очередь нежелание использовать эти отходы в тех отраслях, где они могут применяться. К примеру, возьмём метро, которое строится Красноярске.

Мы беседовали с нашими московскими компаниями, которые ведут работы. Насколько мне известно, здесь отходы очень активно можно применять. Но при запуске проекта даже речи об этом не шло. Мы сейчас собрали первое рабочее совещание и будем пытаться менять как минимум проектную документацию на предмет использования вторичного сырья», — поделился информацией чиновник и отметил, что региональные министерства готовы урегулировать вопрос, чтобы едва ли не бесплатно отдавать золошлаки.

«Те же инертные материалы, используемые при строительстве дорог, стоят от тысячи рублей за тонну. Насколько я знаю, представители компании, по крайней мере у нас в регионе, сказали, что готовы и бесплатно отдавать. Опять же здесь многое зависит от двух факторов: цена вопроса и желание. И когда сверху поймут, что это дешевле, то, конечно, всё сойдётся в нужной точке.

А если мы отчасти ещё и простимулируем это, тогда весь процесс закрутится. Помимо этого, нужно перебороть стереотипы потребителей, донести, что это то сырьё, которое действительно может использоваться», — предположил Максим Ермаков.

Главное, говорит спикер, чтобы золошлаки не повторили судьбу опилок. Ещё 10 назад все деревообрабатывающие предприятия не знали, что с ними делать, когда ими всё было завалено. И тут вдруг появились пеллеты.

«Теперь у нас всё упирается в цену вопроса. Раньше опилки, они же отходы, были бесплатными, сейчас цена пеллет в нашем регионе от 6 тысяч за тонну», — сказал г-н Ермаков.

АО «Росатом Инфраструктурные решения» ведёт работу по переработке и вовлечению в хозяйственный оборот золошлаковых отходов и материалов в своём филиале на территории города Северска в Томской области, рассказал Антон Зубков.

«Мощность Северской ТЭЦ почти 400 мегаватт. И золоотвал, проектная ёмкость которого 23,5 млн тонн, при текущем режиме образования ЗШО исчерпывается. Количество размещённых отходов в золоотвале на сегодняшний день составляет чуть более 20 млн тонн. Сейчас мы реализуем сразу несколько мероприятий по снижению образования ЗШО. Первое — это система сухого золоулавливания.

Она позволяет не допускать выброса в атмосферу и реализовывать 99% сухой золы-уноса, востребованной на рынке как товарная добавка в цементы и бетонные изделия. В настоящее время у нас заключены договоры, позволяющие реализовать 100% образованной золы. Перевод ТЭЦ на систему сухого золоулавливания позволяет реализовывать более 180 тысяч тонн золы-уноса», — рассказал заместитель генерального директора по стратегии и новым бизнесам.

Второй проект — это как раз глубокая переработка золошлаковых материалов. Модульный комплекс сейчас работает в опытном режиме, но, по словам г-на Зубкова, уже проведены все ОПИ для внедрение полученной продукции на предприятиях Томской области, уже заключены и сбытовые договоры. В ближайших планах — выход на промышленную эксплуатацию. Помимо этого, с 2026 года компания начнёт возводить завод по производству стройматериалов.

«Сегодня при непосредственной поддержке администрации Томской области мы ведём работу как раз с предприятиями региона и муниципалитетами по прикладным вопросам применения ЗШО. Прорабатываем обоснование применения ЗШМ в проектах дорожного, промышленного и гражданского строительства.

Включаем соответствующие требования в проектную документацию региональных строительных проектов в зоне эффективного радиуса 100 километров. Составляем технологические карты и рецептуры для промышленных предприятий Томской области», — рассказал о проделанной работе представитель дивизиона «Росатома».

Настаивая на том, что только из пилотных проектов и практики формируется системность, Пётр Саньков назвал несколько практических особенностей развития экономики замкнутого цикла на примере золошлаков.

В Новосибирской области ТЭЦ-5 реализует золу-унос как активную минеральную добавку. Её основные потребители — производители бетона. Потребление растёт, и это подтверждают реальные цифры: три года назад отгрузка со станции составляла 36 тысяч тонн, в 2024 году — уже практически 90 тонн.

Г-н Саньков обратил внимание на первый за Уралом очень масштабный и капиталоёмкий проект, который инициировала СГК, — строительство новой системы пневмотранспорта отгрузки золы. Однако из-за отсутствия российских и неконкурентоспособности китайских производителей на конкурс были заявлены только два участника.

По его словам, Красноярский край — хороший пример развития и использования золошлаков как техногенного грунта для рекультивации карьеров. В Назаровском районе СГК ведёт уже второй проект по использованию более 1 млн кубов золошлаков и нацелена на следующий, который позволит использовать практически 4 млн.

«Хочется расширить успешную практику, для этого направили запрос в Минприроды края, чтобы понять, сколько вообще карьеров вокруг Красноярска, чтобы мы могли выстроить долгосрочные планы. Помимо этого, хотели бы включиться в упомянутый проект метро. Ответственно заявляю, что в проектно-сметной документации нет требований по составу бетонов.

Есть только требования по марочности, а зола-унос как активная минеральная добавка как раз способна обеспечить высокомарочные бетоны длительным набором прочности. Опыт у нас уже есть, и мы готовы поработать более плотно в этом направлении», — отметил глава СГК.

Помимо этого, компания сейчас просчитывает проект строительства в Красноярске на территории одной из станций завода по производству силикатного кирпича с содержанием золы до 70% и ценой в два раза ниже обычного кирпича. Проектная мощность 100 миллионов штук кирпичей в год позволит переработать до 120 тысяч тонн золы. По предварительным оценкам, реализация проекта обойдётся в 1 млрд рублей.

Среди примеров необходимости государственного управления в стратегических задачах по обеспечению технологического суверенитета Пётр Саньков назвал потенциальный проект извлечения золошлаков Рефтинской ГРЭС в Свердловской области.

«Эта крупнейшая угольная станция России, которая образует более 4 миллионов тонн золы. Очень бы хотелось поработать в части возможного извлечения глинозёма из неё, потому что в этой золе содержится до 25% Al2O3. В теории мы можем добывать от полумиллиона до миллиона тонн глинозёма.

Это абсолютно точно стратегическая задача, и здесь требуется участие нескольких сторон. Самое главное — создать понимание у металлургов в стратегической необходимости этого процесса. Раз мы говорим про технологический суверенитет, мы сами можем обеспечивать значительную долю рынка глинозёма в Российской Федерации из собственного вторичного сырья», — заключил он.

Текст: Марина Каталакиди