Что лучше природный газ или уголь. Угольно-газовый «ринг»: уголь пока проигрывает. Сравнение достоинств и недостатков кузнечных горнов на газе и угле

С 18 января в ряде регионов России снова действует так называемый График №1, который предусматривает частичный перевод потребителей газа на резервные виды топлива.

В конце января «Газпром» подвел итог 9-дневной работы в условиях первой волны морозов. Из подлежащих высвобождению 211.5 млн. куб. м газа в сутки «Газпрому» удавалось ежесуточно экономить лишь 45 млн. куб. м. Основная причина - отсутствие на предприятиях заготовленных резервов альтернативных видов топлива. Возникла парадоксальная для России ситуация - дефицит энергоносителей. Очень яркий симптом - резкий рост цен на мазут. В недавнем интервью глава РАО ЕЭС Анатолий Чубайс указал, что стоившая до холодов 3.5 тыс. рублей тонна мазута резко подорожала - до 6‑8 тыс.

В современных установках это преобразование энергии химической связи, хранящейся в топливе в тепловую энергию, а затем в механическую энергию и, наконец, в электричество, имеет общую эффективность около 40%. Это означает, что 60% энергии рассеивается в окружающей среде, главным образом в виде тепла. Самые добродетельные заводы пытаются повторно использовать часть этого тепла для предварительного нагрева поступающих потоков или для обогрева окружающих объектов или домов. В то время как угольные и мазутные заводы имеют выход около 40%, а технологическое развитие позволило газовым системам с комбинированным циклом достичь выходов до 55%.

Однако в возникшей проблеме аналитики усматривают нечто большее, нежели халатный недосмотр «резервистов». Дело в том, что в России до сих пор не существует конкурентного рынка энергоносителей. Цены на газ государство удерживает на заниженном уровне, а на мазут и уголь они формируются рынком. Это приводит к тому, что большинство электростанций в Европейской части России ориентировано на потребление именно «голубого топлива».

Средневзвешенная эффективность термоэлектрических установок: уголь, нефть, газ. Другое важное соображение заключается в том, что ископаемые виды топлива не являются чистыми веществами, но содержат различные количества других элементов и соединений, которые превращаются в частицы, пары или газ при сжигании. Тот же процесс горения может производить токсичные соединения. Даже на этапе экстракции уголь является особенно грязным топливом по сравнению с другими. Загрязнение, получаемое в результате разведки, бурения и добычи нефти и газа, оказывает гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем открытые или подземные шахты, необходимые для добычи угля.

Уголь по большей части используется в Сибири и на Дальнем Востоке. Энергетический комплекс здесь надежен и экономически эффективен. О надежности убедительнее всего говорит то, что эти регионы ежегодно случающиеся «экстремальные» морозы переживают достаточно легко. Отключений электричества здесь не наблюдается. В случае необходимости местные разрезы поставляют на электростанции уголь в любом количестве - даже в случае резкого роста потребления топлива.

Более того, здоровье шахтеров гораздо более подвержено риску, как на глубине, так и вблизи шахт, чем у техников нефтяных и газовых скважин. Кроме того, все ископаемые виды топлива сгорают путем окисления углерода и получения диоксида углерода. Основным преимуществом использования газа, а не угля для производства электроэнергии, является именно это: хотя химическая энергия, содержащаяся в угле, находится в углерод-углеродной химической связи, в газе она хранится в углерод-водородной связи. Следовательно, замена угольных термоэлектрических установок газом может сэкономить до половины углекислого газа, выброшенного в атмосферу, с очевидными преимуществами с точки зрения глобального потепления.

Но в целом по России на угле производится не более 20% электроэнергии. В этом отношении наша страна радикально отличается от большинства других промышленно развитых стран. Там уголь никогда не отодвигался на задворки энергетического бизнеса. Сейчас доля угля в выработке электроэнергии в Западной Европе превышает 40%, а в США уголь генерирует свыше 50% необходимой стране энергии. А в послед ние годы на фоне сохранения высоких цен на нефть и газ наметилась четкая тенденция еще более активного использования угля. Евросоюз планирует выделить 72 млрд. евро на внедрение в энергетике современных угольных технологий на период до 2013 года.

Нелегко сравнить среднюю стоимость электроэнергии из разных источников. В дополнение к переменным издержкам сырья необходимо учитывать затраты на строительство и управление более или менее развитыми, более или менее эффективными и более или менее загрязняющими окружающую среду растениями. Несмотря на более низкие затраты, ясно, что чем меньше внимания уделяется очистке горючего и разрушению паров, тем более загрязняющими являются растения.

Вот почему менее развитые страны, которые менее осведомлены о рисках глобального потепления, предпочитают угольные электростанции, построенные без таких сомнений. Последствия были очевидны, например, китайскому правительству после очередной зимней зимы в Пекине был подвергнут уровню смога, который сделал невозможным увидеть больше чем несколько метров и сделал аэропорты непригодными для использования.

У нас же пока таких тенденций не наблюдается. Более того, если посмотреть на параметры роста оптовых цен на газ в прогнозах МЭРТа, становится понятно, что ценовое преимущество газа по отношению к углю до 2010 года сохраняется на текущем уровне.

К чему это приведет - гадать не надо. Еще несколько лет назад разработчики Энергетической стратегии России писали: «Деформация соотношения цен на энергоресурсы привела к структуре спроса, характеризующейся чрезмерной ориентацией на газ и снижением доли угля. Эта политика может иметь следствием нарастание дефицита энергоресурсов…» И этот дефицит уже становится явью. Как будет реагировать правительство, пока непонятно. А каждый год промедления, по‑видимому, будет многократно повышать риск коллапса в энергетике Европейской части страны.

В заключение, уголь - это грязное топливо. Он загрязнен, когда он извлекается, загрязняется, когда он горит и загрязняется, когда вы должны обрабатывать пыль, которую он производит. Его единственная ценность в том, что она стоит меньше. Поскольку его невозможно заменить непосредственно зелеными источниками энергии, нам необходимо, с одной стороны, больше инвестировать в исследования и разработку возобновляемых источников, а с другой - использовать газ в качестве «моста» в направлении низкоуглеродное будущее.

Например, активизация постепенной замены угольных и газовых электростанций станет решающим шагом вперед в процессе декарбонизации и требованиях к охране окружающей среды, изложенных в климатическом соглашении в Париже, которое уже было ратифицировано 195 странами.

По материалом газеты «Финансовые известия» Владимир ТОЛСТЫХ

Дисбаланс энергопотребления в России негативно влияет на угольную промышленность сибирского региона. Без четкой позиции государства отрасль еще долго будет проигрывать в соперничестве другому энергоносителю - газу

Более того, в будущем можно будет использовать современные газовые электростанции в сочетании с возобновляемыми источниками энергии, чтобы компенсировать сезонные и суточные колебания спроса на энергию с изменениями в производстве энергии из возобновляемых источников.

Учитывая обилие влияний, трудно начать распутывать, какие источники стоят меньше. Цены связаны с расходами на топливо, которые связаны с расходами на спрос и импорт, стоимостью переработки и транспортировкой. За исключением случаев, когда цены не связаны с расходами на топливо, поскольку в некоторых источниках имеется свободное топливо, такое как ветер, солнечная энергия и геотермальная энергия. Однако в случае источников свободного топлива другие составляющие их затрат более чем компенсируют преимущества бесплатного топлива.

Основной вид топлива в Сибири и на Дальнем Востоке - уголь. На европейскую часть России в топливном балансе приходится 95% потребляемого газа и 76% - нефти и нефтепродуктов. Такая территориальная асимметрия обуславливает всю структуру потребления энергоресурсов в стране. Еще сильнее асимметрия проявляется в котельно-печном топливе. Так, в 2004 году доля нефти и нефтепродуктов составила 19%, угля - 15%, удельный вес газа вырос до 54%. Причем эта тенденция наблюдается с начала 1990-х годов.

Соединенные Штаты получают почти половину своего электричества из угля; это самый дешевый источник. происходит изнутри Соединенных Штатов, и их много. Доступность угля зависит от скрытых затрат, таких как деградация окружающей среды от удаления горных вершин, загрязненная ртутью вода, кислотные дожди, смертельные случаи добычи угля и т.д. если учитывать эти факторы, уголь начинает выглядеть дороже, но сегодня владельцы угольных электростанций в основном платят только за оборудование для снижения кислотных дождей.

Им не нужно платить за загрязнение в прошлом, а также выбросить находящиеся в воздухе частицы твердых частиц, труднодоступный, но реальный вклад в рак легкого, хроническую обструктивную болезнь легких и астму. А как насчет источников, которые не выделяют парниковый газ? Топливо и геотермальная энергия бесплатны. Однако отчасти потому, что технология не построена навалом, а отчасти потому, что ветер и солнечная энергия не работают, когда темно или не ветрено, это дорого. Ветер и солнечная энергия требуют много земли.

Потребление угля в России отстает от среднемирового значения. В мире доля газа составляет только 23%, а угля - 27%, причем в перспективе удельное потребление газа и нефтепродуктов будет снижаться и далее. Свою роль сыграет прежде всего ценовой фактор: при росте цен на нефть уже сейчас постепенно происходит вытеснение нефтепродуктов и растет спрос на уголь, что ведет к опережающему росту относительных цен на него. Кроме того, определенное влияние окажут и неценовые факторы - большие объемы запасов угля и сланцев по сравнению с другими энергоносителями.

Если вы учитываете стоимость покупки земли и строят заводы и управляете ими, то гораздо дешевле количество энергии, которую она может генерировать. Ядерное топливо также чрезвычайно дешево по сравнению с его энергетическим потенциалом, но эксплуатация и эксплуатация атомных электростанций является дорогостоящей, возможно, в три раза дороже стоимости топлива. Кроме того, практически невозможно построить новую атомную электростанцию, потому что существует значительная политическая оппозиция, поэтому ядерное оружие становится намного дороже.

Истоки проблем

Все началось еще в начале 1970-х, во времена "газовой паузы". В те годы в СССР осуществлялась программа по переводу угольных электростанций на газ для решения экологических проблем и построения эффективной и "чистой" атомно-газовой энергетики. На газ, впрочем, перешли, но из-за экономического коллапса периода 1990-х годов новых угольных технологий введено не было. При переориентации на экспорт энергоносителей российская экономика, привыкшая к дешевому газу, начала испытывать его дефицит. Задержки с освоением Ямала, арктических шельфов, крупного Ковыктинского газоконденсатного месторождения, неопределенность с туркменским газом ведут к обострению ситуации в среднесрочной перспективе.

Тогда есть стоимость утилизации отработанного радиоактивного топлива, что является весьма политическим вопросом. Однако эта форма энергии возможна только в регионах с незащищенными геотермальными ресурсами. Стоимость передачи не может быть проигнорирована. Другая стоимость возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и ветер, заключается в том, что источник энергии расположен далеко от того места, где живет большинство людей, в пустыне, в горах или в прибрежной зоне. Это связывает новые энергетические мощности с созданием новых линий электропередачи, а новые линии электропередачи не только дороги, но люди, которые живут вблизи предлагаемого местоположения - по понятным причинам - выступают против новых линий, как и экологические группы, которые беспокоятся о потенциальном воздействии на местную дикую природу.

Решение, которое удовлетворило бы многих, - обратный перевод газовых станций на уголь. Но это дорогой вариант: переоборудование сравнимо с постройкой новой станции. При этом угольным станциям сопутствуют экологические проблемы - выбросы углекислого газа, отвалы шлака. А высокие транспортные издержки доставки угля из Сибири приведут к росту энергетических тарифов.

Независимо от того, беспокоят ли интересы оппозиций необходимость в линиях передачи, процесс ее разработки увеличивает стоимость, помимо значительных затрат на построение линий. Налоговые льготы делают ветер конкурентоспособным. Тем не менее, несмотря на то, что солнечная энергия и ветер всегда считались намного более дорогими, некоторые компьютерные модели предполагают, что в сочетании с нынешними существенными налоговыми льготами и более строгими правилами на электростанциях с ископаемым топливом некоторые виды ветропарков могут быть дешевле новых технологий для угля и природного газа.

Именно поэтому стратегия РАО "ЕЭС России"строится на модернизации существующих станций. Работающие на газе переводятся на парогазовые и газотурбинные технологии, что повышает эффективность, обеспечивает экономию газа. На угольных теплоэлектростанциях (ТЭС) Сибири вводятся экологически чистые технологии сжигания угля, чтобы впоследствии использовать газ, полученный из угля, в парогазовых установках. Переход от паротурбинных к парогазовым ТЭС на угле может обеспечить повышение КПД установок до 60% и более.

Однако ветер должен сочетаться с другими источниками энергии, поскольку топливо не всегда доступно в течение дня. Другим фактором в стоимости энергии является работа электростанции. Цена варьируется в зависимости от того, как часто электростанция включается и увеличивается до минимального рабочего уровня. Представьте себе, что владелец электростанции строит завод, который может обеспечить 200 мегаватт, но в регионе самое время потреблять электроэнергию в регионе составляет всего 75 мегаватт. Владелец не может продать столько энергии, сколько ожидалось, и ему придется больше взимать плату или не в состоянии компенсировать затраты на строительство завода.

Ценовая политика

Другой фактор, усиливающий асимметрию, - цены ресурсов. Дело том, что цены на уголь регулируются рынком с 1993 года, а газовые, в большинстве своем, естественной монополией - "Газпромом".

В среднем по миру стоимость природного газа близка к цене на нефть и превышает цену на уголь в 3-4 раза в условных единицах (например, в США). У нас - обратная ситуация. Поэтому и происходит вытеснение твердого топлива из энергетического сектора. Даже в угольных регионах газ стоит дешевле, чем уголь. Как следствие, идет перекос в пользу нерационального использования газа вместо угля. Такие диспропорции вредят не только угольной, но и нефтегазовой отрасли, а также электроэнергетике и жилищно-коммунальному хозяйству.

Будьте осторожны с побочными оценками затрат. Когда дело доходит до стоимости энергии по типу, оценки сильно различаются. Просто глядя на один источник, скажем, на природный газ, требуется, чтобы эксперты объединили десять или двадцать различных конфигураций растений разных возрастов вместе. Это требует оценки стоимости материалов и строительства, которая быстро растет из-за спроса в других странах, таких как Китай. Оценка затрат требует угадать, какова будет цена на природный газ через десять и двадцать лет; геологи не могут даже полностью договориться о том, сколько природного газа доступно - никто не знает, сколько газа будет стоить, эксперты могут только догадываться.

Вопрос двойного ценообразования на газ - ключевой и с точки зрения вступления России во Всемирную торговую организацию (ВТО). Низкие цены на газ - это косвенное субсидирование экономики. За счет дешевого газа мы производим на экспорт конкурентоспособные по цене алюминий, нефтепродукты, энергию. По различным оценкам, эти косвенные субсидии для России составляют до 5 млрд долларов ежегодно. Поэтому при вступлении России в ВТО страны Евросоюза безусловно потребуют выравнивания внутренних и внешних цен.

Правительственные стимулы постоянно меняются, и они зависят от государства, но они могут иметь решающее значение для того, строится или нет. Хотя нефтегазовая промышленность и их сторонники любят представлять «природный газ»как «чистую»альтернативу или «мостовое топливо»в сторону возобновляемого будущего, на самом деле газ, производимый с помощью трещин, хуже для климата, чем уголь, говорится в документе.

Так уголь чище, чем природный газ? Ховарт из Корнеллского университета, который исследовал эффекты метана, которые потеплеют в результате потепления климата, который ускользает в атмосферу в течение жизни пропавшего газа - от бурения до сжигания. В трещинах вода закачивается под землей под высоким давлением, чтобы разрушить сланцы, чтобы высвободить газ или масло. Метан выделяется в процессе.

У этой проблемы есть несколько решений. Одно из них, на первый взгляд самое простое, - установление рыночных цен, что сейчас и предлагает глава "Газпрома" Алексей Миллер. Но оно сильно ударит по социально значимым отраслям, по тарифам на тепло- и электроэнергию. Здесь необходим плавный переход. Уголь станет рентабельным по сравнению с газом, по оценкам специалистов, уже при соотношении цен 1,5-1,8 (голубое топливо дороже лишь на 50-80%).

Воздействие газов - метана из угольных установок и углекислого газа из автомобилей - зависит от того, насколько они сильны и как долго они остаются в атмосфере. По словам Говарта, метан в 100 раз сильнее, чем углекислый газ, в качестве парникового газа в течение 10 лет после его выброса.

Суть, говорит Ховарт, заключается в том, что глобальное потепление перешло в критический период. Он говорит, что срочно, что он называет «беглым глобальным потеплением» - сценарий, который, по его мнению, возможен в течение следующих 20 лет. В краткосрочной перспективе запасы газа хуже для климата, чем сжигание угля.

Вслед за миром

Замена газа углем в топливном балансе - одна из основных задач в Энергетической стратегии России до 2020 года. Аналогичных взглядов придерживаются такие страны, как США, Китай, Индия, Австралия, ЮАР: основу их экономической, технологической и экологической политики составляет угольная отрасль. В России же предполагается достичь этого через повышение цен на газ, снижение его доли в потреблении и занятие этой ниши углем. Такие прогнозы, даваемые Министерством экономического развития и торговли РФ (МЭРТ), несостоятельны по одной простой причине - цены на уголь растут быстрее регулируемых цен на газ.

Подобная нечеткость экономической политики, на наш взгляд, вредна. Опасно как прямое рыночное регулирование, которое приведет к шоку в экономике, так и монопольное ценообразование, которое уже привело к диспропорции в развитии теплоэнергетического комплекса. Правительство может и должно вводить рациональные ограничения на использование того или иного вида топлива. Так делается во многих развитых странах.

Отрасль ждет решений

Импульс 1998 года, отразившийся на угольной промышленности через металлургию, пока является определяющим в динамике развития отрасли в последние годы. Дефицит коксующихся углей повысил спрос на уголь и привел к интеграции угольной промышленности с металлургической. Пик этого процесса пришелся на 2002-2003 годы. Сейчас наблюдается некий спад вследствие определенного насыщения рынка: большинство металлургических комбинатов не испытывают резкой нехватки кокса и имеют собственные угольные разрезы.

В отрасли можно четко выделить плавно идущие процессы концентрации. Происходит объединение однородных активов - близких друг к другу шахт и месторождений, коксующихся и энергетических угольных месторождений. При этом количество малых и средних компаний уменьшается, а крупных - увеличивается.

Поскольку в угольной отрасли действует свободное ценообразование, ей свойственны как плюсы, так и минусы свободной конкуренции. Регулируемые рынком цены улучшают положение лидеров, высокорентабельных компаний, но при этом происходит вытеснение более слабых. Пример - недавнее заявление администрации Читинской области о введении квотирования добычи угля. С другой стороны, в отрасли есть и крупные компании, контролирующие большие части рынка и позволяющие себе диктовать условия. Например, СУЭК обвиняется в монопольном завышении цен в Бурятии.

В среднесрочной перспективе вектор добычи будет направлен на восток. Угольным компаниям Кузбасса для повышения конкурентоспособности следует переходить от количественного роста добычи к повышению качества продукции, поскольку начнет сказываться высокая плотность добычи. Перспективно канско-ачинское направление с увеличением добычи к 2020 году в два раза - до 60 млн тонн, Восточно-Бейский разрез в Хакасии, а также ряд проектов в Иркутской и Читинской областях.

Позиция правительства, выраженная в Энергетической стратегии, недостаточно ясна: с одной стороны, прописан приоритет угольной отрасли, замена газа углем, а с другой - нет реальных механизмов его реализации. При этом действия Министерства экономического развития и торговли для достижения поставленных целей в лучшем случае можно назвать адекватными. До сих пор нет плана действий ни по переходу на эффективные угольные технологии, ни по повышению цен на газ, притом что рынок может спонтанно отрегулировать эти вопросы, но с высокими социальными издержками. На самом деле здесь скрыта серьезная проблема - отсутствие взаимодействия власти и бизнеса.

Государство в стороне

Долгосрочные перспективы угольной отрасли, в первую очередь связанные с заменой газа углем, будут определяться не столько внутренними, сколько внешними факторами - ростом экономики Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР) и увеличением потребления энергоносителей. С большой долей вероятности можно предположить, что темпы роста мировой экономики останутся прежними и спрос на энергоносители не упадет. Тогда политика "Газпрома" автоматически будет направлена на увеличение экспорта газа - как в восточном, так и в западном направлении. В частности, для этого планируется постройка газопроводов в страны АТР и увеличение внутренних цен на газ. Следствием станет замещение газа углем, его вытеснение из топливно-энергетического баланса. Естественно, в такой ситуации масштабной газификации Сибири, особенно восточной ее части, не будет, кроме ряда проектов, озвученных уже сейчас, - в Иркутской области и районах, близких к строящимся газопроводам.

Несмотря на то что Россия находится на пятом месте в мире по экспорту угля и экспорт угля растет, особенно в страны дальнего зарубежья (в 2004 году рост составил 30,5%), ее доля в мировом экспорте, по данным Международного энергетического агентства (IEA), с 2015 года и далее будет снижаться.

Подводя итог, можно сказать, что в целом угольный сектор развивается успешно. Как и у любой другой отрасли экономики, у него есть свои проблемы, хотя многие из них и решаются успешно, но с помощью рыночных механизмов. С точки зрения общегосударственного подхода такие решения не оптимальны - учитываются лишь внутриотраслевые интересы, без учета эффекта на всю экономику страны. Поэтому первоочередная задача федеральных властей - выработка действенного сценария для энергетического сектора.

Форс-мажоры на учете

Когда основные фонды предприятия значительно изношены, производство отличается высоким уровнем аварийности. Это особенно актуально для угледобывающих предприятий.

Главные факторы опасности угольных шахт при интенсивной добыче угля в сложных условиях: обрушение пород, газовыделение, внезапные выбросы угля и газа, взрывы метана и угольной пыли, подземные пожары, прорывы воды. Статистика аварий в Кемеровской области заставляет угольные компании инвестировать в безопасность. С начала 2004 года на шахтах произошло около 20 аварий, погибли 220 человек, 206 из них стали жертвами взрывов метана. Именно это снижает экономическую и потребительскую конкурентоспособность угля - тревожное ожидание и общественный резонанс на катастрофы в шахтах с гибелью людей.

Подготовил Андрей Липин