Публикации - ТЭК

О разработке справочника НДТ «Добыча и обогащение угля»

В июле 2014 года был принят Федеральный закон, вносящий многочисленные изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» [1]. С принятия этого документа формально начался процесс перехода российской промышленности на принципы наилучших доступных технологий (НДТ), давно реализованный, например, в государствах-членах ЕС. Внедрение НДТ необходимо как для достижения природоохранных целей (снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, сброса загрязнённых сточных вод и иных видов негативного воздействия на окружающую среду (НВОС)), так и для модернизации промышленного оборудования в целях повышения конкурентоспособности отечественной промышленной продукции на мировых рынках [2].

В рамках перехода на НДТ осуществляется разработка информационно-технических справочников, которые включают в себя перечень НДТ по той или иной группе технологий. Основными механизмами управления природопользованием должны стать меры экономического стимулирования, направленные на создание таких условий, в которых рациональное природопользование поощряется (например, через освобождение от взимания платы за НВОС после внедрения НДТ в пределах технологических нормативов), а нерациональное — подвергается наказанию в виде многократного повышения коэффициентов платы за НВОС.

Первоочередным этапом в процессе перехода на принципы НДТ является разработка информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям (ИТС НДТ). Справочники разрабатываются в определенных областях применения, утвержденных распоряжением Правительства России от 24 декабря 2014 г. № 2674-р, в соответствии с графиком, установленным распоряжением Правительства России от 31 октября 2014 г. № 2178-р. В соответствии с этими документами в настоящее время ведётся работа по созданию справочника «Добыча и обогащение угля». Он будет иметь статус «вертикального» (отраслевого) [3] и входить в группу ИТС НДТ в горнодобывающей промышленности. Концепцией справочников в горнодобывающей промышленности предусмотрена разработка «горизонтального» (межотраслевого) ИТС «Горнодобывающая промышленность» и ряда «вертикальных» (отраслевых) справочников: по добыче и обогащению угля, золота, руд черных и цветных металлов. Следует отметить, что до внесения соответствующего изменения в распоряжение правительства № 2178-р ИТС «Горнодобывающая промышленность» носил название «Обращение с вскрышными и вмещающими горными породами».

Предполагается, что положения «вертикальных» справочников НДТ будут иметь приоритет над «горизонтальными», что на данный момент не закреплено в нормативно-правовых актах, но указано непосредственно в тексте самих ИТС НДТ.

Особенностью российского справочника «Добыча и обогащение угля» является отсутствие аналога в системе европейских справочников НДТ. В европейской системе справочников НДТ есть единственный справочник в области горной добычи — это «Обращение с отходами и хвостами горнодобывающих производств» («Management of Tailings and Waste-Rock in Mining Activities») [4]. Как следует из названия, в этом документе рассматривается только работа с отходами горнодобывающих производств — вскрышными породами и хвостами обогащения (вероятно, потому что именно эти стадии производства связаны с основной утечкой загрязнённых сточных вод). При этом он разработан не в рамках Директивы «О промышленных выбросах» [5], а с целью предотвращения на отвалах и хвостохранилищах аварий с тяжелыми экологическими последствиям. В европейском справочнике не были определены технологические показатели уровней эмиссий и потребления ресурсов, соответствующие НДТ. Это объясняется тем, что при под- готовке справочника не удалось собрать систематические данные о текущих уровнях эмиссий и потребления ресурсов на разных горнодобывающих предприятиях 52 53 О РАЗРАБОТКЕ СПРАВОЧНИКА НДТ «ДОБЫЧА И ОБОГАЩЕНИЕ УГЛЯ» в различных государствах-членах ЕС, позволяющие установить корреляционную зависимость между применяемыми производственными методами и технологическими показателями уровней эмиссий [6].

Следует отметить, что в настоящее время в ЕС разработана первая редакция новой версии справочника со значительно расширенной областью применения. В текущей редакции документа сделана попытка установить конкретные численные значения для сбросов и выбросов добывающих предприятий.

Международный опыт подробно изучен и будет частично использован при разработке ИТС в угольной промышленности. Предполагается, что в разрабатываемом российском справочнике «Добыча и обогащение угля» будут рассмотрены все стадии технологического процесса в угольной отрасли от предварительных работ на шахте или разрезе до складирования готовой продукции (угля) на площадках предприятия.

Утверждение справочника «Добыча и обогащение угля» позволит стимулировать техническое перевооружение на предприятиях отрасли, повысить безопасность труда, снизить наносимый отраслью экологический ущерб, а также повысить репутацию отрасли на зарубежных рынках.

Техническая рабочая группа «Добыча и обогащение угля» (ТРГ 37) была создана 29 июня 2016 года, а её установочное заседание было проведено 22 августа 2016 года в Министерстве энергетики России, которое является ответственным органом власти за разработку данного справочника (в соответствии с распоряжением Правительства № 2178-р). В сентябре 2016 года была завершена разработка шаблона отраслевой анкеты для сбора данных от предприятий отрасли. Подготовка первой редакции проекта справочника ожидается к концу 2016 г., утверждение — до 15 декабря 2017 года.

Общий обзор отрасли

По подтверждённым запасам угля Россия занимает второе место в мире после США, разведанные запасы угля в России составляют около 195 млрд т (запасы категорий A+B+C1) [7]. При этом большая часть запасов (51,7%) приходится на бурый уголь [8], отличающийся низкой теплотой сгорания, а его транспортировка на дальние расстояния — экономически нецелесообразна. Подавляющее большинство запасов угля (68,0%) сконцентрировано в Кузнецком и Канско-Ачинском бассейнах, которые расположены в Западной и Восточной Сибири, вдалеке от европейской части России и экспортных морских портов.

В России осуществляется добыча как бурого, так и каменного угля, а также антрацита. Суммарно добыча угля в 2015 году составила 373 млн т, из которых 19,7% пришлось на бурый уголь, 54,6% — на каменный энергетический, 22,1% — на каменный коксующийся, а 3,6% — на антрацит [9]. Подавляющее большинство добычи угля (83,9 %) приходится на Сибирский федеральный округ. При этом Кузнецкий угольный бассейн (Кемеровская область) обеспечил 57,8% добычи угля, а Канско-Ачинский (Красноярский край) — 10,0% [10] (рисунок 1). Лидирующим регионом по добыче бурого угля является Красноярский край, по добыче каменного угля (как энергетического, так и коксующегося) — Кемеровская область, добыча антрацита почти полностью сконцентрирована в Новосибирской и Ростовской областях.

Рисунок 1. Добыча угля по регионам России (2015 г.). Составлено по данным Росстата, Минэнерго России и журнала «Уголь» [10-11]

Фонд действующих угледобывающих предприятий России по состоянию на 1 января 2016 года насчитывает 192 предприятия (шахт — 71, разрезов — 121). Большинство предприятий отрасли входит в состав холдингов, среди которых крупнейшими являются АО «СУЭК», ОАО «УК «Кузбассразрезуголь», АО ХК «СДС-Уголь», ООО «УК Мечел-Майнинг», «ЕВРАЗ». На рисунке 2 показано распределение добычи угля в России по десятку наиболее крупных компаний (2015 г.).

Рисунок 2. Добыча угля в России по крупнейшим холдингам (2015 г.). Составлено по данным журнала «Уголь» [12]

Технологии добычи и обогащения угля

В справочнике «Добыча и обогащение угля», как следует из названия, рассматриваются два одноименных технологических процесса. В действительности после добычи или обогащения осуществляется транспортировка угля, которая за пределами промышленной площадки в подавляющем большинстве случаев осуществляется с использованием железнодорожного транспорта. Более того, в случае экспортных поставок обычно производится перевалка угля с железнодорожного транспорта на морские суда (рисунок 3).

Добыча угля осуществляется двумя способами: открытым и подземным. Доля угля, добываемого в России открытым способом, постепенно возрастает: в 2015 году она составила 72,2 % [13]. Если говорить об укрупнённых стадиях технологического процесса, то для открытого способа добычи выделяются:

− подготовка горных пород к выемке (буровзрывные работы);
− выемочно-погрузочные работы.

Для подземного способа добычи угля выделяются:

− проведение горных выработок и разрушение горной породы (буровые работы);
− подъёмно-транспортные работы;
− вентиляция и дегазация.

Как при открытой, так и при подземной добыче угля также осуществляются следующие стадии техпроцесса:

− водоотлив и водоотвод;
− транспортировка горной массы по поверхности земли;
− складирование угля и отходов производства (отвалов пустой породы).

Почти половина добытого в стране угля (48,2 %) направляется на обогащение. Обогащение угля, в основном, осуществляется с помощью мокрых и сухих гравитационных способов. В процессе работы обогатительных фабрик осуществляется сортировка угля по крупности, а также производятся такие процессы как сгущение, обезвоживание, фильтрация и сушка. Как и на угледобывающих предприятиях, на обогатительных фабриках осуществляется складирование угля и отходов производства (хвостов обогащения).

Рисунок 3. Схема технологического процесса в угольной отрасли

Экологические аспекты

Предприятия по добыче и обогащению угля относятся к объектам I категории, то есть к объектам, оказывающим значительное негативное воздействие на окружающую среду. На основании многочисленных проводимых исследований и оценок прогнозируется рост удельных воздействий на окружающую среду угольных предприятий, что может стать фактором, сдерживающим развитие отрасли. Ситуация обусловлена исторически сложившимися отраслевыми экологическими проблемами (таблица 1).

Таблица 1. Основные экологические проблемы угольной промышленности [14]

В соответствии с 7-ФЗ сокращения уровня негативного воздействия на окружающую среду на предприятиях угольной отрасли планируется достичь с помощью внедрения наилучших доступных технологий. Но как определить, является ли технология наилучшей доступной?

Предполагается, что определение НДТ из перечня существующих технологий должно осуществляться в соответствии с Методическими рекомендациями «О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии…» [15]. Методические рекомендации определяют порядок рассмотрения подходов к оценке критериев НДТ, которые, в свою очередь, установлены постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. № 1458:

− наименьший уровень негативного воздействия на окружающую среду в расчете на единицу времени или объем производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги либо соответствие другим показателям воз- действия на окружающую среду, предусмотренным международными договорами Российской Федерации;
− экономическая эффективность внедрения и эксплуатации;
− применение ресурсо- и энергосберегающих методов;
− период внедрения;
− промышленное внедрение технологических процессов, оборудования, технических способов, методов на двух и более объектах в Российской Федерации, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

Этот перечень критериев несколько отличается от тех, что применяются в европейской системе справочников НДТ. В частности, при определении НДТ в Евросоюзе не используется такой критерий, как «промышленное внедрение на двух и более предприятиях». Основными критериями при определении НДТ в России являются наименьший уровень НВОС и экономическая эффективность внедрения и эксплуатации.

Опыт ТРГ по созданию справочников НДТ в 2015-2016 гг. показал, что учёт критерия «экономическая эффективность внедрения и эксплуатации» согласно представленным в методических рекомендациях подходам является крайне затруднительным, поскольку компании в заполненных анкетах часто просто не указывают значения некоторых параметров из-за целого ряда причин:

− информация является коммерческой тайной;
− на предприятиях не сохранились данные о капитальных затратах на установку оборудования, либо эти затраты были понесены еще в советское время, а потому не поддаются корректному пересчёту в современные цены;
− на этапе сбора технологических, экологических и экономических данных о технологиях, внедренных в настоящее время в производственный процесс, у предприятий возникают объективные проблемы из-за широкой номенклатуры оборудования, отсутствия раздельного учета ряда эколого-экономических показателей и так далее.

В связи с изложенным становится очевидным, что ответственность ТРГ, занимающейся разработкой справочника, значительно возрастает, поскольку только специалисты и эксперты-угольщики могут объективно оценить и принять взвешенное решение об отнесении той или иной технологии к НДТ. При этом ТРГ может разработать собственную методологию отнесения технологий к наилучшим доступным для угольной промышленности и руководствоваться ей при составлении перечня НДТ.

Для оценки наибольшей экологической эффективности НДТ в части уровня воздействия на компоненты окружающей среды, в первую очередь, на атмосферный воздух и водные объекты, при разработке справочников НДТ должны быть определены показатели, позволяющие сопоставить уровень негативного воздействия на окружающую среду, в первую очередь маркерные вещества.

Определение маркерных веществ является одним из ключевых этапов при разработке российских справочников НДТ. Согласно ПНСТ 22-2014 маркерное вещество — это «наиболее значимый представитель группы веществ, внутри которой наблюдается тесная корреляционная взаимосвязь, выбираемый по определенным критериям [3]. Особенностью маркерного вещества является то, что по его значению можно оценить значения всех веществ, входящих в группу». Для формирования научно обоснованного перечня маркерных веществ в соответствии с указанным определением необходимо проведение дополнительных исследовательских работ.

В европейских справочниках используется иной подход: уровень негативного воздействия оценивается через комплексную оценку от всех типов негативного воздействия. Таким образом, специфической особенностью российского порядка определения НДТ является то, что сравнение показателей воздействия на окружающую среду осуществляется исключительно по маркерным веществам, без учёта воздействия со стороны иных веществ и иных типов воздействия.

При разработке справочника «Добыча и обогащение угля» предполагается определить маркерными веществами те, что характеризуются максимальными объёмами эмиссий с учётом коэффициентов приведения к монозагрязнителю. Данное предложение будет рассмотрено ТРГ 37, которая и утвердит окончательный пере- чень маркерных веществ.

Основными веществами, которые выделяются при добыче и обогащении угля являются метан и неорганическая (в том числе угольная) пыль — их выбросы в атмосферу с предприятий угольной промышленности страны составляет сотни и десятки тысяч тонн соответственно (таблица 2).

Таблица 2. Основные вещества, выделяемые на различных стадиях технологического процесса добычи и обогащения угля

Эмиссия метана происходит в процессе проведения горных работ в шахтах. Метан является взрывоопасным газом, кроме того, рост его концентрации в атмосфере усиливает парниковый эффект. В настоящее время основным способом улавливания метана из горных выработок является дегазация с помощью вакуум-насосов. Возможно также использовать шахтный метан в качестве топлива на пришахтных котельных и электростанциях, но данный способ утилизации газа практически не применяется в России. Такие примеры, как реализованный СУЭК проект по утилизации дегазационного шахтного метана на шахте им. Кирова, или осуществление опытно-промышленной добычи шахтного метана в пределах Южно-Кузбасской группы месторождений, осуществляемый ООО «Газпром добыча Кузнецк», пока являются единичными.

Образование неорганической пыли происходит при разрушении горных пород, выемочно-погрузочных работах, а также при транспортировке горных пород. Для снижения запылённости в шахтах применяют как системы вентиляции, так и мероприятия по увлажнению и орошению.

Другим важным аспектом для угольной отрасли является образование загрязнённых сточных вод. Таким образом, маркерными веществами также являются сульфаты и хлориды, которые образуются на предприятиях угольной промышленности в объёмах порядка десятков тысяч тонн в год. Загрязнённые сточные воды образуются как в шахтах и разрезах при вскрытии водоносных пластов и в ходе мероприятий по увлажнению и орошению, так и при складировании угля, отвалов пустой породы и хвостов обогащения, а также в процессе обогащения угля мокрым гравитационным способом.

Выводы

Создание информационно-технического справочника «Добыча и обогащение угля» сопряжено с гораздо большими трудозатратами, чем других отраслевых справочников, так как он не имеет прямого аналога в европейской системе справочников НДТ, который мог бы использоваться в качестве основы. Кроме этого, справочник НДТ «Добыча и обогащение угля» должен быть корректно вписан в систему с горизонтальным справочником («Горнодобывающая промышленность») и общеотраслевыми справочниками («Захоронение отходов производства и потребления», «Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях», «Очистка выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух при производстве продукции (товаров), а также при проведении работ и оказании услуг на крупных предприятиях»). Предполагается, что положения вертикальных справочников НДТ (в том числе справочника «Добыча и обогащение угля») будут иметь приоритет над горизонтальными и общеотраслевыми, что должно упростить процесс поиска компромисса при неизбежном наличии несогласованностей, но данный порядок до сих пор не зафиксирован в нормативно-правовых актах.

Важно отметить, что практическое значение для процесса нормирования имеют именно наилучшие достижимые уровни воздействий, связанные с применением НДТ, а не собственно перечень технологий, признанных НДТ. Перечень НДТ лишь обосновывает и подтверждает достижимость таких уровней. При этом установление обязательных норм на основе НДТ не отменяет требований соблюдения стандартов качества окружающей среды.

Также следует отметить, что спецификой угольной промышленности является значительное разнообразие объектов, что может привести к чрезмерной детализации при разработке справочника и отсылкой к конкретным горно-геологическим условиям и маркам угля. Поэтому наиболее трудной задачей представляется установление технологических показателей для промышленности, учитывающих особенности различных объектов горной добычи.

И в заключении необходимо подчеркнуть, что параллельно с созданием непосредственно текста справочника ТРГ (разработчику ИТС) придется решить еще ряд важных задач, таких как:

− составление и утверждение перечня маркерных веществ, включая выбор и обоснование метода их определения;
− выработка подхода и определение критериев отнесения технологий к наилуч- шим доступным в угольной промышленности;
− составление исходя из перечисленных выше подходов непосредственно перечня маркерных веществ, используя фактические данные, полученные в про- цессе анкетирования предприятий.

 

А.В. Григорьев, заместитель генерального директора Института проблем естественных монополий (ИПЕМ)

Е.Н. Рудаков, заместитель руководителя Департамента исследований ТЭК ИПЕМ

А.М. Фаддеев эксперт-аналитик Департамента исследований ТЭК ИПЕМ

М.В. Доброхотова, начальник горно-металлургического отдела ФГУП «ВНИИ СМТ»

И.С. Курошев, инженер горно-металлургического отдела ФГУП «ВНИИ СМТ»

Наилучшие доступные технологии. Применение в различных отраслях промышленности. Сборник статей 6, 2017 год

Литература

  1. Федеральный закон от 21 июля 2014 г. № 219-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации»
  2. Концепция реализации перехода на принципы НДТ и внедрения современных технологий в промышленном секторе Российской Федерации. Проект. / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии
  3. Предварительный национальный стандарт ПНСТ 22–2014 Наилучшие доступные технологии. Термины и определения. — М. : Стандартинформ, 2014.. — 7 с.
  4. Reference Document on Best Available Techniques for Management of Tailings and Waste-Rock in Mining Activities / European Commission, European IPPC Bureau http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/mmr_adopted_0109.pdf
  5. Директива Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2010/75/ЕС от 24 ноября 2010 г. «О промышленных выбросах (о комплексном предотвращении загрязнения и контроле над ним)»
  6. Курошев И. С., Макеенко П. А., Доброхотова М. В. Горнодобывающая промышленность. Отраслевой обзор и концепция системы справочников НДТ. // Наилучшие доступные технологии. Применение в различных отраслях промышленности. Сборник статей 4. — М.: Издательство «Перо», 2016. — с. 78—98.
  7. Statistical Review of World Energy 2016 / BP http://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html
  8. Уголь / ИАЦ «Минерал» http://mineral.ru/Facts/russia/161/546/3_03_ugol.pdf
  9. Добыча угля. Основные показатели / Минэнерго России // http://minenergo.gov.ru/node/435
  10. Производство важнейших видов промышленной продукции по отраслям экономики. Декабрь 2015. / Росстат, НИУ «ВШЭ» http://sophist.hse.ru/rstat/
  11. Таразанов И. Г. Итоги работы угольной промышленности России за январь-декабрь 2014 года // Уголь, 2015, № 3. — с. 56—72.
  12. Таразанов И. Г. Итоги работы угольной промышленности России за январь-декабрь 2015 года // Уголь, 2016, № 3. — с. 58—72.
  13. Итоги работы Минэнерго России и основные результаты функционирования ТЭК в 2015 году. Задачи на среднесрочную перспективу. / Минэнерго России http://minenergo.gov.ru/node/4436
  14. Яновский А. Б. Современные экологические проблемы развития угольной промышленности и пути их решения. В сборнике: Экология. Природопользование. Экономика К 75-летию со дня рождения В.А. Харченко : Материалы международной конференции. МГГУ, Минэнерго РФ, Минприроды РФ, АГН. М.: ООО «Роликс», 2013. С. 3—18.
  15. Приказ Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 31 марта 2015 №665 «Об утверждении Методических рекомендаций по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии»