Китай. Энергоэффективность, уголь, газ и альтернативная энергетика.

Представлять Китай нет необходимости. Самая густонаселенная и древнейшая страна мира сегодня находится на стадии активного экономического роста. Дэн Сяо Пин в свое время сформулировал основу современной экономической политики Китая «Не важно какого цвета кошка, важно что бы она ловила мышей!». Следуя заветам Дэна, Китай довольно быстро избавился от технологической зависимости только от одной страны — России. Китай прежде всего создал условия для максимально выгодного вложения средств в экономику Китая. Иностранный инвестор в Китае примерно то же самое, сто священная корова в Индии. На начальном этапе предприятия Китая с иностранным участием управлялись иностранным менеджментом. Китайский персонал стал учиться у всех, у кого можно, стараясь технологии не только перенимать или покупать, но и создавать свои. Учитывая, что полтора миллиарда не прихотливых и трудолюбивых китайцев — 20% населения Земли, практически любая собственно китайская технология будет экономически эффективной.

Трудолюбия для производства мало, нужны деньги и энергия. Поэтому и энергетика Китая стремительно развивается. Часто не смотря ни на что. Поэтому в последнее время состояние окружающей среды в Китае значительно ухудшилось. Китай – лидер по выбросам СО2 и других вредных веществ в атмосферу.

В 1995 73% всей произведенной в Китае электроэнергии и тепла было получено за счет угля, 19% - за счет ГЭС, 6% - за счет нефти и лишь 1% - за счет АЭС.

Энергетика Китая работает преимущественно на природных энергоресурсах. Богатейшие залежи каменного угля в Китае обеспечили стране большую часть ее потребностей в энергетике. Залежи каменного угля сконцентрированы преимущественно в северных и северо-восточных провинциях (только на провинцию Шаньси приходится около четверти всей добычи угля). Однако примерно половина от огромного объема добычи угля в Китае поступает сейчас с маленьких сельских и пригородных шахт, и весь этот уголь по существу сжигается без всякой предварительной сортировки и промывки. Необходимо заметить, что даже на самых крупных государственных угледобывающих предприятиях сортируется и очищается менее половины добываемого угля. По этой причине сжигание китайского каменного угля, в особенности в мелких устаревших котельных и миллионах домашних очагов, приводит к серьезному загрязнению атмосферы.

Не малую проблему составляет потребление топлива для приготовления пищи и обогрева своих жилищ. В сельских районах для этого используют растительные остатки и кизяк, дрова и высушенные стебли культурных растений (в первую очередь солому из стеблей зерновых культур), а также высушенную траву. Сжигание растительных остатков снижает количество органического вещества, вновь возвращающегося в почву, а незаконная вырубка деревьев на дрова является главной причиной сокращения площади лесов.

С начала 1970-х годов было предпринято несколько попыток решения проблемы нехватки энергетических ресурсов в сельских районах. Сотни миллионов сельских жителей КНР до сих пор лишь весьма отдаленно связаны с потребляющей твердое ископаемое топливо экономикой страны. Для приготовления пищи и обогрева своих жилищ они используют растительные остатки и кизяк, дрова и высушенные стебли культурных растений (в первую очередь солому из стеблей зерновых культур), а также высушенную траву. Сжигание растительных остатков снижает количество органического вещества, вновь возвращающегося в почву, а незаконная вырубка деревьев на дрова является главной причиной сокращения площади лесов. С начала 1970-х годов было предпринято несколько попыток решения проблемы нехватки энергетических ресурсов в сельских районах.

На протяжении 1950-х годов Китай импортировал относительно небольшое количество нефти из СССР, однако в середине 1960-х годов перешел на самообеспечение в связи с открытием крупного нефтяного месторождения в провинции Хэйлунцзян. Последующие открытия нефтяных месторождений, особенно в Шаньдуне и Хэбэе, более чем удвоили потенциальные возможности добычи нефти. По данным на начало 1997 общие запасы нефти в КНР составляли 94,0 млрд. т., газа - 39 трлн. куб. м. В начале 1980-х годов Китай предпринял интенсивную разведку шельфа, а в начале 1980-х годов началось пробное бурение в акватории Южно-Китайского моря. Однако до настоящего времени было открыто лишь несколько нефтеносных залежей относительно малого промышленного значения.

В настоящее время внимание постепенно переключается на Синьцзян, где имеется несколько неразведанных, но многообещающих горизонтов осадочных пород. Хотя Китай вышел ныне на пятое место в мире по добыче нефти, он занимает весьма скромное место по производству природного газа. Крупнейшие запасы последнего находятся в провинции Сычуань, а в будущем планируется увеличить добычу метана из каменноугольных пластов в Северном Китае. Китай так же богат запасами сланцевого газа. Трудности его добычи сродни тем проблемам, с которыми сталкнулись США при организации добычи сланцевого газа. В Китае к этому опыту присматриваются и программы освоения месторождений сланцевого газа находятся в стадии реализации. С не меньшим интересом Китай присматривается к возможности добычи газа из так называемого «горючего льда». Речь идет о выделении из ледников гидрита метана, который имеет теплотворную способность многократно большую, чем природный газ. Но над экономически выгодной технологией нужно работать еще лет 20.

По потенциальным запасам гидроэнергетических ресурсов Китай далеко опережает все страны мира, но темпы развития гидроэнергетики сдерживаются нехваткой капиталов, необходимых для возведения крупных плотин. В настоящее время на стадии строительства находится несколько крупных гидроэнергетических сооружений, в том числе дискуссионный проект строительства плотины в Трех ущельях (Санься), которая перекроет реку Янцзы и после установки на ней электрогенераторов общей мощностью более 13 гигаватт станет крупнейшей гидроэлектростанцией в мире.

По сравнению с Японией, Западной Европой и Северной Америкой, фабрики и заводы в Китае на единицу выпускаемой продукции, как правило, расходовали в три раза больше электроэнергии, вне зависимости от того, идет ли речь о производстве стекла, аммиака, пива или бумаги. Неудивительно, что с принятием мер по рационализации экономики в 1980-е годы Китай открыл для себя новый источник энергии - экономию энергоресурсов. Эффект экономии вышел далеко за рамки простого повышения эффективности конкретных промышленных процессов и привел к корректировке структуры потребления энергии. Устаревшие технологии, фиксированные и нереалистично заниженные цены на уголь приводили к растранжириванию энергетических ресурсов. Различные меры по сбережению энергии, включающие как закрытие наиболее устаревших заводов, так и привлечение в страну новых предприятий из-за рубежа, позволили сократить общее потребление энергии по стране почти на 40%. Так, строительство мелких гидроэлектростанций принесло заметные перемены в этом плане в отдельных районах Южного Китая с гористым рельефом и обильными осадками; в других местах на пустующих склонах отводились участки для посадки деревьев специально на дрова, и по всей стране стали применяться более современные эффективные печи для приготовления пищи. Открытие частных небольших угольных шахт облегчило проблему снабжения топливом в некоторых провинциях.

По состоянию на 2010 год, КНР (не включая Тайвань) имеет 11 реакторов ядерной энергетики, было построено 4 отдельных АЭС, так же 25 станций находятся в стадии строительства и 54 запланировано. Китайская национальная комиссия развития и реформ указала о намерении повысить ядерной энергетику Китая нынешних 1 % до 6 % к 2020 (к сравнению, у США — 20 %), что требует увеличения с 9,1 ГВт установленной мощности до 70~80 ГВт (больше, чем во Франции, где на АЭС вырабатывается 63 ГВт). Это является следствием озабоченности по поводу качества воздуха и глобального потепления и выдвигается альтернативой угольных электростанций в Китае.

Китай имеет два основных предприятия атомной энергетики, китайская национальная ядерная корпорация работает в основном на северо-востоке Китая, и китайская Гуандунская ядерно-энергетическая группа работают в основном на юго-востоке Китая. Китай также участвует в развитии термоядерных реакторов в рамках своего участия в программах международного сотрудничества.

Планируются дополнительные реакторы, в том числе самые передовые, для получения более чем десятикратного увеличения ядерного потенциала до 80 ГВт к 2020 году, 200 ГВт к 2030 году и 400 ГВт к 2050 году.

Возможно планам развития ядерной энергетики не суждено сбыться. После аварии в Фукусиме все подробнее рассматриваются планы развития альтернативной энергетики. Речь прежде всего идет об использовании солнечной, ветровой, геотермальной энергии. Пользуясь тем, что Китай уже является всемирной мастерской, Госсовет Китая заявил о намерении стать мировым лидером по производству оборудования для энергосбережения и экологически чистой энергетики, сориентировав страну на долю Китая в этом производстве примерно 50% от общемирового уровня.

Согласно объявленному плану, к 2020 году в семи районах страны будут построены гигантские ветряные электростанции с общей годовой выработкой 120 гигаватт. В последние несколько лет вводится по 2 ГВт ветряных электростанций. К 2020 году на долю альтернативных источников энергии должно приходиться не менее 6% от мощности традиционных электростанций. Сегодня этот показатель составляет 1,5%. Общий размер инвестиций должен превысить 460 млрд долларов. Решимость китайских властей развивать «новую энергетику» привела к настоящему буму на этом направлении. Свои проекты имеются уже почти у каждой крупной энергетической компании, а сам Китай всего за два года превратился в крупнейшую фабрику по производству солнечных батарей.

Основной игрок на этом специфическом рынке — государство. Государство также спонсирует производство первых 50 образцов нового вида продукции на каждой фабрике. Да и само развитие производства происходит фактически на государственные деньги. По словам представителей компаний, строительство фабрик и заводов в значительной степени велось на кредиты государственных банков.

В Китае начали всерьез развивать “альтернативу” после резкого взлета цен на нефть. В отличие от Европы и США, где основные мотивы лежали в области экологии, в КНР в первую очередь озаботились энергетической безопасностью. Как бы там ни было, различные мотивы к развитию альтернативной энергетики с маркой «made in Chinа» совпадают в конечной точке и китайское руководство и иностранные компании вкладывают свои средства в организацию производства оборудования для альтернативной энергетики. Это выгодно сразу по многим причинам. Прежде всего потому, что производство «зеленой» энергии в развитых странах весьма выгодный бизнес, поскольку производителям этой энергии предоставляются многочисленные льготы и преференции. Сегодня альтернативная энергетика выращивается при поддержке бюджета и это всем очень интересно!

Власти Китая выделят 293 млрд долл. на новую 10-летнюю программу развития альтернативных источников энергии. Как заявил глава Общества возобновляемой энергии КНР Ши Дингхуан, правительство Китая завершает пересмотр принятой в 2007 г. целевой программы по ускоренному развитию альтернативной энергетики. Стоит задача в 2 раза превысить ранее установленные уровни производства. Программа на 2007 г. предполагает добиться к 2020 г. доведения до 15% в национальном энергетическом балансе доли энергии, получаемой из возобновляемых источников. Особый упор будет сделан на солнечную энергию, а также энергию ветра. Согласно опубликованному докладу Глобального совета по энергетике ветра, Китай поставил цель довести к 2050 г. размер производства энергии из альтернативных источников до 40% в общем энергетическом балансе страны.

Но и это не предел. Фраза из приглашения на Всемирный форум по энергетике "Евроазиатский Тихоокеанский Форум", который пройдет в г.Шанхай в период с 05
по 10 ноября 2012 года :"Китай является самым крупным энергетическим рынком на мировой арене, лидирует в производстве возобновляемой энергии. В течение следующих лет правительство Китая проинвестирует более 2х триллионов долларов в сферу, что составляет около 32% от общего капиталовложения в эту отрасль в мире." Внушает!

В Китае уже сейчас видны штрихи будущего. Ну чем не фантастика – одинокий телефон-автомат с солнечной панелью посреди барханов?

Китайское правительство будет поощрять использование автомобилей, работающих на энергосберегающих двигателях или новых источниках энергии, в первую очередь в сфере общественного транспорта, государственной службы, коммунального хозяйства, почты и др. Размер пособия для покупки гибридных легковых автомобилей – 50 тыс. юаней (7321 долл.), электромобилей – 60 тыс. юаней (8785 долл.), водородных – 250 тыс. юаней (36 603 долл.).

А на Форуме, о котором упоминалось, пройдут дискуссии на темы: "Теплоэнергетика. Водород. Технологии и инновации.", "Активации гидрирования", "Максимизация водородного значения в условиях ограниченности запасов углеродов", "ТЭЦ ", "Энергия воды" "Состояние и перспективы развития сплавов", "Исследование смешанных водородных двигателей", "Развитие технологий топливных элементов двигателей", "Новые типы водородного транспорта", "Ограничители высокоскоростного тока в системе электроэнергетики", "Передовые технологии моно-стабильного постоянного магнитного привода", "Повышение эффективности и энергосбережения", "Высокие возможности среднемощностных преобразователей тока и их применение", "Применение и развитие технологий преобразования тока на железнодорожном транспорте". То есть, обсуждение и планирование развития энергетики в Китае уже осуществляется за пределы солнечной и ветровой энергетики.

Это планы. А сегодня, например, в таком среднем по китайским меркам городе (всего то 10 миллионов жителей!), как Баодин, 80% зданий имеют систему теплоснабжения, использующую солнечные коллекторы и тепловые насосы. В городе весьма сложно найти крыши зданий, на которых не установлены солнечные коллекторы. В городе не мало предприятий, производящих фотоэлектрические солнечные панели, электрогенераторы для ветровых станций. Электроэнергию от солнечных панелей покупает город по 4 юаня и продает потребителям в 10 раз дешевле. Проблемы с приемом электроэнергии в централизованную сеть безусловно были, но трудности были разрешены административно.

В Китае ценовое давление на альтернативщиков еще выше, чем в развитых странах. Здесь очень много дешевого угля, с которым новая энергетика не сможет на равных конкурировать еще очень долго. При этом соперничать новой энергии придется именно с дешевым углем, который в Китае преимущественно используется для освещения и обогрева. Более дорогую нефть, предназначенную для транспортных нужд, заменить чем-то в обозримом будущем не получится.

Не случайно китайские власти сегодня инвестируют огромные суммы в обеспечение приоритетного доступа к природным ресурсам за пределами КНР. В Пекине хорошо понимают, что решить проблему энергобезопасности Китая за счет ветра и солнца невозможно.

В Китае нам предложили посетить именно угледобывающее предприятие Shenhua Zhungeer Energy Company Limited. При всем своем стремлении к инновационному развитию, Китай очень прагматичен и ни в коем случае не намерен расставаться с главным своим конкурентным преимуществом – доступными и низкими ценами. Дешевая энергетика в этом отношении – одно из главных составляющих успеха на рынке. Уголь в Китае дешев, его добыча отработана, поэтому это надежная основа энергетики и прекрасная основа для выработки дешевой энергии.

Shenhua Zhungeer Energy Company Limited является самой крупной угольной компанией в мире. Это государственная компания с числом работников 230 000. Добыча угля ведется с двух угольных разрезов, объем добычи каждого разреза по 30 млн тонн в год. Запасы составляют 24.7 млрд тонн. Мощность породы - 49 метров. Производственная площадь занимает 10 км2. Весь добытый уголь используется для внутреннего потребления страны. Более того, уголь импортируется из России и Австралии.

Качество добытого угля среднее, от 3000 до 5 000 килокалорий, уголь подвергается обязательному обогащению. Уголь лучшего качества идет на продажу, а плохого качества остается для сгорания на электростанции компании. Причем после обогащения уголь погружается автоматически в вагоны (человек лишь задает параметры вагонов), которые двигаются при погрузке со скоростью 1 км в час (ж/д станция расположена таким образом, что уголь спускается по конвейеру прямо в вагон). Проектная мощность ж/д станции составляет 30 млн тонн в год (что в совпадает с фактическим использованием – около 28 млн тонн в год). В составе 102 вагона, а в вагоне 60 тонн. Загрузив вагоны, поезд отправляется в близлежащие города (где уголь покупают электростанции) и в порт для отгрузки на экспорт.

Синтетическое топливо в компании из угля не производят. Уголь используется только для электростанций.

Производственный комплекс компании Shenhua Zhungeer Energy Company помимо угольных разрезов, электростанции, цеха по обогащению угля, ж/д станции и железной дороги также имеет собственный центр обслуживания оборудования. Все оборудование импортное, новое - американское и японское.

В угольных разрезах компании Shenhua Zhungeer Energy Company работает самый большой экскаватор в Азии! Собственно эта модель является и самой крупной в мире. Экскаватор американского производства с рабочим диаметром 100 метров и объемом ковша 90 м3. Всего в мире 5 таких машин: на производстве в Германии, в Америке и здесь. Не давно такой же экскаватор китайского производства поставлен в Кузбасс. Там очень им довольны!

Как уже упоминалось, уголь в разрезе залегает не глубоко, поэтому возможна добыча открытым способом. Согласно технологии сначала бурят скважину, потом помещают туда взрывчатое вещество. Взрыв происходит таким образом, что порода выбрасывается по одну сторону. Соответственно добыча угля ведется в одном направлении. Отработанный пласт засаживается растениями. Можно также заниматься сельским хозяйством и животноводством. Поддерживается птицеводство и скотоводство.

Мы спросили, есть ли какие-нибудь слабые места или сложности? Директор разреза долго улыбался, а потом сказал: «Все инвестиции государственные, ноу-хау свой, технология совершенна, проблем вообще нет!».

Китайская принимающая сторона состояла из очень дружелюбных, открытых, веселых и крайне гостеприимных людей. Нам любезно показали не только угольные разрезы компании Shenhua Zhungeer, но и собственную электростанцию и алюминиевый завод. И вот что интересно: энергию, производимую на электростанции продают в государственную сеть, а затем покупают для собственных нужд необходимое количество. А шлак, который образуется на электростанции бесплатно передается алюминиевому заводу, который перерабатывает его в алюминий в кристаллической форме! Это единственный в мире завод, работающий по такой технологии! Более того, у такого производства очень низкая себестоимость: сырье достается бесплатно и электричества практически не требуется. Нам стало интересно, каким образом они борются с выбросами CO2. Оказывается, они используют уникальную технологию по фильтрации выбросов. Нам объяснили, что дым собирается в «пакет» где остается 99% вредных веществ. Это немецкая разработка. Экономика электростанции весьма устойчива. 70% всех затрат электростанции – сжигание угля. Наверное это не плохо. В затратах наших ТЭЦ топливная составляющая, мягко говоря, не меньше!

Что касается алюминия. С точки зрения химического состава главный компонент золы и шлака — оксид кремния SiO (45—60%), далее идут оксид алюминия Al₂O₃ (15—25%), оксиды железа Fe₂O₃ (5—15%), оксид кальция СаО (1,5—4,5%), оксид калия К₂О (2,0—4,5%) и некоторые другие оксиды, содержание которых обычно не превышает одного процента.

Золоотвалы угольных теплоэлектростанций могут считаться месторождениями в том случае, если они или содержащиеся в них компоненты пригодны для экономически целесообразного и экологически безопасного промышленного использования. Материал золоотвалов («полезное ископаемое») по всем этим характеристикам должен не уступать традиционно используемому сырью, а его разработка — оправдывать капиталовложения на организацию добычи.
Из золы углей в промышленных масштабах извлекаются германий и уран. Считается перспективным извлечение галлия, свинца, цинка, молибдена, селена, золота, серебра, рения, редких земель.

В той компании, где нас принимали, ставку сделали на получение сырья для производства алюминия из золоотвалов. Используемая технология уникальна. Принимавшие нас специалисты утверждают, что это единственный в мире завод, на котором получается такое сырье из отходов по такой низкой цене. Вот и продукция завода, содержащая алюминий.

Что откровенно удивило нас в ходе визита, так это не обыкновенное радушие и гостеприимство китайцев. Как бы там ни было, прием генеральным директором компании двух скромных студентов из России и обед, данный в их честь, говорит об уважении к России и еще о многом.

На этом кругосветное путешествие Марии Хромовой и Егора Голошова завершено.

Статья по поездке в Китай подготовлена сайтом «Портал-Энерго.ru» с использованием материалов, предоставленных Марией и Егором.