Леонид ШЕВЕЛЁВ: Наибольший потенциал снижения выбросов парниковых газов - в доменном производстве

«…К 2030 году рассчитываем уменьшить выбросы парниковых газов до 70 процентов от базового уровня 1990 года».
В.В. Путин

Среди глобальных вызовов, с которыми столкнулось человечество в конце ХХ – в начале ХХI века, существенное влияние на изменение климата и эффективности производства оказали выбросы парниковых газов. За последние 20 лет во всепланетном масштабе данные выбросы практически удвоились. В целях их уменьшения и обеспечения устойчивого развития и повышения эффективности производств, как известно, принят ряд международных документов: Рамочная конвенция ООН об изменении климата (1992г.); Киотский протокол к рамочной конвенции ООН об изменении климата, включающий количественные обязательства развитых стран по снижению выбросов парниковых газов за период 2008-2012 г.г. (1997 г.) и Парижское соглашение по обеспечению сохранения климата на период до 2030 г., под решениями которого 22 апреля 2016 года в числе 175 стран мира подписалась и Россия.

Достижение данных целей при нынешнем векторе страны на индустриализацию – задача непростая, но вполне решаемая. Сегодня мы познакомим читателей с одним из способов уменьшения выбросов парниковых газов, ныне – отчасти забытом, но по-прежнему перспективном и высокоэффективном. Речь идет о технологии ГВГ (горячих восстановительных газах) в чёрной металлургии.

Рассказывает известный специалист в области экономики и металлургии, Главный научный сотрудник ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина», доктор экономических наук, профессор, действительный член РАЕН Леонид Николаевич ШЕВЕЛЁВ.

Главный научный сотрудник ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина», доктор экономических наук, профессор, действительный член РАЕН Леонид Николаевич ШЕВЕЛЁВ

– Леонид Николаевич, расскажите, пожалуйста, что представляет собой технология ГВГ (горячих восстановительных газов)? И какие экологические, экономические выгоды обещает её применение?

– Перспективную оценку всех выгод от использования ГВГ я представлю на примере рециклинга доменного газа в черной металлургии России. При этом напомню, что приоритетное значение в Парижском соглашении уделяется механизмам увеличения использования возобновляемых источников энергии вместо ископаемого топлива и повышению энергоэффективности использования вторичных энергоресурсов.

Технология ГВГ существует уже 25 лет, но, практически, нигде не применялась. И тем не менее, сегодня её можно с полной ответственностью отнести к технологиям прорывным, истинно инновационным. Вот в чём её суть.

Доменный газ как вторичный энергоресурс давно получил широкое применение в черной металлургии в качестве топлива. Будучи низкокалорийным топливом (менее 1000 ккал/м3), он обычно используется в смеси с коксовым или природным газом и применяется для сжигания в различных металлургических агрегатах (в кауперах доменных печей, в коксовых батареях, в печах прокатных цехов, в котлах ТЭЦ-ПВЭС и др.).

Для получения ГВГ используется собственный доменный газ в процессе его рециркуляции. После очистки доменного газа от СО2 он превращается в восстановительный газ с содержанием 50% (СО + Н2) и 50% N2. Азот (N2) при этом выступает в качестве теплоносителя, что позволяет существенно снизить расход воздушного дутья (в составе которого около 70% N2), вплоть до его полного исключения. Вместо воздушного дутья, обогащенного кислородом до 30% (около 90 м3/т чугуна), используется самостоятельно чистый кислород в количестве 100 – 110 м3/т чугуна. В результате вдувания газообразного восстановителя (СО + Н2) и чистого кислорода резко сокращается расход кокса, воздушного дутья, исключается из доменной плавки расход природного газа, и, соответственно, повышается производительность доменной печи.

Еще одно существенное преимущество технологии ГВГ – возможность ее совмещения с технологией ПУТ (пылеугольное топливо). Применение ПУТ без ГВГ не оказывает существенного влияния на снижение выбросов СО2, а энергоэффективность ПУТ получается ниже технологии ГВГ в пять раз. Внедрение технологии отмывки СО2 в ПУТ обеспечивает дополнительное снижение выбросов СО2 на 30%. Кроме того, вместо доменного газа в качестве топлива будет использоваться восстановительный газ, теплотворное содержание которого выше в 2 раза по сравнению с доменным газом. Поэтому целесообразно использование обоих технологий: ГВГ (самостоятельно) и ПУТ в комплексе с отмывкой СО2 из доменного газа.

– Где, конкретно, были доказаны на практике улучшения показателей производительности доменных печей, в результате применения технологии ГВГ?

– Теоретически еще в 1970-1980г.г. Российскими учеными-доменщиками (Н.А. Рамм, В.Г. Воскобойников, Ю.И. Гохман, Б.Л. Жураковский, Ю.С. Юсфин) были определены основные направления отмывки СО2 из доменного газа и вдувания горячих восстановительных газов (СО и Н2) в горн и шахту доменной печи. Это было в 1989-1990 гг. Тогда же Министерство черной металлургии провело промышленное опробование этой технологии на НПО «Тулачермет» с участием ЦНИИчермет, Гипромез, Гипрогазоочистка и др. институтов и организаций. 

Выполненные тогда технико-экономические расчеты на конкретной доменной печи №2 ОАО «Тулачермет» показали, что при реализации технологии ГВГ на новой технической основе удельный расход кокса на выплавку чугуна снижается на 36-40%, расход природного газа в доменной плавке полностью исключается, расход воздушного дутья снижается на 65%, производительность доменной печи возрастает на 35-50%.

И даже несмотря на недостатки оборудования того времени, данные результаты были весьма хорошими: расход кокса сократился на 58%, производительность доменной печи возросла на 46%, выбросы вредных веществ в атмосферу снизились в два раза.

Важно добавить, что в период проведения опытно-промышленных работ по ГВГ на ОАО «Тулачермет» было выплавлено 200 тыс. т. чугуна, при этом расход сухого скипового кокса удалось снизить с 606 кг/т до 360 кг/т чугуна. Но далее без госфинансирования это направление было заброшено, а оборудование демонтировано. Западные металлургические концерны, такие как ARCELOR, CORUS, TISSEN, по сей день ведут разработки в этом направлении.

В настоящее время проработаны и устранены все технические и технологические недостатки, выявленные ранее при проведении промышленных испытаний. Изменена схема отмывки СО2 из доменного газа, улучшена схема загрузки шихтовых материалов, создан творческий коллектив специалистов по реализации технологии ГВГ (ЦНИИчермет, НИТУ-МИСИС, Метпром, Гипрогазоочистка и др.), способный внедрить технологию ГВГ на любой доменной печи в России и за рубежом.

Резюмирую основные «плюсы» применения технологии ГВГ: обеспечивается снижение себестоимости чугуна на 15 – 20%, сокращение выбросов СО2 на 40 – 50%. Удельная энергоемкость чугуна снижается на 40%, а конвертерной стали – на 35%, т.е. данный показатель в России достигает уровня развитых стран.

Общая экономия энергоресурсов в условиях ОАО «Тулачермет» составит 1,6 млрд. руб./год, в том числе бюджет России получит прирост налоговых платежей в сумме 320,0 млн. руб./год.

– Вы сказали, что данная технология, несмотря на ее «зрелый» возраст, всё еще нова для большинства металлургических предприятий? ...

– Да, в силу ряда политических, технических и финансовых факторов технология ГВГ как в России, так и в мировой черной металлургии за последние 25 лет, практически, нигде не применялась. Такую энергосберегающую технологию, безусловно, надо развивать на российских металлургических заводах. И поскольку при ее внедрении решаются важные народнохозяйственные задачи, то российские металлурги вправе рассчитывать на государственную поддержку при реализации такого рода программ.

– Есть ли сегодня интерес у металлургов к технологии ГВГ?

– Да, интерес есть. И в настоящее время, в связи с переходом промышленности России на принципы наилучших доступных технологий, а также в связи с обязательствами страны по снижению выбросов парниковых газов на 30% к 2030г., по сравнению с 1990г. (в рамках Парижских соглашений по сохранению климата), вновь возрос интерес к технологии ГВГ как в России, так и за рубежом.

Анализ энергоэффективности производства черной металлургии России показал, что наибольший энергетический потенциал снижения выбросов парниковых газов имеется именно в доменном производстве. Применение энергетических добавок при производстве чугуна (природный газ, пылеугольное топливо, кислород и др.), хотя и обеспечивают повышение энергоэффективности, но все же они недостаточны для обеспечения конкурентных условий производства чугуна.

Сегодня картина в черной металлургии России такова: расход кокса в среднем составляет 410-420 кг/т чугуна, в то время как за рубежом: 340-360 кг/т чугуна. И поэтому сегодня особенно нужны новые, прорывные энергосберегающие технологии, особенно для производства чугуна и конвертерной стали.

Наилучшие результаты по экономии энергоресурсов и снижению выбросов СО2 достигаются именно при реализации энергосберегающей технологии ГВГ.

Добавлю, что в период действия Киотского протокола (2008 – 2012г.г.) Россия выполнила большой комплекс мер по снижению выбросов парниковых газов, сократив их объем по сравнению с 1990г. на 35%, в т.ч. в черной металлургии – на 32%. Общий объем капиталовложений предприятий черной металлургии России за последние 10 лет составил свыше 900,0 млрд. руб., что позволило провести глобальную реструктуризацию неэффективных мощностей и повысить энергоэффективность производства.

Так, за период 2008 – 2012г.г. в черной металлургии России доля МНЛЗ возросла с 70% до 80% (рост 14%), расход стали на прокат снизился с 1,215 т/т до 1,141 т/т (снижение 6%), доля неэффективной мартеновской стали снизилась с 16% до 5% (снижение в 3 раза), выбросы парниковых газов по сравнению с 2007г. снизились на 6%. Основные резервы энергосбережения в черной металлургии России были реализованы к 2012г. И эти результаты радуют. Но показатели удельной энергоемкости продукции все еще значительно (на 20-30%) уступают передовым развитым странам: Японии, ЕС, США и др.

– О каких, конкретно, цифрах идёт речь, если говорить о реальном внедрении технологии ГВГ на доменных печах?

– Капитальные вложения в реализацию технологии ГВГ составляют 3,5 млрд. руб. Срок окупаемости капитальных вложений ориентировочно оценивается в 2-3 года. При этом вся сумма капитальных вложений идет на финансирование изготовления отечественного оборудования для отмывки СО2 из доменного газа и для модернизации доменной печи. На изготовление этого оборудования (на машиностроительных заводах России) затрачивается почти 1,5 года, а с учетом доставки, монтажа, пуско-наладки 2 года.

При финансировании проекта через энергосервисный контракт (окупаемость капзатрат осуществляется за счет экономии энергоресурсов) потребуется дополнительно около трех лет. В целом, срок окупаемости может составить 5 лет.

В этих условиях оказание господдержки технологии ГВГ (гарантия оплаты части капитальных вложений через бюджет, реализация ее как приоритетного пилотного проекта критической технологии и др.) создает условия масштабирования проекта в рамках мировой черной металлургии как в России, так и за рубежом.

Россия станет реальным донором Мирового Зеленого Климатического фонда через реализацию технологий высокого энергоэффективного уровня.

– Таким образом, какие, конкретно, меры, на Ваш взгляд, решения могли бы помочь нашей стране снизить выбросы парниковых газов при одновременном повышении эффективности металлургических производств?

– Для решения данных задач с использованием энергосберегающих технологий (ПУТ, ГВГ и др.), по моему мнению, следует предусмотреть финансирование их внедрения с привлечением фонда промышленных технологий Минпромторга России, фонда «Сколково» и средств государственных корпораций («Ростехнология», ВЭБ, ВТБ, ГПБ, Сбербанк), а также частных инвестиций, включая средства металлургических предприятий.

Важно устанавливать металлургическим комбинатом целевые показатели снижения выбросов СО2 на уровне наилучших достигнутых технологий. Это создаст условия для стимулирования реализации энергосберегающих технологий, а при использовании энергозатратных технологий – применять штрафные санкции за перерасход энергоресурсов и повышенные выбросы парниковых газов.

Реализация данных технологий поможет существенно продвинуться России как на мировом металлургическом рынке, так и в качестве добросовестного исполнителя взятых на себя международных обязательств в рамках мировых климатических соглашений.

Напомню, что металлургическая отрасль является второй после топливно-энергетического комплекса по наполнению федерального бюджета и одной из ведущих по внесению вклада в валютные поступления страны.

 


Рейтинг: 10.0/10 (2 голосов всего)


ОБЩЕСТВО »

«Покупай российское!»: Как менялось отношение к импортным товарам

Со времен распада Советского Союза импортные товары в глазах россиян преодолели путь от предметов роскоши - до продукции, не вызывающей доверия. Отношение россиян к привозным товарам, особенно продовольственным, за последние десятилетия постоянно менялось. ...

Благотворители и благополучатели. Механизмы взаимодействия

Именно так была обозначена тема «круглого стола»,  состоявшегося    18 октября в здании городского Гольф Клуба. Данное мероприятие проходило в рамках серии благотворительных семейных вечеров "Подари детям сказку", ежегодно проводимых компанией Екатерины Лие...


II ЕВРАЗИЙСКИЙ ЖЕНСКИЙ ФОРУМ

Второй Евразийский женский форум проходит 19-21 сентября на крупных конгрессных и культурных площадках в историческом центре Санкт-Петербурга. Основные мероприятия деловой программы организованы в Таврическом дворце и Парламентском центре. Отдельные встречи – в музейном комплексе &l...

ПЕРСПЕКТИВЫ ЭЛЕКТРОННОГО ГОЛОСОВАНИЯ НА РОССИЙСКИХ ВЫБОРАХ

Выбор – это борьба, очень конкурентная, порой весьма жёсткая. С использованием самых различных методов ради достижения результата. И ничто не гарантирует желаемого результата со столь высокой гарантией, как контроль над подсчётом голосов. Из истории известно: когда в выборах принима...