Энергетические проекты: безнадёжно устаревший уголь?

От фразы первого российского императора, впервые увидевшего «горючий чёрный камень», до действительной пользы угля в государственных масштабах прошло более ста лет. Промышленная революция XIX века, появление крупного машинного производства, стремительный рост экономики развитых стран того времени опирался на угольный энергетический фундамент. Другие энергоносители в эпоху становления капитализма были неизвестны либо слабо распространены.

Уголь после извлечения из земных недр готов к промышленному и бытовому использованию. Уголь легко грузить, хранить, транспортировать и смешивать различные сорта для регулировки теплового эффекта. В начале XX века 80% энергетических потребностей человечества обеспечивалось углём, причём второе место принадлежало дровам.

За прошедшие 115 лет ситуация в мировой энергетике кардинально изменилась. Бурно развилась добыча нефти и природного газа. Появились АЭС и ГЭС, многочисленные проекты возобновляемой энергии – солнца, ветра, биотоплива, термальных недр, приливных волн. Ведутся исследования термоядерных энергетических источников, улавливания космических излучений, гибридное применение нескольких источников энергии и т.д.

По энергетической эффективности уголь проигрывает даже традиционным видам топлива. Сжигание одного килограмма лучшего антрацита сопровождается выделением 27 Мдж тепла. Один кубометр природного газа соответствует 28-40 Мдж, один килограмм переработанных нефтепродуктов – от 40 Мдж и выше. КПД переработки угля существенно ниже нефтяных, газовых, атомных показателей.
Сжигание угля скверно отражается на экологии нашей планеты, сопровождается выделением огромных объёмов золы и углекислого газа. Добыча сопряжена с риском человеческих жертв, особенно в шахтах – сообщения об авариях и поисково-спасательных работах появляются с печальной регулярностью. По мере научно-технического прогресса получение нефтяных, газовых, атомных и альтернативных киловатт становилось более рентабельным и эффективным. Автомобильный транспорт функционирует на нефтепродуктах и газе, но не угле. Морские корабли и поезда с кочегарками отбыли в хроники и анналы. Химическая промышленность нуждается в максимально теплоёмком топливе и в универсальном сырье – то есть в газе и нефти.

Однако вытеснение угля из мирового энергетического оборота оказалось затяжным и противоречивым процессом. Человечество преодолело две мировые войны, совершило сотни научных и технологических открытий, отправило своих представителей в космос и зонды к планетам солнечной системы. А угольная доля в энергобалансе нашей планеты снизилась лишь до 50% в 1960 году. Далее случился бурный рост нефтегазовой отрасли. Всего за 10 лет значение угля в мировой энергетике снизилось до 35%. Эпоху «горючего чёрного камня» поспешили объявить закрытой. Сегодня забавно вспоминать, что к 1990 году планировалось закрыть последнюю шахту или угольный разрез, водить туда экскурсии, разместить горнопроходческие комбайны в музеях рядом с первой паровой машиной.

Уголь обладает удивительной технологической гибкостью. Из угля можно получать природный газ, нефть и широкую номенклатуру нефтепродуктов. Слоевая газификация угля позволяет располагать производства в центре крупных городов без ущерба для человеческого и природного здоровья. Уголь можно подвергать сжижению, получать из него водоугольное топливо, совмещать продукты переработки с уже имеющимся оборудованием. Даже зола при должной организации производства используется в качестве сырья для стройматериалов.

Стоимость добычи одной угольной тонны колеблется в пределах 2-40$ и востребованность этих тонн сохраняется в планетарном масштабе. В 2000 году угольный вклад в энергетический баланс человечества составил те же самые 35%, что и 30 годами раньше. При этом выработка энергии из угля выросла с 6.5 до 10 триллионов кВт*часов. За 15 лет XXI века мировое производство угля увеличилось с 5.2 до 8 миллиардов тонн – главным образом за счёт Китая. Шахты и разрезы Поднебесной впятеро нарастили выдачу «на-гора». Сегодня половина угля на планете добывается в КНР. В России производство угля растёт последние шесть лет, стабилизировавшись на уровне 350 млн. тонн в 2014 году.

С момента провозглашенного «заката угольной эры» мировое потребление энергии за счёт сжигания угля увеличилось почти втрое – с 6.5 до 18 триллионов ежегодных кВт*часов. Только нефть обеспечивает больший вклад в энергопотребности землян – 19.5 трлн. кВт*часов. Бронзовым призёром является природный газ (13 трлн.), на четвёртом и пятом местах – ГЭС и АЭС. Вся мировая альтернативная энергетика в 2016 году генерирует вдвое меньше, чем угольный сектор в 1970. И впятеро меньше, чем современный угольный сектор.

Планетарные запасы угля превышают умопомрачительный триллион тонн. При нынешних темпах добычи и без поиска новых месторождений этого твёрдого топлива хватит более чем на 120 лет. Лидерами угольных запасов являются три страны-мировых лидера. США с 258 млрд. тонн (27%), Россия со 193 млрд. тонн (18%) и Китай со 130 млрд. тонн (12%) Уголь стал определённым противовесом нефти и газу – его добыча и потребление интенсифицируются при дорогом барреле-кубометре и снижаются при спаде мировых нефтегазовых цен. Других возможностей сохранять энергетический баланс в ближайшие 10-20 лет не просматривается. Если отбросить сценарии изобретения бытовых термоядерных реакторов, вечных батареек, солнечных панелей в качестве одежды и прочую ненаучную фантастику.

В то же время уголь остаётся запасным топливом человечества. Остается брикетами в топку паровоза цивилизации на случай дефицита нефтяных и газовых потоков, проблем с атомными и альтернативными источниками энергии. Инвестиции и внимание к этой отрасли еще послужат – если не нам, то нашим потомкам.

С угольной подушкой вековой безопасности энергетика способна развиваться без избыточных рисков, цейтнота, ошибочных ходов и прочих слагаемых авантюрной игры в прогресс.