«Таза көмір» жағуға жол ашатын жабдық

Еліміз көмір қорына өте бай әрі оны өндіру жағынан әлемде алдыңғы қатарда. Кейбір мәліметтерге қарағанда, көмір қоры қазіргі тұтыну деңгейін қоса есептегенде, 500 жылдан 1000 жылға дейін жетеді деген болжам бар. Демек, бүгінгі күні көмір энергетикасы үлесінің 85 пайызға жетуі аса таңданыс туғыза қоймасы анық.

Рас, соңғы жылдары әлемде баламалы қуат көздері жедел қарқынмен дамуда. Өркениетті елдерде Күн, жел қуаты көмірге бәсеке бола бастады (біздің елімізде шамамен 1 пайызға жуық баламалы қуат көзі пайдаланылады). Жасыратыны жоқ, қоршаған орта мен экологияға көмірден келетін залал көп. Өндірістік аймақтарда көмір өндірісінен шыққан қалдық ауаға тарап, бумен араласып, қышқылды жауын ретінде жерге түскенде сол маңның шөбін жеген малдың тіпті тісі түскен оқиғалар да кездескен. Қалай болғанда да, ғалымдар «қара тастан» әзірше бас тарта қоймайтынымызды айғақтайды, себебі ол әрі арзан, әрі қолжетімді. Сондықтан оның қоршаған орта мен экологияға келтіретін залалын азайтқаннан басқа амал жоқ.

Өйткені өндіріс көмір қуатына тәуелді. Бірақ осы жерде бір түйткілді мәселенің ұшы қылтияды: біздің кеніштерімізде төмен сұрыпты және күлді көп шығаратын көмірге тән шаң-күйе қалдығы басым. Анығын айтқанда, шығарылатын газ құрамында зиянды қоспалар мен күл көп. Оның мөлшерін қалай азайтуға болады? Қара шаң мен күлден құтылудың жолы бар ма? Міне, осы бір түйінді мәселенің шешімін отандық ғалымдар тапқан еді. Олар жылу электр стансаларының шаң-көмір қазандығын плазмалық-құю жүйелерімен жабдықтау және қазандықты мазутты пайдаланбай жағуды қамтамасыз ететін энергия тиімділігін арттыруға арналған плазматрон ойлап тапты. Кезінде ол ЭКСПО-2017 халықаралық көрмесіне қойылған еді.

Бұл қандай жоба? Оның экономикалық тиімділігі неде? Осы сауалдарды жоба авторы, техника ғылымының докторы, Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ-дың Жылу физикасы және техникалық физика кафедрасының профессоры Владимир Мессерлеге қойып, тілдескен едік.

Плазматрон орнатқаннан гөрі айыппұл төлеу жеңіл 

Бұл жобаның «іргетасы» өткен ғасырдың 90-жылдары қаланыпты. Содан бері пісіп-жетілдіріліп келеді.

– Егер плазмалық-отын жүйесін (ПОЖ) еліміздегі барлық 240 жылу электр стансасының шаң-көмір қазандықтарына орнататын болсақ, онда оның экономикалық тиімділігі жылына 50 миллиард теңге көлемінде тұрақтар еді. Бұған біз ПОЖ енгізілгенде мөлшері азаятын зиянды қалдықтар мен толық жағылмай қалған отынның экологиялық тиімділігін қосып отырған жоқпыз. Демек, жобаның экономикалық жағымды көрсеткішімен бірге, экологиялық нәтижесі зор, – деді бізбен әңгімесінде Владимир Мессерле.

Елімізде өндірілетін жалпы энергетикалық көмірдің барлығына жуығы төмен сұрыпты екенін ескерсек, жобаның өзектілігі өзінен-өзі көрінеді. Соның салдарынан жылу электр стансаларындағы көмірдің 10-15 пайызы жанбайды. Жанбаған көмір қайда кетеді? Әрине, ол өздігінен жоғалып кетпейді. Өндіріс мұржасынан түтін түрінде шығып, ауаны ластайды. Жанбай қалған көміртек пен құрамында азот және күкірт оксиді бар түтін газы атмосферада су буымен араласып, жерге қышқылды жаңбыр түрінде түседі. Мұның түйінін плазмалық-отын жүйесі (плазматрон) арқылы ауаны 5-6 мың градусқа дейін жылытып, тіпті суық пеш жағу орнындағы күлі көп көмірдің өзін плазмалық алауды жалындатып жағып жіберу негізінде шешуге болады. Нәтижесінде ол толық жанып кетеді. Плазматронды пайдаланған кезде кез келген электр стансасында көзге түсетін қара түтін мен шаң-күйе болмайды. Ауаға тарайтын зиянды қалдық мөлшері: азот оксиді – 50, ал күкірт оксиді 30-40 пайызға азаяды.

Плазмалық технологияның тағы бір басымдығын айта кеткен жөн. Мысалы, көмір барынша жедел жалындаған жағдайда және анағұрлым толық жанған кезде қазандықтың биіктігін 25-30 пайызға кішірейтуге болады, бұл энергетикалық жабдықтың металды сыйымдылығын төмендетеді. ПОЖ-дың осындай экономикалық тиімділігіне қарамастан, жобаны өндіріске енгізудің жолы ауыр болып тұр. Ал шетелде оны кеңінен қолданады.

– Жобаны таныстыру әдетте жақсы өтеді, алайда мәселе техникалық-экономикалық негіздемеге жеткенде инвесторлардың көңіл күйі түсіп кетеді. Іскерлерге жоба өзін-өзі төрт жылда ақтайтыны ұнамайды. Оларға қазандықтарды модернизациялағаннан гөрі экологиялық айыппұл төлеген әлдеқайда жеңіл, – дейді жоба авторы.

Технологиямыз Қытай елінде қолданыста

 Егер энергетика саласы өндірістің негізі екенін ескерсек, мәселе өте өзекті. Себебі қалған базалық өндіріс ошағы осы қуат көзімен кіндіктес дамитыны белгілі емес пе?

Бұрынғы посткеңестік мемлекеттердегі жұмыс істеп тұрған жылу электр стансаларының жағдайы шамамен бірдей. Олардың ресурсы тозған, 60-70 пайызы амортизация деңгейінде тұр. Жаңа энергоблоктар енгізілмейді. Осы орайда, ғалым өз ойын былай жеткізді: «Біз әлі күнге дейін бұрынғы КСРО жабдығымен жұмыс істеп келеміз. Соның салдарынан экологияға орасан зор залал тигізіп отырмыз немесе зиянды қалдықтардың көзін жоюға өте көп қаржы жұмсаймыз. Егер қалдықтың қалыптасуына бастапқы кезеңде жол бермесек, мұндай шығын мен қателікке ұрынбас едік».

Ел Президентінің Жолдауында айтылған жоғары экологиялық-экономикалық көрсеткішті модернизациялау, технологиялық қайта жабдықтау – заман талабы, қажеттілік. Бұл күндері ескі жабдықты өндіріске енгізу қымбат әрі экологиялық тұрғыда тиімсіз. Осыған орай, Мемлекет басшысы үкіметке іскерлермен бірлесе базалық өндірісті технологиялық қайта жабдықтаудың кешенді іс-шарасын жасауға тапсырма да берді. Мұндай жұмыс жүргізбей тұрып технологиялық прогресс, ілгерілеу туралы айту мүмкін емес. Отандық ғалымдардың өнертабысын, осы плазмалық-отын жүйесін Қытай елі өндіріске енгізіпті. Бұл жөнінде идея авторы: «Технологиямыз Қытай елінде қолданыста. Олар идеяны жаңғыртып, өз еліндегі 627 қазандықты біздің жүйеміз бойынша жабдықтады. Нәтижесінде 2008 жылдан бастап 25 миллиард юань көлемінде экономикалық тиімділікке қол жеткізді. Салыстыру үшін айта кетейін: Қазақстанда барлығы 240 шаң-көмір қазандығы бар. Қытай бұл мәселені мемлекеттің қолдауы арқылы шапшаң шешті: мен 1995 жылы сол елде ПОЖ-дың алғашқы сынағын жүргізгеннен кейін үкімет шешім шығарды. Сол кезде олар арнайы мемлекеттік компания құрып, қаржы бөлді. Сөйтіп, 2002 жылы өз елімен қоса, Ресей, Түркия, Корея және Индонезия нарығына шықты. Бүгінгі таңда Қытай елінде энергетика саласына плазмалық технологияны ендіру ісімен бес мемлекеттік компания шұғылданып жатыр. Олардың әрқайсысы жылына миллиард юаньнан табыс тауып, экологияны сауықтыруда», – дейді.

Владимир Мессерленің айтуынша, ол өз жобасын Қытай елінде таныстырған кезде сол елдің бұқаралық ақпарат құралдары біздің ғалымның жаңалығын «Қазақстанның қатысуымен жасалған қытайлық ғалымдардың өнертабысы» деп хабар таратыпты. Осыдан кейін ғалым біздің отандық технологияны бүкіл әлемде қолдануға құқық беретін «Сименс» компаниясымен келісімшарт жасасудан бас тартқан.

Жұрт назарындағы жоба

 «Самұрық-Энерго» АҚ 2022 жылы қазандық агрегатын мазутсыз жағу жүйесін іске қоспақшы.

Соңғы онжылдықта әлемде шаң-тозаңды көмірмен жұмыс істейтін жылу электр стансаларының (40,6 пайыз электр және 24 пайыз жылу қуатын өндіретін) қатты отынды жағу процесінің тиімділігін және экологиялық қауіпсіздігін арттыруға ерекше көңіл бөлініп жатыр.

Елімізде қуаттылықты арттыруға жауапты «Самұрық-Энерго» АҚ өндірістік циклінде қазандық агрегаттарын тұтатып-жағуға мазутты пайдаланады. Мысалы, «Екібастұз ГРЭС-1» ЖШС жылына осы мақсатқа 6600 тонна мазут шығындайды, бұл ақша эквивалентінде 1 млрд долларды құрайды. Мұнай өңдеу зауыттарын модернизациялау осынау отын түрінің өндірісін кемітуге ықпал етуде. Мәселен, 2017 жылы 3,05 млн тоннадан басталған құлдырау 2018 жылға келгенде 2,06 млн тоннаға жеткен. Өндіріс көлемі кемігенімен, мазуттың бағасы өсіп отыр. 2017 жылы оның тоннасы 52 мың теңге болса, 2020 жылы 130 мың теңгеге көтерілген.

Қазандық агрегаттарын мазутты пайдаланбай жағуға альтернативті технология ретінде плазмалық-отын жүйесі қолданылады. Кезінде бұл жоба ЭКСПО-2017-нің төрінде тұрды. Қазір осы технология әлемнің көптеген елдерінде қолданыста.

«Самұрық-Энерго» АҚ-ның өндіріс және активтерді басқару жөніндегі директоры Серік Төтебаевтың плазмалық-отын жүйесін жылу электр стансаларына енгізу жөнінде бірнеше ғылыми еңбектері бар. Айтпақшы, С.Төтебаев Владимир Мессерленің шәкірті. Ол БАҚ өкілдеріне берген түсініктемесінде былай дейді: «Қазақстанның Жану проблемалары институты ғалымдарының жасаған жабдығының тәжірибелік үлгілеріне кезінде қажеттілік болмағаннан кейін ол өнеркәсіптік сатылымға шықпады. Араға ондаған жыл салып барып ол қажеттілік ретінде қарала бастады. Мазут отынының өндіріс көлемі азайғаннан кейін, сұйық отынның бағасы өскен кезде экономикалық негіздемесі бар және тиімді қадам ретінде танылды».

2019 жылы «ГРЭС-1» ЖШС қызметкерлері CITIC Construction Co LTD компаниясының қолдауымен Қытайдағы плазмалық-отын жүйесімен жұмыс істеп тұрған электр стансаларына және жабдықты шығарушы зауыттарға арнайы сапармен барып қайтты. Олар бірнеше компанияның жабдығымен танысты. Нәтижесінде мазут пен көмір құнының айырмашылығына байланысты экономикалық пайда барына көз жетті. Нақты айтқанда, энергетикалық көмірді тұтатып-жағу плазмалық технологиясын блокты жағу процесінің бастапқы кезеңінде орнатуға мүмкіндік береді. Ал блокты мазутпен тұтатып-жаққан тұста жабдықты барлық мазуттық форсункаларын істен шығарып барып қосуға тура келеді.

Сонымен, «Самұрық-Энерго» АҚ 2022 жылы қазандық агрегатын мазутсыз жағу жүйесін іске қоспақшы. Мұндай жағымды хабарды естіген ғалым Владимир Мессерле: «Ақыр аяғында біздің жобаға жоғары жақтың назары ауды. Жабдық отандық жылу электр стансаларына енгізілетін болса, біздің еңбектің еш кетпегені», – деді ағынан жарыла.

Дерек пен дәйек

2020 жылдың қаңтар-қыркүйек аралығында елімізде 78 млн тонна көмір өндірілген. Бұл 2019 жылдың сәйкес кезеңімен шамалас. Ал импорт көлемі 483,7 мың тонна болған. 2019 жылғы жағдаймен салыстырғанда 7,6 пайызға жоғары.

Гүлзат НҰРМОЛДАҚЫЗЫ