Продолжение серии обозрений, начатой публикациями «Второе дыхание» бывшей «всесоюзной кочегарки» и «Край угольный — краеугольный» (см. «ЗН» №№4, 10 с.г.).
Из черного золота — голубое
Все течет, все меняется. Донецкий уголек сегодня тоже не тот. Его пласты ушли в очень глубокие горизонты. Да и мощностью они уже намного тоньше прежних. Повысилась зольность. Процессы сжигания такого топлива на тепловых и электрических станциях породили значительные экологические проблемы, связанные с загрязнением атмосферы окислами серы, азота и углекислым газом, образованием значительных по площади золо-шлаковых отвалов.
Не все из этих проблем сугубо «наши». Очищение дымовых газов угольных ТЭС превратилось в серьезную глобальную проблему. Только в США затраты на мероприятия по охране окружающей среды от выбросов угольных теплоэлектростанций превысили 270 долларов на
1 кВт установленной мощности, или 23 процента общей стоимости таких станций.
У нас же с этим делом еще сложнее, ибо уголь пошел низкокачественный. Чтобы он горел, приходится добавлять мазут. Наиболее рентабельные угольные станции мира работают на так называемом «кипящем слое», обеспечивающем максимальное сжигание горючей смеси. При низкосортности наших углей переход на такую технологию был бы выходом из ситуации. Но для этого нужно в корне модернизировать угольные станции, оснастив их принципиально новым котельным оборудованием. А у нас нет ни средств, ни соответствующего производства.
В то же время существует реальная возможность разрешения многих возникших проблем за счет внедрения технологии газификации низкосортного угля. Полученный синтез-газ, очищенный от вредных примесей, можно было бы использовать на тех же тепловых и электрических станциях. Прогнозные оценки, проведенные учеными Национальной академии наук Украины, свидетельствуют о том, что в наших недрах, у нас под ногами, покоятся десятки миллиардов тонн низкосортных и забалансовых углей, которых при их использовании хватило бы, чтобы удовлетворить потребности страны в энергии на протяжении 100 и более лет.
Наличный в Украине научно-технический потенциал позволяет организовать собственное производство соответствующих газификационных установок. В Институте геологии и геохимии горючих ископаемых НАН Украины уже имеются солидные наработки по газификации высокозольных, некондиционных видов твердого топлива, а также по созданию технологий наземной и подземной газификации угля, опытных и опытно-конструкторских образцов необходимого для этого оборудования.
Переход на газификацию угля позволил бы не только превращать наше «черное» золото в «голубое», но и получать при этом побочные товарные химические продукты.
Географической достопримечательностью шахтерского края стали рукотворные горы — терриконы угольных отвалов. Весьма хлопотные, поскольку имеют свойство разогреваться и самовозгораться. В лучшем случае их обсаживают деревьями и превращают в зеленые курганы. Между тем — это, по сути, вторые, техногенные, месторождения недоизвлеченных полезных ископаемых. И в Национальной академии наук есть предложение по рациональному использованию золо-шлаковых отходов.
Газируем... атмосферу
В ходе многолетних дискуссий вокруг проблемы Донбасса можно было услышать различные сентенции, начиная от «У нас не топливно-энергетический кризис, а кризис финансово-кредитной системы» до очень меткой «У нас не хватает не энергоносителей, а Ума». Разительнейший тому пример — целый океан «голубого топлива», который буквально выплескивается в небо.
Это, конечно же, угольный метан, запасы которого, по подсчетам ученых, в украинской части Донбасса превышают 1,3 триллиона кубометров. В целом же угольные залежи Украины содержат в себе около 3 триллионов кубов шахтного газа. На каждую тонну добытого угля выделяется до 100 и более кубометров метана.
Между тем шахтный метан, как сопутствующее полезное ископаемое, выделяющееся в процессе добычи угля, используется за рубежом уже более 40 лет. А после нефтяного кризиса 1973 года на этот газ обратили внимание уже как на самостоятельное полезное ископаемое. Так, по оценке Нефтяного совета и Института газовой промышленности США, в этой стране запасы угля, залегаемые до глубины 900 метров, составляют 2520 миллиардов тонн, а ресурсы метана в угольных пластах — до 14 триллионов кубометров. В пяти бассейнах — Блек Уорриот, Пайсенс, Сан-Хуан, Северные и Центральные Апалачи, с наиболее газоносными пластами, запасы метана превышают 7000 миллиардов кубометров. Большая мощность угольных пластов и сравнительно высокая их метаноносность позволяют использовать бесшахтные способы добычи метана с помощью вертикальных скважин, пробуренных с поверхности. Число таких скважин в США уже перевалило за 5000.
Шахтные методы дегазации и каптажа метана применяются в Германии, Великобритании, Австралии, Польше, Чехии, Китае. К широкомасштабным исследованиям ресурсов метана и к разработке технологий его извлечения приступила Россия, несмотря на то, что она все еще обладает большими запасами природного газа.
Во многих странах шахтный газ используется в качестве топлива на тепловых станциях, металлургических и химических заводах, а также в автомобильном транспорте и в быту. Для этого еще перед началом эксплуатации шахт угольные пласты дегазируют и уже в процессе подготовительных и добычных работ метан утилизируют.
У нас же метан имеет лишь мрачную славу «врага №1 для горняка», коварного «гремучего газа» под стать «вакуумному оружию». Для перестраховки его просто выбрасывают в атмосферу. Только в Донбассе с вентиляцией и дегазацией шахт он выбрасывается в объеме, превышающем 3,5 миллиарда кубических метров. И только в 17 шахтах (из 253) используют «коммерческий» метан — преимущественно в котельнях, а также для обогрева жилых домов, теплиц и административно-бытовых помещений. (Что же касается Львовско-Волынского бассейна, то там шахтный газ и вовсе не используется.)
Между тем запасы метана в недрах Украины столь велики, что впору задуматься, что выгоднее добывать — трудоемкое «черное» или дармовое «голубое» золото?
В правительство давно переданы предложения НАН Украины о включении шахтного метана (а также малых месторождений нефти и газа, низкосортного угля и горючих сланцев) в баланс топливно-энергетических ресурсов страны. Это обеспечило бы удовлетворение всех наших потребностей в газе. Проектом заинтересовались было ведущие зарубежные корпорации. Мировой банк выразил готовность предоставить кредит на сумму 800 миллионов долларов с рассрочкой на десять лет. Но, как тонко подметил один отечественный бизнесмен, вопрос уперся в необходимость переструктурирования всей угольной отрасли, в результате чего наши «угольные кланы» потеряли бы свое влияние.
В самом деле, ведь ученые предлагают считать каменноугольные бассейны самостоятельными газоносными провинциями Украины, а их разработку осуществлять комплексно как углегазовых залежей, с отдельной добычей угля и метана.
Предложенная Национальной АН Украины концепция предполагает на первом этапе начать добычу метана как сопутствующего полезного ископаемого, а на втором — еще и как самостоятельного минерального сырья, с доведением на третьем этапе (2000—2010 гг.) ежегодной добычи до 30 миллиардов кубометров. Реализация этой программы дала бы возможность создать более безопасные условия в шахтах, уменьшить техногенные выбросы в атмосферу, разрушающие озоновую прослойку, и, наконец, получить значительное количество высококалорийного газа.
Однако, помимо прочих, тут возникает еще одна — юридическая — заковыка: необходимо принять специальный закон Украины о добыче и использовании нетрадиционных топливно-энергетических ресурсов, который предоставил бы шахтному метану статус «гражданства» — зачислил бы его в число полезных ископаемых. А пока, увы, он числится в списках не только бесполезных, но даже и вредных.
Пока законопослушные ученые ожидают необходимых нормативных актов, практики, наученные горьким опытом последних лет (ведь даже принятые законы у нас не работают), поневоле становятся на путь правонарушений. Вот недавно в степи у шахты «Южнодонбасская» №12, что на границе Марьинского и Новоселковского районов Донетчины, открылась первая в Украине (говорят, даже в Европе и чуть ли не во всем мире) метанозаправочная станция. Уже во время буроразведочных работ, когда было подсчитано, что в зоне будущей шахты сконцентрировано свыше четверти миллиарда кубометров метана, заранее пробурили специальную скважину. Во-первых, сразу же обезопасили шахтеров, а во-вторых, теперь тут ежедневно заправляются по 200 автомобилей. Инициатива наказуема, скажут строгие стражи Фемиды. Но не судить же людей за доброе дело. Ведь кто-то же должен был сделать первый шаг, чтобы сдвинуть воз с мертвой точки.
Второе дно Донбасса
Выражение «чемодан с двойным дном» появилось сравнительно недавно. Между тем патент на это «изобретение» принадлежит природе-матушке. В этом убежден киевский ученый-геолог А.Радзивилл, которому удалось установить существование сразу двух бассейнов-двойников — водного и горно-геологического. Он утверждает, что у соленого Азовского моря есть подспудный пресный собрат, а у угольного Донбасса — газовый.
Так вот, под каменноугольными пластами Донбасса располагаются так называемые зоны растяжения земных пород. Такие, разуплотненные, толщи должны иметь повышенную пористость и, следовательно, проницаемость. А это — как раз те свойства, которые обычно присущи природным коллекторам — накопителям углеводородов. Теоретически вычислив не известный до того науке тип нефтегазовых ловушек, Анатолий Яковлевич принялся за поиски этих невиданных хранилищ горючих ископаемых. Сначала — в кабинете, за рабочим столом в Институте геологических наук НАН Украины. Это был как раз тот случай, когда говорят об открытии «в чернильнице, на кончике пера». Затаившиеся естественные емкости, по логике рассуждений искателя, должны находиться в толщах, отложившихся в углах ступеней кристаллического фундамента Днепровско-Донецкой впадины (ДДВ). В отличие от обычных, куполообразных, резервуаров, вмещающих лишь верхние слои жидких и газообразных горючих ископаемых, в этих ловушках могут быть законсервированы основные запасы полезных углеводородов Приднепровья.
Свою идею, родившуюся в ходе детального анализа геологической структуры ДДВ, а Радзивилл проверил на тектонофизической модели Сребнянской депрессии — подземной котловины, расположенной в бассейне Сулы и Псла. Как показали расчеты, общий объем ее недровых резервуаров должен составлять 400 миллиардов кубометров. А ведь в ДДВ — еще пять подобных котловин...
Дальнейшее изучение природы нового типа выявленных подземных ловушек нефти и газа и механизма их взаимодействия с угленосными породами позволило исследователю сделать свой многообещающий вывод-прогноз: под бывшей «всесоюзной кочегаркой» скрывается своя, «украинская Тюмень».
Оптимистическая гипотеза киевского геолога частично подтверждается исследованиями заведующего кафедрой разведки полезных ископаемых Донецкого технического университета, доктора геолого-минералогических наук профессора Б.Панова. По его подсчетам, сегодня в Донбассе уже имеется 20 газовых и 5 нефтегазовых месторождений с запасами от 1 до 5 миллиардов кубометров в каждом. Сверх ожиданий столичного коллеги, они расположены на очень незначительных глубинах. К тому же компактно и близко от потенциальных потребителей. Возможно, это и есть первые ласточки будущего газового Донбасса?