Уголь и углехимия
Россия входит в число мировых лидеров по добыче и экспорту угля. Восточная Сибирь обладает крупнейшими запасами, которые играют стратегическую роль в энергетической и промышленной безопасности страны.
Современное развитие отрасли выходит за рамки простой добычи. Углехимия открывает новые возможности: из угля получают синтез-газ, удобрения, полукокс, сорбенты для очистки воды и воздуха, а также редкоземельные элементы. Это повышает добавленную стоимость ресурса и создаёт инновационные продукты для внутреннего и внешнего рынка.
Одновременно большое внимание уделяется экологии. Технологии высокоселективных сорбентов позволяют эффективно очищать карьерные и шахтные воды, снижая нагрузку на природные водоёмы и обеспечивая повторное использование воды в производстве.
Будущее угольной отрасли связано с интеграцией «зелёных» технологий, углехимией и ESG-трансформацией — сочетанием экономической эффективности, социальной ответственности и экологической безопасности.
Угольная отрасль Восточной Сибири
Визуализация объёмов обогащения углей
Региональная экосистема углепереработки
Красноярский край располагает крупнейшими запасами угля в Сибири. Арктические бассейны — Таймырский и Тунгусский — менее освоены. Южные высокоиндустриализированные бассейны — Канско-Ачинский и Минусинский — содержат свыше 50% запасов углей Сибири (бурый уголь) с благоприятной инфраструктурой для энергетического и химического использования.
В Концепции технологического развития до 2030 года выделено 13 отраслей, определённых в качестве проектов технологического суверенитета. Углехимия рассматривается как региональный пилотный проект.
Одна из современных региональных инноваций — производство углеродных сорбентов. ООО «Новая Энергия» — ведущий производитель РФ. Продукт: СТК-А (Сибирский Термококс Активированный) — сорбент из активированного углеродного сырья. Комплексная технология газификации угля и производства сорбентов существенно повышает экономическую эффективность.
Эффективность извлечения ионов металлов сорбентом СТК-А (%) — по данным Дубровской О.Г., Дубровской С.Д., Бобрик А.Г. (СФУ, лаборатория ИЛ СМиХАВ)
| Ион | СТК-А | МИУ-С1 | ТК-А | БАУ-А |
|---|---|---|---|---|
| Fe (железо) | 98,9% | 98,9% | 60,0% | 48,6% |
| Pb (свинец) | 99,7% | 99,7% | 96,6% | 28,3% |
| Cd (кадмий) | 99,9% | 99,9% | 99,9% | 39,9% |
| Cu (медь) | 94,0% | 93,6% | 61,3% | 15,0% |
| Mn (марганец) | 97,0% | 97,7% | 44,3% | 27,7% |
| Нефтепродукты | 97,4% | 72,2% | 80,1% | 33,9% |
Схема фильтрационно-сорбционной очистки
Модернизация очистных сооружений
Традиционные пруды-отстойники не обеспечивают требуемого уровня очистки, особенно при колебаниях состава и высокой минерализации стока. Предложена модернизация: каскадная структура с фильтрационно-сорбционными блоками в габионных кассетах.
Экспериментальная оценка сорбента СТК-А, модифицированного гидротермодинамической кавитацией, показала: средняя эффективность очистки 90,16% при любой температуре входящей воды (от 0°C до +40°C) — критически важно для открытых фильтров в условиях сибирского климата. Сорбционная ёмкость увеличена в 1,5 раза по сравнению с традиционной активацией.
Применение сорбентов в теле фильтрующих дамб и габионных кассет позволяет удалять ранее не извлекаемые загрязнители — нефтепродукты, галогенорганические соединения, тяжёлые металлы и анионы. Извлечение нефтепродуктов: 87,9%, финальная концентрация < 0,05 мг/л.
Динамика цен на уголь FOB ($/тонна, 2021–2023)
| Квартал | Марка А энерг. | Марка А кокс. | Марка О энерг. | Марка О кокс. |
|---|---|---|---|---|
| Q3 2021 | $71,5 | $248,3 | $16,3 | $144,8 |
| Q3 2022 | $83,8 | $234,0 | $24,9 | $124,2 |
| Q3 2023 | $82,9 | $239,3 | $23,6 | $130,1 |
Кузьмин Владимир Владимирович
Исследователь, Директор по развитию
Сибирский федеральный университет
Исследует транзитивность угольного экспорта, проектирование региональной экосистемы высокотехнологичной переработки бурых углей Красноярского края. Соавтор работ по ESG-трансформации угольной отрасли и стратегической оценке перспектив устойчивого развития Восточной Сибири.
Транзитивность угольного экспорта в стимулировании устойчивого развития Восточной Сибири
В статье представлен ситуационный анализ экспорта угля в стратегической оценке перспектив устойчивого развития Восточной Сибири. Актуальность исследования сформулирована в контексте поиска способов преодоления макроэкономических вызовов, включающих как санкционные ограничения, так и глобальное принятие доктрины низкоуглеродной нейтральности при минимизации эксплуатации угля как наиболее доступного энергоресурса, определяющая потребительский спрос на мировом рынке.
Кузьмин В. В., Митин А. С., Кудашкин И. В., Горячева О. П. Транзитивность угольного экспорта в стимулировании устойчивого развития Восточной Сибири // Научное обозрение. Серия 1: Экономика и право. – 2023. – № 6. – С. 100–111. – DOI 10.26653/2076-4650-2023-06-09. – EDN NUKCWL.
Бизнес-модель перспективных продуктов применения высокоселективных сорбентов в системах очистки карьерных вод
В статье представлены результаты исследования применения высокоселективных сорбентов, разработанных на основе активированного углеродного сырья, в комплексных системах фильтрационно-сорбционной очистки сточных карьерных, подотвальных и поверхностных вод горно-обогатительных и угледобывающих предприятий. Цель работы заключается в разработке технологических решений по модернизации классических прудов-отстойников для повышения эффективности водоочистки. Показано, что традиционные сооружения не обеспечивают требуемого уровня очистки, особенно при колебаниях состава и высокой минерализации стока. Применение сорбентов в теле фильтрующих дамб и габионных кассет позволяет удалять ранее не извлекаемые загрязнители — нефтепродукты, галогенорганические соединения, тяжёлые металлы и анионы. Исследование демонстрирует, что внедрение фильтрационно-сорбционных блоков и каскадной структуры очистки повышает эффективность процессов осаждения взвесей и сорбции загрязнителей. Экспериментальная оценка сорбента СТК-А, включая модификацию гидротермодинамической кавитацией, показала увеличение сорбционных характеристик и высокую стабильность работы в широком диапазоне температур. Предложенная модернизация прудов-отстойников снижает экологические риски, повышает качество очищенной воды для сброса и обеспечивает возможности оборотного водопользования.
Дубровская, С. Д. Бизнес-модель перспективных продуктов применения высокоселективных сорбентов в системах очистки карьерных вод / С. Д. Дубровская // Развитие молодежного предпринимательства и молодежной политики. Красноярский край: Сборник докладов в рамках проведения региональной конференции, Красноярск, 22 декабря 2023 года. – Красноярск: КГАУ «ЦМИ Форум», 2023. – С. 16–19. – EDN XEXUDT.
Проектирование региональной экосистемы высокотехнологичной переработки бурых углей Красноярского края
В статье представлена концепция проектирования региональной экосистемы высокотехнологичной переработки бурых углей Красноярского края. Актуальность исследования определяется стратегическими приоритетами научно-технологического развития, предусматривающими создание инновационных региональных экосистем, эффективно использующих локальный ресурсный потенциал. Рассматривается ресурсная база Канско-Ачинского угольного бассейна, на долю которого приходится более половины запасов углей Сибири, а также инфраструктурные и технологические предпосылки для формирования высокотехнологичных углехимических производств. В работе обозначены направления научно-методического проектирования экосистемы: анализ состояния угольного кластера, формирование исследовательского дизайна инновационной политики, оценка перспективных проектов глубокой переработки бурых углей. Авторами систематизированы современные технологические решения и разработки в области углехимии, газификации и производства углеродных сорбентов, включая производственные практики инновационных предприятий региона. Показано, что интеграция технологий газификации и получения сорбентов способна повысить экономическую эффективность использования углей и снизить экологическую нагрузку. Предложенная структурная модель включает три этапа исследования: теоретико-методологический анализ развития угольных кластеров; формирование методического комплекса управления инновационной политикой; прикладная апробация управления проектами высокотехнологичной переработки бурых углей. Ожидаемая научная новизна связана с уточнением классификации инновационных типов предприятий, разработкой подходов к оценке и моделированию инновационного развития угольного кластера и формированием целевой модели экономической эффективности. Сформулированные выводы подтверждают необходимость разработки научно обоснованного инструментария для управления инновационными проектами и формирования региональной экосистемы переработки бурых углей как драйвера технологического развития Красноярского края.
Кузьмин, В. В. Проектирование региональной экосистемы высокотехнологичной переработки бурых углей Красноярского края / В. В. Кузьмин // Экономика, управление, общество: история и современность: Материалы XXI Всероссийской научно-практической конференции, Хабаровск, 19 декабря 2023 года. – Хабаровск: Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте РФ, 2024. – С. 86–90. – EDN SFIGTR.
Источники информации:
- Series_1.6-2023...Транзитивность угольного экспорта (1).pdf
- 3987854.184929059698916463.1.2 (4).docx (Горячева О.П., Кузьмин В.В.)
- ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОСЕЛЕКТИВНЫХ СОРБЕНТОВ...docx (Дубровская О.Г., Дубровская С.Д., Бобрик А.Г.)
- DOC-20231206-WA0002._ (Кузьмин В.В.)