Уголь в топливно-энергетическом балансе Республики Саха (Якутия)

Цель – оценка роли угля в топливно-энергетическом балансе Республики Саха (Якутия) с учетом наличия значительных запасов угля, в том числе низкокачественных и местных углей в труднодоступных районах. Исследования проведены с применением методов системного анализа. Для оценки роли угля в топливно-энергетическом балансе рассматривались динамика добычи и потребления топливно-энергетических ресурсов в ретроспективе и прогнозные показатели. Прогнозные показатели получены в результате анализа программных документов, доступных ресурсов добычи угля и расчетов авторов. Выполнен анализ структуры производства и потребления топливно-энергетических ресурсов Республики Саха (Якутия). Показано, что для выработки электроэнергии и тепла уголь является одним из основных ресурсов наряду с газом и гидроресурсами. Его доля в потреблении первичных топливно-энергетических ресурсов в 2020 г. составила 34,6%. По результатам расчетов добыча угля республики в перспективе может составить до 43 млн т, что позволит в будущем стабилизировать экспортные поставки угля и потребность в топливе на электростанциях и котельных в республике и в ближайших регионах. Проекты развития угольной энергетики в республике рассчитаны на потребление каменных углей Южно-Якутского угольного бассейна. В оптимальных прогнозных балансах доля угля не претерпит существенных изменений и может составить от 37,8 до 38,7% к 2035 г. Установлено, что потенциальные возможности потребления угля могут возрасти с 3,5 млн т у.т. в 2020 г. до 4,1–4,8 млн т у.т. в год. Возможности добычи значительно превышают их востребованность как в настоящее время, так и в будущем. Системный анализ полученных результатов позволил определить основные факторы, влияющие на потребление угля в долгосрочной перспективе. Уголь разрабатываемых месторождений Южно-Якутского бассейна является надежным ресурсом топливоснабжения в дальнейшем районов в зоне централизованного энергоснабжения. В районах Республики Саха (Якутия) со слаборазвитой инфраструктурой и малой плотностью населения уголь местных месторождений является альтернативой завозному топливу, если разработка этих месторождений экономически и социально оправдана.

1. Фаузер В. В., Лыткина Т. С., Смирнов А. В. Дифференциация арктических территорий по степени заселенности и экономической освоенности // Арктика: экология и экономика. 2017. № 4. С. 18–31. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2017-4-18-31.

2. Плакиткин Ю. А., Плакиткина Л. С., Дьяченко К. И. Основные тенденции развития угольной промышленности мира и России в условиях низкоуглеродной энергетики. Часть I. Анализ темпов и пропорций развития угольной отрасли, сформированных под воздействием стран-лидеров угольного рынка // Горный журнал. 2022. № 7. С. 10–16. https://doi.org/10.17580/gzh.2022.07.01.

3. Honoré A. Decarbonization and industrial demand for gas in Europe. Oxford: Oxford Institute for Energy Studies, 2019. 45 р. https://doi.org/10.26889/9781784671396.

4. Воропай Н. И. Системные исследования в энергетике: ретроспектива научных направлений Сибирского энергетического института – Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева. Новосибирск: Изд-во «Наука», 2010. 686 с.

5. Макаров А. А., Воропай Н. И. Системные исследования в энергетике: методология и результаты. М.: Издво ИНЭИ РАН, 2018. 308 с.

6. Макаров А. А. Системные исследования энергетики: 50-летие надежд и 20 лет в тени // Известия Российской Академии наук. Энергетика. 2014. № 2. С. 3–15.

7. Такайшвили Л. Н. Учет свойств угольной промышленности, как системы топливно-энергетического комплекса при моделировании ее развития // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 10. С. 138–149. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2017-10-138-149.

8. Таразанов И. Г., Губанов Д. А. Итоги работы угольной промышленности России за январь–декабрь 2020 года // Уголь. 2021. № 3. С. 27–43. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2021-3-27-43.

9. Подолян В. И., Елисафенко Т. Н., Пензин Ю. П. Угольная база России. Т. V. Кн. 2. Угольные бассейны и месторождения Дальнего Востока (Республика Саха, Северо-Восток, о. Сахалин, п-ов Камчатка). М.: ЗАО «Геоинформмарк», 1999. 638 с.

10. Тихановский А. Н. Проблемы и методы биологической рекультивации техногенно нарушенных земель Крайнего Севера // Успехи современного естествознания. 2017. № 2. С. 43–47.

11. Соколов А. Д., Такайшвили Л. Н., Петров Н. А., Павлов Н. В. Угольная промышленность Республики Саха (Якутия): существующее состояние и возможности развития // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2010. № 4. С. 63–69.

12. Такайшвили Л. Н., Агафонов Г. В. Перспективы использования энергетических углей Иркутской области // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24. № 6. С. 1271–1284. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-6-1271-1284.

13. Батугина Н. С., Гаврилов В. Л., Шепелева Е. Г. Малые угледобывающие предприятия в заполярных районах Якутии // ЭКО. 2017. № 2. С. 134–145.

14. Хоютанов Е. А., Гаврилов В. Л. Моделирование угольных месторождений заполярной зоны Якутии // Проблемы недропользования. 2017. № 4. С. 53–60. https://doi.org/10.18454/2313-1586.2017.04.053.

15. Батугина Н. С., Гаврилов В. Л., Хоютанов Е. А., Попова К. С. Оценка вариантов завоза и использования угля при освоении месторождений золота Арктической зоны Республики Саха (Якутия) // Арктика: экология и экономика. 2021. № 2. Т. 11. С. 152–163. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2021-2-152-163.

16. Filippov S. P. New technological revolution and energy requirements // Foresight and STI Governance. 2018. Vol. 12. Iss. 4. P. 20–33. https://doi.org/10.17323/2500-2597.2018.4.20.33.

17. Agraniotis M., Bergins C., Stein-Cichoszewska M., Kakaras E. 5 - High-efficiency pulverized coal power generation using low-rank coals // Low-Rank Coals for Power Generation, Fuel and Chemical Production. 2017. P. 95–124. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100895-9.00005-X.

18. Ryabov G. A., Antonenko E. V., Krutitskii I. V., Folomeev O. M., Belyaev A. V. Application of the technology of combustion of solid fuels in a circulating fluidized bed // Power Technology and Engineering. 2018. Vol. 52. P. 308–313. https://doi.org/10.1007/s10749-018-0950-0.

19. Katalambula H., Gupta R. Low-grade coals: a review of some prospective upgrading technologies // Energy Fuels. 2009. Vol. 23. Iss. 7. P. 3392–3405. https://doi.org/10.1021/ef801140t.

20. Росляков П. В., Кондратьева О. Е., Головтеева А. Н., Сиваковский А. М. Алгоритм оптимального выбора наилучших доступных технологий для российских ТЭС // Теплоэнергетика. 2019. № 4. С. 60–72. https://doi.org/10.1134/S0040363619040064.

21. Ma Cheng, Zou Chong, Zhao Junxue, Shi Ruimeng, Li Xiaoming, He Jiangyong, et al. Pyrolysis characteristics of low-rank coal under a CO-containing atmosphere and properties of the prepared coal chars // Energy Fuels. 2019. Vol. 33. Iss. 7. P. 6098–6112. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.9b00860.

22. Ge Lichao, Zhang Yanwei, Xu Chang, Wang Zhihua, Zhou Junhu, Cen Kefa. Influence of the hydrothermal dewatering on the combustion characteristics of Chinese low-rank coals // Applied Thermal Engineering. 2015. Vol. 90. P. 174–181. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.07.015.

23. Mills S. Low quality coals – key commercial, environmental and plant considerations // IEA Clean Coal Centre. 2016. [Электронный ресурс]. URL: https://usea.org/sites/default/files/Low%20quality%20coals%20-%20key%20commercial%2C%20environmental%20and%20plant%20considerations%20-ccc270.pdf (20.12.2021).

24. Violidakis I., Drosatos P., Nikolopoulos N. Critical review of current industrial scale lignite drying technologies // Low-Rank Coals for Power Generation, Fuel and Chemical Production. 2017. P. 41–71. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100895-9.00003-6.

25. Мессерле В. Е., Паскалов Г., Умбеткалиев К. А., Устименко А. Б. Использование органических топливных добавок для повышения эффективности сжигания угля // Теплоэнергетика. 2020. № 2. С. 46–53. https://doi.org/10.1134/S0040363620020046.

26. Иванова И. Ю., Ноговицын Д. Д., Тугузова Т. Ф., Шеина З. М., Сергеева Л. П. Анализ функционирования солнечных электростанций в децентрализованной зоне Республики Саха (Якутия) // Альтернативная энергетика и экология. 2018. № 10-12. С. 12–22. https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.10-12.012-022.