Новое дыхание угля
Угольная отрасль в тесной связке с электроэнергетикой может генерировать вдвое больше валютной выручки. Однако для этого угольщики должны освоить суперсверхкритические технологии производства электроэнергии — это динамично растущий технологический и инновационный рынок.
Сибирской угольной энергетической компании (СУЭК) произошли кадровые изменения. Генеральный директор Владимир Рашевский, возглавлявший холдинг с 2004 года, покинул свой пост. На его место встал Степан Солженицын, ранее руководивший электроэнергетическим дивизионом СУЭК — Сибирской генерирующей компанией.
За такими кадровыми перестановками может последовать изменение и стратегии крупнейшей угольной компании страны, и парадигмы ее деятельности. Учитывая размеры СУЭК, эти изменения повлекут за собой переформатирование угольной и электроэнергетической отраслей России. Эти изменения не будут одномоментными и не произойдут без активной помощи государства, особенно в стимулировании научных программ, экологизации производства, строительстве транспортной инфраструктуры. Но эти изменения позволят российскому углю сохранить свое место в мире.
Уголь-индустриализатор
Россия располагает огромными геологическими запасами угля, занимая по этому показателю второе место в мире после США. Большая часть наших угольных ресурсов находится в Сибири и на Дальнем Востоке. Потенциал российской угольной промышленности как поставщика энергоносителей даже выше, чем у газовой и нефтяной промышленности. Если запасов углеводородного сырья хватит лишь на несколько десятилетий добычи, то угля — на столетия. При этом как экспортер угля Россия занимает скромное третье место в мире. В прошлом году экспорт составил рекордные 205 млн тонн. Но это в полтора-два раза меньше, чем у конкурентов — Австралии и Индонезии.
Сейчас мировая угольная отрасль проходит серьезнейшую структурную трансформацию. Экология — мировой мейнстрим, и углю приходится адаптироваться под запросы потребителей. По прогнозам, спрос на уголь не будет снижаться, но он и не будет расти прежними темпами. Кроме того, будет изменяться и структура спроса с переходом к более калорийным маркам угля, в том числе в электроэнергетике. Такие угли дают большую температуру горения, при этом снижается количество выбросов и золы.
Новый директор СУЭК Степан Солженицын, долгое время проработавший в McKinsey, компании — миссионере экологической повестки в мире, эколог по образованию, прекрасно понимает вызовы, стоящие перед угольной отраслью, и ему придется искать глобальные ответы на вызовы, стоящие как перед компанией, так и перед всей отраслью.
Рашевский = СУЭК
Владимир Рашевский, финансист по образованию, занялся угольным бизнесом случайно. Придя на работу в МДМ-банк в 2000 году, он попал в инвестиционный департамент, где познакомился с Андреем Мельниченко, основным владельцем СУЭК и «Еврохима». Этот департамент занимался в том числе прямыми инвестициями в реальные активы, из которых впоследствии и появились СУЭК и «Еврохим». Уже в 2004 году Рашевский стал президентом холдинговой компании СУЭК.
СУЭК появился в 2001 году. Тогда это был не консолидированный вертикаль-но интегрированный холдинг, а набор кризисных активов в угольной отрасли в Иркутской и Читинской областях и Бурятии. В основном это были разрезы в депрессивных регионах страны, с долгами по зарплате, ветшающими фондами и падающей добычей.
На первом году жизни СУЭК добывал 30 млн тонн угля в год. Этот показатель за счет приобретения новых активов и вывода их из кризиса быстро рос. За пару лет в холдинг вошли разрезы и шахты в Красноярском крае и Хакасии, Кемеровской области, Приморском и Хабаровском краях. Уже к 2005 году добыча достигла 84 млн тонн.
Встал вопрос со сбытом угля. Главным потребителем этого ресурса были и остаются энергетики, которые сами находились в то время в жесточайшем кризисе неплатежей. В итоге холдинг СУЭК постепенно стал входить в капитал энергокомпаний, становясь вторым после РАО акционером энергокомпаний Сибири и Дальнего Востока. Многие станции, потребляющие уголь, перешли под контроль холдинга. Сегодня такие крупные города, как Красноярск, Новосибирск, Новокузнецк и ряд других, снабжаются теплом и электроэнергией с 25 электростанций, принадлежащих СУЭК.
Постепенно вместе с ростом добычи начал расти и экспорт угля. Если в 2001 году на экспорт были направлены скромные 1,6 млн тонн, то уже к 2005-му этот показатель достиг 18,7 млн тонн. В прошлом году добыча всего холдинга составила 106 млн тонн, из которых половина — 53 млн тонн — ушла на внешние рынки. Для таких объемов поставок СУЭК потребовался огромный парк вагонов, который достиг в прошлом году 53 тыс. единиц.
Экспорт — это не только логистика, но и перевалка. Потребовались собственные порты. Так в империю вошли Мурманский морской торговый порт, закрывающий западное направление, Ванинский балкерный терминал и малый порт в Находке — для восточного направления.
Сегодня СУЭК — самый крупный угледобытчик в России, четвертый поставщик угля на международный рынок, имеющий торговые представительства в 30 странах. Это один из эффективнейших по себестоимости производителей в мире. Его выручка в прошлом году достигла 7,5 млрд долларов, а EBITDA — 2,1 млрд долларов.
Эту империю пятнадцать лет строил Владимир Рашевский. После ухода с поста он не покинет СУЭК, а перейдет к решению стратегических вопросов в совете директоров.
Беспокойный океан угля
История СУЭК — отражение всего нашего угольного сектора. Российские угольные компании в последние годы уверенно наращивали как объемы добычи, так и поставки на внешние рынки, рост угольной отрасли в два-три раза превышал темпы роста общего ВВП России. Однако теплые зимы 2018–2020 годов в Европе, война «Газпрома» за этот рынок, коронакризис стали неприятными сюрпризами для всей отрасли. С сентября 2018 года цены на рядовой энергетический уголь в Европе упали в два с половиной раза, до 47 долларов за тонну. При этом потребители развитого мира все больше отдают предпочтение экологически чистой энергии, в которую по сложившимся догмам уголь не входит. Страны Европы всячески пытаются заместить этот энергоресурс ВИЭ-генерацией и газом.
Растущий спрос на уголь есть в Азии, в частности в Индии, Вьетнаме, Малайзии и на Филиппинах. Основной мировой рынок сбыта, конечно, Китай. Но эта страна, долгие годы бывшая локомотивом угольного потребления и буквально сделавшая экономический рывок на угле, сегодня задыхается от массы построенных угольных станций и постепенно переходит на газ и атом. В итоге сокращение спроса на уголь в Китае (а также в Японии и Южной Корее) оказывает дополнительное давление на цены.
На первый взгляд кажется, что экологизация планеты завершает эру угля. Однако если посмотреть на суть происходящего, то под модной вывеской экологизации идут вполне закономерные экономические процессы. Уголь проигрывает битву именно в экономическом и технологическом плане. Сжигание угля становится слишком обременительным.
Первая проблема: уголь — это отходы, золошлаки. Но современные технологии позволяют рекультивировать такие отходы и получать из них полезные фракции — например, тот же СУЭК активно внедряет технологии переработки в Кузбассе (из шлаков делают мелкодисперсные полые наполнители, используемые при бурении, в литейном деле, производстве огнеупорных и лакокрасочных материалов и т. д.).
Вторая проблема — дым угольных станций. Этот вопрос намного сложнее технически, однако сегодня в мире существуют технологии улавливания и хранения углерода (CCS — Carbon Capture and Storage). Но они слишком дороги и значительно увеличивают стоимость станций; кроме того, на процессы CCS может тратиться до четверти выработанной электроэнергии. Тем самым снижается общая эффективность всей ТЭС и увеличивается объем потребляемого ископаемого сырья: чтобы возместить потери в выработке электроэнергии, приходится сжигать больше угля. Поэтому технологии очистки дополнительно снижают КПД угольных станций, причем значительно.
Третья проблема — технологии сжигания угля. Основная альтернатива углю — газ. Современные парогазовые установки (ПГУ) используют бинарный цикл: сначала газ сжигается в камере турбины, а потом горячий поток разогревает пар. Этот пар помогает вращать турбину. В итоге КПД парогазового цикла достигает 50–58%. Естественно, за счет технологий газ становится премиальным товаром к углю: одна тепловая единица энергии из газа будет ценнее, чем из угля, чисто по технологическим причинам. Из нее можно произвести больше электроэнергии при меньших трудозатратах. Все это делает газ лишь за счет неразвитости технологий сжигания угля более премиальным товаром. Кроме того, есть еще атом, ветряки, солнечные панели и гидроэнергетика. Все это пусть и не снижает значение угля в мировом энергобалансе, однако давит на цены.
Для российских угольщиков это неприятно. Россия никак не может влиять ни на мировую экологическую повестку, ни на погоду. Огромная отрасль, где занято 150 тыс. человек и около полумиллиона в смежных отраслях, дающая жизнь 31 городу с общей численностью населения полтора миллиона человек и обеспечивающая около 40% грузов для РЖД, зависит от крайне изменчивой внешней политической, экологической и экономической конъюнктуры.
Ставка на конечный продукт
В СУЭК давно ответили для себя на вопрос, как стабилизировать спрос и цены. Началось это с покупки активов в электроэнергетике. Да, тарифы на тепло в восточной части России невысокие, цены на электричество во второй ценовой зоне тоже не позволяют энергетикам шиковать, но электростанции дают компании стабильный и гарантированный сбыт угля по фиксированным ценам.
Говоря об экологическом аспекте, нужно отличать когенерационные электростанции (ТЭЦ) и конденсационные (ГРЭС). В активах СУЭК в основном ТЭЦ — это станции, расположенные в крупных городах, работающие на два вида товара — электроэнергию и тепло. За счет комбинированного цикла удается достичь очень высоких показателей КПД. Для ТЭЦ этот показатель может доходить до 80% — не расчетных, а реальных. Например, в России такой КПД у угольной Иркутской ТЭЦ. В итоге, сжигая «грязный» уголь на советских ТЭЦ, на выходе получают одну из самых экологически чистых энергий в мире. В этом плане советский опыт уникален, однако малотиражируем: строительство ТЭЦ целесообразно в северных широтах. Уже южнее Белгорода экономическая целесообразность ТЭЦ исчезает. Централизованное теплоснабжение южных городов не окупается.
Альтернатива ТЭЦ — строительство ГРЭС. Около половины мировых энергоблоков обладает стандартными сверхкритическими параметрами пара (СКП): давление — 24 МПа, температура — 540 °С. Их средний КПД — около 35%. Именно такими блоками оснащено большинство российских ГРЭС. В сегодняшнем мире такая эффективность — непозволительная экологическая роскошь.
Основные страны — импортеры угля находятся намного южнее Белгорода. Индия, Вьетнам, Малайзия динамично растут, им нужна надежная и дешевая электроэнергия. Посредством ТЭЦ этот спрос не удовлетворить.
«В развивающихся странах, где люди по-прежнему зависят от доступных и надежных угольных энергетических мощностей, строятся новые высокоэффективные угольные электростанции с низким уровнем выбросов (HELE) для удовлетворения растущего спроса на электричество и уменьшения эколо-гической нагрузки. Благодаря нашему высококалорийному углю и когенерационным станциям мы можем обеспечить надежные поставки доступной электроэнергии и тепла миллионам людей, многие из которых живут в суровых климатических условиях», — сказал основной акционер компании СУЭК Андрей Мельниченко.
Зеленый уголь
Электростанции с низким уровнем выбросов — это новое поколение угольных станций. Первая их характерная черта — фильтрация выбросов, вторая — улучшенная тепловая экономичность, а значит, повышенный КПД. Согласно физическим законам, КПД при увеличении параметров пара повышается. Параметры пара — это давление и температура.
Температуру и давление в котле и на турбине энергетики делят на поколения. «На пенсию» уходит прошлый цикл — СКП, а на смену ему идут суперсверхкритические параметры пара (ССКП). Технологии ССКП позволяют поднять КПД станций до 49% по сравнению со средним показателем СКП 35–36%.
В настоящее время в мире насчитывается несколько десятков энергоблоков с суперсверхкритическими параметрами, построенных в основном в США, Германии, Дании, Японии и Китае. Но, по прогнозам, в 2040 году половина угля будет сжигаться в топках высокоэффективных и экологически чистых котлов.
ССКП-станции (с давлением пара более 30 МПа и температурой выше 600 °С) — это динамично растущий технологический и инновационный рынок. И у России есть шанс войти туда не только с технологиями, но и с углем. У угля есть хорошо известная особенность: в каждом месторождении у него имеется целый ряд «индивидуальных» черт: теплота сгорания, зольность, влажность и многое другое. И каждая станция проектируется с привязкой к конкретному углю. Логично, что российские технологии будут нацелены на конкретный российский уголь. Именно поэтому заинтересованными в наличии таких технологий у российского машиностроения должны быть не энергетики, а угольные компании, в первую очередь СУЭК.
В идеальном варианте технологии ССКП в России приведут к появлению нового рынка сбыта — к торговле не просто российским сырьем, а электроэнергией, произведенной на турбинах ССКП по российским технологиям, с жесткой привязкой в контрактах к конкретным маркам российского угля.
В прошлом году экспорт российского угля принес 16 млрд долларов выручки всей отрасли. Электроэнергия, произведенная из такого объема (при применении технологий ССКП с КПД 45%), будет стоить уже 32 млрд долларов (исходя из средней экспортной цены электроэнергии из России за 2019 год 4,5 цента за киловатт-час). То есть объем рынка в два раза больше, при этом электричество — следующий передел, стоимость этого товара менее волатильна и намного более предсказуема.
Однако пока референтного блока ССКП, произведенного в России, нет.
Трудный сын
Создавать энергоблоки с суперсверхкритическими параметрами пара (ССКП, или USC — на западный манер) начали еще в середине прошлого века США и СССР. Одним из первых пилотных проектов в мире был отечественный блок СКР-100 на Каширской ГРЭС. Созданию этого блока предшествовал пуск на ТЭЦ ВТИ в 1949 году первого в мире опытного котла 60-ОП с параметрами пара 30 МПа, 600 °С, а затем, после реконструкции, 30 МПа и 650 °С. На этой основе была создана экспериментальная база с крупномасштабными стендами для исследования теплогидравлических процессов, а также металла и арматуры для указанных параметров пара.
Но для того чтобы и котел, и турбина, и различные паропроводы работали при суперсверхкритических режимах, необходимы специальные марки металла. Именно в отсутствии возможности быстро масштабировать выпуск таких сплавов и состоит проблема с запуском ССКП-станций в России. Тем не менее машиностроители («Красный котельщик», «Росатом», «ЭМАльянс») обладают технологическими заделами, чтобы такие технологии освоить. К теме периодически возвращаются и энергетики — «Интер РАО», Газпромэнергохолдинг. Но до сих пор турбины ССКП с шильдиком «Сделано в России» нет.
Очевидно, что к «снаряду» ССКП в нашей стране подходили уже не раз. Машиностроение сегодня не самая рентабельная отрасль, и без помощи угольных компаний и государства машиностроители не могут освоить эти технологии. Для того чтобы эта технология появилась, необходима сложная связка — угольщики и генераторы должны гарантировать заказ на такие станции, машиностроители — обязаться довести российские станции ССКП до товарного образца, а государство — профинансировать НИОКР.
Европа, США, Япония и Китай освоили эту технологию, хотя стартовые позиции зачастую у них были хуже. Сегодня в мире десятки запущенных и успешно работающих ССКП-турбин. В России сейчас работает лишь один подобный энергоблок — на Троицкой ГРЭС, принадлежащей «Газпрому». Но, к стыду российского машиностроения, станцию строили китайские компании по китайским технологиям.
Да, подобные станции дороже классических, однако технология СКП очевидно уже отжила свой век. На сегодняшнем этапе развития технологий производства металлов граница, когда производство будет экономически оправданно, находится между 600 °С и 700 °С. А многие ведущие страны пытаются выйти на температурный режим выше 700 °С, и расчеты показывают, что это реально — пока лишь технологически, но со временем станет и экономически оправданно.
Российскому углю, чтобы защитить свое право на долгую жизнь, все равно придется заняться высокотемпературными технологиями сжигания. Уголь как товар прошел свой пик потребления, и теперь в борьбе на падающем рынке можно полагаться лишь на технологии, ведущие к росту эффективности по всей цепочке — от карьера до розетки.
Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl