ДОБЫЧА И ПЕРЕРАБОТКА ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ: в России и в мире


По данным за 1981 г. разведанные запасы горючих сланцев РФ составляли 37 млрд. тонн, а ресурсы – приблизительно 850 млрд. тонн.


Первым по значимости и масштабам добычи сланцев в РФ в настоящее время является Прибалтийский бассейн (российская часть – Ленинградское месторождение).

Развития сланцевой отрасли в СССР

1918 г. – год основания сланцевой отрасли: принято постановление о добыче и переработке горючих сланцев, организованы систематическое изучение, разведка запасов и их промышленная разработка.
1927 г. - по прогнозу Н.Ф. Погребова открыто крупнейшее месторождение горючих сланцев в Ленинградской области.
1934 г.- основано крупнейшее предприятие по добыче горючего сланца «Ленинградсланец».
1952 г. - ввод в эксплуатацию Завода «Сланцы».
1958 г. - Сланцы  (Ленинградская область) получает статус города областного подчинения.
1960-1990 гг. - пик развития сланцевой отрасли. Министерство угольной промышленности СССР, инициировавшее активную разработку месторождений в Эстонской ССР, Ленинградской области, Поволжья, добилось высоких показателей как при добыче, так и при переработке сланца.
1975 г. - по добыче сланцев СССР занимает 1-е место в мире. В СССР добывалось до 36 млн тонн сланца в год, 1/7 части добычи обеспечивалось  «Ленинградсланец».

Развития сланцевой отрасли в России

После распада СССР неимение государственной поддержки, инвестиций  привели к необходимости закрытие многих нерентабельных шахт и карьеров, в сланцевой отрасли более чем наполовину сократилось количество добывающих предприятий.

Одна из главных причин спада в сланцевой отрасли состоит в том, что на территории России отсутствуют производственные мощности для переработки горючего сланца, который являлся сырьем для получения нефтепродуктов, газа, тепла и электричества. Научные разработки и производственная база по переработке сланца находятся на территории Эстонии, которая традиционно считалась единственным потребителем российского сырья.

Так, в силу заложенной с советского времени производственной цепочки на эстонских электростанциях сжигался горючий сланец, а вырабатываемая электроэнергия продавалась в Россию. С 1 апреля 2005 г. АО «Нарвские электростанции» расторгло договор с ОАО «Ленинградсланец» на переработку сланца. Договор толлингового типа предусматривал оплату эстонской стороне процессинга перетока всей вырабатываемой электроэнергии в сети АО «Ленэнерго» и был заключен в рамках Соглашения о сотрудничестве между Минкомэнерго и Минэкономики Эстонии от 16 июля 1997 г. Причиной разрыва отношений послужила появившаяся у Эстонии возможность продать освободившиеся квоты на выброс парниковых газов на европейском рынке в связи с ратификацией Киотского протокола. В результате прекращения поставок сланца в Эстонию работа ОАО «Ленинградсланец» была приостановлена на два года.

После распада СССР на территории Эстонии сегодня успешно продолжают работать Балтийская и Эстонская электростанции, сланцеперерабатывающие предприятия в Кохтла-Ярве, Кивиыли (термическая переработка крупнокускового сланца), Завод масел в Нарве (термическая переработка мелкого сланца в установках с твердым теплоносителем), ТЭЦ в городах Кохтла-Ярве и Ахтме, цементный завод в Кунда и другие производственные мощности по переработке горючего сланца. Проектируются также новые сланцеперерабатывающие предприятия для производства сланцевого масла. На сегодняшний день Эстония является лидером как в промышленной добыче и переработке сланца, так и монополистом ряда научных разработок и инноваций сланцевой отрасли.

Российская сланцевая отрасль сегодня

В результате распада СССР за последние годы добыча сланцев в РФ осуществлялась только в Ленинградской области в районе города Сланцы – российская часть Прибалтийского бассейна.

На сегодняшний день единственными действующими предприятиями сланцевой промышленности являются:

В Ленинградской области:

• ОАО «Ленинградсланец» - добыча горючего сланца.
• ОАО «Завод «Сланец» - переработка горючего сланца.

ОАО «Ленинградсланец»

Крупнейшее градообразующее предприятие Ленинградской области.
Месторасположение: г. Сланцы, Сланцевский район, Ленинградская область.
Основной акционер: ГК «Ренова».
Основное направление деятельности: добыча горючего сланца на территории Ленинградского месторождения.
ОАО «Завод «Сланцы»
Крупнейшее градообразующее предприятие Ленинградской области.
Месторасположение: г. Сланцы, Сланцевский район, Ленинградская область.

Основные акционеры: государство.

Основное направление деятельности на сегодня (предприятие перепрофилировало свою деятельность): переработка нефтехимического сырья (нефтяного кокса и пиролизных смол), газовых конденсатов, твердых горючих ископаемых с целью получения жидкого и газообразного топлива, углеродных восстановителей для металлургии, строительных и антикоррозионных мастик и другой нефтехимической и химической продукции.

С 2008 г. ОАО «Ленинградсланец» реализует инновационный проект: использование горючего сланца и продуктов его обогащения в цветной металлургии
Перспективность применения горючего сланца в металлургии связана с его восстановительными свойствами и флюсующими составляющими в процессах окомкования, агломерации, шахтной плавки.

С 2008 г. ОАО «Ленинградсланец» возобновил исследовательские работы по широкому использованию горючего сланца в технологических процессах предприятий цветной металлургии. В процессе проведения исследований и промышленных испытаний было определено, что сланец и продукты его переработки являются перспективным материалом и способствует снижению себестоимости производимой предприятием металлургической продукции.

Также ведутся работы по возобновлению переработки горючего сланца на ОАО «Завод «Сланцы». ОАО «Ленинградсланец» и ОАО «Завод «Сланцы» исторически связанные предприятия единого производственного комплекса. Предприятия находятся в двухсторонней технологической зависимости. Специалисты ОАО «Ленинградсланец» и ОАО «Завод «Сланцы» произвели анализ возможностей возобновления добычи сланца с его последующей переработкой на мощностях ОАО «Завод «Сланцы», в частности, возобновление работы газогенераторного цеха.

Планы

Сейчас рассматривается вопрос о привлечении иностранных инвестиций для модернизации предприятия. Как сообщила пресс-служба администрации области, соответствующий протокол о намерениях был подписан накануне губернатором Ленинградской области Валерием Сердюковым и членом Национального собрания Республики Корея Ли Джанг Ил "Проект глубокой переработки горючих сланцев в высококачественные энергоносители предусматривает инвестиции корейских компаний в размере 80% объемов необходимых сумм, остальные средства вкладывают российские фирмы или государство", - говорится в сообщении пресс-службы администрации Ленинградской области. На первом этапе объем добычи и переработки горючих сланцев составит 2,5 млн т в год. В дальнейшем переработка может быть увеличена до 6-10 млн т в год. После подписания протокола о намерениях планируется подписать меморандум о взаимопонимании, а затем - инвестиционное соглашение. "При подготовке инвестиционного соглашения будут предусмотрены условия приобретения инвесторами проекта контрольного пакета акций ОАО "Ленинградсланец", так как без собственной базы переработки ископаемых предприятию перспективно развиваться нереально", - отмечается в сообщении администрации области. Проект глубокой переработки сланцев прошел необходимую государственную экспертизу. Запасы месторождения сланцев в Ленобласти составляют примерно 1,1 млн т, что эквивалентно 200 млн т нефти. В целом в РФ запасы сланцев оцениваются в 1,9 трлн т. Основной объем добываемых в области сланцев в настоящее время поставляется на электростанции Эстонии.

Мировой рынок

Сведения о мировых запасах горючих сланцев противоречивы. По ориентировочным расчетам общие запасы сланцев, содержащих от 10 до 65 % органического вещества, превышают 1500 млрд т. По оценке специалистов, запасы сланцев в расчете на сланцевую смолу превышают 550 млрд т.

Месторождения горючих сланцев. Запасы горючих сланцев распределяются между континентами следующим образом (млрд т): Азия — 500, Африка — 370, Северная Америка — 220, Южная Америка — 180, Европа — 120, Австралия — 90. Самые мощные месторождения расположены в западном полушарии — в Бразилии («Ирати») и США («Грин-Ривер»). Крупные месторождения горючих сланцев находятся на территории России, Эстонии, Беларуси, Казахстана и Узбекистана. Ниже приводятся данные о геологических (1) и балансовых (2) запасах этих месторождений (млрд т), %:

Бассейн12
Прибалтийский бассейн (Эстония, Ленинградская область России)83,47,55
Волжский бассейн (Саратовская, Самарская, Ульяновская и Оренбургская области России)
29,7

3,26
Вычегодское (Республика Коми, Архангельская и Кировская области России)28,0
Тимано-Печорское (Республика Коми, Архангельская область России)6,60,55
Припятское (Беларусь)11,0
Сырдарьинское (Узбекистан)24,6
Амударьинское (Узбекистан)22,3
Болтышское (Украина)4,5
Кендерлыкское (Казахстан)2,50,18


Ведущее место в мире по объему добычи и использованию сланцев занимает Прибалтийский бассейн, площадь которого составляет 60 тыс. км2. Промышленно разрабатываются Эстонское и Ленинградское месторождения. Сланец Прибалтийского бассейна, называемый «кукерситом», залегает в отложениях среднего ордовика и образует от 4 до 7 слоев. Общая мощность пласта на Эстонском месторождении — 2,5–3,2 м, а на Ленинградском — 1,6–1,9 м. Глубина залегания — от 0 до 120 м. Сланец Волжского бассейна залегает на глубине от 10 до 300 м, мощность пластов — 0,7–5,0 м.
Добыча горючих сланцев. Горючий сланец на территории России добывался еще в XIX в. (Кашпирское месторождение). С 1916 г. добыча сланца ведется в Эстонии, а с 1932 г. — в Ленинградской области. В 1940 г. в СССР добывалось свыше 1,7 млн т сланца, к 1980 г. добыча выросла до 37 млн т, а в 1984 г. составила 33,2 млн т. Снижение объема добычи сланца связано с уменьшением его потребления на Прибалтийской и Эстонской ГРЭС. В эксплуатации находятся: в России — 3 шахты на Ленинградском и 2 шахты на Кашпирском месторождениях, в Эстонии — 7 шахт и 4 разреза.

Около 40 % сланца добывается в Прибалтийском бассейне открытым способом, на действующих разрезах применяется бестранспортная система разработки. При подземной добыче свыше 80 % добывается с применением камер. Благодаря высокому содержанию водорода в органической массе керогена, при его термической переработке образуется около 65 масс. % смолы на сухую органическую массу или 18–20 % на сухую массу сланца (табл. 9.30).

В процессе добычи получают сланец с различным размером кусков от мелочи (пыли) до 125 мм. По гранулометрическому составу его делят на три класса:

I класс — 100–125 мм, II — класс 30–100 мм и III класс — 0–30 мм. Сланец II класса пригоден для технологического использования, сланец I класса дробят до крупности II класса, а сланец III класса идет на энергетические цели. Качество сланца определяют по трем показателям: влажности, гранулометрическому составу и содержанию органической массы.

Влажность — балласт, при ее содержании 9–12 % на испарение воды тратится до 35 % тепла, необходимого для переработки сланца. В настоящее время удовлетворительных установок для ее удаления нет, и этот показатель не регулируется. Гранулометрический состав в пределах класса широк и неравномерен, регулировать его в процессе производства практически невозможно.

Поскольку указанные два показателя практически не регулируются, единственным регулируемым показателем является содержание органической массы. Оптимальная степень обогащения определяется из экономической целесообразности.

Техническая характеристика Прибалтийских сланцев

ПоказателиРегион
ЭстонияЛенинградская область
Содержание влаги, масс. %8–108–11
Содержание золы, масс. %45–4848–50
Содержание минерального СО2, масс. %18–2120–22
Содержание органического вещества на сухую массу, масс. %29–3828–32
Теплота сгорания по бомбе, МДж/кг10,2610,26
Выход смолы на органическое вещество, %65,565,5
Гранулометрический состав сланца, мм25–12530–100

Характеристика минеральной части горючих сланцев

МесторождениеАd, масс. %, масс. %Содержание компонентов в золе, масс. %
SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3Na2OK2O
Эстонское50,519,030,59,57,045,74,05,50,52,5
Ленинградское54,219,627,98,65,250,42,54,20,53,4
Кашпирское68,59,744,011,09,528,51,817,52,22,5
Болтышское
(Украина)
67,05,061,520,07,44,61,22,91,33,0
Кендерлыкское
(Казахстан)
64,22,358,217,27,32,31,03,410,6
Фушуньское (Китай)78,23,862,326,76,10,11,83,0
Грин-Ривер (США)65,620,643,812,24,622,19,32,25,8

 Примечание. Аd — зольность на сухое вещество,  — содержание минерального СО2.

Элементный состав органической массы горючих сланцев (масс. %)

МесторождениеСНNSОАтомное соотношение Н : С
Прибалтийское76–779,4–9,90,2–0,51,2–2,09,5–121,5
Волжское62–657,5–7,70,7–1,08,7–9,817–211,4–1,5
Болтышское62–729–101,2–2,31–215–211,6–1,8

 C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка горючих сланцев можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок горючих сланцев в России».

www.newchemistry.ru