Шахтный метан может не только отнимать жизни шахтеров. Если государство создаст условия для освоения инвестиций, а отрасль воспользуется выгодами Киотского протокола, его использование принесет угольным предприятиям миллионы долларов

«Она отвела его вглубь забоя и показала ему трещину в слое угля. Там, казалось, что-то клокотало, доносился слабый звук, похожий на щебетание птицы. — Приложи руку, чувствуешь, как дует?.. Это рудничный газ. — Он был поражен. Так вот оно, это ужасное вещество, от которого все взлетает на воздух! Она засмеялась, говоря, что на этот раз его очень много, недаром лампочки горят синим огнем… Катрина хорошо знала этот вредный ”мертвый” воздух, как его называли углекопы; понизу стлались тяжелые удушливые газы, а наверху был самовоспламеняющийся легкий газ, уничтожавший, точно удар грома, подземные строения шахты и сотни людей.» Эти строки из романа французского писателя Эмиля Золя «Жерминаль», написанного сто двадцать лет назад, актуальны и сегодня. Согласно официальной статистике, смерть почти каждого второго шахтера в Украине связана с метаном. Можно ли устранить эту угрозу? В мире уже появились технологии использования шахтного метана в качестве энергоносителя, а вступление в силу Киотского протокола уже сделало их экономически выгодными. Применение этих технологий позволит решить не только проблему безопасности шахтеров, но и закроет некоторые дыры в энергобалансе страны.

Мировые запасы метана угольных плаcтов превышают запасы природного газа и оцениваются в 260 трлн кубометров. На долю Украины приходится примерно 12– 25 трлн кубометров. Из них около трех-четырех триллионов кубометров составляют промышленные запасы — это почти в пятьдесят раз выше нынешнего ежегодного потребления природного газа в стране. Есть все технологические возможности уже в ближайшем будущем довести годовую добычу шахтного метана до трех миллиардов кубометров в год.

Гонка за мегаваттами

«Шахтный метан уже используется во всем мире, превращаясь из проблемы, связанной с безопасностью, в ценный источник энергии», — сообщила заместитель директора компании EcoSecurities Белинда Кинкед. Только в США ежегодно добывается сорок миллиардов кубометров шахтного метана. В основном районе добычи — угольном бассейне Сан-Хуан — пробурено свыше семнадцати тысяч геологоразведывательных и около семи тысяч эксплуатационных скважин. Из-за различий в метаноносности отдельных участков 10% этих скважин дают 60% добычи метана.

Проекты по извлечению метана также активно внедряются в Австралии, Китае, Канаде, Польше, Великобритании, Германии. Крупнейший из украинских проектов стоимостью 150 млн долларов был реализован в 2003–2005 годах на шахте им. А. Ф. Засядько. Компания «Синапс» спроектировала и ввела в эксплуатацию первую очередь когенерационной электростанции, мощность электрической и тепловой энергии которой составила 36 МВт и 35 МВт соответственно. После запуска второй очереди общая проектная мощность электростанции превысит 131 МВт, что сделает ее самой большой в мире станцией, работающей на шахтном метане. Сейчас шахта полностью обеспечивает себя электричеством и теплом, на метане работает и автотранспорт, а ежегодное количество выбросов парниковых газов снизилось на 2,5 млн тонн углекислого газа. Это позволило шахте продать австрийцам и японцам прошлогодние квоты на выбросы парникового газа на 2,5 млн евро.

«У нас все уверены, что этого газа неслыханно много, и уже сейчас на нем можно создать серьезный бизнес. Поэтому люди, имеющие влияние на отрасль, начинают делить пирог, который по сути еще не испечен. Но метан — не такой простой газ. Добыть его в Украине очень сложно», — утверждает генеральный директор компании «Синапс» Савелий Федоров. Прежде всего это связано с различной газоносностью угольных пластов и околоугольных пород, устаревшими системами дегазации или их отсутствием. Система дегазации шахт в Украине значительно отличается от европейской. У нас ее проектировали на выброс полученного метана за пределы горной выработки, не учитывая перспектив использования этого газа в качестве топлива. Поэтому его большая часть уходит через системы вентиляции. В системе дегазации у нас до сих пор используются ржавеющие металлические трубы, а также вакуум-насосные станции с водокольцевыми насосами, что приводит к попаданию в извлекаемый газ значительного количества воды. Из-за плохой герметичности в метан также проникают воздух, а ввиду отсутствия подземной системы фильтрации — угольная пыль. «В итоге, на выходе мы получаем метан, который сложно использовать для выработки электричества. Его нужно дополнительно очищать, поскольку любое оборудование долго на таком газе работать не сможет. В Европе применяются пластиковые трубы, вакуум-насосные станции на основе винтовых машин, эффективные системы очистки метана от пыли. Поэтому зарубежным специалистам, которые предлагают развивать технологии утилизации по европейскому сценарию, придется потратить дополнительное время на создание адекватных технологий подготовки газа», — говорит заместитель генерального директора компании «Синапс» Виктор Лоза.

Но средств для полной замены оборудования в системе дегазации у большинства шахт сегодня нет. К примеру, чтобы внедрить новую дегазационную систему на шахте «Комсомолец Донбасса», только в этом году компании ДТЭК понадобится 19,5 млн гривен. У многих, в основном государственных, шахт не хватает денег и на установку систем утилизации метана. «Система утилизации стоит недешево. Так что в лучшем случае шахты могут установить котельную, работающую на извлеченном газе. Выработанное тепло идет на подогрев воды, сушку одежды, отопление шахтного ствола и административных строений», — поясняет заведующий отделом механизмов Киотского протокола научно-технического центра «Биомасса» Александр Филоненко.

Совместные проекты

Все инвестиций в проекты по утилизации шахтного метана могут быть покрыты за счет продажи углеродных единиц (ЕСВ) с 2008 по 2012 годы

Ждать, пока у шахт появятся средства, не имеет смысла. Хотя бы потому, что добычу шахтного метана можно финансировать за счет привлечения средств от реализации Киотского протокола. Эту возможность открывает один из его механизмов — проекты совместного осуществления. Так, снизив выбросы парниковых газов, впоследствии предприятия смогут продать полученные единицы сокращения выбросов (ЕСВ) на международном рынке. По различным оценкам, ежегодно под отдельные проекты в Украине этот механизм позволит привлекать от 1,5 до 50 млн евро. К примеру, на шахте с высоким выходом газа на эти деньги можно построить когенерационную станцию. Затем, чтобы улучшить качество извлекаемого метана, вложить средства в модернизацию системы дегазации, а после этого вполне можно увеличить мощность станции, что опять-таки принесет дополнительные средства от желающих купить единицы сокращения выбросов. Но вся эта схема будет работать только при условии, что на начальном этапе реализации появится инвестор. «Мы общались с несколькими частными инвесторами, готовыми вложить деньги. Но они требуют гарантий, поскольку инвестиции в Украину сопряжены с большими рисками, которые связаны не только с ситуацией в стране, но и с надежностью партнера», — говорит Александр Филоненко. «В своей деятельности по сокращению выбросов мы подразделяем риски на технологические, финансовые, регуляторные, а также риски проектов совместного осуществления, соответствующие Киотскому протоколу», — отмечает главный менеджер по проектам в Восточной Европе компании EcoSecurities Татьяна Файзуллина.

Рассматривая будущего партнера, инвеcторы в первую очередь обращают внимание на его кошелек. У угольной отрасли финансовых проблем хоть отбавляй. Большинство шахт нерентабельно, поэтому гарантировать возвращение денег в случае недополучения необходимого количества квот они не могут. Тех средств, которые доходят до шахт от Министерства угольной промышленности, едва хватает на поддержание горных работ. Государственные шахты к тому же еще и не являются юридическими лицами, так что осуществлять какие-либо проекты без разрешения Минуглепрома они не могут.

«Лучший выход из ситуации — лизинг оборудования, — считает Александр Филоненко. — Лизинговая компания закупает оборудование для шахты под свои гарантии, получает от инвестора средства на реализацию проекта, гарантирует ему либо возврат денег, либо квот, а с шахтой делит прибыль на основе договора о совместной деятельности. В этом случае шахта позволяет лизинговой компании утилизировать метан и получать электроэнергию по льготным ценам.» «Мы вели переговоры более чем с пятью десятками инвестиционных компаний. Они хотят вкладывать в структуру, способную реализовывать эти проекты под ключ. Тогда у них больше гарантий получения квот», — добавляет Савелий Федоров.

Желающие заработать

Для проектирования и сооружения когенерационной станции мощностью от трех мегаватт, работающей на метане, потребуется не менее года

В Украине постепенно формируется рынок киотских квот. Не остается в стороне и государство. Минуглепром создал хозрасчетную структуру — дочернее предприятие «Центр альтернативных видов топлива», — с помощью которой надеется контролировать реализацию проектов по утилизации шахтного метана на государственных предприятиях. Функции финансового посредника между продавцами и покупателями ЕСВ пытается получить и Минприроды. Созданное в марте этого года Агентство по зеленым инвестициям несет ответственность за распределение углеродных квот в рамках Киотского протокола и контролирует реализацию проектов совместного осуществления. В результате у угольных предприятий появилась возможность претендовать на часть средств, полученных от реализации национальной квоты выбросов парниковых газов (еще одного механизма Киотского протокола, реализуемого на уровне государств). Агентство намерено реинвеcтировать полученные деньги в отобранные на конкурсной основе проекты.

metan41.gif

Растет интерес к Украине и у иностранных инвесторов. Основная причина — на порядок меньшие инвестиции в получение одной единицы ЕСВ в сравнении с развитыми странами. По данным Всемирного банка, на каждую тонну снижения выбросов углекислого газа в Японии необходимо потратить 600 долларов, в ЕС — 270 долларов, в США — 190 долларов, в России — 20 долларов, а в Украине — всего семь долларов. Потенциальными покупателями ЕСВ, созданными украинскими шахтами, станут предприятия Евросоюза, работающие по схеме торговли выбросами EU ETS (всего около 12 тыс. организаций) и имеющие право приобретать проектные сокращения выбросов в других странах. Обычно это делается через брокерские компании, которые покупают ЕСВ либо в интересах своих клиентов, либо в спекулятивных целях для последующей перепродажи. На рынке появляются и компанииагрегаторы выбросов, оказывающие услуги как продавцам, так и покупателям. Крупнейшие из них, такие как Natsource, EcoSecurities и Camco International, прошли процедуру IPO, что позволило им аккумулировать значительные суммы для инвестирования в перспективные программы. «Мы помогаем компаниям сформировать концепцию программы по сокращению выбросов, инвестируем в проектный цикл Киотского протокола, а порой и в целый проект, осуществляем подготовку всех документов и покупаем ЕСВ. Затем объединяем эти единицы в диверсифицированный по странам и технологиям портфель, что позволяет минимизировать риски отдельных проектов для конечных покупателей», — рассказывает Татьяна Файзуллина.

График метана

Причины торопиться

В Украине метан используют немногим больше десятка шахт. Письмо-одобрение от Минприроды получил лишь проект на шахте им. Засядько, еще несколько предприятий оформили письма-поддержки. Чтобы остаться в числе наиболее перспективных игроков на рынке торговли ЕСВ, украинским шахтам необходимо поторопиться. «Дело в том, что подобные проекты за месяц и даже за полгода не делаются. Если сегодня подписать контракт с шахтой на создание когенерационной станции мощностью от трех мегаватт, то ни одна компания менее чем за год серьезную станцию не построит», — утверждает Виктор Лоза. А отчитываться по проектам совместного осуществления придется с 1 января 2008 года.

«По нашим подсчетам, при грамотно разработанном проекте до ста процентов инвестиций в утилизацию шахтного метана могли бы быть покрыты за счет продажи ЕСВ в зачетный период с 2008 по 2012 годы», — говорит Александр Филоненко. То есть промедлив с внедрением программы всего год, компании не смогут вернуть за счет Киотского протокола 20% вложенных инвестиций.

Диаграмма метан

Окупаемость проектов будет зависеть и от цен, по которым украинские шахты собираются продавать ЕСВ. Стоимость сокращения выбросов — предмет договоренностей между участниками. Она зависит от существующих рисков и не является стандартной. На цены европейских бирж украинские компании ориентироваться не могут, поскольку там совсем другой рынок. Ориентирами для нас могут служить Болгария, Румыния, Польша и Литва — в этих странах стоимость ЕСВ на порядок ниже. По прогнозам некоторых аналитиков, в следующем году в Евросоюзе цена фьючерсных контрактов стабилизируется на уровне 15–16 евро за тонну углекислого газа, для Украины это будет означать цену на уровне 7–8 евро.

Чтобы успешно реализовать проекты по шахтному метану, необходимо не просто собирать его и сжигать, но и использовать для получения тепловой и электрической энергии. По расчетам специалистов, наиболее перспективным направлением является использование когенерационных установок. Это удовольствие не из дешевых, но если шахты сумеют обеспечить себя теплом и электричеством, то себестоимость добычи угля сократится до 30% (в зависимости от доли затрат на электричество в себестоимости).

Специалисты говорят о том, что необходимо как можно быстрее принять внесенный в Верховную Раду законопроект «О метане угольных месторождений», поскольку без него невозможно активизировать вложения в еще одно интересное направление — получение метана с перспективных угольных площадок путем бурения скважин с поверхности. Эти проекты не подпадают под действие Киотского механизма, но способны значительно увеличить добычу столь необходимого стране энергоносителя.

Особенности шахтного метанообразования

Шахтный метан — газ, выделяющийся из угля или содержащих его пород. Бесцветен, не имеет запаха, с воздухом образует взрывоопасные смеси. Кроме собственно метана в его состав также могут входить углекислый газ, азот, кислород и другие элементы. Принадлежит к группе парниковых газов (способствует удержанию тепла в атмосфере) и по своему влиянию на глобальное потепление в двадцать один раз превосходит углекислый газ.

Ученые до сих пор не пришли к единому мнению по поводу того, как образовался шахтный метан. Начало научным дискуссиям еще на заре прошлого века положил Владимир Вернадский, авторитетно заявивший, что углерод и его соединения, участвующие в строении каменного угля и других пород, являются частью глобальной геохимической системы круговорота в земной коре. «Сейчас существуют две наиболее распространенные версии происхождения метана: первая — пористосорбционная модель формирования метана в процессе метаморфизации угольных залежей (процесс превращения органического материала в уголь под действием температуры, давления и компонентов магмы), вторая — термодинамическая модель формирования газового потока, также связанная с метаморфизацией угля, — рассказывает генеральный директор ЗАО ”Экометан” Владимир Камышан. — Опираясь на пористо-сорбционную концепцию, базирующуюся исключительно на физических процессах, можно выделить четыре типа формирования метановых залежей: абсорбция (поглощение), адсорбция (концентрация), растворенный газ и свободный газ. Термодинамическая гипотеза связана с тем, что молекулярного метана в природе не существует, а есть исходные элементы (всепроникающий водород и углерод), которые при определенных условиях трансформируются в молекулу метана. Такое формирование происходит в гиперсреде при высоком давлении и выделении энергии. Анализируя эти теории, мы пришли к выводу, что они обе имеют право на существование.»

Используя эти и другие гипотезы, ученым удалось выдвинуть два интересных предположения. Так, в определенных местах Донбасса на глубинах пяти и больше километров в тектонических разломах могут находиться огромные запасы метана, пригодные для промышленного использования. Кроме того, в больших количествах метан может выделяться не только из угольных пластов, но и из околоугольных пород. «В некоторых случаях объем газа в песчанике и угольном пласте может быть одинаковым. Этим объясняется, почему шахтеры часто сталкиваются с появлением в шахтах дополнительных объемов газа, которые не сходятся с ранее проведенными расчетами. Чтобы баланс сошелся, необходимо либо пересмотреть природу метаноносности угля (что маловероятно), либо понимать, откуда идет газ», — говорит Камышан.

Законченной теории выбросов газа в шахтные пространства не существует до сих пор, однако ученые считают, что непредсказуемые газодинамические явления происходят из-за нарушения пластов при подземной выработке. Так, когда лава уходит, под тяжестью слоев, лежащих выше, пласты расслабляются, образуются трещины, в которые из околоугольных пород выделяется газ и потом поступает в шахты. Объемы выделяемого газа зависят от способа добычи угля, дальности нахождения от выработки газоносных массивов, геологических и физических свойств пластов. Один и тот же пласт в различных местах порой может проявлять совершенно разную способность отдавать газ. Поэтому сейчас исследователи пытаются ответить на вопросы, как найти и распознать такие газоносные участки, каким образом организовать полную газоотдачу, эффективную дегазацию и вентиляцию, а также как обеспечить подготовку и дальнейшее использование полученного газа.