Поправки до технології

Сьогодні на виробництво тонни сталі в середньому потрібно використати 17 гігаджоулів теплової енергії. Ця цифра мало чого скаже нефахівцеві. Йому більш зрозумілими будуть конкретні дані — витрати чавуну, коксу, природного газу, металобрухту, електроенергії, вапняку, феросплавів тощо.

Донедавна всі ці складники цікавили переважно технологів та економістів. Пересічний громадянин знав про “металургійну кухню”, може, трохи більше, ніж він знає про Тунгуський метеорит.

Але останнім часом енергетичні проблеми України змусили суспільство зацікавитися тим, як у нашій незалежній державі використовується природний газ, три чверті якого ми імпортуємо з інших країн. Найпотужнішим споживачем цього енергоносія вже кілька десятиліть є чорна металургія, і головним чином металургія Донбасу.

Про сучасні обсяги використання природного газу в цій базовій галузі і про можливості зменшення його частки за рахунок впровадження альтернативних технологічних схем розмірковує заступник голови Донецької облдержадміністрації Олександр КЛИМЕНКО.

Хто ж був тріумфатором?

У календарі кожної галузі є свої визначні дати. У вітчизняній металургії їх чимало, але нас цікавить зараз саме та, коли в 1957 році на металургійному заводі у Дніпродзержинську вперше в світі у промисловому масштабі було використано природний газ для виплавки чавуну. Через кілька років ця новація була застосована на всіх домнах Радянського Союзу, бо вона давала можливість на 10-20 відсотків скоротити витрати дорогого коксу і

забезпечувала істотний приріст виробництва, а також давала величезний економічний ефект.

Вчені та виробничники, які створили та впровадили цю технологію, були відзначені Державною премією СРСР.

Після України природний газ у доменному процесі використовували і в інших державах (Канада, США), але, крім Росії та Казахстану, він ніде особливо не прижився, і в основному через те, що ця сировина скрізь вважалася досить дорогою, а в Радянському Союзі, де один за одним ставали до ладу нові і нові газопромисли, на ціну не звертали належної уваги. Виробничників зовсім не обходило те, що із 100 відсотків наявних у земній корі видів палива на нафту і газ припадає лише 7-8 відсотків, а 92 — на вугілля. Майже чотири десятиріччя металурги не переймалися такою “дрібницею”, як співвідношення власного і зарубіжного блакитного палива, а також їхньої вартості. Нічого нас не навчив і досвід Франції, Німеччини та Італії, які дуже стримано і в основному на побутові цілі використовували імпортований природний газ, котрий вже досить давно став там “у ціні”.

Якщо увесь світ свої потреби у первинній енергії задовольняє на 21 відсоток за рахунок природного газу, на 35 відсотків за рахунок нафти, на 23 — за рахунок вугілля, на 7 за рахунок урану і на 14 за рахунок гідро-, вітрової- та сонячної енергетики, то структура споживання енергоносіїв в Україні така: газ — 41 відсоток, нафта — 19, вугілля — 19, уран — 17, гідровітрогеліоенергія — 4 відсотки. Навіть США, які мають значні запаси власного газу, в балансі споживання відводять йому 24 відсотки, а Україна, як бачимо, аж 41 відсоток. І це тоді, коли у нас є такі величезні поклади вугілля та вугільного метану!

Минулого року наша держава спожила майже 77 мільярдів кубометрів газу. З них лише 20 одержано з наших надр. Решта придбані. А ціна на світовому ринку на цей енергоносій має постійну тенденцію до підвищення. Тож цілком закономірно в терміновому порядку кардинально змінити структуру споживання енергоносіїв в Україні, тобто зменшити обсяги використання природного газу і збільшити вуглевидобуток та виробництво атомної енергії.

Рівень енергозабезпеченості кожної країни визначається показником питомого споживання первинної енергії на одну людину. За даними Міжнародного енергетичного агентства, для США у минулому році він становив 15,6 тонни умовного палива на людину, в Європейському Співтоваристві — 15, в Україні — 4,5. Питоме річне споживання електроенергії було на рівні 3789 кіловат-годин на особу, що в 2-3 рази нижче, ніж у розвинених країнах світу. Якщо тут додати, що на виробництво одиниці продукції в Україні витрачається в 3-4 рази більше ресурсів, ніж у США, Європі та Японії, то стає зрозумілим, що наша позиція тріумфаторів у споживанні природного газу, на якій ми трималися досить довго, тепер остаточно спростована і нам потрібно скрізь розпочати важку, але неминучу роботу з енергозбереження, і насамперед ощадливого використання природного газу.

Альтернативні можливості

Як уже зазначалося, газ переможно ввійшов у нашу металургію через те, що давав цілу низку переваг — був дешевшим за кокс, мав високу калорійність, не вносив у чавун шкідливих домішок, а крім того, відзначався стабільністю постачання і зручністю використання при подачі у доменний агрегат.

Споживання газу в металургії України минулого року становило 7,6 мільярда кубометрів, тобто десяту частку загальнодержавного. Металурги Донеччини використали за цей час 4,18 мільярда. Найбільшими споживачами були маріупольські комбінати імені Ілліча (1,4 мільярда) і “Азовсталь” (1,2 мільярда). Незважаючи на такі обсяги використання газу, обидва велети працювали з високим рівнем рентабельності продукції.

Але обставини змінилися. З січня газ значно подорожчав, і це негативно позначиться на фінансово-економічних показниках усіх підприємств гірничо-металургійного комплексу, про що в недавніх виступах по телебаченню заявили такі відомі фахівці, як Володимир Бойко, Олег Дубина, Анатолій Голубченко. Вони все сказали правильно, проте тут же постає запитання: а що робити? На жаль, сучасний стан металургійної галузі України не відповідає світовому технічному рівню. Так, наприклад, у передових країнах сьогодні газ зовсім не використовується у доменному виробництві, його дуже обмежено застосовують при конвертерному способі виплавки сталі. На Донеччині ж 40 відсотків сталі одержують мартенівським способом, де частка газових витрат досить висока. До того ж лише 55 відсотків від загального випуску сталі розливається на машинах безперервного лиття.

Питання технічного переоснащення на підприємствах частково вирішується, але не в тих масштабах, що вимагає сьогодення. Причина одна —велика капіталомісткість тих заходів, які потрібно здійснити для оновлення і галузі, і окремих виробництв. Але, крім довгострокових кардинальних програм переозброєння галузі, на кожному підприємстві є можливість здійснити цілу низку малозатратних заходів, які дають змогу суттєво (не менш ніж на 20 відсотків) скоротити споживання природного газу і при цьому не знизити продуктивність виробничих агрегатів, а також не допустити значного погіршення фінансово-економічних показників.

За ініціативою Донецької облдержадміністрації останнім часом було проведено кілька нарад, учасники яких визначили можливості скорочення обсягів споживання газу. Проблеми розглядалися в усіх аспектах — науковому, виробничому, економічному і навіть соціальному. Фахівці розуміють, що підвищення ціни на газ на 50 доларів за 1000 кубометрів робить собівартість тонни чавуну на 25-30 гривень більшою, а на тлі великого подешевшання цін на метал на світовому ринку це дуже ускладнить життя галузі.

Багато важливих пропозицій висловили учасники цих нарад, і більшість з них вже лягли в основу регіональної програми енергозбереження, розробка якої триває. Що стосується конкретно металургії, то тут чільне місце відводиться використанню замість газу альтернативних видів палива. Найбільший ефект може дати пиловугільне паливо, яке вдувається у доменну піч. Його ресурси фактично необмежені, на противагу мазуту, коксовому газу чи смолам.

Ще у 1963 році вугільний пил почали використовувати на заводі в Ешленді (США). Трохи згодом його стали застосовувати в доменному процесі на Донецькому металзаводі, де для цього була споруджена спеціальна установка, яка діє і сьогодні. Пиловидне паливо, для приготування якого використовується як антрацит, так й інші марки вугілля, при згоранні у доменній печі дає можливість істотно зменшити витрати коксу при виплавці чавуну. Як правило, сьогодні на наших домнах для виробництва тонни металу використовується в середньому 534 кілограми коксу (тонна цієї сировини коштує 1000 грн.). Вугільний пил може знизити цю витрату на 185 і навіть 200 кілограмів. А взагалі в деяких країнах вдається пилом заміняти 35-50 відсотків коксу. 25 країн світу використовують цей дешевий тип палива. Скрізь у світі доменні печі вводяться в комплексі з пиловугільними установками. Використання пилу дає додатковий імпульс розвитку вугільної галузі. В Україні для задоволення цих нових потреб металургів можна було б збільшити вуглевидобуток принаймні на 3-4 мільйони тонн щорічно.

Українські вчені розробили прекрасні технологічні схеми використання вугільного пилу, створили для цього спеціальне обладнання (воно працює в деяких зарубіжних країнах), машинобудівники Донбасу здатні в найкоротший час налагодити випуск високопродуктивних пиловугільних установок. Всі металурги знають про величезну ефективність цієї технології у доменному процесі, але, на жаль, як була у нас в Донбасі 25 років тому на ДМЗ одна діюча установка, так і залишається.

Фахівці підрахували, що реалізація технології доменної плавки із застосуванням вугільного пилу в масштабах України, де щороку виробляється 22 мільйони тонн чавуну, вже на першому етапі, коли вдуватиметься лише 120 кг пилу на тонну чавуну, дасть змогу знизити витрати коксу на 2,4 мільйона тонн і природного газу більш ніж на мільярд кубометрів. Для втілення цього задуму в життя потрібно близько 2 мільярдів гривень, які окуповуються за 1,1-1,4 року.

Великий металургійний комбінат щодоби споживає 4-5 мільйонів кубометрів природного газу. Приблизно половину його спалює доменний цех. Тож найбільш ефективним і реальним методом скорочення цих витрат є найширше використання вугільного пилоподібного палива.

Металурги знають, що ще якихось 40 років тому, коли не було на світі ні північного, ні східного природного газу, на підприємствах галузі використовували коксовий газ. Подекуди доменні печі працювали в режимі газогенераторів. З міста Авдіївки, де було збудовано найбільший в Європі коксохімзавод, коксовий газ трубопроводом подавався на Макіївський металкомбінат. Це було вигідно всім. Але потім сибірський газ витиснув авдіївський, бо був дуже дешевим. То, мабуть, настав час відродити споживання і коксового газу в металургії?

Крім застосування пиловугільного палива, скоротити витрати природного газу можна і за рахунок збільшення виробництва металу киснево-конвертерним, електродуговим методами, а також завдяки найширшому впровадженню безперервного розливу сталі. Реалізація цих заходів дасть можливість металургам України заощаджувати щороку 6 мільярдів кубометрів природного газу, а енергоємність продукції знизити з 1,8 до 1,5 тонни умовного палива на тонну готового прокату.

То має сказати програма

Щоб здійснити повномасштабні та кардинальні зміни в нашій системі енергозбереження в період між 2006 та 2011 роками, за попередніми підрахунками, потрібно витратити майже 40 мільярдів гривень (з урахуванням потреб хімічної промисловості, для якої природний газ є технологічною сировиною). Цей проект має стати першим науково обгрунтованим документом, який дає можливість Україні вийти на європейські нормативи енергоспоживання. Саме тому цей документ повинні готувати провідні галузеві інститути, і впроваджуватись у життя він має за рахунок використання інвестиційно-інноваційної моделі та ще за умови внесення належних змін у наше чинне законодавство. Закон повинен підтримати тих, хто прагне господарювати рентабельно.

Сьогодні на Донеччині в усіх містах і районах працюють комісії, які ставлять собі за мету зменшити наші енерговитрати. В галузях народного господарства теж ведеться ця робота, але країні вже сьогодні потрібна повноцінна державна програма енергозбереження.