Ирина Вячеславовна Путилова - канд. тех. наук, доцент, заведующий научно-образовательным Центром «Экология энергетики» (НОЦ «Экология энергетики» МЭИ); член Всемирной сети по побочным продуктам сжигания угля от России (WWCCPN), Представитель России в Европейской ассоциации по побочным продуктам сжигания угля (ECOBA).
д. 14 стр.1, ул. Красноказарменная, Москва, 111250, тел./факс: +7(495)362-79-12
Irina Putilova - Ph.D. in Engineering, Associate Professor, Head of the Centre for Science and Education “Ecology of Power Engineering” of MPEI; Member of the World wide Coal Combustion Products Network (WWCCPN) and the European Coal Combustion Products Association (ECOBA).
14 bld 1, Krasnokazarmennaya St., Moscow, 111250, tel./fax: +7(495)362 79 12
Ископаемое топливо полностью доминирует в мировой энергетике, обеспечивая около 80% от общего мирового потребления энергии. Самыми распространенными видами ископаемого топлива на ТЭС являются природный газ и уголь. При производстве всей тепловой и электрической энергии в мире на угольную энергетику приходится 36 %. В Китае и Индии генерация на основе угля составляет более 70%. В Российской Федерации доля угольной генерации составляет около 13 %, в то время как более 40 % электроэнергии в России вырабатывается источниками энергии без выброса парникового газа в атмосферу (АЭС, ГЭС, ВИЭ). Доминирующим источником энергии в РФ является газ – около 46 %.По сравнению с природным газом уголь является наименее экологичным топливом, т.к. при его сжигании в воздушный бассейн с дымовыми газами выбрасываются не только оксиды азота и парниковые газы, как при сжигании природного газа, в существенно большем количестве, но и оксиды серы и золовые частицы. Кроме того, образовавшиеся на угольных ТЭС и уловленные в золоуловителях золошлаки преимущественно складируются на золошлакоотвалах, загрязняя воздушный бассейн вследствие пыления частиц, попадая в водоносный горизонт вследствие фильтрации токсичных и радиоактивных растворов, а также приводя к деградации почвы в зоне расположения золошлакоотвалов. Повышение экологических характеристик угольных ТЭС возможно благодаря применению наилучших доступных природоохранных технологий по снижению выбросов вредных веществ, включая как режимные мероприятия, проводимые при сжигании топлива, так и применение современных установок для очистки дымовых газов, а также благодаря внедрению наилучших доступных технологий в области обращения с золошлаками ТЭС с целью максимального повышения уровня использования золошлаков в различных отраслях экономики.В 2019 г. в энергетическом секторе стран мирового сообщества образовано около 1,1 млрд т побочных продуктов сжигания угля, основными из которых являются золошлаки ТЭС. Уровень утилизации золошлаков во многих развитых и развивающихся странах превышает 50%, а в странах-членах ЕС утилизируется больше побочных продуктов сжигания угля, чем образуется на твердотопливных ТЭС. Таким результатам способствует внедрение наилучших доступных природоохранных технологий, жесткие требования национального природоохранного законодательства и стимулирование вовлечения побочных продуктов сжигания угля в экономику замкнутого цикла, при которой отходы одного производства становятся сырьем для другого. В каждой стране реализуется своя экологическая политика на основе национального природоохранного законодательства, разрабатываются и корректируются национальные стандарты по применению золошлаков в различных направлениях в зависимости от их свойств и характеристик. Всего в мире насчитывают более 300 направлений применения побочных продуктов сжигания угля.Основными крупномасштабными направлениями использования золошлаков ТЭС являются:• изготовление строительных материалов и применение золошлаков в строительных проектах;• дорожное строительство;• обратная засыпка, включая закладку шахт и карьеров и др.В статье рассмотрены примеры реализации различных проектов с использованием золошлаков ТЭС в разных странах мира: строительство зданий и сооружений, искусственная пористая древесина и керамическая плитка, дорожное строительство; сельское хозяйство; заполнение шахт и рекультивация карьеров; производство сорбентов и др. Приведены предложения по повышению уровня утилизации золошлаков ТЭС в России с целью уменьшения накопленных объемов золошлаков, размещенных на золошлакоотвалах ТЭС, а также внедрения малоотходных и безотходных технологий обращения с побочными продуктами сжигания угля.
Fossil fuel completely dominates the world energy supply, providing about 80% of the total world energy consumption. The most common types of fossil fuels burned at the thermal power plants are natural gas and coal. In the production of all thermal and electrical energy in the world, coal energy accounts for 36%. In China and India, coal-based generation is over 70%. In the Russian Federation, the share of "coal" generation is about 13%, while more than 40% of electricity in Russia is generated by energy sources without greenhouse gas emissions into the atmosphere (NPPs, HPPs, RES). The dominant source of energy in the Russian Federation is gas making about 46%.Compared to natural gas, coal is the least environmentally friendly fuel, because when it is burned, not only nitrogen oxides and greenhouse gases are emitted into the atmosphere with flue gases, as when natural gas is burned, in a much larger amount, but also sulfur oxides and ash particles are emitted. In addition, the coal ash, formed at the coal-fired thermal power plants and collected in ash collectors, is mainly stored at the ash and slag disposal sites, polluting the air due to dusting of particles, getting into the aquifer due to filtration of toxic and radioactive solutions, and also leading to soil degradation in the area of ash and slag disposal sites location. Improving the environmental performance of the coal-fired thermal power plants is possible through the use of the best available environmental technologies to reduce emissions of harmful substances, including both regime measures carried out during fuel combustion and the use of modern flue gas cleaning installations, as well as through the introduction of the best available technologies in the field of the coal ash handling in order to maximize the level of the coal ash use in various sectors of the economy.In 2019, about 1.1 billion tons of the coal combustion by-products (CCPs) were formed in the energy sector of the countries of the world, the main of which are the ash and slag named the coal ash. The coal ash utilization in many developed and developing countries exceeds 50%, and in the EU countries, more CCPs are utilized than generated at the solid fuel thermal power plants. These results are facilitated by the introduction of the best available environmental technologies, stringent requirements of national environmental legislation and stimulation of the CCP use in the circular economy, in which waste from one production becomes a raw material for another. Each country implements its own environmental policy based on the national environmental legislation, develops and amends national standards for the coal ash use in various applications, depending on their properties and characteristics. In total, there are more than 300 areas of the coal ash use in the world.The main large-scale coal ash applications are:• manufacture of the construction materials and the coal ash application in construction projects;• road construction;• backfilling, including filling the mines and restoration of quarries, etc.The article considers several examples describing implementation of various projects using the coal ash in different countries around the globe construction of buildings and erection of structures, artificial porous wood and ceramic tiles, road construction; agriculture; filling mines and reclamation of quarries; production of sorbents, etc. Proposals are given to increase the level of the coal ash utilization in Russia in order to reduce the disposed of coal ash, and to introduce low waste and waste-free technologies in the field of coal ash handling.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.