Специалист по операционным
улучшениям Угольного департамента
АО «АрселорМиттал Темиртау»
Использование шахтного метана и добыча метана угольных пластов на шахтах угольного департамента АО «АрселорМиттал Темиртау
Вводная часть.
Угольная промышленность Казахстана является одной из важнейших ресурсных отраслей обеспечивающих выработку более 70% электроэнергии и полную загрузку коксохимического производства.
В настоящее время перед угольщиками ставятся задачи необходимости диверсификации отрасли с целью снижения себестоимости добываемого угля и освоение продукции более высокого передела.
Всё это видится тем актуальнее, если учесть что Республика продвигается к созданию «зелёной» экономики.
С подписанием Парижского соглашения, Казахстан принял на себя обязательства по добровольному снижению выбросов парниковых газов. Большая часть этих выбросов приходится на крупные промышленные компании.
Новым и важнейшим этапом диверсификации угледобычи является освоение технологий по добыче метана угольных пластов и использование шахтного метана.
По поручению Президента Республики Казахстан разработаны мероприятия по организации разведке и добычи метана угольных пластов в Карагандинском угольном бассейне.
АО «АрселорМиттал Темиртау» разрабатывает в рамках индустриально-инновационной деятельности проект по использованию газа метана.
Шахты угольного департамента АО «АрселорМиттал Темиртау» являются основными источниками выбросов шахтного метана в Карагандинской области.
Концептуально проблема метана включает два основных направления: извлечения шахтного метана с целью обеспечения безопасных условий работы шахт, улучшения экологической обстановки и последующей утилизацией этого газа; промышленное извлечение угольного метана с целью предварительной дегазации и получения дополнительных объёмов электроэнергии.
Слайд № 2,3. Наша страна обладает крупными запасами энергоресурсов и входит в десятку ведущих стран мира по запасам такого органического топлива как метан. Наиболее значительные ресурсы метана сосредоточены в Австралии, Великобритании, Германии, Индии, Китае, России, США. Особую актуальность в мире приобретает вопрос утилизации шахтного метана. Помимо использования в качестве экологически чистого энергоносителя и химического сырья добыча его обеспечит безопасность работы шахтеров на угольных предприятиях. Проблема утилизации метана - как вторичного энергоресурса и снижение выбросов парниковых газов является одной из основных задач для шахт Угольного департамента.
Запасы метана угольных месторождений Казахстана составляют порядка 8 триллионов кубических метров. В Карагандинском угольном бассейне по предварительным подсчётам от 1 до 4 триллионов кубических метров
В настоящее время высококачественный коксующийся уголь добывается на 8 шахтах угольного департамента АО «АрселорМиттал Темиртау с ежегодной добычей около 11 млн. тонн.
Угольный бассейн отличается большой угленасыщенностью, что определяет высокую газообильность шахт, т. к. газовыделения в пределах выемочных участков происходит не только из разрабатываемого пласта, но и с окружающего горного массива, при подработке и надработке соседних угольных пластов и прослойков угля.
Шахты Карагандинского угольного бассейна разрабатывают высокогазоносные пласты с низкой газопроницаемостью на глубинах до 800м от поверхности
Газоносность угольных пластов достигает 18-24 м3/т. Для обеспечения безопасности ведения горных работ и полного использования возможностей горнодобывающего оборудования, необходимо снизить газоносность разрабатываемого угольного пласта до 9-10 м3/т.
Слайд №4. По выбросам метана Казахстан входит в 10 стран.
Метан, являясь парниковым газом, в 25 раз превосходит двуокись углерода по своему воздействию на климат. В отличие от других парниковых газов, метан является основным компонентом природного газа и может быть преобразован в полезную энергию. Поэтому сокращение выбросов метана из угольных шахт является экономически-эффективным методом для снижения выбросов парниковых газов и повышения энергетической безопасности, стимулирования экономического роста, улучшения качества воздуха и повышения безопасности труда.
Слайд № 5. На сегодняшний день шахты УД выбрасывают от 350 до 400 млн. м3 в год. Из них 130-200 млн. м3 - метан с концентрацией выше 30% пригодный для сжигания в когенерационных установках и газовых котлах. Данный объём соответствует электрической мощности 20-25 МВт, что может покрыть потребность в электроэнергии 3-х шахт.
Слайд № 6,7 Ежегодно утилизируется около 12 млн. м3 метана в газовых котлах на ш. Ленина и ш. Абайская и в газогенераторе Янбахер (ш. Ленина), который введён в эксплуатацию в 2011 году. За время работы установки утилизировано 14 млн. м3 шахтного метана, что соответствует 210 000 тонн СО2 и выработано и выработано 24 млн. кВтч электроэнергии, что покрывает 20% потребности шахты.
Слайд № 8. В последующие годы, в соответствии, с проектами промышленной отработки шахт нами рассчитаны объёмы съёма шахтного метана и намечаемые объёмы выработки электроэнергии. К 2026 году предполагается достижение выработки электроэнергии до 20 МВт.
Проект по выработки электроэнергии с использованием шахтного метана включен в план мероприятий по развитию угольной промышленности на перспективу с учётом новых направлений до 2050 года и утверждён министром энергетики РК в октябре 2016 года.
Важным направлением развития топливно-энергетического комплекса страны является освоение нетрадиционных источников энергетического сырья, среди которых одним из основных является метан угольных пластов.
Задача по утилизации метана является одной из приоритетных, так как от её эффективного решения зависят безопасность труда шахтёров и вопросы экологического развития страны.
Опыт реализации данного проекта показал, что собственными средствами реализовать данный проект при отсутствии поддержки и льгот со стороны государства, а также из-за отсутствия собственного опыта в управлении данного рода проектами, затруднительно.
Мы рады видеть, что со стороны Правительства РК в последнее время внесены изменения в некоторые законодательные акты, касающиеся добычи метана угольных пластов мы также надеемся на дальнейшую поддержку со стороны Правительства РК проектов по утилизации шахтного метана:
Следует отметить что,
- шахтный метан относится к метану, который освобождается из угольных пластов и вмещающих пород в период проведения горных работ. В подземных угольных шахтах он может создавать опасные взрывные условия для работающих горняков и поэтому, удаляется средствами вентиляции и системами дегазации.
- метан угольных пластов относится к метану, который заключён в угольных пластах. Он сформировался в процессе карбонизации, трансформации растительного материала в уголь. Метан угольных пластов известен как метан нетронутого угольного пласта.
Слайд № 9. Учитывая международный опыт реализации данных проектов, надеемся на дальнейшую поддержку со стороны Правительства РК по включению в законодательства следующие дополнения, стимулирующие проекты по утилизации шахтного метана:
- ВНЕСТИ В ПЕРЕЧЕНЬ ПРИОРИТЕТНЫХ ВИДОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, ОПРЕДЕЛЁННЫХ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ИВЕСТИЦИОННЫХ ПРИОРИТЕТНЫХ ПРОЕКТОВ, ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПО ВЫРАБОТКЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ИЗ ШАХТНОГО МЕТАНА
- ВКЛЮЧИТЬ В КОНЦЕПЦИЮ РАЗВИТИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА РК ДО 2030 ГОДА ВЫРАБОТКУ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ШАХТНОГО МЕТАНА
- ВНЕСТИ ШАХТНЫЙ МЕТАН В ПЕРЕЧЕНЬ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ;
- УСТАНОВИТЬ «ЗЕЛЁНЫЙ ТАРИФ» ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ВЫРАБАТЫВАЕМОЙ ИЗ ШАХТНОГО МЕТАНА;
Заключение
Шахтный метан представляет собой наиболее доступный, дешёвый и экологический чистый из известных в мире горючих газов. Значительные ресурсы метана в угольных месторождениях республики, высокая его концентрация в угольных толщах, наличие развитой инфраструктуры и крупных потребителей газа в непосредственной близости от мест добычи предопределяют возможность широкомасштабной добычи и утилизации метана угольных месторождений.
Реализация проекта по увеличению объёмов использования шахтного метана для выработки электроэнергии, позволит внести существенный вклад в обязательства взятые Казахстаном в рамках Парижского соглашения по сокращению парниковых выбросов к 2030 году на 15% от уровня 1990 года.
