Угольная промышленность в России зародилась еще при Петре 1. Именным Указом от 7 декабря 1722 года было велено искать каменный уголь в южных регионах Российской империи. В 1771 году была заложена первая угольная шахта, а сейчас в стране более 170 добывающих предприятий (54 шахты и 117 разрезов).
Уголь до сих пор остается самым главным источником энергии в мире. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в 2021 году на угольных электростанциях выработали почти 37% электричества, на втором месте — природный газ (23,5%).
Все это несмотря на хорошо известные экологические минусы угля: от загрязнения воздуха угольной пылью до усугубления парникового эффекта. Чтобы понять, как именно уголь воздействует на окружающую среду, проследим весь его путь от шахты до потребителя.
Проблемы шахт и карьеров
Исследование американских ученых показало, что разработка угольных месторождений вредит планете гораздо сильнее, чем считалось ранее. Оказалось, что выбросы метана производят не только действующие шахты, но и заброшенные. Отработанные пласты продолжают «коптить» парниковые газы. Шахты с каждым годом становятся все глубже, что еще больше увеличивает концентрацию метана.
Продолжительность жизни людей в регионах добычи угля значительно ниже, а уровень профессиональной заболеваемости среди шахтеров превышает средний показатель по стране в 20 раз. Практически у каждого работника несколько хронических заболеваний. Чаще всего это происходит из-за ненормированного графика, использования устаревших технологий, тяжелейших условий труда, запыленности, облучения, неблагоприятного микроклимата.
Население шахтерских городов также страдает от превышающей нормы концентрации вредных веществ воздухе, воде, почве и высокого уровня шума. Опасны даже заброшенные шахты: из-за подтопления территорий в реки поступают грязные производственные воды, а в атмосферу выделяются токсичные газы.
Кроме того, на предприятиях угольной промышленности в пустотах среди пород скапливается метан. Это опасно не только с точки зрения влияния на климат (метан — парниковый газ, в 25 раз активнее углекислого), но и приводит к масштабным авариям из-за регулярных нарушений техники безопасности. Так, в конце прошлого года взрыв на шахте «Листвяжная» унес жизни 51 человека, 92 — пострадали. В 2014 году в Турции в результате взрыва на шахте в Соме погиб 301 человек. Такие аварии случаются регулярно.
Смертность от угольной промышленности в 2,5 раза больше, чем от нефтяной, в 25 раз, чем от газовой и в тысячу раз от ядерной энергетики: даже после включения в анализ катастроф в Чернобыле и Фукусиме. В среднем в результате аварий на предприятиях угольной отрасли ежегодно гибнет не менее 50 человек.
Последствия транспортировки
Перевозят уголь с помощью железнодорожных и автоперевозок, углепроводов и морским транспортом. Железные дороги — основной способ транспортировки угля. По данным ОАО «РЖД», в 2021 году погрузка составила 371,7 млн тонн (+5,2% к 2020 году).
Во время загрузки железнодорожных полувагонов несколько десятков тонн угля выпускается из бункера и ударяется о дно, а вытесняемый воздушный поток высвобождает огромное количество пыли. Площадь загрязнения увеличивают грузовики, курсирующие между районами добычи и железнодорожными терминалами перевалки угля: в результате угольная пыль распространяется на значительные расстояния вокруг карьера и вдоль дорог.
В портах, где производится перевалка, дробление и сортировка угля чаще всего продолжают использоваться устаревшие технологии. В результате пыль распространяется как в акватории портов, так и в окрестные населенные пункты. Например, жители Приморского края рассказывают, как угольная промышленность отравляет их жизнь: сажа оседает на окнах и мебели, залетает в двигатели машин и тракторов, выводя их из строя, выпадает черный снег, увеличивается количество респираторных и легочных заболеваний.
Чем же так опасна угольная пыль? По сути это мелкие минеральные частицы, образующиеся при добыче, переработке и транспортировке сырья. В ней могут находиться некоторые твердые токсические вещества, например, свинец, фосфор, мышьяк, сурьма, бор, а также их соединения. Загрязнение угольной пылью опасно для здоровья человека, потому что вызывает различные респираторные заболевания, например, пневмокониоз. Ее высокая концентрация также приводит к взрывам и пожарам. Окружающей среде угольная пыль наносит не меньший вред. Оседая на листья растений, она блокирует поры и затрудняет фотосинтез и дыхание. Ее проникновение в почву изменяет физико-химические свойства, что тоже ухудшает рост и развитие растительности.
Опасное потребление
В 2020 году Центр исследований энергетики и чистого воздуха (CREA) оценили глобальную стоимость загрязнения воздуха от ископаемого топлива — более $8 миллиардов в день или 3,3% от мирового ВВП. Из-за выбросов ежегодно умирает более 4,5 млн человек по всему миру. Кроме того сжигание одной тонны угля приводит к образованию 2,7 тонн CO2. С учетом мировой добычи угля отрасль ответственна за образование более 20,1 млрд тонн выбросов — столько же производят все отрасли Китая за два года.
В атмосферу также выбрасываются взвешенные частицы, диоксид серы, оксиды азота, угарный газ. Воздействие этих загрязнителей повышает риск возникновения онкологии, сердечно-сосудистых заболеваний и органов дыхательных путей. Наиболее уязвимые группы — дети, пожилые, беременные женщины и люди со слабым иммунитетом.
Однако уголь, биомасса и отходы сгорают не полностью. На тепловых электростанциях образуются зола и шлаки, которые содержат токсичные элементы: ртуть, мышьяк, торий и др. Их хранят в резервуарах или просто отправляют на свалки, где они попадают в почву, а летучие соединения переносятся по воздуху вместе с дымовыми газами.
Еще одна опасность, связанная с угольными шахтами и ТЭЦ, которой часто уделяется недостаточное внимание, это радиоактивность. Она вызвана естественными радионуклидами, содержащимися в угле. Радионуклиды поступают в воздух из дымовых труб и оседают в почве. Вблизи станций в несколько раз превышаются не только фоновые, но даже предельно допустимые значения урана и тория, что вызывает онкологические заболевания и опасные мутации у населения.
Котельные, особенно с устаревшим оборудованием, тоже наносят вред природе. Хотя относительно ТЭС они выбрасывают меньше вредных веществ, КПД полезного действия при сжигании угля в котельных значительно меньше. Это приводит к недожогу топлива и высвобождению более опасных веществ, например, бензпирена. Эффективность сжигания угля напрямую влияет на уровень загрязнений — чем она выше, тем меньше выбросов. Самая низкая — у печей и котлов в частном секторе, самая высокая – у современных ТЭЦ.
Старые котлы, работающие на угле, древесине и щепе выбрасывают большое количество вредных соединений в атмосферу. В частном секторе небольшая высота труб (10-15 метров), из-за этого зимой в таких районах можно наблюдать черный клубящийся дым. Решить такую проблему можно только подключением домов к общей системе теплоснабжения или ликвидацией старых котельных.
Европа, COP26 и уголь: что будет дальше
По итогам климатической конференции COP26 в Глазго, 40 стран, а также представители бизнеса и финансовых институтов подписали обязательство о поэтапном отказе от угольной энергетики. Более богатым странам рекомендовано выбрать дату окончания в 2030-х годах, более бедным — в 2040-х. Пакт призывает прекратить субсидии на ископаемое топливо, но сроки страны и компании должны устанавливать себе сами.
Генсек ООН Антониу Гутерриш считает, что миру необходимо решительно отказываться от угля. Делать это предполагается поэтапно по трем направлениям:
- отмена планируемых проектов по строительству угольных электростанций;
- прекращение международного финансирования угольных электростанций и переключение инвестиции на проекты возобновляемой энергии;
- создание новых рабочих мест за счет развития чистых источников энергии, чтобы компенсировать, потерянные в угольной промышленности.
Переход на «зеленую» энергию начался в Европе еще несколько лет назад. В 2016 году первой страной, отказавшейся от добычи угля стала Бельгия. За ней последовали Швеция и Австрия, закрывшие все свои угольные электростанции в 2020. Великобритания обязалась закрыть угольные предприятия к 2024 году. В 2020 страна провела 5 тыс. часов без угольной электроэнергии, а ранее в этом же году побила новый рекорд ветроэнергетики — она обеспечивает более трети территорий страны. В 2021 году Китай отказался от строительства новых угольных электростанций за рубежом и обязался помогать другим развивающимся странам осваивать чистую и низкоуглеродную энергетику.
Но полностью исключить уголь из энергобаланса не так просто по экономическим причинам. По итогам 2021 г. многие страны Европы нарастили импорт топлива — более 50 млн. тонн угля из России или около 46% совокупного импорта, хотя сегодняшние санкции в корне изменят картину уже к концу 2022 года. Германия также продолжает открывать собственные угольные шахты в деревнях, чтобы обеспечить свое население стабильной и недорогой электроэнергией. Польша сохраняет и расширяет свою главную угольную шахту «Туров» в Богатыне несмотря на ежедневный штраф в размере 500 тыс. евро за игнорирование решения Верховного суда Европы (CJEU). По мнению геологов, продолжение разработки рудника приведет к опасным изменениям в структуре пород: немецкие и чешские города могут буквально уйти под землю.
Угольная отрасль оказалась в неоднозначной ситуации. С одной стороны, в тренде зеленого перехода он является самым грязным источником электроэнергии, а с другой — остается надежным ресурсом по доступной цене, спрос на который растет. Тем не менее, согласно прогнозу Международного энергетического агентства (МЭА), к 2050 году почти 90% электроэнергии будет производиться из возобновляемых источников.
Откажется ли от угля Россия?
Угольная промышленность обеспечивает 1,7 млн рабочих мест в пяти регионах России, где проживает 11 млн человек. Объем добычи растет: за последние 5 лет он увеличился в 1,3 раза, было введено 300 млн тонн новых добывающих мощностей. По данным на 2020 год, Россия занимает 6-е место как по добыче угля (5,2% от мирового производства), так и по его потреблению (3,27 эксаджоулей).
Полностью отказаться от угля в ближайшие годы страны не получится. Хотя и его потребление на внутреннем рынке не растет, экспорт будет продолжать увеличиваться. В 2021 году российский экспорт составил 215,1 млн тонн (49%), а на внутренний рынок было отгружено лишь 166,6 млн тонн (37%), всего же было добыто 438,4 млн тонн. По плану развития промышленности до 2035 года поставки практически полностью уйдут из Европы в Азиатско-Тихоокеанский регион: Индию, Таиланд и Малайзию.
Эксперты прогнозируют: добыча ископаемого топлива в России к 2035 году вырастет на 10-50% и составит от 485 до 668 млн тонн. Планируется развивать новые месторождения и строить терминалы по перевалке угля. При этом компании угольного сектора адаптируются к ESG-требованиям и вводят более экологичные технологии. В качестве примера можно привести АО «СУЭК», который построил в порту Мурманска экраны, защищающие город от угольной пыли. Помимо этого, предприятия отрасли вводят программы по разработке месторождений высококалорийного угля и обогащению угля, чтобы минимизировать выбросы пыли и углекислого газа.
Меры по экологизации отрасли поддерживает и правительство. В марте 2021 Виктория Абрамченко утвердила «дорожную карту» по сокращению негативного воздействия предприятий угольной промышленности на окружающую среду. Задача плана — внедрить современные и не причиняющие здоровью человека вреда технологий закрытой перевалки угля. Правительство также поддержало проект закона о повышении ответственности за санитарные и экологические нарушения при перевалке угля в портах.
Снижение спроса на уголь неизбежно вызовет экономические проблемы добывающих территорий. Например, среди регионов РФ по вовлеченности населения в малый бизнес Кемеровская область находится на 52-м месте, Республика Хакасия — на 75-м, Забайкальский край — на 77-м, Коми на — 82-м. Чтобы полностью прекратить добычу топлива, нужны четкие планы диверсификации экономики этих регионов.
В 2021 году такие планы были приняты для Кузбасса и Республики Коми. Общие инвестиции в новые проекты могут составить до 500 млрд. Только большая часть из них все равно будет связана с добычей и переработкой полезных ископаемых, производства аммиака и карбамида, что едва ли поможет восстановлению окружающей среды. Другие проекты будут направлены на производство извести, алюминия, на строительство аэропорта, а также логистического центра онлайн-ретейлера Wildberries.
Минэнерго России выступает за развитие в стране углехимии (т.е. производство синтетического топлива). Это должно помочь отрасли постепенно адаптироваться к снижению экспортного спроса на уголь. Однако для развития этой отрасли нужны собственные технологии, квалифицированные кадры, стратегия развития и конкуренции на внешнем и внутреннем рынках.
По мнению экспертов, лучший вариант — превращение угольных областей в точки роста возобновляемой энергетики: производство ветряков, генераторов, лопастей. Это бы сделало экономику регионов устойчивее. В России уже есть подобный пример: открытие ветроэлектростанции в бывшем шахтерском моногороде Гуково (Ростовская область).
***
Европа идет к низкоуглеродному будущему быстрее, чем Россия, Индия и другие развивающиеся страны. Использование угля в энергобалансе скорее всего сохранит сегодняшние позиции еще на 5-10 лет, ведь страны АТР, Африки, СНГ потребляют большое количество этой энергии. Тем не менее растущая популярность ESG ведет к переходу на устойчивые источники энергии в мировом масштабе.
