Зачем изобретать велосипед: ученые знают, как спасти Ида-Вирумаа

Строительство ветряков, мини-АЭС и других источников энергии затратно по времени, поэтому не спасет Ида-Вирумаа от социальной катастрофы. Для возобновления работы сланцевых электростанций есть готовая технология, считают в Институте геологии ТТУ.

© Sputnik / Алексей Даничев

Тяжелая социальная ситуация в регионе Эстонии Ида-Вирумаа, где после закрытия электростанций сотни людей остались без работы, спровоцировала поиск решения проблемы.

Бизнес вышел с предложением новой технологии в сфере ветрогенераторов, которая могла бы обеспечить Ида-Вирумаа новыми рабочими местами. Однако ученые Института геологии Таллиннского технического университета обладают данными, которые ставят под сомнение эффективность многих подобных предложений и считают, что электростанции Ида-Вирумаа должны продолжить свою работу.

Почему нельзя отказываться от сланцевой отрасли и что для этого необходимо, рассказала Sputnik Эстония старший научный сотрудник Института геологии, кандидат геологических и минералогических наук Алла Шогенова.

- С точки зрения ученых, насколько безнадежна ситуация в сланцевой отрасли Эстонии?

— Все произошло потому, что в 2005 году была введена европейская система по торговле квотами СО2, чтобы предприятия постепенно снижали производство СО2 и к 2020 году уменьшили его в Европе на 21%.

© SPUTNIK / ВАДИМ АНЦУПОВ
Старший научный сотрудник института геологии ТТУ Алла Шогенова

На первом и втором этапах, до 2013 года, квоты давались всем бесплатно, надо было лишь заявить о необходимом количестве. Неиспользованные квоты можно было продавать, и в Эстонии этим пользовались — на полученные деньги делали зеленые проекты, покупали электрокары для министерств и департаментов.

С 2013 года начался третий этап, и теперь крупные производители энергии должны покупать квоты. До прошлого года их стоимость была всего 5-7 евро за тонну, теперь же цена выросла до 25 евро.

В Эстонии тремя электростанциями, Эстонской, Балтийской и Аувере, производится 11 миллионов тонн СО2 в год с коэффициентом 0,9 — почти столько же СО2, сколько сжигается горючего сланца. Из эстонского горючего сланца СО2 производится даже больше, чем из угля, потому что наша порода сланца — карбонатная. Она включает прослойки известняка, и при сжигании сланца сгорают включения известняка (СаСО3) и выделяется СО2.

Спрос на покупку квот стал очень большой. Растет спрос — растет цена. И ожидаемый Brexit тоже сыграл свою роль. Великобритания — большой игрок, у нее много производителей энергии.

В результате Eesti Energia для производства того же количества энергии пришлось платить дополнительно к цене за прочие ресурсы и этот налог на СО2. Цена энергии выросла, и российская энергия оказалась дешевле (Россия сейчас только находится в стадии разработки законодательства на тему СО2). И Eesti Energia решила, что покупать энергию выгоднее, чем производить.

Рыночные законы vs экологические проблемы

- Разве мы можем покупать определенный вид энергии, без производства СО2?

— Покупка российской энергии называется в Европе "СО2 leakage" (утечка СО2). Если одна страна прекращает производить энергию и покупает ее в другой стране, то это не значит, что производство СО2 уменьшается. Дополнительная энергия будет произведена в России, и вместе с ней будет произведено дополнительное количество СО2.

Конечно, в России есть и другие источники энергии — атомная, например. Но источников возобновляемой энергии там мало, и достаточно много энергии производится на угольных электростанциях.

- Но в той же России в процентном соотношении зеленых зон, где вообще нет никакой промышленности, на порядок больше, чем в любой стране еврозоны. Сколько СО2 на квадратный метр земли вырабатывается в России и сколько в той же Европе?

— Рассчитывается выработка СО2 не на квадратный метр земли, а на душу населения и на доход страны в долларах.

- Но с точки зрения экологии и плотности загрязнения такой расчет не выглядит объективным.

— Но такой расчет идет во всех международных базах данных. И Эстония по СО2 — на первом месте в Европе из расчета и на душу населения, и на доход. Россия нам уступает значительно, потому что население большое, и Россия практически не использует для производства энергии горючий сланец.

© SPUTNIK / ВАДИМ АНЦУПОВ
Старший научный сотрудник института геологии ТТУ Алла Шогенова

Как бы там ни было, мы не можем подсчитать, какую именно энергию мы получаем из России — атомную, гидроэнергию или угольную. Только когда своя солнечная батарея подключена к вашему дому, вы можете точно знать, какая у вас энергия.

Неопробованная технология — опасная авантюра

- Но покупка энергии не решает социальной проблемы Ида-Вирумаа.

— Одно из решений этой проблемы предложили в этом году бывший замглавы Эстонской геологической службы Калев Каллеметс и бывший руководитель Eesti Energia Сандор Лийве, открыв фирму для создания атомной мини-электростанции, которая будет работать по новым, безопасным, как написали в СМИ, технологиям. В качестве сырья будет использоваться расплавленная соль. А это соли урана, и ничего там более безопасного нет. Эта технология еще не опробована, она только развивается. Нет ни одного работающего пилотника такой мини-АЭС.

В этой технологии еще нет антикоррозионного материала, который не должен в процессе реакции расплавляться — он еще только разрабатывается. А у нас уже открыли фирму по строительству такой станции.

- Так, может, у нас решили открыть фирму и сделать мини-АЭС в Эстонии пилотным проектом? Это большой риск для страны?

— Подобный проект пытаются сделать сейчас в Канаде, и у них пока не все проблемы решены. Затем хотят внедрить у нас.

Все, что наши планируют вместо сланцевых электростанций, хотят сделать в Кохтла-Ярве. В наш институт уже обращались люди, заинтересованные в проекте мини-АЭС, и просили найти место для нее на северо-востоке Эстонии — ищут место, но именно там.

- А что вас смущает в выборе места?

— Я начала заниматься наукой еще в советское время. Тогда эта информация была секретная, но мы, ученые, уже знали, что первая атомная бомба была сделана из эстонского диктионемового сланца — сланца с повышенным содержанием радиоактивного вещества.

Остатки от такого горнодобывающего процесса тоже обладают повышенной радиоактивностью, и они хранились в Силламяэ без полного соблюдения технологий захоронения радиоактивных отходов.

Я помню, даже была информация тогда о том, что сразу у нескольких детей в детском саду в Силламяэ выпадали волосы. Сейчас это хранилище тоже существует, но оно уже оборудовано в виде радиоактивного озера, которое охраняется по всем требованиям Евросоюза. Было решено не захоронить эти радиоактивные отходы, как положено, навечно, а хранить таким образом, чтобы можно было использовать или продать этот радиоактивный материал, потому что он стоит больших денег.

Новая технология мини-АЭС позволяет использовать радиоактивные отходы. Видимо, поэтому и идея строительства в Ида-Вирумаа связана с возможностью использования этого хранилища.

Еще геолог академик Анто Раукас 10 лет назад предлагал построить нормальную атомную электростанцию. В нашем университете прошло тогда большое совещание, куда вместе с учеными из Тартуского университета пригласили российских экспертов, атомщиков из Соснового Бора. В Eesti Energia был открыт отдел атомной энергетики, и в Таллиннском университете совместно с Тартуским университетом были разработаны программы для подготовки специалистов в атомной энергетике.

Но в конце концов в Eesti Energia решили приостановить процесс развития атомной энергетики в Эстонии. Причина — не смогли найти подходящее место (сначала предлагался полуостров Пакри около Палдиски, но геологические исследования показали, что это место для АЭС не подходит — неустойчивый массив).

А тут хотят сделать "более безопасную АЭС", но по неиспробованной технологии (смеется). И даже, если все будет хорошо, на строительство потребуется 10-15 лет — сразу завтра новой работы у энергетиков не будет.

У жителей Ида-Вирумаа времени на ожидание нет

- Сколько лет составляет ресурс АЭС?

— Любое промышленное предприятие по-хорошему работает 40 лет. Мы делаем расчеты по проектам на 30 лет. Через 40 лет обязательно нужно перестраивать предприятие и обновлять технологии. И на Нарвских электростанциях сроки все выработаны, поэтому блоки закрывают.

Нужно делать новые инвестиции. Например, если атомную электростанцию не обновлять — будет очередной Чернобыль. Новая электростанция у нас — Аувере.

© ФОТО : EESTI ENERGIA
Электростанция Аувере

Российские эксперты по атомной энергетике предупредили, что для трех стран Балтии достаточно одной атомной станции, и Эстония, как самая маленькая страна, не может иметь свою атомную станцию. По мнению экспертов, если уж кому строить атомную электростанцию, то Литве, потому что у литовцев есть опыт работы и закрытия Игналинской атомной электростанции.

Польша тоже хочет свою АЭС. Неизвестно, как решит Евросоюз, где можно строить атомную станцию, но рядом две станции тоже не могут быть.

- Если Польша построит АЭС, она же обеспечит энергией все страны Балтии?

— Да. Но в любом случае это долго. А чтобы переходить на только зеленую энергию, как требуют "зеленые" (надо понимать, что энергия ветра и солнца не является постоянной), надо или создать огромное подземное хранилище энергии, которую можно использовать, когда нет возможности получить, или иметь другие источники — непрерывной энергии.

Есть геотермальная энергия, которая может быть глубокой и неглубокой. Неглубокая энергия у нас в Эстонии используется — ею отапливают дома, например. Что касается энергии глубоких слоев земли, то Эстония расположена на южном склоне Балтийского щита, где геотермальный градиент очень низкий. Для получения глубокой энергии нужен высокий градиент, а такие аномалии расположены южнее Эстонии — в Латвии, Литве.

Но, несмотря на это, в Геологической службе Эстонии есть проект по бурению скважины на несколько километров, чтобы добраться до геотермальной энергии. Такой проект тоже требует очень много времени.

Чтобы пользоваться ветряками, которые предлагают Олег Сынаялг и Андрес Сынаялг, нужен дополнительный источник энергии. Добавлю, что недавно в прессе был скандал из-за того, что их компания построила ветряки в Айду без геологических исследований, без разрешения, без одобрения Министерства обороны. И я не уверена, что такая компания получит поддержку государства на реализацию планов, о которых они договорились с профсоюзом энергетиков.

© SPUTNIK / ВАДИМ АНЦУПОВ
Старший научный сотрудник института геологии ТТУ Алла Шогенова

Что касается подземного хранения энергии, в 2008 году один такой проект уже пробовали развивать в Эстонии — шахта из гранита на глубине 500 метров. Сначала ждали разрешения в порту Мууга, а теперь в Палдиски все начали с нуля. Сейчас у нас 2019 год — ну вы понимаете, как "быстро" у нас развиваются инновационные проекты. Думаю, пройдет еще лет 10-20-30, пока что-то будет сделано.

Углекислый газ можно выгодно использовать

- Что же делать энергетикам Ида-Вирумаа?

— Уже больше десяти лет мы занимаемся технологией "Улавливания и хранения углекислого газа". Можно продолжать производить энергию из горючего сланца.

И будь то электростанция или цементный завод, прямо на предприятии можно улавливать углекислый газ, сжимать его и по трубам направлять в место хранения под землей, на глубину более 800 метров, где он будет в плотном состоянии, почти жидком, в порах пород. Если сверху его покрывают глинистые породы, то газ там хранится надежно.

Углекислый газ можно использовать. Например, можно углекислый газ соединять с золой горючего сланца. Очень щелочная, она хорошо вступает в реакцию, и получается полезный продукт, который можно использовать для строительства, производства цемента, прокладки дорог.

Сейчас Eesti Energia борется за то, чтобы исключить золу горючего сланца из списка опасного мусора. Пока зола щелочная, она опасная. Чтобы она стала безопасной, ее нужно нейтрализовать. Например, сейчас из золы, около 130 тысяч тонн в год, производятся гранулы для сельского хозяйства — продают даже в Россию (а доля щелочи и в сельском хозяйстве нужна — она помогает нейтрализовать кислотные дожди).

Если сделать завод по карбонизации золы углекислым газом, то мы можем использовать около 0,7-0,8 тонны углекислого газа в год. У нас есть еще горы накопленной золы, и ее тоже можно использовать. То есть из 10 миллионов тонн производимого углекислого газа мы можем использовать в производстве полезного материала около 5-10%. И это можно делать прямо на электростанции.

Eesti Energia заказала нам 10 лет назад исследование на поиск места в регионе для хранения углекислого газа, и тогда мы дали заключение, что в Эстонии нет подходящих геоструктур. А в Латвии есть Инчукалнское подземное хранилище газа, где уже 40-50 лет хранится российский природный газ, — очень подходящие геологические условия.

Но в связи с тем, что в 2013 году были приняты европейские законы по хранению и транспортировке углекислого газа, Латвия пока не разрешила у себя хранить СО2. На тот момент в Европе не было продемонстрировано хранение углекислого газа в подземных структурах. Такое хранилище, с 1996 года, было только в Северном море, в Норвегии.

А поскольку ситуация у нас сильно обострилась, наша группа, которая занимается технологией улавливания и хранения углекислого газа, готова сделать исследования на территории Эстонии, на юго-западе.

- Почему на юго-западе?

— Там есть одно местечко, где глубина уже более-менее подходящая.

- Сколько газ может храниться и что с ним происходит?

— Газ хранится тысячи лет и потихоньку вступает в реакцию карбонизации, образовывая карбонатную породу.

VKG: сланцевый сектор хиреет ежемесячно >>

Технология карбонизации работает с различными отходами предприятий, которые занимаются рудами, производством металлов. Но переработка углекислого газа дороже, чем его геологическое хранение.

© SPUTNIK / ВАДИМ АНЦУПОВ
Старший научный сотрудник института геологии ТТУ Алла Шогенова

Самый перспективный путь использования СО2 — для повышенного выхода нефти. В Америке используют для этого вместо воды углекислый газ уже около 50 лет и очень эффективно. Раньше не было проблемы с климатом, и использовали природный углекислый газ. А в России до сих пор в большинстве случаев еще используют воду.

- Можно не добывать углекислый газ для повышения выхода нефти, а использовать уже выработанный, например, электростанциями в Эстонии?

— Да, это отличный вариант. В Литве, например, есть небольшие месторождения нефти, где уже попробовали закачать в скважину СО2. Газ можно также использовать для более эффективного производства глубокой геотермальной энергии и для ее хранения. Экономическое моделирование показало, что цена произведенного углекислого газа может составлять 25 долларов за тонну. А поскольку замешаны квоты, можно еще дешевле сделать.

Лучше сделать поздно, чем потерять навсегда

- Тогда почему мы тормозим с реализацией таких возможностей?

— Теперь в Eesti Energia новое руководство. И оно, вместо того чтобы озаботиться этими технологиями и вкладывать деньги, решило, что дешевле все закрыть и покупать энергию в России.

Хотя сейчас наши университеты делают по заказу наших министерств прикладное исследование по улавливанию СО2 и его использованию, и через полтора года должен быть отчет. Но заказали исследование только в этом году — поздно. Через несколько месяцев после этого закрылись блоки на электростанции, и людей сократили.

И уже сейчас понятно, что использовать весь углекислый газ, который будем получать, если запустим наши сланцевые электростанции, в Эстонии невозможно — это 10 миллионов тонн в год, и его надо продавать. Для удешевления технологии надо сотрудничать производителям углекислого газа: электростанциям и цементному заводу. Тогда у них будут общие трубы для транспортировки, общие структуры для хранения газа.

- И это самый быстрый способ решить проблему в Ида-Вирумаа?

— Полный переход на возобновляемые источники энергии займет много времени. Вместо старых блоков на электростанциях надо поставить новые, по технологии сжигания сланца в кислородном слое, что позволит сразу эффективно улавливать СО2. И есть разные варианты, как сделать это быстро и вернуть производство своей электроэнергии. Разные варианты, как сделать это в Эстонии быстро, есть. И это вернет производство своей электроэнергии.

Источник