Переход от золоотвалов в черте города к эффективному использованию золошлаковых материалов в развитии городской инфраструктур

Главная причина
существования золоотвалов
Наша экономика, несмотря на рыночные реформы, имеет тенденцию оставаться затратной.
Более того, рыночные реформы сделали российскую экономику еще более затратной, чем была советская.
В особенности успешно отстояли позиции затратной экономики в энергетике.
Золоотвалы – частный случай использования возможности переложить затраты на потребителя, обосновывая тем самым увеличение затрат.

Упрощенное объяснение причин стабильности золоотвалов
Энергетики
Город
Потребители
электрической и тепловой энергии
Арендная плата
Земельный участок
Компенсация
арендной платы

Пример вертикальной планировки золой
с последующим сельскохозяйственным использованием
Начало
Засыпка автотранспортом
Спустя три года
Спустя десять лет

Причины, по которым эффективное использование золы следует начинать
с отсыпки или намыва
Разорвать цепь общей заинтересованности в сохранении золоотвалов возможно только в том случае, если отношение к золе как к отходам производства принципиальным образом изменится на отношение к ней как к важному стратегическому ресурсу.
Для этого необходимо массовое использование золы в относительно простой технологической схеме
Требуются инвестиции в систему экспресс-анализа и классификации золы, что сложно сделать при небольших объемах потребления золы

Плюсы:
1. Может быть утилизован весь объем золы всех ТЭЦ;
2. Могут быть на льготных условиях получены перспективные крупные участки под застройку в черте города;
3. Экономия на строительстве и эксплуатации новых золоотвалов.
Плюсы и минусы проекта использования золы для вертикальной планировки
Минусы:
1. Необходимо договориться с городскими властями о взаимовыгодных условиях данной работы;
2. Нужно провести научную проработку вопроса строительства объектов на золе (подбор состава грунтов);
3. Необходимы инвестиции для строительства золопроводов к выбранным участкам.

Плюсы:
1. Может быть утилизован весь объем золы ТЭЦ-5 и значительная часть золы ТЭЦ-3;
2. Могут быть получены продукты, пользующиеся спросом на рынке.
Плюсы и минусы проекта использования золы для производства плавленого шлака и обжиговых гранул
Минусы:
1. Необходима организация собственного производства указанных продуктов, либо привлечение партнеров;
2. Нет четко отработанной технологии производства продуктов, нужны инвестиции в НИОКР;
3. Свойства продуктов могут не отвечать требованиям потребителей;
4. Большой объем инвестиций в производство.

Примеры мировых технологий эффективного использования золы ТЭЦ
Пример первый - сельскохозяйственные применения или городские парковые зоны
Пример второй - строительство дорог с самоцементирующейся золой

Зола, вывезенная в поле
для ее заравнивания и запашки

Биологическая трансформация
смеси золы и грунта
спустя три года (слева) и пять лет (справа)

Сухая зола в производстве
плавленого шлака и обжиговых гранул
Продукт – материалы, аналогичные щебню и керамзиту.
Основные потребители - организации, занимающиеся капитальным строительством, дорожно-строительные организации, производители бетонов и ЖБИ.

Структура цен на золу в США
в зависимости от ее назначения

Самоцементирование золы, укладываемой в дорожное полотно
Для того, чтобы зола самоцементировалась в дорожном полотне, необходимо:
выделить из нее углерод
выделить из нее азот
унифицировать фракции (классифицировать)
провести частичную унификацию химического состава.
Все технологии отработаны, производится необходимое оборудование

Принцип электростатического разделения
сухой золы и несгоревшего угля (недожога)
Подача 40т в час
Уголь
Заряд +
Пустая порода
заряд -
Бункер
Фидер
Вибросито
Уголь
Чистая зола
Повторно
в топку
На погрузку для производства цемента
золонасос
Удаление недожога делает золу самоцементирующейся, при добавке в цемент, она не понижает, а повышает его марку

Внешний вид электростатического стола
для разделения сухой золы и недожога
(технологический этап подготовки сухой золы как добавок в цемент или для самоцементирования)

Дорога с полотном из самоцементирующейся золы
Капитальные затраты – как на грунтовую дорогу
Качество и долговечность покрытия, как у «бетонки»

Американская технология укладки подготовленной золы уноса
в дорожное полотно (Техас)

Технология перемешивания подготовленной золы уноса с грунтом

Вертикальная
планировка –
перспективный вариант
утилизации золы
Будущая набережная
м/р Прибрежный,
до 10 млн. т
(ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3)
Вторая Ельцовка,
до 1,5 млн. т (ТЭЦ-4)
!
Район карьера
восточнее ТЭЦ-2,
более 3 млн. т
(ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3)
Ключ-Камышинская и Плющихинская площадки,
3+3+4 млн. т (ТЭЦ-5)

Использование золы новосибирских ТЭЦ
в вертикальной планировке земельных участков
(SWOT-анализ)

Формирование основы
центральной набережной Новосибирска
Первая очередь
3 млн т
Вторая очередь
7 млн т

Расширение Горского жилмассива
Первая очередь
3 млн т
Вторая очередь
7 млн т

Ближайшая к ТЭЦ4
зона засыпки
НЗХК
Объединение микрорайонов Родники и Снегири

Засыпка оврагов в Октябрьском районе
крупнейшее решение
транспортных проблем Новосибирска

Условия использования золы
для улучшения городской инфраструктуры
Необходимо достижение договоренности с городскими властями о взаимовыгодных условиях проведения вертикальной планировки земельных участков для города и для ОАО «Новосибирскэнерго».
Должна быть проведена научно-исследовательская работа по устойчивости грунтов, получаемых намывом или насыпанием золы.
Необходимо проектная разработка составов грунтов, позволяющих на участках, отсыпанных с использованием зол ТЭЦ, строить объекты с серьезными нагрузками на фундамент.
Требуются значительные начальные капиталовложения в строительство трубопроводов для намыва золы на участки вертикальной планировки.

Распределение площадок по объемам золы
для вертикальной планировки, %

Рекомендации по использованию золы без перехода на сухой золоотбор
Самой перспективной площадкой для вертикальной планировки представляется набережная напротив центра города, микрорайон Прибрежный
Для этого ОАО Новосибирскэнерго должно подготовить предложения мэрии Новосибирска по проектированию и строительству набережной с последующим выделением земельного участка в зоне набережной площадью не менее 10 га (территория водно-моторных клубов)
Эта набережная может быть рассмотрена в генплане города как часть трассы, дублирующей улицу Владимирскую и решающей часть транспортных проблем города
Расстояние до набережной от ТЭЦ-3 около трех км, меньше, чем до Затона. Есть опыт перекачки песчаной пульпы с левого берега на правый по дну Оби, сохранилась часть труб (дюкеров)

Оценка емкости рынка по четырем направлениям использования золы
1. Вертикальная планировка земельных участков в черте города.
2. Сырье для производства ячеистых бетонов.
3. Сырье для производства цементного клинкера.
4. Производство плавленого шлака и обжиговых гранул.
Весь объем золы всех ТЭЦ
без перехода на сухой
золоотбор
до 56 тыс.т золы ТЭЦ-3 с
переводом 50% золы на
сухой золоотбор уже в 2007г.
Весь объем сухой золы ТЭЦ-3
(110 тыс.т), начиная с 2009г.
Весь объем сухой золы
ТЭЦ-5 (400 тыс.т) и
64% золы ТЭЦ-3 (70 тыс.т)
Направление
Перспективный объем
потребления в год