Министр энергетики Кососиенто Рамокогопа заявил аудитории Университета Южной Африки (Unisa), что Южная Африка сохранит уголь в своем энергетическом балансе как основу дешевых активов, и что ученые работают над технологиями для решения экологических проблем, связанных с углем.
На Диалоге Выпускной школы бизнеса лидерства 13 августа он подчеркнул, что страна будет применять технологии чистого угля, поскольку несет ответственность перед окружающей средой. Он назвал разработчиками проекта компании Eskom и Совет по геонаукам (Council for Geoscience). Рамокогопа уверен, что наука поможет разрешить существующие вопросы, и заявил: «Уголь никуда не денется».
Однако картина, представленная Научно-исследовательским институтом Южной Африки (CSIR), выглядит более осторожно, чем односложное обещание министра. В письменном ответе изданию TechCentral, CSIR описал статус программы Высокоэффективного низкоэмиссионного циркулирующего кипящего слоя (HELE-CFB), которую они реализуют совместно с Eskom, Южноафриканским национальным институтом развития энергетики (Sanedi) и Ассоциацией исследований угля (Coaltech Research Association).
Партнеры запустили программу локализации 1 апреля 2026 года в поддержку Интегрированного плана ресурсов 2025 года, после проведения технико-экономического обоснования в течение 2025 и 2026 годов. Первый этап, представлявший собой исследование осуществимости, проходил с июля 2025 года по 30 июня 2026 года и финансировался четырьмя партнерами на сумму 7,15 миллиона рандов. Второй этап, посвященный детальному проектированию, закупкам, строительству и вводу в эксплуатацию тестового объекта мощностью 500 кВт, запланирован на период с августа 2026 года по 31 июля 2028 года, при условии обеспечения необходимого финансирования второго этапа.
Третий этап, демонстрационный, должен провести испытательные кампании примерно до середины 2029 года. На данный момент финансируется только часть второго этапа, а менеджер исполнительных кластеров CSIR по будущему производству и химикатам Сетобане Мангена сообщил о наличии финансового пробела для фаз строительства и демонстрации, и что усилия по сбору средств ведутся. Ожидается, что пилотный проект обойдется в «десятки миллионов рандов», но CSIR отказалась назвать точную сумму, так как работа еще должна пройти тендер.
Объект в Рошеривилле
Даже после постройки, этот объект не будет подключен к общей энергосети. Тестовый комплекс мощностью 500 кВт, который разместится на объекте Eskom в Рошеривилле (где уже функционирует испытательный стенд по характеризации угля мощностью 1 МВт), предназначен исключительно для сбора данных для принятия будущих решений, а не для коммерческой эксплуатации. Решение о создании коммерческого объекта выходит за рамки текущей программы. Цель этого проекта — предоставить информацию для разработки политики чистого угля Южной Африки после 2030 года, как это предусмотрено в IRP 2025.
Совет по геонаукам (CGS), упомянутый Рамокогопой, не является партнером в программе HELE-CFB. Он сотрудничает с Eskom в рамках пилотного проекта в Леандре в провинции Мпумаланга, который исследует возможность постоянного подземного хранения углекислого газа — это другая технология чистого угля, фокусирующаяся на судьбе углерода, а не на способе сжигания угля.
CSIR уточнила, что программа HELE-CFB сосредоточена на методах сжигания угля для снижения выбросов непосредственно в источнике. В отличие от этого, проект Совета по геонаукам в Леандре занимается геологическим хранением. По словам менеджера по коммуникациям и связям с заинтересованными сторонами CGS Махлатсе Мононелы, проект Леандра развивается независимо: завершена геологическая характеристика с «очень многообещающими» результатами, финализируется этап инженерного проектирования, а строительство пилотной скважины и закачка углекислого газа ожидаются в течение следующего года. Этот проект финансируется государством, при участии Eskom.
CSIR отметила, что конструкция тестового объекта предусматривает возможность добавления улавливания углерода на более позднем этапе. На данный момент основными способами снижения выбросов CO2 являются совместное сжигание с биомассой и окси-топливное сжигание. Вопрос о том, может ли захваченный углерод быть затем сохранен, пытается решить проект Леандра.
Как происходит сжигание
Мангена объяснил, что циркулирующее кипящееся слой сжигание представляет собой иной метод горения угля. Вместо того чтобы измельчать уголь в мелкий порошок и сжигать его при температуре около 1300°C, как это делает существующий парк Eskom, установка CFB сжигает уголь в циркулирующем слое горячего песка, смешанного с известняком, при температуре от 800°C до 900°C. Мангена сообщил, что этот процесс позволяет улавливать более 95% диоксида серы и резко снижать содержание оксидов азота внутри камеры сгорания, избегая дорогостоящих последующих очистителей, необходимых традиционным установкам. Более низкая температура горения предотвращает образование оксидов азота и позволяет известняку поглощать серу.
Установка также способна работать при более высоком давлении и температуре пара. Это не противоречие, поскольку тепло относится к пару, который поднимает котел для привода турбины, а не к самому сжигаемому углю; более горячий и высоконапорный пар генерирует больше электроэнергии на тонну. Технология CFB может сжигать гораздо более широкий спектр топлива, включая биомассу и около 1,5 миллиарда тонн неиспользованных угольных отходов, находящихся в Южной Африке.
Эталонным примером служит ультрасверхкритический котёл CFB Binchang мощностью 660 МВт в Китае, введенный в эксплуатацию в 2024 году, который демонстрирует выбросы диоксида серы, оксидов азота и твердых частиц значительно ниже южноафриканских норм при термическом КПД 46,3%. Мангена подчеркнул, что эти показатели являются лишь «индикаторами потенциала технологии, основанными на международном опыте, а не прогнозами CSIR для какого-либо конкретного южноафриканского объекта». Официальные цифры станут доступны только после получения данных третьего этапа.
Китайские установки настроены на собственный уголь. Южноафриканский объект будет использовать местный уголь и низкосортные отходы, которые ведут себя иначе в печи. Именно для этого и предназначен пилотный проект — определить, сработает ли он на таком топливе и какова будет стоимость.
Чего ожидает Eskom от программы
По словам Мангены, цель программы — собрать данные для оценки возможности модернизации существующих установок или использования CFB для возобновления работы части действующего парка. Это позволит продлить срок службы имеющихся активов, используя их земельные участки, подключения к сети и водоснабжение, тем самым сохраняя рабочие места «в соответствии с подходом справедливого энергетического перехода».
Что касается затрат, CSIR отказалась комментировать. Когда ее спросили, как чистый уголь соотносится по стоимости за киловатт-час с новыми ветровой, солнечной и накопительной энергией, учитывая оценку Eskom для парламента в 2021 году о том, что соблюдение минимальных стандартов выбросов может стоить до 300 миллиардов рандов и увеличить тарифы на 7–10%, Мангена заявил, что CSIR «не в состоянии подтвердить, опровергнуть или обновить цифры Eskom». Он особо отметил, что этот проект «не является электрогенерирующим или приносящим доход объектом».
Несмотря на все это, заявление министра о том, что уголь останется в энергетическом балансе, или о том, что чистый уголь имеет перспективы, не является ошибочным. Кабинет классифицировал уголь как критически важное минеральное сырье, а IRP 2025 сохраняет его в планах до следующего десятилетия, даже несмотря на то, что ветер, солнце и газ занимают лидирующие позиции. Однако утверждение «это сработает» описывает объект, который еще не существует, не получил полного финансирования, и согласно собственному графику CSIR, не предоставит локально проверенных результатов до 2029 года.