Как грамотно распорядиться отходами, образующимися при сжигании угля.
Разные продукты сжигания углей на тепловых электростанциях (зола, шлаки) могут использоваться для различных целей, в том числе для производства стройматериалов, отсыпки земполотна автодорог, рекультивации нарушенных земель. Но при условии, что вначале золошлаковые отходы (ЗШО) должны пройти соответствующую переработку, сертификацию для получения санитарно–экологических заключений, исключающих наличие в них опасных примесей.
Исследования золошлаковых отходов в качестве материала для дорожного строительства проводятся уже лет 40, а вот построенных с их применением автодорог в стране пока немного. Почему? Попробуем разобраться.
Противниками использования золошлаков в чистом виде в дорожном строительстве чаще выступают экологи. И у них есть своя логика: где гарантии, что в продуктах сжигания твердого топлива не содержатся (пусть и в небольших количествах) какие–то опасные вещества, которые впоследствии могут отрицательно воздействовать на окружающую среду? Уголь ведь добывается на разных месторождениях, и присутствие в нем в небольших количествах каких–то примесей вполне возможно.
Убедиться в том, что золо-
шлаковые отходы в принципе безопасны для применения в дорожной отрасли, решили ученые кафедры «Проектирование дорог» Сибирского государственного автомобильно–дорожного университета (СибАДИ).
Комплекс лабораторных исследований, которые они проводили в последние годы, дал основание сделать вывод, что никаких радиоактивных и иных компонентов продукты сжигания углей не содержат и не представляют угрозы для экосистем. Следовательно, в строительной отрасли применять их можно, в том числе для сооружения насыпей земляного полотна автодорог.
Как рассказал участникам сочинского форума «Инновации в дорожном строительстве» доцент кафедры «Проектирование дорог» СибАДИ Григорий Левашов, ученые определили химический состав золошлаковых отходов. В продуктах сгорания топлива, добытого на ряде угольных бассейнов, содержится оксид кальция (СаО), который обладает вяжущими свойствами, что со временем делает земполотно более прочным, монолитным. Результатом исследований ученых СибАДИ
стало появление по линии экологии разрешительных документов о возможности применения отходов теплоэнергетики.
По данным Минприроды России, ежегодно на российских угольных электростанциях образуется примерно 22 млн тонн золошлаковых отходов, которые почти никак не утилизируются, из–за чего общий объем накоплений ЗШО неуклонно растет и сегодня составляет примерно 1,5 млрд тонн. Основная часть золы вывозится на золоотвалы ТЭС, примерно у 110 крупных теплостанций из 172 золоотвалы исчерпали свои мощности на прием ЗШО. У остальных ТЭС срок их работы не превышает 10 лет.
Содержание отвалов ЗШО влетает территориальным генерирующим компаниям (ТГК) в копеечку. К тому же золошлаковые отходы при хранении поддаются выветриванию и быстро начинают пылить. Если золоотвал находится рядом с городом, населенный пункт может накрыть облако пыли. И тогда ТГК платит многомиллионные экологические штрафы.
Между тем в странах Запада продукты сгорания угля на электростанциях уже давно являются весьма ценным коммерческим сырьем. Уровень их утилизации в Европе составляет около 90%, а в Германии – 99%, что позволяет большинству станций обходиться без золоотвалов. В России же на данный момент по разным оценкам перерабатывается лишь 9–15% золошлаковых отходов.
Для того чтобы увеличить объем рынка ЗШО, их необходимо перевести в золошлаковые материалы (ЗШМ), что требует переработки отходов, проверки на радиоактивность, содержание тяжелых металлов, нефтепродуктов, получения санитарно–экологических заключений. ЗШМ, или техногенный грунт, может быть успешно использован для отсыпки земполотна дороги, котлованов и выемок, рекультивации нарушенных земель. Золошлаковые смеси помимо дешевизны и доступности однородны по своему составу и имеют высокую плотность, то есть при отсыпке не возникает пустот.
В Кемеровской области Сибирская генерирующая компания занялась рекультивацией золошлаковыми материалами, полученными в результате производственной деятельности Кузнецкой ТЭЦ, территорий, нарушенных деятельностью угольных предприятий. Другой проект сухого золошлакоудаления запустила три года назад Рефтинская ГРЭС. Это позволило увеличить объемы золы для выпуска стройматериалов. Основными потребителями золы являются производители цементов, бетонов, газозолоблоков.
Минэнерго России разработало несколько законодательных инициатив для грамотной утилизации золы. Один из документов включает налоговые льготы и преференции для компаний, занимающихся ее переработкой. Законопроект прошел финальную доработку в Правительстве РФ и в конце прошлого года был внесен в Госдуму РФ. На базе Комитета по энергетике создана рабочая группа, в которую вошли представители профильных органов власти, отраслевого и экспертного сообществ. Рабочая группа призвана стать площадкой, на которой энергетические и строительные компании смогут выработать взаимовыгодные проекты по утилизации ЗШО и их дальнейшему применению.
Но вернемся к использованию золошлаковых отходов для сооружения насыпей земляного полотна автодорог. Как известно, земполотно состоит из тела насыпи и верхнего рабочего слоя, поясняет доцент кафедры «Проектирование дорог» СибАДИ Григорий Левашов. Так вот, подход здесь такой: если после воздействия погодных факторов прочность материала не снижается, то дорожники могут его применять для отсыпки тела земполотна. Если же золошлаковая смесь после замораживания и оттаивания снижает свои прочностные характеристики, необходимо принять какие–то меры по ее гидроизоляции. В наше время для этого могут быть использованы современные геосинтетические материалы. А в 80–е годы прошлого века, когда активно проводились исследования по использованию ЗШО в дорожном строительстве, таких средств защиты от влаги не было.
Что касается рабочего слоя земляного полотна, то требования к нему выше, грунт зимой при замерзании не должен быть пучинистым и увеличиваться в объемах. С золой при наличии в ней влаги как раз это и происходит. Значит, по мнению Григория Левашова, к отсыпке верхней части рабочего слоя земполотна золошлаками нужно подходить более ответственно, оценивая каждую партию применяемой смеси на предмет морозного пучения.
Результаты исследований омских ученых нашли применение на практике. Сначала испытания по оценке физико–механических характеристик золошлаковых смесей были проведены на небольших опытных участках автодорог. Они доказали, что применение ЗШО позволяет даже в условиях переувлажнения обеспечить нормальную работу насыпи из такого материала. Специалистами кафедры «Проектирование дорог» СибАДИ был разработан отраслевой дорожно–методический документ, позволяющий использовать ЗШО для возведения земляного полотна.
Разработками омских ученых первыми заинтересовались дорожники Московской области. Цена грунта здесь довольно высока, и использование ЗШО для сооружения насыпей земляного полотна автодорог сулит значительную экономию бюджетных средств. В 2016 году при строительстве транспортной развязки на Каширском шоссе (в районе перегона Михнево – Жилево МЖД) было утилизировано около 1 млн кубометров золошлаков. Расчеты по отсыпке земполотна другого подобного объекта в Люберецком районе также делали специалисты
СибАДИ.
Как отмечалось выше, еще в 80–е годы прошлого века научно–исследовательские работы по использованию золошлаковых материалов велись довольно активно. Связано это было с развитием сети автодорог в Западной Сибири, Нечерноземной зоне, где ресурсы традиционных дорожно–строительных материалов (высокопрочного щебня, песка, цемента) ограничены. Архивные материалы бывшего ФГУП «СоюздорНИИ» свидетельствуют, что при строительстве автодорог Москва – Серпухов, Москва – Рига, Москва – Кашира около 300 км трасс было возведено с применением зол и золошлаковых смесей. На автодороге Алтай – Кузбасс при отсыпке слоев земляного полотна было использовано 65 тыс. кубометров ЗШМ. Как говорится, все новое – это хорошо забытое старое.
Возможно ли масштабное использование ЗШО в дорожном строительстве в наше время, когда к прочностным характеристикам автодорог предъявляются повышенные требования? Мнения специалистов в этом вопросе расходятся. Одни убеждены, что золошлаковые отвалы – настоящая золотая жила для дорожников, использование ЗШО поможет отрасли построить сотни километров автодорог и сэкономить миллиарды рублей.
Другие специалисты более сдержанны в оценках преимуществ золошлаков. Во всяком случае для строительства современных скоростных автомагистралей их вряд ли можно использовать. ЗШО больше подходят для сооружения насыпей земляного полотна местных автодорог. Такой точки зрения придерживается эксперт комиссии Общественной палаты по экологии и охране окружающей среды Михаил Левченко. На форуме в Сочи он представил свою концепцию использования всевозможных отходов при строительстве и содержании трасс.
По его мнению, места накопления отходов должны закладываться еще при проектировании автодорог. Надо узаконить требования к подрядчикам производить полную переработку этих отходов и в дальнейшем использовать их для дорожного строительства. Первоочередной шаг, считает Михаил Левченко, – разработка нормативной документации, связанной с переработкой отходов.
На разных дискуссионных площадках Михаил Левченко развивает идею создания экотехнопарков по переработке строительных отходов. Суть ее такова. На территории каждого муниципального образования ведутся какие–то строительные работы, ремонтируется жилой фонд, поясняет эксперт. Эти отходы не учтены ни в одной территориальной схеме планирования. Экологи заключили соглашение с одним из крупнейших застройщиков Москвы – группой компаний «ПИК», ее подрядчики в порядке эксперимента отныне занимаются раздельным сбором строительных отходов.
«Мы запустили линию сор-
тировки строительных отходов с извлечением пластика и пенопласта, – рассказывает Михаил Левченко. – Дробление пенопласта и обработка паром позволяют почти полностью возвращать его в дальнейшее использование в качестве утеплителя».
У других видов отходов – свои сферы применения. Так, использование отходов фрезерования асфальтобетонных поверхностей дворовых и заводских площадок значительно удешевляет производство асфальта.
В общем, диапазон использования вторсырья в разных сферах деятельности, включая дорожную отрасль, довольно широк. Главное – распорядиться отходами, захламляющими большие территории, грамотно, по–хозяйски. Экономический эффект от их применения может превзойти все ожидания.
Сергей ОЗУН,
обозреватель «ТР»
