Сегодня в России работают 846 крупных электростанций, которые ежегодно сжигают более 170 млн тонн угля. Результат этой работы — не только энергия, но и порядка 30 млн тонн золы и шлаков в год. Большая часть этих отходов отправляется в золоотвалы, площадь которых уже достигает 25–30 тыс. га. Это огромные территории, которые могли бы использоваться значительно эффективнее. И с каждым годом объемы накопления продолжают расти.
Проблема заключается не только в занятии земель. Золошлаковые отвалы оказывают серьезное воздействие на окружающую среду: загрязняют атмосферный воздух, поверхностные, грунтовые и подземные воды, почвы, водные объекты. В конечном итоге это влияет и на здоровье человека.
При этом электростанции ежегодно тратят значительные средства на хранение и содержание золошлаков. Эти затраты впоследствии включаются в стоимость энергоресурсов, за которые платят потребители.
Что же такое золошлаки?
Золошлаковые материалы образуются при сжигании твердого топлива на ТЭЦ, ТЭС и ГРЭС. По сути, это продукты термического преобразования минеральной части угля.
Например, при факельном сжигании порошкообразного угля часть частиц не успевает полностью сгореть. Более тяжелые фракции оседают в нижней части котла, а мелкие частицы вместе с дымовыми газами поступают в системы очистки и фильтрации.
В каких слоях дорожной одежды можно использовать золошлаки?
Золошлаковые материалы обладают разными свойствами, основными из которых являются зерновой состав, насыпная и истинная плотности, водонасыщение, а также способность к морозному пучению. Показатели этих свойств определяют возможность применения отходов в дорожном строительстве с разной степенью ограничений.
Согласно ОДМ 218.2.031-2013 «Методические рекомендации по применению золы-уноса и золошлаковых смесей от сжигания угля на тепловых электростанциях в дорожном строительстве», золошлаки можно применять в разных слоях:
- для сооружения земляного полотна;
- для устройства дополнительных слоев оснований дорожных одежд;
- для строительства конструктивных слоев дорожной одежды, укрепленных минеральными вяжущими;
- при обработке материалов и укреплении грунтов;
- для приготовления асфальтобетонных и органоминеральных смесей.
Почему не все золошлаки одинаковы?
Золошлаки нельзя рассматривать как однородный материал. Их свойства могут существенно отличаться в зависимости от типа топлива, технологии сжигания и способа улавливания. Именно поэтому перед использованием в дорожном строительстве специалисты обязательно оценивают химический состав и физические характеристики материала.
От этих параметров напрямую зависит, где именно золошлаки можно применять: при сооружении земляного полотна, укреплении грунтов или производстве асфальтобетонных смесей.
Свойства золошлаковых материалов определяются несколькими факторами:
- составом минеральной части топлива;
- режимом сжигания;
- теплотворной способностью топлива;
- способом улавливания и удаления;
- местом отбора золошлаков в золоотвале или системах улавливания.
На иллюстрациях представлены несколько вариантов классификации золошлаковых материалов. Такое разделение необходимо не формально, а для определения оптимальной области применения каждого материала. Химический состав, содержание несгоревших частиц и физико-механические свойства напрямую влияют на долговечность дорожных конструкций, устойчивость материалов к нагрузкам и безопасность эксплуатации автомобильных дорог.
Опасно ли для людей и окружающей среды использование золошлаков в устройстве дорог?
«Золошлаки вредны для экологии» — один из самых распространенных мифов вокруг их применения в дорожном строительстве.
Согласно Федеральному классификационному каталогу отходов золошлаковая смесь относится к одному из двух классов опасности отходов — малоопасные (IV) или практически неопасные (V). А использование этих материалов регулируется действующими нормативами и требованиями безопасности.
Как можно решить проблему золошлаковых отвалов?
Одним из ключевых решений становится развитие технологий переработки и повторного применения золошлаковых материалов.
Использование золошлаков позволяет одновременно решать сразу несколько задач:
- снижать потребление природных материалов;
- уменьшать нагрузку на полигоны и золоотвалы;
- сокращать выбросы парниковых газов;
- снижать затраты электростанций на содержание объектов хранения отходов.
В апреле 2025 года Правительство России утвердило Энергетическую стратегию РФ до 2050 года распоряжением Правительства РФ от 12 апреля 2025 года №908-р. Согласно документу, доля утилизированных золошлаков должна вырасти:
- до 40% к 2030 году;
- до 50% к 2036 году;
- до 90% к 2050 году.
Одним из наиболее перспективных направлений для достижения этих показателей считается дорожное строительство.
Экономические выгоды использования золошлаков в дорожном строительстве:
– Снижение стоимости строительных материалов
Одним из наиболее значимых преимуществ является возможность частичной замены традиционных строительных материалов золошлаками. Это позволяет сократить затраты на производство строительных смесей и дорожных конструкций.
По данным Минстроя России, приведенным в проекте протокола комиссии Государственного совета РФ, использование золошлаков в качестве компонента бетонной или органоминеральной смеси. позволяет снизить себестоимость строительных материалов на 10–20%. Такой эффект достигается за счет сокращения потребления первичного сырья и более рационального использования имеющихся ресурсов.
– Сокращение логистических расходов
Дополнительный экономический эффект обеспечивается за счет снижения транспортных затрат, особенно если золошлаковый отвал расположен в радиусе 130–150 км от объекта строительства.
Золошлаковые грунты обладают меньшим удельным весом по сравнению с рядом традиционных материалов, что позволяет сократить расходы на перевозку. По данным, приведенным в статье Н. А. Осокина, И. Ю. Золотовой и Ю. В. Никитушкина «Снижение антропогенного воздействия дорожного строительства за счет применения золошлаковых отходов», стоимость транспортировки таких материалов может быть в среднем на 30–40% ниже.
– Экономический эффект для ТЭС
Расширение применения золошлаков позволяет ТЭС сократить расходы на содержание и расширение золоотвалов. Кроме того, золошлаковые материалы в качестве вторичного сырья формируют дополнительный источник доходов для энергетических предприятий. А это скажется и на ценообразовании для потребителей электроэнергии.
– Экономический эффект для государства
По оценкам Минэнерго России, вовлечение золошлаков в хозяйственный оборот позволит снизить совокупные издержки российской экономики более чем на 113 млрд рублей к 2035 году. Такой эффект будет достигнут благодаря сохранению в хозяйственном обороте до 3 тыс. га земель, которые потребовались бы для размещения золошлаковых отходов. Кроме того, ежегодно можно экономить до 15 млн тонн природных строительных материалов — песка, суглинка и щебня — за счет использования золошлаков.
– Повышение инвестиционной привлекательности отрасли
Развитие технологий переработки и применения золошлаковых материалов приблизит наше государство к мировому тренду на расширение использования вторичных ресурсов и принципов экономики замкнутого цикла. Формирование нормативной базы, разработка стандартов и накопление успешного опыта применения золошлаков повышают инвестиционную привлекательность отрасли и создают дополнительные возможности для технологического сотрудничества и внедрения новых решений.
Несмотря на то что золошлаки традиционно воспринимались как отходы, они обладают рядом ценных свойств. Поэтому сегодня отношение к ним постепенно меняется. Дорожная отрасль показывает, что материалы, которые десятилетиями накапливались в отвалах, могут становиться полноценным строительным ресурсом.
