Иван Сенченя, Анатолий Сафронов
Центр подготовки и реализации международных проектов технического содействия


    Черная металлургия характеризуется масштабным негативным воздействием на окружающую среду, приводящим нередко к повышенной заболеваемости населения. И хотя за период с 1991 года по 1999 год произошло сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, это явилось следствием общего падения производства, а не целенаправленных экологических мероприятий.
    Высокий уровень воздействия предприятий черной металлургии на окружающую среду обусловлен, в частности, масштабностью производства отдельных предприятий, их размещением в непосредственной близости от густонаселенных территорий. В 1999 году около 90 % стали было выплавлено на 8 предприятиях с полным металлургическим циклом, расположенных в крупных городах. На эти комбинаты приходится свыше 90 % всех промышленных выбросов в Челябинске, Новокузнецке, Магнитогорске, Липецке, Нижнем Тагиле, Новотроицке, Череповце. Они же дают более 60 % выбросов в атмосферу и более 50 % сбросов загрязненных сточных вод в общем объеме загрязнений, приходящихся на долю российской черной металлургии.
    Переход к рыночной экономике отрасль начинала с крайне невыгодных позиций. Большинство предприятий испытывало острый дефицит капитала, в том числе для модернизации производственных процессов. В результате резкого сокращения инвестиций в основные фонды значительно усилился физический и моральный износ оборудования, сохраняются высокие удельные затраты энергии и материалов на производство металлопродукции, снижаются общий уровень технологии и качество продукции.
    Среднегодовой объем инвестиций в черную металлургию России сейчас почти в 3 раза ниже общемирового уровня. Если в среднем в мире объем капиталовложений в расчете на 1 т стали составляет 25 – 35 долл., то в России – 10 – 14 долл. По данным на начало 1999 года, технологическое оборудование в черной металлургии было изношено в среднем на 53,1 %, в том числе по отдельным видам производственных процессов ситуация еще более тревожная: по конвертерам – более 60 %, по прокатным станам – 86 %, по доменным печам – 88 %. Только 20 % применяемых технологий соответствуют мировому уровню.
    На большинстве металлургических предприятий используется устаревшее оборудование: агломерационные машины с площадью спекания 50 и 75 м², доменные печи объемом менее 1000 м³. В сталеплавильном переделе доля устаревшего мартеновского производства в общем производстве стали хотя и снизилась с 53,3 % (1990 г.) до 27,9 % (1998 г.), но все еще остается слишком высокой, учитывая, что в странах с развитой промышленностью выплавка стали в мартеновских печах и разливка в слитки практически прекращены из-за низкой эффективности этих процессов. Количество стали, разлитой на машинах непрерывного литья заготовок в 1998 году, составило 52 % от общего производства (в 1990 г. было 24,2 %), что также ниже мирового уровня (более 90 %). Вследствие этого расход стали на прокат в 1998 году в ОАО “Северсталь” составил 1,226 т/т против 1,05 – 1,07 т/т на передовых зарубежных предприятиях. Расход всех видов энергоресурсов в расчете на 1 т стали в России на 25 – 30 % выше, чем в странах Западной Европы.
    Замена основных фондов российской черной металлургии в ближайшие годы станет самой существенной проблемой отрасли. Для успешной реализации этой задачи необходимы инвестиции в сумме примерно 210 млрд. долл. Такие деньги ни государство, ни акционеры предприятий в ближайшие годы вложить не смогут.
    Российская Федерация располагает законодательной и нормативной базой, в которой имеются все элементы, необходимые для обеспечения охраны окружающей среды и здоровья людей. Нормативные требования к экологическим показателям воды и воздуха в России — одни из самых строгих в мире. Однако в стране нет механизма, который бы обеспечивал соблюдение этих стандартов. Более того, во многих случаях они технологически недостижимы. В результате многие предприятия уже длительное время работают по временно согласованным нормативам выбросов, которые в несколько раз выше предельно допустимых.
    Черная металлургия остается крупнейшим промышленным источником загрязнения воздушного бассейна России. Отрасль занимает 3-е место в общероссийских выбросах, уступая лишь энергетике и цветной металлургии, и несет ответственность за 15,8 % (1999 г.) всех промышленных выбросов. Основная их часть (68,4 %) представлена оксидами углерода, твердыми частицами (14,5 %), диоксидом серы (10,4 %) и оксидами азота (5,9 %). Наибольшее количество загрязняющих веществ дает в атмосферу агломерационное производство. С учетом коэффициента относительной опасности наибольший вред представляют выбросы коксохимического производства, в котором присутствуют такие вещества, как бенз(а)пирен, фенол, сероуглерод, сероводород, цианиды.
    Твердые вещества (примерно 70 %) представлены пылью агломерационного и коксохимического производств. Главными источниками выбросов оксидов углерода являются агломерационное и доменное производства; основными источниками образования диоксида серы – агломерационное и коксохимическое производства; углеводородов, аммиака, сероводорода, цианидов, сероуглерода – коксохимическое производство. Основная часть выбросов оксидов азота приходится на энергетические цехи, производство флюсов, огнеупоров, сталеплавильное производство.

    Удельные выбросы загрязняющих веществ на 1 т стали по всему металлургическому циклу в 1993 – 1999 годах представлены в табл. 1. Следует отметить, что в ней не учтены так называемые неорганизованные выбросы от массовых взрывов при добыче руды, пыления отвалов и хранилищ отходов, установок по тушению кокса, выбросы при загрузке металлургических агрегатов и разливке металла, при разгрузке, размораживании и очистке вагонов и других транспортных средств. Несмотря на заметное сокращение удельных выбросов твердых веществ, они превышают зарубежный уровень по пыли в 6 – 8 раз, а по диоксиду серы – более чем в 2 раза.
    Степень улавливания загрязняющих веществ на отечественных предприятиях составила в 1999 году 71,9 % против 90 % на зарубежных предприятиях. Сравнение удельных выбросов основных загрязняющих веществ на 1 т выплавляемой стали акционерных обществ “Северсталь”, “Магнитогорский металлургический комбинат”, металлургического завода “Фест Альпине” (Австрия), сталелитейного комбината в Хооговенце (Нидерланды) и Оскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК), применяющего новую технологию (прямое восстановление железа из руды), показано в табл. 2. Таким образом, удельные выбросы основных загрязняющих веществ на 1 т выплавляемой стали в ОАО “Северсталь” и “ММК” по пыли в 10 – 18 раз, диоксиду серы в 5 и оксидам азота в 4,5 раза выше, чем на зарубежных заводах и соответственно в 3 и 13 раз выше, чем выбросы пыли и диоксида серы на ОЭМК. Отметим, что в странах — членах Организации экономического содействия и развития (ОЭСР) большая часть твердых пылевидных частиц улавливается и/или осаждается с использованием оборудования, которое зачастую является одновременно и энергосберегающим. Значительно уменьшены другие формы загрязнений, принимаются меры по ограничению выбросов углекислого газа.
    Металлургические предприятия являются крупными потребителями воды, основная часть которой используется для охлаждения оборудования, мокрой пылегазоочистки, операций травления в прокатном производстве, обогащения руд. По уровню водопотребления черная металлургия, по данным за 1999 год, занимает 6-е место, а по сбросу загрязненных сточных вод – 4-е место среди отраслей промышленности России. Удельные показатели водопотребления свежей воды и сброса загрязненных сточных вод на 1 т выплавляемой стали приведены в табл. 1, из которой видно, что проведение водоохранных мероприятий в 1999 году, обусловленное, в частности, введением новых ставок платежей за использование воды и сброс загрязненных сточных вод, привело к значительному снижению расхода воды (примерно 5 м³) и сбросов загрязненных сточных вод (около 1,5 м³) на 1 т выплавляемой стали. Вместе с тем уровень удельного водопотребления и удельного сброса загрязненных сточных вод на отечественных предприятиях в 2 – 3 раза выше, чем на зарубежных.
    Основную опасность для природной среды представляют сточные воды коксохимического производства, содержащие такие высокотоксичные вещества, как фенолы, роданиды, цианиды, а также сточные воды углеподготовки, содержащие фотореагенты, сточные воды прокатного производства, содержащие нефтепродукты, соли тяжелых металлов и железо, стоки продувки оборотных циклов газоочистки доменных печей и кислородных конвертеров, цехов холодной прокатки.
    Сравнение удельного водопотребления на 1 т выплавляемой стали в ОАО “Северсталь” (1998 г.), на металлургическом предприятии “Фест Альпине” (Австрия) и ОЭМК приведено в табл. 3. Отсюда видно, что удельное водопотребление на “Северстали” выше, чем на заводе “Фест Альпине” в 2,1 раза и на ОЭМК в 6,3 раза, а сброс сточных вод выше соответственно в 2,8 и 7,4 раза. Отметим, что в некоторых странах ОЭСР вода, сбрасываемая сталелитейными предприятиями, чище, чем забираемая ими. На предприятиях обнаружили, что они могут перерабатывать большое количество тех материалов, которые ранее сбрасывались в водотоки, и это позволяет достичь экономии средств и защитить окружающую среду.

    Низкое качество рудного сырья и топлива приводит к накоплению значительного количества (свыше 35 млн. т ежегодно) остатков обогащения угля, шлаков доменного и сталеплавильного производств. По количеству образующихся отходов черная металлургия занимает 2-е место среди промышленных отраслей, уступая лишь предприятиям ТЭК. Основную долю здесь представляют отходы горнорудной подотрасли (вскрышные породы и хвосты обогащения), которые хотя и не относятся к категории опасных, но требуют отвода огромных земельных площадей для их складирования. По существующим оценкам, в отвалах накоплено уже более 350 млн. т шлаков, они занимают площадь около 1200 га. Только на Магнитогорском металлургическом комбинате скопилось свыше 100 млн. т шлаков сталеплавильного производства. Суммарное образование отходов по всему металлургическому циклу в расчете на 1 т проката в ОАО “Северсталь” составляет 1,2 т.
    В последнее время на ряде металлургических предприятий внедрена придоменная грануляция шлаков. Начато использование ранее накопленных шлаков сталеплавильного производства как вторичного сырьевого ресурса с извлечением металлических включений. Расширяется применение шлаков в строительстве. В последние годы степень утилизации отходов производства в ОАО “Северсталь” увеличилась с 88 до 93 %, исключено складирование отходов коксохимического производства путем возвращения их в основной процесс.
    Многие сталелитейные предприятия на Западе заявляют о том, что они добиваются 100 %-ной утилизации отходов. Эти компании в качестве сырья используют металлолом в совокупности со все уменьшающимся количеством руды. Применение 1 т металлолома экономит 4 – 5 т рудного сырья, 1,2 т коксующихся углей, снижает выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в 6,5 раза, уменьшает расход энергоресурсов по всему металлургическому циклу в 3 раза.
    Очевидно, что значительные успехи в природоохранной деятельности могут быть достигнуты только на основе крупномасштабного обновления металлургических технологий. Для устойчивого развития черной металлургии в условиях рыночной экономики необходимо также осуществить комплекс мероприятий по экономии энергии и сырья, улучшению инфраструктуры. Иными словами, необходима структурная перестройка черной металлургии. Соответствующая программа должна быть разработана Минпромнауки и Минэкономразвития с участием Министерства природных ресурсов, других заинтересованных ведомств при активной поддержке предприятий отрасли и должна включать комплекс мер по рационализации производственных мощностей, объединению и реструктуризации предприятий, обновлению и улучшению качества научно-исследовательских разработок, модернизации основных фондов и развитию новых производств с более благоприятным месторасположением.
    В этом случае усилия будут направлены не столько на улучшение схем очистки отходящих газов и сточных вод, сколько на вывод из эксплуатации устаревших технологий и металлургических агрегатов, снижение удельного расхода энергоносителей, замену их на экологически безопасные, более полное использование вторичных ресурсов, образующихся в металлургическом производстве, уменьшение образования отходов производства за счет повышения качества шихты, применения металлизованного сырья и металлолома. Радикальным направлением в развитии металлургии является переход на бескоксовую выплавку металла, при которой удельные выбросы и сбросы загрязняющих веществ, образование отходов производства снижаются в несколько раз.
    Недостатки существующей системы управления охраной окружающей среды являются основным препятствием для улучшения природоохранной деятельности в промышленности. Нереалистично высокие стандарты на сбросы (выбросы) загрязняющих веществ в окружающую среду и существующая классификация опасных отходов сдерживают инвестирование в технологии, контролирующие загрязнение окружающей среды. Нормативно-правовая база, основанная на административном принципе, не способна стимулировать улучшение природоохранных показателей и не обеспечивает эффективный контроль за выполнением законодательных и подзаконных актов. Несовершенство системы платежей за загрязнение окружающей среды, зачастую имеющей лишь видимость применения, не дает должного результата.
    Основными направлениями в снижении негативного воздействия металлургии на окружающую природную среду и здоровье населения являются:
    – приведение мощностей предприятий отрасли в соответствие с прогнозируемыми потребностями внутреннего рынка и возможными объемами эффективного экспорта;
    – снижение материало-энерго-трудоемкости производства;
    – реконструкция или модернизация предприятий, цехов и участков с применением наиболее перспективных технологий и оборудования, ликвидация или перепрофилирование убыточных производств;
    – внедрение комплексных систем управления охраной окружающей среды.
    Современные технические решения, рекомендуемые для реконструкции действующих предприятий, наряду с повышением экономической эффективности, как правило, обеспечивают также существенное снижение уровня негативного воздействия на окружающую среду и должны рассматриваться в одном пакете. К таким решениям относятся:
    – вывод из эксплуатации мартеновских печей с заменой их конвертерами или современными сталеплавильными электропечами с предварительным подогревом металлолома и низким расходом электроэнергии;
    – установка агрегатов внепечной обработки стали и машин для ее непрерывной разливки, что повысит производительность основных сталеплавильных агрегатов, уменьшит расход стали на прокат и энергоемкость ее выплавки;
    – уменьшение расхода кокса в доменных печах за счет повышения качества сырья, вдувания пылеугольного топлива;
    – увеличение производства металлизованного сырья, в том числе в реконструируемых доменных печах с использованием этого сырья в сталеплавильных агрегатах, повышение использования металлолома с сокращением потребности в чугуне и коксе и повышением качества металла;
    – совершенствование кислотных методов удаления окалины при производстве проката, расширение использования бескислотных методов, что сократит количество кислотосодержащих стоков и затраты на их очистку.

    Один из путей повышения инвестиционной привлекательности металлургических компаний связан с совершенствованием деятельности по управлению охраной окружающей среды. В мировой практике использование соответствующих методов позволяет добиться экономической эффективности природоохранной деятельности. Так, несмотря на добровольность системы стандартов серии ISO 14000, большинство крупных металлургических компаний стремятся получить соответствующий сертификат. Такая сертификация сейчас является одним из важнейших условий маркетинга продукции на международном рынке. В частности, Европейский союз объявил о намерении допускать на рынок входящих в него стран только те компании, которые сертифицированы по стандартам ISO 14001 или EMAS. Многие крупные компании – потребители металлургической продукции (например, “Форд”, “Вольво”) заявили о своем принципиальном нежелании пользоваться услугами поставщиков, не имеющих таких сертификатов. Российские металлургические предприятия уже несут по этой причине финансовые потери. По оценке специалистов, некоторые из них теряют около 15 – 20 % прибыли.
    Этот пример лишний раз доказывает, что эффективная система экологического управления может быть создана только в результате конкретных действий, направленных на снижение вредного воздействия на окружающую среду.