Чорне золото. Частина І. Трохи економічної історії Донбасу
Наше українське суспільство надзвичайно романтичне, на мою думку. Воно з деяким, я б сказав би, презирством ставиться до матеріального. Таке враження склалось через те, що останні два десятка років ми дуже жваво дискутували на різні теми, на кшталт: чи можна ставити пам’ятник С. Бандері в Єнакієвому, чи не можна; скільки державних мов має бути: дві, одна чи тринадцять. Обговорювали з пристрастю, часто — по кілька разів на рік. Але от не можу пригадати, чи був такий самий «накал емоцій» при обговоренні відсутності української мікроелектронної галузі. Не пригадую, щоб обговорювалась ця тема інтенсивно в нашому інформаційному просторі.
А поговорити є, про що. Що ж може запропонувати Україна світові у ХХІ сторіччі? На які виробництва слід робити ставку? Які напрямки є перспективними? Який регіон в Україні може забезпечити належну базу для потрібного напрямку виробництва?
Дуже багата Україна
У нашої Неньки значний потенціал. Кожна область має свою родзинку, свої особливості. Так, Дніпропетровськ має свій «Південмаш», Київ — «Авіант», Львів — завод «Електрон», взагалі перераховувати цікаві українські підприємства можна цілу добу. Але є у них загальний недолік: майже усі вони дістались нам у спадок від СРСР. Серйозні фірми, які створені з нуля під час незалежності, — в меншості. А доля високотехнологічних виробництв серед них образливо мала. Так, у нас є «Юнаско-Юкрейн» — фірма, де створюються українські суперконденсатори. Була заснована в 2010 році, але головний офіс все же таки знаходиться в Лондоні. Фактично у нас розташовані лише виробничі потужності. Є також підприємство Enamine в Києві, що займається тонким синтезом органічних речовин на замовлення і є повністю українським. Є підприємство Life Chemicals, що тримає синтетичні лабораторії в Україні. Вони займаються комбінаторною хімією, створенням так званих білдинг-блоків — основ майбутніх ліків. Але яка доля таких високотехнологічних виробництв в Україні? У нас немає виробництва томографів, складних приборів фізико-хімічного аналізу, мікроелектроніки і т. д. Але ці проблеми суспільство майже не обходять. Хоча саме ці фактори впливають на ситуацію всередині країни та поза її межами.
Глибоко переконаний, що Україна здатна створити нові галузі промисловості, продукція яких буде актуальна ще протягом багатьох років. І, що дуже важливо, буде мати значну додану вартість. Більше того, в нашій країні є регіон, що може забезпечити створення хай-теку високого рівня. В цих краях є все: і енергетична інфраструктура, і виробничі потужності, і кадровий потенціал. Є в ньому і те, що справді може вважатись чорним золотом — кам’яне вугілля. Так, панове, мова іде про Донбас. Але чому саме він? Чому саме Донбас може стати нашим хай-тек-центром? Для розуміння перспектив регіону потрібно зануритись в його економічну історію.
Саме Донбас
Уявлення про те, який фактор вплинув на створення потужної промислово-виробничої області, трохи згодом дасть відповідь на питання, які вигоди несе в собі Донеччина та Луганщина для майбутнього України.
Чому ж саме Донбас, а не Галичина, Буковина чи Полісся, став базовим промисловим регіоном України, що тоді належала Російській імперії? Чому саме там сформувались такі підприємства, як нинішній хімічний концерн «Стирол», «Донецький металургійний завод», «Авдіївський коксохімічний завод»? Чому більшість промислових об'єктів Донбасу розташовані на незначній відстані один від одного?
На надзвичайну стратегічну важливість Донецького басейну вказав в кінці позаминулого сторіччя ще Д.І. Менделєєв в своїх економічних роботах (так, пересічний українцю, Менделєєв не лише табличку свою придумував, але ще й економікою цікавився, причому, досить успішно). З 1887 по 1888 рік творець періодичного закону побував в основних містах Донбасу. Після візиту написав цілу статтю в журналі «Северный вестник», присвячену перспективам розвитку промисловості та економічній можливостям в регіоні. І ключем до успіху, на його думку, було вугілля Донецького басейну. Дмитро Іванович вбачав широкі можливості на Донбасі саме завдяки використанню вугілля, як паливного ресурсу. На його думку, паливо, тобто енергія, що з нього отримується, є найважливішою — після людей — умовою розвитку промисловості.
Слід зазначити, що на той момент в царській Росії основним паливом, що використовувалось і мануфактурами, і населенням була деревина. Бурхливий розвиток мануфактур, урабанізація та виникнення індустрії спричинили підвищення попиту на деревину, як наслідок, ціна на неї стрімко зросла. Проте через свою ціну дерево вже не могло забезпечити потреби, що виникали перед промисловістю. Але справа не лише в ціні.
Чому ж деревина менш енергетично вигідна у порівнянні із вугіллям? Справа в особливостях хімічної структури деревини та вугілля, звісно. Процес горіння вуглецевих (і не тільки вуглецевих) матеріалів — це процес окиснення, що протікає через проміжні стадії із утворенням проміжних сполук, що мають у своєму складі атоми кисню. За рахунок цих реакцій приєднання кисню виділяється тепло. Чим більше кисню на один атом вуглецю буде приєднано, тим більше теплової енергії виділиться. Максимально до атому вуглецю можна приєднати не більше двох атомів кисню. Основний компонент деревини — целюлоза, що представляє собою природній полімер глюкози. Глюкоза вже має цілих шість атомів кисню, що припадають на шість атомів вуглецю. Тобто, ці атоми вуглецю глюкози вже частково окиснені. Таким чином, спалювання целюлози в перерахунку на вуглець дасть не так багато енергії, як спалювання чистого вуглецю. Кам’яне вугілля не має цього недоліку. Вміст кисню в кам’яному вугіллі складає не більше 10% за масою (в залежності від родовища та ступеню вуглефікації), антрицит же — до 5%. І взагалі, енергетична цінність вугілля тим більша, чим менше кисню (а також інших домішок) в своєму складі воно містить. Таким чином, 1 кг вугілля дасть більше тепла при спалюванні у порівнянні із деревиною. Так, в 1880-х на виробництво 100 пудів цегли з використанням газових регенеративних печей витрачали від 20 до 60 пудів вугілля, у той час, як деревини — в 2,5 рази більше. Для виробництва 1 пуда чавуну у той же історичний період потрібно було біля 2,5 пудів кам’яного вугілля, або 6 пудів дерева.
Дуже важливий регіон
Тобто, ви розумієте, до чого веду? Оскільки в Російській імперії на момент 1870−1880 років починався розвиток промисловості, то значно більш вигідним було використовувати кам’яне вугілля в якості енергоносія, зважаючи на вищезазначені причини. Але на той момент майже 90% цього палива імпортувалось із Великої Британії (родовища Кембріджа, Кардіфа). Вугілля почало відігравати роль найбільш перспективного енергоносія і саме ця обставина зробила Донбас одним із економічно важливих районів Російської імперії та забезпечила її енергетичну незалежність.
Абсолютно раціонально розміщувати виробництво якомога ближче до джерела енергії в такому випадку. Як наслідок, металургійні комбінати почали будувати поближче до вугільних шахт, аби зекономити на транспортуванні палива. До речі, з точки зору транспортування, вугілля виявилось значно більш вигідним, аніж дерево і цьому є низка причин. Транспортування 1 пуда вантажу гужевою підвозкою в кінці 19 ст коштувало не менше 5 коп. за 100 верст. Проте перевезення таким способом настільки повільне і пов’язане із рядом побічних факторів, що унеможливлює значне розширення площі споживання палива. У той же час залізнодорожне перевезення палива при найнижчих тарифах дає можливість за 5 коп перевезти 1 пуд вантажу на 600 верст. Але оскільки вартість транспортування різного палива не сильно змінюється, а доброї деревини має бути вивезено у 2,5 рази більше, ніж кам’яного вугілля для опалювання, то для цих двох типів палива радіуси районів споживання співвідносяться як 1 до 8. Таким чином, енергетично більш вигідне пальне буде транспортуватись на більшу територію, і як наслідок даватиме більший прибуток тому, хто його добуває. Але, крім того, це паливо дозволить розвиватись більшій кількості підприємств. Одночасно із цим буде розвиватись і транспортна інфраструктура, адже тепер потяг в якості палива буде використовувати енергетично більш цінне вугілля. Потяг став більш потужним. З’явилась технічна можливість перевозити більшу кількість вантажу на більшу відстань, що зробило залізнодорожні перевезення ще дешевшими і економічно вигідними. Донецька область стала одним з тих центрів, куди стікались транспортні шляхи тодішньої імперії.
Багатогранне вугілля
Але вугілля — це не лише енергія, це ще й цінна сировина. Металургійні підприємства створювались на території Донбасу не тільки з чисто енергетичної причини. Вугілля — це ще й база для отримання коксу, без якого в принципі є неможливим процес отримання чавуну. Власне, як відбувається доменний процес? Спочатку в реакторі за високої температури у потоці повітря окиснюють подрібнений залізний колчедан, із якого утворюється суміш оксидів заліза. Потім отриманий продукт переносять у доменну піч разом із коксом, який використовується для відновлення оксидів заліза. В результаті процесу утворюється металічне залізо із певними домішками вуглецю — чавун. В подальшому чавун може бути використаний для виплавки заліза або виробництва іншої продукції.
Виробництво коксу також є окремою і не менш цікавою темою. Що собою являє коксування? Це специфічна теплова обробка вугілля при 1100оС без доступу повітря (інакше вугілля просто згорить). При цьому структура вугілля фрагментується із утворенням безлічі органічних сполук, які потім будуть складати основу коксової смоли та коксового газу — цінних побічних продуктів коксування. Залишкова ж маса буде складатись майже на 100% з чистого вуглецю, який і піде на потреби металургії. Але в чому ж полягає цінність коксового газу та коксової смоли?
«…Я думаю, що бог Саваоф створив небо і землю і все живе із кам’яновугільної смоли та кухонної солі. В Біблії про це прямо не сказано, але можна здогадуватись», — так сказав один з героїв роману «Гіперболоїд інженера Гаріна» містер Роллінг. І дійсно, коксова смола містить безліч органічних сполук, які є важливими як для наукової лабораторної практики, так і для тонкого промислового органічного синтезу. Хімічний склад коксового газу досить різноманітний: сірководень, нафталін, аміак, ціаністий водень, ароматичні вуглеводні, піридинові основи та ін. Кожен із названих елементів газу є базою для цілої низки промислових виробництв. Сірководень, наприклад, в сепараторних установках відділяють шляхом сорбції на спеціальних поглиначах, з поверхні яких потім його десорбують і окиснюють. В залежності від ступеню окиснення, можна отримати або елементарну сірку, або сірчастий ангідрид, який далі піде на виробництво сірчаної кислоти. Роль останньої в хімічній промисловості важко переоцінити. Рюмін в своїй книзі «Занимательная химия» 1936 року випуску називав цю кислоту «мірилом розвитку хімічної промисловості в країні». Без сірчаної кислоти неможливо уявити собі виробництво багатьох мінеральних та органічних кислот, отримання патоки із крохмалю, синтез вибухових речовин (нітрогліцерину, наприклад), переробку деревини в газетний папір, очистку та переробку нафтопродуктів та ще багато-багато іншого. Ще одна складова коксового газу — аміак. Аміак дозволяє отримувати досить велику кількість мінеральних азотмісних добрив, починаючи від аміачної селітри і закінчуючи карбамідом. Без нафталіну не було би виробництва барвників для текстильної промисловості. Власне, нафталін потрібно окиснити в специфічних умовах при 350−400оС в потоці повітря в присутності комплексу оксидів ванадію та титану (цей комплекс виконує роль каталізатору — речовини, що пришвидшує реакцію, але не приймає в ній участь). Продуктом такого процесу є фталевий ангідрид, якій і використовується в якості хімічної базової сировини для виробництва барвників.
Аналогічна ситуація із коксовою смолою — дивовижна палітра хімічних сполук, які її утворюють також мають сотні і сотні застосувань… І знову ж таки нагадую, що для цих виробничих радощів потрібна енергія, яку можна отримувати із того ж вугілля.
«Ітогі падвєдьом», як казав класик сучасного українського андерґраунду устами свого персонажу в «Гамлєті, або феномені датського кацапізму». Основою промислового виробництва Донбасу стало кам’яне вугілля. Вугілля — це і енергоносій, і разом з тим цінна сировина, яка дає життя багатьом гілкам промисловості. Саме через свої хімічну природу вугілля дало життя металургії, лакофарбовому та фармацевтичному виробництвам, тонкому органічному синтезу. Саме ця копалина забезпечила економічну важливість регіону. Завдяки саме вугіллю Донбас, за словами Менделєєва, міг перетворитись на нову Англію, тобто економічно-промисловий аналог тодішньої Британії, адже для цього були усі можливості та умови. Але цього не сталось. Згодом почалась Перша світова, а потім Пролетарська революція. Крім того, хотілося б додати, що там, де є виробництво та нормальні ринкові умови ведення бізнесу, там, перш за все, люди заробляють гроші, причому немалі…
Кам’яне вугілля — ось той центровий фактор, що зробив Донбас промисловим центром. Економічна потужність Донбасу базується на вугіллі. І саме ця копалина може відіграти надзвичайно важливу роль в розвитку України. Які горизонти відкриває кам’яне вугілля з точки зору сучасної науки, читайте в другій частині «Чорного золота» — «Вуглецевий хай-тек».