Эстонская сланцевая отрасль до и после Великой Отечественной войны

В поисках керогена

Энергетический баланс Эстонии уникален не только для постсоветского пространства, но и для мира в целом — основным источником энергии здесь являются горючие сланцы.

Сланцы образовались на дне морей приблизительно 450 млн лет назад в результате одновременного отложения органического и неорганического ила. Сланцевая порода состоит из негорючих минеральных компонентов — кальцита, доломита, полевого шпата, гидрослюды, монтмориллонита, каолинита, кварца, пирита — и горючей органики (керогена) из смеси биополимеров, то есть преобразованных веществ водорослей и высших растений — талломоальгинита, коллоальгинита, витринита, фюзенита и липоидинита. Содержание керогена в породе сильно варьируется — от 10% до 60% от общей массы, и чем выше этот показатель, тем большую энергетическую ценность имеет сланец.

Переработка сланца с технологической точки зрения относительно проста и состоит из двух основных этапов — механического (измельчения) и термического (нагревания до 500-600 градусов с добавлением бензола и катализатора). На выходе получаются смола и газ; в свою очередь, смола перегоняется в пиролизную (керогеновую) нефть.

Черный и желтый

Эстонские сланцевые залежи составляют основную часть Прибалтийского сланцевого бассейна; общая площадь участка разведанной промышленной сланценосности (с продуктивными пластами шириной более 0,7 м) составляет около 5,5 тыс. кв. км; окраинные зоны бассейна расположены в российских регионах — в Ленинградской, Новгородской и Псковской областях. Глубина залегания промышленных пластов невелика — от 20 м до 170 м; поверхностные пласты разрабатывают в открытых карьерах, глубокие — в шахтах.

Недра Прибалтийского бассейна содержат два вида сланцев. Граптолитовый (диктионемовый) аргиллит (черный сланец) залегает в огромном количестве — его запасы достигают 70 млрд тонн. При этом граптолит из-за низкого содержания керогена (менее 20%) практического применения в энергетике не нашел. Правда, в граптолите содержится уран, в связи с чем в 1945 году в Силламяэ был создан комбинат для переработки и обогащения урановой руды; урановый концентрат, как легко догадаться, использовался для создания ядерного оружия, и поэтому предметом данной статьи не является.

Совсем другое дело кукерсит — камень светло-желтого цвета. Его в недрах Прибалтийского сланцевого бассейна содержится гораздо меньше, чем граптолита, но тоже немало (извлекаемые запасы кукерсита в пределах Эстонии — 6,8 млрд тонн, в Ленинградской области — 1,15 млрд тонн). Энергетические характеристики желтого камня весьма высоки: кукерсит содержит до 45% горючего керогена, а при сжигании в качестве топлива обеспечивает теплоту сгорания до 3800 ккал/кг. Есть и осложняющие факторы — химический (высокая сернистость — до 1,8%) и геологический (потенциальное затопление шахт с высоким коэффициентом водообильности).

Пастушьи костры

Самый ранний документ о горючих сланцах в Эстонии, в то время официально называвшейся Ревельской губернией, датируется 1777 годом — известный публицист и лингвист Август Вильгельм Хупель написал: «У маленькой эстонской мызы найден «масляный камень». 

Через 12 лет Санкт-Петербургское вольное экономическое общество получило информацию о горючем минерале, найденном недалеко от Раквере (северо-восток Эстонии). По данным немецкого химика Иоганна Готлиба Георги, «горючий камень» был обнаружен на глубине около 10 м при рытье колодца на склоне песчаного холма. 

Георги расплавил породу и получил темную вязкую массу, застывшую после охлаждения. Продолжив сухую перегонку продукта, Йоганн Готтлиб получил из однородной массы 40% густого полужидкого масла, похожего на смолу, 30% глины и по 10% известняка и воды. Иоганн Готлиб назвал найденный минерал «бурым углем» и отметил: «Местные пастухи растапливают этим камнем костры».

В 1837 году основоположник русской школы геологической картографии, генерал-лейтенант и академик  Григорий Гельмерсен провел первое геологическое исследование сланцевого месторождения в окрестностях деревни Ванамыйза и опубликовал его итоги в «Горном журнале». Григорий Петрович сделал вывод, что «горючий камень» можно добывать открытым способом и использовать на месте добычи, а вот вывозить в другие регионы нецелесообразно из-за низкой теплотворной способности сланца. 

Через 30 лет Гельмерсена дополнил известный химик, член-корреспондент Петербургской Академии наук Карл Шмидт (кстати, автор термина «углевод»), сделавший справедливый вывод о том, что сланец можно не только сжигать, но и получать из него более эффективное горючее и одновременно полуфабрикат для дальнейшей перегонки – сланцевое масло. Но до практического применения тогда дело не дошло.

Шахта имени трактира

Увы, после этого весьма перспективная сланцевая тема заглохла на полвека. Вопрос резко актуализировался только с началом Первой Мировой войны, вызвавшей острый топливный кризис (в частности, нехватку угля для боевых кораблей Балтийского флота).  В начале 1916 года Петербургский топливный комитет, озабоченный поисками альтернативного топлива, поручил выдающемуся геологу Николаю Погребову, длительное время занимавшемуся изучением Прибалтийского сланцевого бассейна, апробировать технологию размола и обжига сланца на цементных заводах в эстонских поселках Кунда и Азери.

Опыты прошли успешно, что позволило создать в структуре Топливного комитета сланцевый отдел под руководством известного инженера Алексея Ломшакова. Одновременно угледобывающая фирма Pavel Boecker, зарегистрированная в Санкт-Петербурге, заключила договор аренды земельного участка, расположенного на окраине станционного поселка Кохтла на северо-востоке Эстляндии. Буровая бригада под руководством питерского инженера Федора Петрова быстро построила пятиметровый вертикальный шахтный ствол; затем для добычи сланца были наняты местные жители — первые эстонские шахтеры. 

Опытная добыча сланца началась в июне 1916 года; 22 вагона сланцевой породы были отправлены для углубленного анализа в Санкт-Петербург, в политехнический и технологический институты. По итогам испытаний была определена наиболее продуктивная сланцевая порода – кукерсит (по названию поместья Кукрузе, где она была обнаружена), залегающего многочисленными слоями в горизонте среднего ордовика в окружении глинистых и доломитовых известняков, а сланцевая шахта Pavandu, названная в честь популярного местного трактира, переведена в режим промышленной эксплуатации.

Успехи Первой республики

В начале 1919 года, после окончания наиболее острой фазы Гражданской войны, сланцевое хозяйство было национализировано и перешло под контроль Министерства торговли и промышленности молодой Эстонской Республики (манифест о независимости Эстонии был провозглашен 24 февраля 1918 года). По итогам 1919 года добыча эстонского сланца достигла 10 тыс. тонн, и затем стала постоянно расти.

В 1920 году в Кохтла была создана специализированная лаборатория, в 1926 году ставшая крупной сланцеперегонной фабрикой, принадлежащей немецкой фирме Dz. Pintch AG. Здесь в шахтных генераторах путем полукоксования производилась сланцевая смола в объеме 10 тыс. тонн в год, а в камерных печах путем коксования — горючий газ. Параллельно со строительством сланцевой фабрики вводились в эксплуатацию новые добычные мощности в Кукрузе и Кява. Для вывоза добытой породы было построено несколько железнодорожных веток. Рабочий поселок, названный Кохтла-Ярве, объединил три района — Кява, Вахекюла и Паванду — и стал ядром будущего весьма заметного (в масштабах Эстонии, конечно) города.

За счет щедрых английских, немецких и шведских инвестиций добычные концессии росли как грибы — Eesti Kiviõli (1922), Küttejõud (1925), Port Kunda (1926), Eestimaa Õlikonsortsium (1936), Gold Fields Kohtla Nõmme (1937). Блокирующие пакеты акций во всех проктах принадлежали госкорпорации Eesti Põlevkivitööstus. В 1924 году на сланцевое топливо была переведена Таллинская ТЭС и весь паровозный парк страны; при этом продукт сгорания — сланцевая зола — нашел применение в цементном производстве и сельском хозяйстве (для расщелачивания кислых почв). Попутно добываемые карбонатные породы использовались в промышленности и строительстве.

В конце 20-х годов, после организации вторичной перегонки сланцевой смолы, начался постепенный переход от примитивного сжигания сланца к более экологичному и экономичному его использованию — производству широкой гаммы весьма ликвидных продуктов, включая пиролизную нефть, смазочное и шпалопропиточное масло, топливный газ, нефтяной (электродный) кокс, битум, эпоксидную смолу, дубители, нэрозин и кероген-70 (органо-минеральный наполнитель пластмасс и резиновых изделий). 

К первой фабрике, на которой работали 6 агрегатов по перегонке сланцевого масла (реторт), в 1936 году добавилась вторая с 8 ретортами, а еще через два года — третья с 16 ретортами. Благодаря этому общая производительность мощностей по обработке сланца в Кохтла-Ярве достигла 1,2 тыс. тонн в сутки. Основными продуктами сланцепереработки были бензин, горючий газ и смазочное масло, попутными — битум, цемент и зола. Развивались и реконструировались и добычные предприятия — так, в 1938 году на новой «английской» шахте Kohtla появился высокопроизводительный паровой рельсовый экскаватор немецкого производства. 

По мере роста добычи, масштабирования и повышения эффективности сланцевого бизнеса, в процесс активно включились сервисные организации, специализированное машиностроение и отраслевая наука. Так, в 1928 году на Таллинском машиностроительном заводе Franz Krull началось производство оборудования для добычи и переработки горючих сланцев, а в 1938 году в Таллинском техническом университете была создана кафедра горного дела, сосредоточившаяся на подготовке специалистов для сланцевой промышленности.

В 1939 году годовая добыча сланца в Эстонии достигла 1,9 млн тонн; половина этого объема была переработана в сланцевое масло. Добыча велась на 9 шахтах и карьерах, из которых 4 — Kukruse, Kjava, Kiviõli и Vijvikonda — были крупными. Большая часть масла шла на производство пиролизной нефти, которая, в свою очередь, перерабатывалась на единственном в Прибалтике НПЗ; полученный бензин экспортировался в Латвию, Литву, Польшу, Финляндию и Германию. В горнодобывающей и нефтегазовой промышленности Эстонии, ставшей основой экономики страны, работали около 6,2 тыс. человек; Эстония вышла в мировые лидеры по уровню развития сланцевой энергетики. 

Новая жизнь

После вхождения Эстонии в состав Советского Союза в 1940 году (де-факто — 17 июня, де-юре — 6 августа) и образования новой союзной республики — Эстонской ССР — все эстонские шахты, карьеры, сланце- и нефтеперегонные фабрики и электростанции были национализированы, а Таллинский завод Franz Krull не только экспроприирован, но и переименован, получив характерное для того времени название «Красный Круль». Все это притормозило темпы развития эстонского сланцевого хозяйства, но к концу 1940 года производственные показатели почти всех сланцевых предприятий стабилизировались — по итогам года объем добычи составил 1,8 млн. тонн.

Сразу после окончания процесса национализации сланцевой промышленности Эстонии Советское правительство приняло перспективный план развития сланцевой и нефтехимической промышленности ЭССР на 1941–1945 годы, который включал ввод новых газогенераторов, позволявших кратно увеличить производство бензина. Кроме того, было ускорено строительство четвертой газогенераторной станции. 

16 января 1941 года Совет народных комиссаров СССР издал постановление «О геологоразведочных работах на нефть и газ в Ленинградской области», которое, в частности, предписывало более тщательно изучить восточный борт Прибалтийского сланцевого бассейна от поселка Сланцы Гдовского района Ленобласти до эстонского Силламяэ. 

Из-за Великой Отечественной войны этот документ исполнен не был, за исключением чисто административных решений — в марте 1941 года Сланцы получил статус райцентра, а недавно пущенные в эксплуатацию сланцевый комбинат и завод «Стройбитум» ликвидированы с образованием на их базе Гдовского рудоуправления и Государственного союзного треста «Ленстройсланец». 

Оккупация и деградация

В августе 1941 года Эстония была занята немцами. Сразу же вслед за наступающими войсками из Германии прибыли специалисты-угольщики, а сланцевое хозяйство было объединено в компанию Baltische Öl GmbH. Тем не менее, решительный настрой оккупантов не помог — быстро наладить производственные процессы в эстонской сланцевой отрасли немцам не удалось. 

Во-первых, перед отступлением Красной армии часть оборудования и персонала сланцевых рудников и заводов была эвакуирована на восток (в Куйбышевскую и Саратовскую области); удалось эвакуировать и почти все значимое оборудование машзавода «Красный Круль», а также более 350 высококвалифицированных рабочих и инженеров этого предприятия.

Во-вторых, некоторые сланцевые мощности были физически уничтожены — например, взорваны и затоплены несколько шахт. 

В-третьих, направленные на сланцевое производство советские военнопленные активно саботировали работу, нарушали технологический процесс и портили оборудование. 

В итоге, добыча эстонского сланца, возобновленная в октябре 1941 года, дала довольно мизерный результат; потом добычные показатели начали вяло расти. Чтобы получить вожделенный горючий продукт, немцы проявляли совершенно несвойственную им заботу о населении оккупированных территорий — платили шахтерам более-менее приличные зарплаты, выдавали им продуктовые солдатские пайки, предоставляли жилье и служебный транспорт.

Несмотря на это, ни один из сланцевых рудников Эстонии за весь период оккупации (37 месяцев) даже близко не достиг своих предвоенных результатов. Амбициозный план немцев довести годовую добычу сланца до 6 млн тонн, а производство сланцевого масла — до 2 млн тонн, с треском провалился. 

Отметим, что ровно такая же картина сложилась и в других оккупированных районах СССР — ни украинский газ, ни кубанская нефть ни в коей мере не помогли немцам справиться с острым и хроническим топливным дефицитом, преследовавшим вооруженные силы Германии в течение всей войны. Кстати, это является еще одним доказательством того, что агрессивный план военной кампании в СССР (операция «Барбаросса») не имел должного ресурсного обеспечения, то есть, по сути, был априори провальной военной авантюрой.

В сентябре 1944 года немецко-фашистские войска были выбиты с территории Эстонии. Увы, отступая, вермахт вывел из строя практически все сланцевое хозяйство — шахты были взорваны или затоплены, а большая часть ликвидной техники вывезена в Германию. На шахте Kjava немцы подожгли продуктивный пласт — вертикальные шурфы превратились в вулканы, извергающие огонь и густой черный дым.

Всего в Кохтла-Ярвеском промышленном районе были полностью разрушены или сильно повреждены все 9 шахт и карьеров, 6 сланцеперегонных установок, 10 электростанций, 250 промышленных, хозяйственных и административных зданий, более 400 жилых домов, больницы, школы, клубы и более 50 км железнодорожных путей. 

Григорий Волчек

Окончание следует