CC BY
39
О
<м
УДК 620.9+661.72 (575.5) ББК 31.19+35.61+39.76
А.К. Ижбулдин Л.А. Платонов Е.П. Майсюк
КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА КАК ФАКТОР УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА
Рассмотрены основные вопросы переработки природного газа, который будет добываться в Иркутской области, и газификации населения Байкальского региона. Показана необходимость переработки всего добываемого газа и эффективность размещения газохимических производств в регионе, обозначены основные проблемы газификации населения.
Ключевые слова: переработка природного газа, газохимия, газификация населения.
A.K. Izhbuldin L.A. Platonov Ye.P. Maisyuk
“О!
COMPLEX UTILIZATION OF NATURAL GAS AS A FACTOR OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF BAIKAL REGION
The paper deals with the main problems of refining natural gas that will be extracted in Irkutsk region. The authors prove the necessity of refining all extracted gas, as well as efficiency of allocating gas-chemical manufactures in the region, and highlight the main problems of providing population of Baikal region with gas.
Keywords: natural gas refining, gas chemistry, providing population with gas.
Природный газ для Байкальского региона является новым перспективным ресурсом, который представляет ценность не только и не столько как эффективное топливо, а как источник сырья для организации химических производств, выпускающих продукцию с высокой добавленной стоимостью.
Газ крупнейшего в Восточной Сибири Ковыктинского газоконденсатного месторождения (ГКМ) является многокомпонентным: содержание этана составляет 4,5%, пропана — 1,1%, бутана —
0,5%, гелия — 0,24%, метана — 90,3%. Содержание углеводородов С2+ в таких концентрациях с учетом предполагаемых объемов добычи (более 30 млрд м3 в год) позволяет организовать экономи-
© А.К. Ижбулдин, ЛА. Платонов,
Е.П. Майсюк, 2010 140
©
<м
чески эффективные предприятия по переработке газа (газоразделе-нию) и крупнотоннажные газохимические производства.
Переработка всего добываемого газа обусловлена необходимостью выделения гелия как стратегического продукта. Технология выделения компонентов природного газа, в том числе гелия, является технологией низкотемпературного разделения. При такой технологии гелий выделяется при минимальной температуре, т.е. в конце технологического процесса. Этот факт обуславливает возможность выделения всех компонентов, содержащихся в газе в рамках одного технологического процесса. Реализация полученного гелия при текущем уровне цен на него не позволит окупить затраты по организации этого производства. Напротив, выделение всех компонентов и последующее использование их на газохимическом производстве позволяет получить значительный экономический эффект [1]. Сопоставление мировых цен на газовое сырье и продукты его переработки показывает, что цена продуктов первого передела (этан, пропан, бутаны) выше цены газа в 2 раза, цена продуктов дальнейшей переработки в базовые нефтехимикаты (этилен, пропилен, бутилены и пр.) выше в 4 раза, цена химических продуктов (полеолефины, спирты, гликоли и т.п.), получаемых из базовых нефтехимикатов, выше в 8-10 раз.
С 70-80-х гг. XX в. химическая индустрия развитых газодобывающих стран перешла на «технологичное» и «экологичное» производство продукции из легких углеводородов (этана, пропана, бутана), а не из продуктов переработки нефти. В 2006 г. в России при производстве 3,7 млн т этилена доля этана в сырье для его получения составила около 9%, в то время как в США при производстве 28,8 млн т этилена доля этана составила 51%. В настоящее время такой путь развития повторяют и развивающиеся страны регионов Юго-Восточной Азии, Ближнего и Среднего Востока.
Следует отметить, что с точки зрения простоты и надежности технологического процесса, этан является «идеальным» сырьем для производства этилена. Себестоимость производства этилена, полученного из продуктов переработки природного газа существенно ниже, чем из нафты. Капитальные вложения отнесенные на тонну производимого этилена при пиролизе этана на 30% ниже, чем при пиролизе нафты, а энергетические затраты меньше на 35-37%.
Важной особенностью газохимических производств является их экологичность. Современные технологии переработки природного газа являются мало- и безотходными. Экологические преимущества таких производств связаны с существенным снижением количества выбросов в атмосферу при сравнении с аналогичными крупнотоннажными производствами из нефтепродуктов.
©
<м
-О!
Имея значительные ресурсы углеводородного сырья Россия существенно отстает от развитых стран по удельному производству и потреблению химической продукции на душу населения. Например, в 2005 г. производство пластмасс и синтетических смол в России составляло 25,9 кг на человека, в то время как в США — 276,4 кг/чел., а в среднем по группе стран Европейского содружества — 200 кг/чел.
При этом значительное количество нефтехимической продукции импортируется из других стран. В период с 2000 по 2006 гг. объем импорта химической продукции в Россию возрос почти в 3,5 раза и составил 10,9 млрд дол. США [2].
Приведенные выше факты свидетельствуют о существовании в перспективе устойчивого спроса на продукцию газохимии на внутреннем рынке.
Иркутская область обладает уникальным сочетанием предпосылок для создания газохимических комплексов. Во-первых, в Иркутской области уже существует мощный нефтехимический комплекс, в который входят Ангарская нефтехимическая компания, ОАО «Саянскхимпласт», ОАО «Усольехимпром». Во-вторых, в четырехстах километрах от этих предприятий находится крупнейшее в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке Ковыктинское ГКМ.
Стоит отметить, что для организации газоперерабатывающих и газохимических производств на Дальнем Востоке при освоении месторождений в Республике Саха (Якутия) и в Сахалинской области потребуется решить очень сложную кадровую проблему, поскольку эти отрасли промышленности в указанных регионах будут создаваться «с нуля».
Создание газоперерабатывающей промышленности обуславливает необходимость покомпонентного учета составляющих природного газа в топливных и материальных балансах. Например, потребность ОАО «Саянскхимпласт» в газе составляет 300 млн м3/год. Однако этому предприятию нужно только сырье для пиролиза: этан и пропан-бутан. То есть нужно 300 млн м3/год так называемых легких углеводородов. Для их получения необходимо добыть и переработать более 5,5 млрд м3/год газа Ковыктинского ГКМ. После переработки будет получено более 5,2 млрд м3/год метана, которые необходимо утилизировать. Это количество примерно соответствует всей потребности Байкальского региона только через 15-20 лет (см. ниже), а в ближайшей перспективе не будет востребовано. Поэтому решение вопроса о создании в Иркутской области крупнотоннажного газохимического производства должно рассматриваться только совместно с решением вопроса об экспорте сухого газа (метана), потребность
©
<м
в котором на внутреннем рынке отсутствует. Простое же суммирование потребности в газе различных потребителей не позволяет выявить данную проблему. Таким образом, при определении потребности в газе и в целом при прогнозировании развития газовой промышленности на востоке России необходимо составлять не только балансы природного газа, но и балансы его компонентов.
В Байкальском регионе доля газа в структуре баланса КПТ не превышает 1%. При этом используются сжиженные углеводородные газы, являющиеся продуктами переработки нефти. Переработка газа позволит в качестве топлива использовать только метан.
Необходимо учитывать, что в Восточной Сибири имеются относительно дешевые виды энергоресурсов — бурый уголь и электроэнергия, вырабатываемая на ГЭС, что является одним из факторов сдерживания процесса газификации. Поэтому рациональные объемы потребления газа будут определяться уровнем цен на энергоресурсы и эффективностью, получаемой потребителем, от использования различных видов энергоресурсов, а так же по социальным и экономическим условиям.
Увеличение объемов использования природного газа как котельно-печного топлива в восточных регионах на начальном этапе будет происходить за счет замещения части традиционных для каждой территории топлив, а затем или вместе с этим за счет строительства новых эффективных объектов, спроектированных для использования в качестве топлива природного газа.
В связи с этим необходимо различать мотивы изменения топливного баланса существующих электростанций и котельных.
Вытеснение мазута из баланса электростанций и котельных, а также промышленных печей, работающих на мазуте, представляется достаточно эффективным мероприятием, так как природный газ дешевле мазута, а затраты на перевод мазутных котлов на сжигание природного газа незначительны.
В проблеме газификации населения следует разделять газификацию существующего жилого фонда и нового жилья, а также газификацию многоквартирных домов и малоэтажной застройки в городах и сельской местности. При газификации существующего жилого фонда могут вытесняться электроэнергия, дрова (уголь), а также пропан-бутан технический. Полностью эти энергоносители, используемые для пищеприготовления и отопления, даже в зоне охвата создаваемых систем газоснабжения вытеснить не удастся. Таким образом, масштабы газификации населения Байкальского региона по объективным причинам имеют ограничения. Представляется реальным и целесообразным замещение электроэнергии и пропан-бутана, используемых для пищеприготовления и отопления в сельской мес-
©
<м
-О!
тности и в малоэтажной застройке в черте городов. Новые городские кварталы должны проектироваться с учетом наличия газораспределительных систем. В этом случае существует возможность использования природного газа для целей теплоснабжения многоквартирных жилых домов путем установки, например, крышных модульных котельных. Положительный опыт эксплуатации таких котельных имеется в г. Якутске. Это позволит значительно сэкономить на строительстве новых источников тепла, теплотрасс. Также это позволит получить и экономию топлива, за счет отсутствия потерь тепла в магистральных теплотрассах, поскольку при такой организации систем теплоснабжения теплотрассы будут отсутствовать.
Вытеснение дров представляется более сложной задачей. Дрова (в меньшей степени уголь) используются для отопления в сельской местности. Для организации отопления сельского жилого фонда потребуются значительные средства на переоборудование сельских домов. Это будет реально выполнимой задачей только в случае бюджетного финансирования этих мероприятий, поскольку владельцы домов в сельской местности по причине низкого уровня жизни не смогут позволить себе такие расходы.
Нужно отметить, что газификация населения все же в большей степени социальный проект, поскольку потребует значительных капиталовложений в прокладку протяженных газораспределительных сетей.
Масштабы газификации восточных регионов России будут зависть от множества факторов: темпов строительства магистральных газопроводов и распределительных сетей; готовности потребителей использовать природный газ; соотношения цен на топливо; готовности региональных администраций вкладывать деньги в газификацию, в первую очередь, населения и многих других.
В первую очередь масштабы газификации будут зависеть от утвержденных маршрутов прокладки магистральных газопроводов, поскольку без них масштабная газификация не возможна.
На основе выполненных в ИСЭМ СО РАН работ и исследовательских проектов представляется, что к 2025-2030 гг. потребление природного газа как топлива в субъектах Байкальского региона не превысит 5 млрд м3 в год.
В Иркутской области приоритетными потребителями природного газа являются: нефтехимия, мелкие и средние котельные, коммунально-бытовые потребители и предприятия по производству строительных материалов. Ежегодная потенциальная потребность в природном газе на топливные нужды в Иркутской области оценивается в 9 млрд м3, однако, исходя из складывающихся цен на природный газ и уголь, возможностей платежеспособного спроса, рациональная
О
<м
osl
• Ш |
т
С°!
go]
- Ш i в Т L S = I
потребность Иркутской области в природном газе на топливные нужды к 2020-2030 гг. не превысит 3,5 млрд м3. Основными потребителями будут являться предприятия по производству строительных материалов и перспективные газовые электростанции.
В Республике Бурятия и Забайкальском крае основными потенциальными потребителями природного газа могут стать мелкие и средние котельные, работающие в настоящее время на угле. Потребление в этом секторе может составить до 600 млн м3 в год в Республике Бурятия и до 400 млн м3 в Забайкальском крае. Использование газа в Забайкалье обосновывается решением экологических и социальных проблем. Масштабная газификация этих регионов возможна только в случае прохождения магистрального газопровода по этим территориям.
Список использованной литературы
1. Санеев Б.Г. Газохимические комплексы на востоке России: предпос-лыки создания / Б.Г. Санеев, Л.А. Платонов, Е.П. Майсюк, А.К. Ижбулдин // Энергетическая политика. — 2008. — № 4. — С. 68-76.
2. Стратегия развития химической и нефтехимической промышленности России на период до 2015 г. / Министерство промышленности и энергетики Российской Федерации. — М., 2007. — 71 с.
Bibliography (transliterated)
1. Saneev B.G. Gazokhimicheskie kompleksy na vostoke Rossii: predposlyki sozdaniya / B.G. Saneev, L.A. Platonov, E.P. Maisyuk, A.K. Izhbuldin // Energeticheskaya politika. — 2008. — № 4. — S. 68-76.
2. Strategiya razvitiya khimicheskoi i neftekhimicheskoi promyshlen-nosti Rossii na period do 2015 g. / Ministerstvo promyshlennosti i energe-tiki Rossiiskoi Federatsii. — M., 2007. — 71 s.
Информация об авторах
Ижбулдин Александр Константинович — научный сотрудник Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, г. Иркутск, e-mail: [email protected].
Платонов Лев Анатольевич — ведущий специалист Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, г. Иркутск, e-mail: [email protected].
Майсюк Елена Петровна — кандидат экономических наук, старший научный сотрудник Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, г. Иркутск, e-mail: [email protected].
Authors
Izhbuldin Aleksandr Konstantinovich — Scientist, Institute of Power Engineering Systems SB RAS, Irkutsk, e-mail: [email protected].
Platonov Lev Anatoliyevich — Principal Specialist, Institute of Power Engineering Systems SB RAS, Irkutsk, e-mail: [email protected].
Maisyuk Yelena Petrovna — PhD in Economics, Senior Research Scientist, Institute of Power Engineering Systems SB RAS, Irkutsk, e-mail: [email protected].
