CC BY
58
Вестник Челябинского государственного университета. 2010. № 6 (187). Экономика. Вып. 26. С. 152-157.
М. В. Ульянова
НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ
В ГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ
В статье рассмотрены вопросы экологии и ресурсосбережения в газовой отрасли. Обозначены проблемы эффективного использования энергоресурсов. Описаны варианты утилизации попутного нефтяного газа. Обоснована необходимость изучения передовых технологий добычи сланцевого газа и проведения оценки газосланцевого потенциала России. Предложены меры по повышению эффективности использования энергоресурсов в газовой промышленности, что является одним из важнейших показателей уровня промышленного развития страны.
Ключевые слова: мировая экономика, рынок газа, попутный нефтяной газ, сланцевый газ, энергосбережение.
Проблемам экономии топливно-энергетических ресурсов и охраны окружающей среды во всем мире уделяется огромное внимание. Снижение энергоемкости промышленной продукции — одна из важнейших задач, стоящих перед отечественными учеными, инженерами и практиками. Сейчас в России не менее 45 % произведенных энергоресурсов расходуется неэффективно, и убытки по этой причине составляют ежегодно около 40 млрд долл. Удельная энергоемкость продукции, выпускаемой промышленностью в нашей стране, в 2-3 раза выше, чем в США и странах Западной Европы. Повышенный уровень энергопотребления в России связан в первую очередь с низким уровнем технологических процессов и самого оборудования. Этому же способствует и ориентация отечественной промышленности на выпуск полуфабрикатов и сырья, а доля производства малоэнергоемких продуктов и изделий остается очень невысокой.
Использование энергосберегающих технологий и установок требует затрат в 3-4 раза меньше, чем на добычу и транспорт эквивалентного количества сэкономленного топлива. При правильном экономическом подходе к проблеме энергосбережения промышленность в ближайшие десятилетия может развиваться без увеличения потребности в энергоносителях. Необходимо отметить и специфическую структуру топливно-энергетического баланса России, в котором доминирующую роль играет природный газ, и доля его сегодня составляет 50 %, а к 2020 г. прогнозируется увеличение до 58 %.
Газовая промышленность — быстроразвиваю-щаяся, экономически выгодная и экологически чистая отрасль промышленности. Основными запасами природного газа обладают Россия
(39,2 %) и Ближний и Средний Восток (30 %). Хотя доля развитых стран в мировых запасах меньше, чем в развивающихся, основная часть добычи сосредоточена именно в них.
Крупнейшим экспортером является Россия: российским газом снабжается вся Восточная Европа и частично Западная. Также растет в экспорте газа доля газа в сжиженном виде (СПГ) по морю. Крупнейшими экспортерами СПГ являются Индонезия, Алжир, Малайзия и Бруней. Около 70 % СПГ экспортируется в Японию.
Используемый потребителями природный газ в России доставляется от мест добычи до мест потребления по газопроводным сетям и часто называется сетевым газом.
Природный газ, находящийся в месторождениях в свободном состоянии, в геологии называют свободным газом.
Под попутным нефтяным газом понимается смесь легких газообразных углеводородов, находящихся в пластовых условиях в растворенном состоянии в нефти. Растворенный газ содержит, кроме метана, более 10 % этана, пропана, бутана и других углеводородов, относимых согласно принятой терминологии к широкой фракции легких углеводородов.
Сжиженный нефтяной газ представляет собой смесь пропана и бутана и доставляется потребителям в специальных баллонах либо через локальные трубопроводы от групповых резервуар -ных установок.
Таким образом, говоря о газе, используемом в быту, рекомендуется различать сетевой газ и сжиженный газ.
В эпоху нарастающего дефицита энергоносителей рациональное использование попутного нефтяного газа является неотъемлемой частью эффективного энергопользования и одним из
важнейших показателей уровня промышленного развития страны.
Вопрос использования попутного нефтяного газа имеет долгую историю. Специфика добычи попутного газа заключается в том, что он является побочным продуктом нефтедобычи. Потери попутного нефтяного газа связаны с неподготовленностью инфраструктуры для его сбора, подготовки, транспортировки и переработки, отсутствием потребителя. В этом случае попутный нефтяной газ просто сжигается на факелах.
В зависимости от района добычи с 1 т нефти получают от 25 до 800 м3 попутного нефтяного газа.
Поступающие в окружающую среду продукты сгорания попутного нефтяного газа представляют собой потенциальную угрозу нормальному функционированию человеческого организма на физиологическом уровне.
Ежегодно в России и Казахстане в результате сжигания попутных нефтяных газов в атмосферу попадает более миллиона тонн загрязняющих веществ, включая углекислый газ, диоксид серы и сажевые частицы. Выбросы, образующиеся при сжигании попутных нефтяных газов, составляют 30 % от всех выбросов в атмосферу в Западной Сибири, 2 % от выбросов от стационарных источников в России и до 10 % суммарных атмосферных выбросов Республики Казахстан.
Необходимо также принять во внимание негативное влияние теплового загрязнения, источником которого являются нефтяные факела. Западная Сибирь России — один из немногих малонаселенных регионов мира, огни которого можно видеть ночью из космоса наряду с ночным освещением крупнейших городов Европы, Азии и Америки.
Возможны несколько вариантов утилизации попутного нефтяного газа, выбор которых зависит от его состава на конкретном месторождении.
Энергетическое направление доминирует, потому что энергетическое производство имеет практически неограниченный рынок. Основными потребителями газа в России являются предприятия энергетики — 136,4 млрд м3. Попутный нефтяной газ — топливо высококалорийное и экологически чистое. Учитывая высокую энергоемкость нефтедобычи, во всем мире существует практика его использования для выработки электроэнергии для промысловых нужд. При постоянно растущих тарифах на электроэ-
нергию и их доли в себестоимости продукции использование попутного нефтяного газа для выработки электроэнергии считается экономически оправданным.
Значительные объемы газа потребляются на собственные нужды предприятиями газовой отрасли (в основном — в качестве топлива на газотурбинных ГПА), более 50 млрд м3 в год. Крупными потребителями газа являются химические предприятия (прежде всего — производители удобрений). Более 12 % используемого в России газа потребляет население и ЖКХ (причем в основном для отопления, обеспечения снабжения горячей водой и пищеприготовления), на юге России эта цифра существенно выше.
Есть возможность переработать попутный нефтяной газ по технологии GTL в синтетическое топливо.
Если у компании есть возможность поставлять попутный нефтяной газ на газоперерабатывающий завод, тогда его перерабатывают для бытовых нужд. Сепарация попутного газа на заводе сводится к получению отбензи-ненного и газового бензина, а также к получению широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ). Отбензиненный газ используется для генерации электроэнергии, газовый бензин — для производства моторного топлива. Широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ) — это основное сырье нефтехимических предприятий для производства целого спектра продуктов: каучука, пластмассы, этанола, растворителей, компонентов высокооктановых бензинов. Выделяемая из ШФЛУ смесь пропана и бутана вполне может быть использована как альтернатива привычному бензину и дизельному топливу. Этот вид автомобильного топлива с каждым годом становится все популярнее. Это топливо почти вдвое дешевле бензина.
Одним из экономичных вариантов может быть закачка обратно в пласт, как это делают в Норвегии. При этом газ поддерживает необходимое давление в пласте и попросту «выталкивает» нефть из скважины на поверхность.
В Норвегии с 1971 г. только начался нефтяной бум, правительство стало жестко регулировать сжигание попутного нефтяного газа. Именно поэтому в этой стране наименьший уровень сжигания попутного нефтяного газа — всего лишь
0,16 % от всего объема.
В США утилизируется 98 % попутного нефтяного газа. В Штатах запрещено сжигать более
3 % добываемого газа. Самый распространенный способ утилизации — повторная закачка газа в пласт и его использование в микротурбинах для выработки электроэнергии.
С 2004 г. запрет на сжигание попутного газа действует и в Казахстане.
Стандартом для нефтяных компаний в развитых странах является утилизация 90-95 % добываемого попутного нефтяного газа, в то время как в России, по официальным данным, сжигается не менее 30 % этого углеводородного сырья.
Сжигание попутного нефтяного газа — это более полумиллиона тонн вредных выбросов в атмосферу в России и странах СНГ ежегодно и миллиарды долларов упущенной выгоды.
В настоящее время у недропользователей вновь возник интерес к проблеме коммерческой переработки попутного газа. Причиной этому в первую очередь является требование государства к нефтяным компаниям утилизировать нефтяной газ в соответствии с условиями лицензий на эксплуатацию нефтяных месторождений. Невыполнение этих условий может служить основанием для лишения недропользователя лицензии на добычу нефти.
Альтернативным выходом в разрешении ситуации с утилизацией факельного газа является привлечение специализированных управляющих сервисных компаний, способных быстро и эффективно реализовывать подобные проекты без привлечения финансовых средств недропользователей.
Решение проблемы утилизации попутного газа — это не только вопрос экологии и ресурсосбережения, это еще и потенциальный национальный проект. Попутный нефтяной газ — ценнейшее топливно-энергетическое и химическое сырье.
Проблема утилизации попутного нефтяного газа была унаследована Россией еще с советских времен, когда упор в развитии зачастую делался на экстенсивные методы развития. При развитии нефтеносных провинций во главу угла ставился рост объемов добычи сырой нефти, основного источника доходов национального бюджета. Расчет делался на гигантские месторождения, крупные производства и минимизацию издержек. Переработка попутного нефтяного газа. с одной стороны, оказывалась на заднем плане ввиду необходимости осуществления существенных капитальных вложений в относительно менее рентабельные проекты, с другой сто-
роны, в крупнейших нефтяных провинциях создавались разветвленные газосборные системы и строились гигантские газоперерабатывающие заводы под сырье с ближайших месторождений.
Традиционно принятая в России еще с советских времен схема утилизации попутного газа предполагает строительство крупных газоперерабатывающих заводов совместно с разветвленной сетью газопроводов для сбора и доставки попутного газа. Реализация традиционных схем утилизации требует значительных капитальных затрат и времени и, как показывает опыт, практически всегда на несколько лет не успевает за освоением месторождений. Использование данных технологий экономически эффективно лишь на крупных производствах (миллиарды кубических метров исходного газа) и экономически необоснованно на средних и мелких месторождениях.
Другим недостатком этих схем является неспособность по техническим и транспортным причинам утилизировать попутный газ конце -вых ступеней сепарирования ввиду его обогащения тяжелыми углеводородами — такой газ не может перекачиваться по трубопроводам и обычно сжигается в факелах. Поэтому даже на обустроенных газопроводами месторождениях продолжают сжигать попутный газ концевых ступеней сепарирования.
К 1990 г. планировалось, что утилизация попутного нефтяного газа в СССР составит 90 %. Однако коммунистический режим рухнул, соответственно, и планы тоже. Активные меры по утилизации попутного нефтяного газа в России стали разрабатывать только в последние годы.
Развиваясь как глобальная энергетическая компания, «Газпром» ведет работу по построению всей цепочки — от добычи до сбыта углеводородов. При этом важным видом деятельности для «Газпрома» является переработка добываемого природного и попутного нефтяного газа. Развитие данного направления работы позволяет компании получать продукцию с высокой добавленной стоимостью, а также диверсифицировать бизнес.
Расширение использования попутного нефтяного газа поддерживается государственной стратегией по увеличению доли перерабатывающих отраслей и снижению воздействия промышленных предприятий на окружающую среду. В 2007 г. Группой «Газпром» в целом извлечено около 6,9 млрд м3 попутного нефтяного газа. Доля утилизации попутного нефтяного
газа составила 49,5 %, в том числе по «Газпром нефти» — 35,7 %. Совместная работа по доведению уровня утилизации попутного нефтяного газа до 95 % ведется «Газпром нефтью» и «Сибур Холдингом». Реализация разработанной программы осуществляется с 2008-2010 гг. и потребовала инвестиций в объеме 17,6 млрд р., из которых более 12 млрд р. было направлено на строительство газосборных сетей и газоперерабатывающих мощностей, около 5 млрд р. — на развитие собственной генерации и около
17,6 млн р. — на аудит существующих ресурсов по утилизации попутного газа.
Также «Газпром нефть» утилизирует попутный нефтяной газ в рамках СП с «Сибур Холдингом» на южной лицензионной территории «Приобское» (Ханты-Мансийский автономный округ). Плановые показатели степени утилизации попутного нефтяного газа составили:
2008 г. — 49 %, 2009 г. — 61 %, 2010 г. — 88 %, 2011 г. — 95 %.
Нефтяные компании имеют собственные программы повышения утилизации попутного газа. Они включают мероприятия, направленные на увеличение объемов его сбора, транспортировки и переработки, а также использования для выработки электроэнергии.
Основные трудности в плане транспортировки попутного нефтяного газа обусловлены его сложным компонентным составом, что заставляет компании нести дополнительные затраты на подготовку газа. Как правило, и это особенность газового бизнеса, здесь требуются долгосрочные соглашения в отношении объемов поставок и инвестиций в модернизацию инфраструктуры.
В последнее время идет много разговоров о возможной революции на мировом газовом рынке, которую связывают с перспективами добычи сланцевого газа.
Сланцевый газ — природный газ, добываемый из сланца, состоящий преимущественно из метана. Сланцевый газ образуется в результате деградации керогена, который содержится в горючих сланцах; газ находится там в микротрещинах.
О том, что в сланцах есть газ, было известно с начала XIX в. Однако эта порода отличается плотностью и низкой пористостью, и газ залегает в небольших изолированных «карманах». Чтобы добыть его, требуется пробурить множество скважин, каждая из которых даст лишь очень небольшой объем газа.
В 70-е гг. ХХ в., во время обострения проблемы энергетической безопасности в США, правительство, находясь в поиске возможных решений, вспомнило и о сланцах. Были проведены разведочные работы, в ходе которых выявлены четыре огромные сланцевые структуры — Barnett. Haynesville, Fayetteville и Marcellus, простирающиеся на десятки тысяч квадратных километров и, по-видимому, содержащие гигантские запасы природного газа. Однако на тот момент эти резервы оказались недоступными, а разработки соответствующих технологий добычи были прерваны после падения цен на нефть в 80-х гг.
Первая коммерческая газовая скважина в сланцевых пластах была пробурена в США в 1821 г. Изыскательские работы, исследования и испытания продолжались несколько лет. Масштабное промышленное производство сланцевого газа было начато компанией Devon Energy в США в начале 2000-х на месторождении Barnett Shale, которая на этом месторождении в 2002 г. пробурила впервые горизонтальную скважину. Началось практическое внедрение новой технологии. Компании постепенно учились работать со сланцевыми структурами, а в 2008 г. произошел резкий прорыв.
В 2008 г. добыча природного газа в США внезапно увеличилась на 7,5 % (или на 41,7 млрд м3), показав самые высокие темпы роста за четверть века. Большую часть этой прибавки дал именно сланцевый газ. По оценкам компании Ziff Energy Group, объем его добычи составил в 2008 г.
51,7 млрд м3 (около 8 % от общенационального показателя), из которых около 70 % пришлось на залежи Barnett.
Благодаря резкому росту добычи сланцевого газа в 2009 г. США стали мировым лидером добычи газа (745,3 млрд м3), причем более 40 % приходилось на нетрадиционные источники (метан из угольных пластов и сланцевый газ).
К 2010 г. добыча сланцевого газа в США достигла 51 млрд м3 в год. В начале апреля 2010 г. сообщалось, что Министерство энергетики США установило, что цифры по производству природного газа в стране завышались, в связи с чем оно намерено скорректировать итоговые показатели в сторону уменьшения.
6 апреля 2010 г. ведущий специалист энергетического департамента Института энергетики и финансов Н. Иванов заявил, что в добыче сланцевого газа образовался мыльный пузырь, увеличение его добычи оказалось не таким сильным, как
ожидалось. По мнению Иванова, темпы роста добычи сланцевого газа могут заметно сократиться, снизив давление на мировой рынок газа [1] .
При этом сланцевый газ оказался еще и дешевым. Chesapeake Energy объявила, что ее затраты на добычу составляют в среднем 3,50 долл. за 1 тыс. куб. футов — т. е. всего 99 долл. за 1 тыс м3. Это обещало настоящую революцию на газовом рынке — сначала американском, а затем и мировом.
Ряд экспертов полагают, что сланцевый газ обходится значительно дороже, чем заявляют добывающие компании. По мнению экспертов, реальные затраты на получение сланцевого газа составляют 212-283 долларов США за одну тысячу кубометров. Некоторые специалисты полагают, что компании, осуществляющие добычу сланцевого газа, искусственно занижают его себестоимость.
О том, что сланцевый газ обходится гораздо дороже, чем заявляют добывающие компании, косвенно свидетельствуют и их финансовые показатели. До падения в середине 2008 г. цены на природный газ в США порой превосходили на спотовом рынке 600 долл. за 1 тыс м3. Chesapeake Energy начала выходить на солидные объемы производства (миллиарды кубометров в год) уже в 2005 г., но отнюдь не получала никаких сверхприбылей. Более того, по состоянию на начало
2009 г. у компании было свыше 14,4 млрд долл. долгов и очень скромные финансовые показатели за предыдущий отчетный период.
Для добычи сланцевого газа используют горизонтальное бурение, гидроразрыв пласта и продвинутое сейсмическое моделирование 3D GEO. Аналогичная технология добычи применяется и для получения угольного метана.
Хотя сланцевый газ содержится в небольших количествах (0,2-3,2 млрд м3/км2), но за счет вскрытия больших площадей можно получать значительное количество такого газа.
Достоинство сланцевого газа — близость к рынкам сбыта. Ресурсы сланцевого газа в мире составляют 200 трлн м3. В США разведанные запасы сланцевого газа составляют 24 трлн м3. (технически извлекаемы — 3,6 трлн м3). Ведущей корпорацией в США по добыче сланцевого газа является Chesapeake Energy.
В 2009 г. добыча сланцевого газа в США составила 14 % от всего горючего газа; его доля увеличивается, что в 2009 г. привело к существенным изменениям в распределении мирового рынка горючего газа между странами и обра-
зованию избыточного предложения на рынке к началу 2010 г.
Залежи сланца, из которого можно добывать сланцевый газ, весьма велики и находятся в ряде стран: Австралия, Индия, Китай, Канада, США, Европа (Австрия, Англия, Венгрия, Германия, Польша, Швеция, Украина).
В начале апреля 2010 г. сообщалось, что в Польше открыты значительные запасы сланцевого газа, освоение которых планируется в мае того же года компанией ConocoPhillips.
По некоторым прогнозам, добыча сланцевого газа в США к 2015 г. может возрасти до 180 млрд м3 в год. А в 2020 г., согласно оценкам Ziff Energy, в Северной Америке будет добываться уже 900 млрд м3 газа в год (в 2000 г. — 723,5 млрд м3). Большая часть прироста будет обеспечена благодаря именно сланцевому газу.
Как считает, в частности, аналитик из Barclays Capital Том Дрисколл, в 2013 г. разработка сланцевых пластов будет обеспечивать до 40 % потребления газа в США, постепенно замещая истощающиеся традиционные месторождения. С такими оценками согласна и Chesapeake Energy, которая в октябре 2009 г. довела уровень производства до 73,6 млн м3 газа в сутки (26,9 млрд м3 в год), а к 2011 г. планирует довести его до 87,8 млн м3 в сутки (32,0 млрд м3 в год).
8 апреля 2010 г. министр энергетики России Сергей Шматко заявил, что вокруг роста производства сланцевого газа в мире образовался «ненужный ажиотаж». По его мнению, развитие рынка производства сланцевого газа в США не может повлиять на энергобаланс в мире [2].
Однако данные заявления можно воспринимать и как стремления российских экспортеров охладить пыл своих конкурентов. Ведь появления новых конкурентов может сильно повлиять на прибыли «Газпрома».
19 апреля 2010 г. министр природных ресурсов и экологии России Ю. Трутнев заявил, что рост добычи сланцевого газа является проблемой для «Газпрома» и России. Это стало первым подобного рода заявлением от российских чиновников высокого ранга [3].
В настоящее время в США разработаны проекты, предусматривающие резкое расширение потребления природного газа за счет широкого использования новых запасов. В частности, предлагается полностью перевести на газ и возобновляемые источники энергетику, отказавшись не только от угля, но и от атомных стан-
ций. Более того, некоторые эксперты не исключают массового использования сжиженного газа вместо нефтепродуктов в легковых и грузовых автомобилях, что даст возможность кардинально сократить потребление нефти в США и резко уменьшить зависимость страны от импортных энергоносителей.
Сегодня на мировом рынке газа наблюдается очевидное превышение предложения над спросом. Причиной этого стало, с одной стороны, снижение спроса со стороны западных стран вследствие тяжелейшего экономического кризиса, а с другой, появление на рынке избыточных объемов LNG от недавно введенных в строй предприятий. Именно по этой причине рухнули спотовые цены на газ, упавшие летом этого года до 120 долл. за 1 тыс м3, а европейские потребители требуют от «Газпрома» пересмотра принципов ценообразования на газ, чтобы исключить из ценовой формулы относительно дорогую на сегодняшний день нефть.
Благодаря разработке сланцевых месторождений, Европа, как ожидается, может радикально сократить свою зависимость от импорта газа и свободно выбирать между его поставщиками.
В России в настоящее время добычи сланцевого газа нет.
25 марта 2010 г. Комитет Госдумы по энергетике провел круглый стол на тему « Перспективы освоения ресурсов сланцевого газа».
Участники круглого стола рекомендовали Правительству РФ:
- провести оценку газосланцевого потенциала России;
- изучить передовые технологии добычи сланцевого газа; оценить возможность и перспективы их внедрения в Российской Федерации;
- детально проработать вопросы, связанные с влиянием развития сланцевой индустрии в США и вероятным ее возникновением в европейских странах и Китае на текущие и перспективные экспортные поставки газа из России.
Как показывают открытые данные о добыче газа, средний «срок жизни» газовых скважин составляет в США 30-40 лет, жизненный цикл скважины при добыче сланцевого газа на Barnett не превышает 8-12 лет.
Добыча сланцевого газа требует использования больших объемов воды, которая смешивается с песком и химикалиями. Анализ, проведенный в американском штате Вайоминг, где находится одна из крупных залежей, показывает, что эти химические вещества способны проникать в подпочвенные воды.
Эксперты обращают внимание на то, что это в Америке с ее просторами можно без особых проблем бурить десятки тысяч скважин на участках в тысячи квадратных километров. В густонаселенной Европе добывающие компании вряд ли смогут позволить себе подобную роскошь, что резко уменьшает привлекательность проектов по добыче сланцевого газа.
Безусловно, сланцевый газ представляет собой весьма перспективный ресурс. Очевидно, что его добыча в США будет расти. Но этот газ не будет дешевым. Судя по всему, его себестоимость будет существенно выше, чем при разработке большинства традиционных месторождений.
Скорее всего, появление нового источника не приведет к обвалу мировых цен на газ, но и такими высокими, как в 2007 г. и первой половине 2008 г., они, по-видимому, не будут еще очень долго. При этом надо учитывать, что расширение предложения относительно недорогого газа будет способствовать и росту его потребления, так что со временем рыночный баланс должен восстановиться.
Россия, очевидно, сохранит свой статус крупнейшего экспортера газа в мире, а в отдаленной перспективе, возможно, даже сумеет нарастить поставки в Европу, однако прежние сверхприбыли «Газпром» в обозримом будущем не увидит, а его доля в европейском потреблении заметно снизится по сравнению с серединой текущего десятилетия.
Список литературы
1. «Сланцевый пузырь» // РБК Дейли. 2010. 6 апр.
2. Шматко успокаивает насчет «ажиотажа» вокруг сланцевого газа // Росбалт. 2010. 8 апр.
3. Россия впервые признала опасность сланцевого газа // Lenta.Ru. 2010. 19 апр.
