CC BY
5Экономические системы. 2022. Том 15, № 1 (56). С. 80-89. Economic Systems. 2022;15(1(56)):80-89.
Научная статья УДК: 338.28
DOI 10.29030/2309-2076-2022-15-1-80-89
ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАБЛАГОВРЕМЕННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАНА ИЗ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
Юлиана Владимировна Соловьева1^, Максим Васильевич Черняев2
1 2 Российский университет дружбы народов, Москва, Россия
1 jouliana_sol@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-1437-0008, SPIN-код: 2393-4075
2 chernyaev-mv@rudn.ru, https://orcid.org/0000-0003-4638-5623, SPIN-код: 1500-2438
Аннотация. В статье рассматриваются особенности разработки метаноугольных месторождений и вопросы определения экономической эффективности. На основе анализа мирового и отечественного опыта метаноугольной добычи приводятся тенденции и возможные перспективы добычи метана в России. Как один из наиболее эффективных способов метаноугольной добычи предлагается заблаговременная дегазация. Для проведения объективного исследования в статье были использованы как общенаучные, так и специальные методы экономических исследований (экономический анализ и синтез); данные Министерства энергетики РФ, Института энергетических исследований РАН, отчетность нефтегазовых компаний, оценки и прогнозы экспертов угледобывающей отрасли. В результате проведенного анализа авторы пришли к мнению, что, преодолев существующие в отрасли проблемы, развитие метаноугольной добычи не только позволит обеспечить потребности регионов в газе, повысить безопасность труда шахтеров, защиту окружающей среды, но и даст существенный социально-экономический эффект на национальном уровне.
Ключевые слова: метан, метаноугольная добыча, заблаговременная дегазация, угольные пласты, промышленная добыча
Для цитирования: Соловьева Ю.В., Черняев М.В. Обоснование экономической эффективности заблаговременного извлечения метана из угольных пластов // Экономические системы. 2022. Том 15, № 1 (56). С. 80-89. DOI 10.29030/2309-2076-2022-15-1-80-89.
Благодарности: статья подготовлена в рамках инициативной научно-исследовательской работы № 061607-0-000 на тему «Комплексное решение для повышения экономической эффективности угольной промышленности как условие укрепления энергетической безопасности России», выполняемой на базе кафедры национальной экономики экономического факультета РУДН.
© Соловьева Ю.В., Черняев М.В., 2022
Original article
JUSTIFICATION OF THE ECONOMIC EFFICIENCY OF EARLY EXTRACTION OF METHANE FROM COAL SEAMS
Yuliana V. Solovieva1H, Maxim V. Chernyaev1
1 2 RUDN University, Moscow, Russia
1 jouliana_sol@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-1437-0008, SPIN-код: 2393-4075
2 chernyaev-mv@rudn.ru, https://orcid.org/0000-0003-4638-5623, SPIN-код: 1500-2438
Abstract. The article considers the features of methane-coal deposits development and the issues of determining economic efficiency. Based on the analysis of the world and domestic experience of methane coal mining, trends and possible prospects for methane production in Russia are presented. As one of the most effective methods of methane coal mining, advance gas-freeing is proposed. To conduct an objective study, the article used both general scientific and special methods of economic research (economic analysis and synthesis); data from the Ministry of Energy of the Russian Federation, the Institute of Energy Research of the Russian Academy of Sciences, reporting of oil and gas companies, estimates and forecasts of experts in the coal mining industry. As a result of the analysis, the authors come to the opinion that, having overcome the existing problems in the industry, the development of methane coal mining will not only ensure the needs of the regions for gas, improve the safety of miners, protect the environment, but also give a significant socio-economic effect at the national level.
Keywords: methane, methane-coal mining, advance gas-freeing, coal seams, industrial mining
For citation: Solovieva Yu.V., Chernyaev M.V. Justification of the economic efficiency of early extraction of methane from coal seams. Economic Systems. 2022;15(1(56)):80-89. (In Russ.). DOI 10.29030/2309-2076-2022-15-1-80-89.
Acknowledgments: the article was prepared as part of the initiative research work No. 061607-0-000 on the topic «A comprehensive solution for improving the economic efficiency of the coal industry as a condition for strengthening Russia's energy security», carried out on the basis of the Department of National Economics of the Faculty of Economics of the RUDN.
Введение
В недрах угольных бассейнов на текущий момент находятся не только большая доля мировых угольных ресурсов, но и доля сопутствующего ему метана, концентрация которого, по различным оценкам, «в смеси природных газов угольных пластов составляет 80-98%» [4]. Оценивая угольные пласты как место значительных накоплений метана, выявляются широкие перспективы увеличения ресурсов углеводородных газов. Так, являющийся наиболее опасным спутником угля метан «становится ценным полезным ископаемым, подлежащим самостоятельной промысловой добыче или попутному извлечению в шахтах при комплексной поэтапной эксплуатации газоносных угольных месторождений» [4].
Мировые месторождения угля преимущественно рассматриваются как возможности извлечения твердого топлива и газа, использование которых влечет за собой выбросы парниковых газов, в том числе метана. Наблюдаемый рост добычи угля, эмиссии метана увеличивают загрязнение атмосферы, в связи с чем создание базы для эффективного извлечения и использования метана как нетрадиционного вида энергии становится необходимостью.
Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. определяет разработку месторождений и вовлечение в хозяйственный оборот в нефтяном и газовом секторах нетрадиционных запасов как одно из приоритетных направлений научно-технологического развития. К 2030 г. предусматривается «увеличение доли нетрадиционного газа в общем объеме добычи газа до 15 %» [10].
Как показано в Прогнозе научно-технологического развития отраслей топливно-энергетического комплекса России на период до 2035 г., на основе работы ряда экспертных панелей были выделены 24 отраслевые критические технологии, в том числе и технологии дегазации угольных пластов и утилизации шахтного метана.
Заблаговременная дегазация угольных пластов позволяет предотвратить выделение в атмосферу 5-30 м3 угольного метана, что значительно снижает техногенные последствия для окружающей среды. Применение технологии заблаговременной дегазации способствует решению вопросов обеспечения «безопасности ведения горных работ, повышения эффективности угледобычи (на особо опасных по газу и пыли шахтах нагрузки на очистные забои в 1,5-2 раза ниже технологически возможных). Создаются условия для эффективной утилизации метана при значительном расширении возможных направлений за счет высоких кондиций получаемого газа» [3].
Методология и методы исследования
В работе были применены как общенаучные, так и специальные методы экономических исследований (экономический анализ и синтез). Были использованы данные Министерства энергетики РФ, Института энергетических исследований РАН, отчетность нефтегазовых компаний, оценки и прогнозы экспертов угледобывающей отрасли.
Для проведения объективного исследования в статье были использованы такие эффективные методы взаимодействия с информацией, как поиск и отбор достоверных сведений, анализ полученных данных и сопоставление с мнениями независимых экспертов.
Материалами, на основе которых проводился анализ, послужили российские и зарубежные публикации, государственные статистические материалы, мнения и оценки экспертов области, а также собственные наработки авторов.
Основная часть Метаноугольные месторождения: особенности разработки
Используемые на данный момент способы добычи угольного метана принципиально различны. Первый из них - шахтный - применяется угледобывающими предприятиями преимущественно для собственных нужд в районе добычи угля в связи с незначительным содержанием в его составе метана. При втором способе - скважинном - метан выступает в качестве самостоятельного продукта, а не просто попутно добываемого. Данный способ используется в промышленных масштабах. При этом разработка метаноугольных месторождений при таком способе осуществляется «с применением специальных технологий интенсификации газоотдачи пластов (самые распространенные варианты — гидроразрыв пласта, закачка через скважину воздуха или воздухо-воздушной смеси, воздействие на пласт током)» [4].
Необходимо отметить, что не все виды углей пригодны для добычи метана. Например, длиннопламенные бурые угли содержат метан в незначительном количестве, а уголь антрацит отличается его высокой концентрацией, но при этом трудно добываем. Наиболее перспективными метаносодержащими углями признаются угли, обладающие рядом характеристик, присущих как бурым углям, так и антрацитам. С учетом нахождения именно такого вида угля в Кузбассе компания «Газпром», выполняя поручение Президента РФ, «активно участвует в реализации инновационного проекта по добыче угольного газа» [4].
Мировой опыт метаноугольной добычи
На данный момент лидирующие позиции по уровню развития метаноугольной промышленности занимают США. Достигается это в том числе за счет применения «технологии извлечения из угольных пластов до 80% содержащегося в них метана» [9], разработанной и внедренной в стране.
Учитывая тот факт, что мировые запасы угольного метана значительно превышают запасы природного газа, данная отрасль будет активно развиваться и, по различным оценкам, «промышленная добыча шахтного метана в мире может достигнуть... 15-20% мировой добычи природного газа» [9]. Наибольшими запасами метана обладают такие страны, как Австралия, Великобритания, Германия, Индия, Китай, США, ЮАР. Однако добыча угольного метана ведется и в ряде других стран (Индонезии, Малайзии, Мексике, Новой Зеландии, Чили, Японии и др.).
Промышленная добыча метана в странах-лидерах по его добыче началась в 1990-е гг. (в США - в 1980-е гг.). Наибольшим потенциалом роста метаноугольной добычи обладает Китай, учредивший в 1996 г. специализированную Китайскую объединенную корпорацию по метану из угольных пластов. В целях стимулирования добычи шахтного метана в 2007 г. в Китае утверждена новая налоговая политика. Налоговые льготы для метанодобывающих предприятий действуют и в других странах.
По оценкам газового комитета Канады, в перспективе метан угольных пластов станет основным видом добываемого газа в ряде районов страны.
В Великобритании недавно был разработан и внедрен «альтернативный метод извлечения метана из заброшенных шахт посредством откачки через вентиляционные стволы..., куда он поступает из неотработанных угольных пластов» [1].
Как показывает опыт зарубежных стран, необходимость и целесообразность крупномасштабной метаноугольной добычи очевидны.
Отечественный опыт добычи угольного метана
До недавнего времени из угольных пластов метан в России добывался только попутно. В 2000 г. был подписан договор между администрацией Кемеровской области и компанией «Газпром» по реализации совместного проекта по добыче метана из угольных пластов Кузнецкого бассейна. Губернатор Кемеровской области А. Тулеев отметил: «Организация промышленной добычи газа из угольных пластов чрезвычайно важна для Кемеровской области. Она под силу только такой компании, как «Газпром». Мы надеемся, что крупнейшая газовая корпорация мира будет и в дальнейшем уделять этому проекту должное внимание, а государство окажет ему достойную поддержку» [9].
В 2003 г. «Газпром» начал реализацию «проекта по оценке возможности промышленной добычи метана из угольных пластов в Кузбассе» [4]. В 2005 г. в районе Талдинского месторождения создается научный полигон, на котором разрабатывается технология добычи метана, после апробации которой в 2010 г. запускается «первый в России промысел по добыче угольного газа. В ноябре 2011 г. метан угольных пластов был признан самостоятельным полезным ископаемым и внесен в Общероссийский классификатор полезных ископаемых и подземных вод» [4].
Прогнозное количество метана угольных пластов в России оценивается в 83,7 трлн м3, что соответствует «примерно трети прогнозных ресурсов природного газа страны» [4]. Кузбасс при этом является одним из крупнейших в мире метаноугольных бассейнов. Его прогнозные ресурсы оцениваются более чем в 13 трлн куб. м [4] (рис. 1).
Такая оценка ресурсов, а также значительные глубины угольного бассейна, позволяющие сохранять большой объем метана на дальнюю перспективу, обеспечивают возможности крупномасштабной метановой добычи в угольных пластах как самостоятельного ресурса.
Таким образом, метаноугольная добыча в России обусловлена наличием:
• крупных запасов метаноугольных ресурсов;
• эффективных технологий добычи метана из угольных пластов, в том числе применяемых в зарубежных странах;
• квалифицированного научно-технического потенциала.
Рис. 1. Карта угольных бассейнов России
Источник: [4].
Тенденции и перспективы метаноугольной добычи в России
Широкомасштабная добыча метана из угольных пластов наиболее актуальна для угледобывающих регионов в связи с насущной необходимостью снижения газоопасности добычи угля, улучшения экологической обстановки в регионе, реализации возможности покрыть свои потребности, создать новые рабочие места.
Промышленная метаноугольная добыча в настоящее время обладает наибольшим потенциалом роста из реализуемых в России проектов развития альтернативных источников газа. Однако пока сложно определить как масштабы такой добычи, так и конечную себестоимость метана, так как спрос на угольный метан в ближайшее время будет ограничиваться угледобывающими и близлежащими к ним регионами. Тем не менее «в отдаленной перспективе возможно его использование даже в экспортных поставках в КНР и страны ЕС» [1].
Себестоимость добычи угольного метана является одним из базовых вопросов, возникающих при оценке его перспектив. Так, по данным Московского государственного горного университета, «при квалифицированной дегазации себестоимость добычи шахтного метана должна составлять не более 9 долл.
за 1 тыс. куб. м. Причем такие расчеты делались на основе данных заполярных месторождений Воркуты, т. е. применительно к особо сложным климатическим условиям.
Вместе с тем, по оценке не менее авторитетного Института горного дела им. А.А. Скочинского, минимальная стоимость добычи 1 тыс. куб. м шахтного метана в России составит 290 долл. Ученые исходят из того, что для извлечения из пласта 3 млрд куб. м газа понадобится бурение более чем 18 тыс. скважин. Вместе с тем, по данным ВНИГРИуголь (г Ростов-на-Дону), себестоимость шахтного метана приблизилась к себестоимости добычи природного газа в Западной Сибири еще в 2000 г., т. е. на сегодняшний день может составлять около 15-20 долл. за 1 тыс. куб. м. Однако конечная цена угольного газа окажется в любом случае выше природного, поскольку его транспортировка предполагает более высокие затраты на компрессирование в связи с низким устьевым давлением при выходе из скважины [1].
Снизить себестоимость добычи угля позволит утилизация метана. По мнению специалистов, в зависимости от условий - на 3-4% [9], что положительно скажется на некоторых экономических показателях предприятий угледобывающей промышленности. А именно: увеличится разница между ценой и себестоимостью добычи угля, т. е. снизятся убытки, сократится расход угля на собственные нужды предприятия.
Однако для развития промышленной крупномасштабной метаноугольной добычи в России наблюдается ряд препятствий. До настоящего времени слабо развита нормативно-правовая база, регулирующая отношения в данной сфере, что является препятствием в привлечении инвестиций в этот бизнес. Не хватает и государственной поддержки, в том числе в сфере налогообложения. Так, «масштабная добыча угольного метана в США, Австралии, Китае началась после того, как государства стали стимулировать данные проекты, предоставив значительные налоговые льготы компаниям, занявшимся извлечением газа из угольных пластов» [2].
Одним из способов объединения промышленной добычи и дегазации, а соответственно, повышения эффективности метаноугольной добычи, является заблаговременная дегазация угольных шахт. Основную причину слабого распространения данного способа составляют трудности, связанные со значительным разрывом во времени между основными этапами (добычей угля и получением эффекта от дегазации) при вложении финансовых средств. Так как этот разрыв составляет несколько лет, то не каждое добывающее предприятие обладает такими средствами и возможностями. В связи с этим «чаще всего выбор делается в пользу одновременного ведения работ по дегазации и угледобыче» [5].
Тем не менее развитие метаноугольной добычи не только позволит обеспечить потребности регионов в газе, повысить безопасность труда шахтеров, защиту окружающей среды, но и даст существенный социально-экономический эффект на национальном уровне.
Заключение
В современных условиях экономическая выгода от добычи метана играет большую роль. Попытки количественной оценки ресурсной базы проводились в ряде стран (Австралии, Канаде, США), однако к единой системе оценки пока не привели.
В российских реалиях развитие метаноугольной добычи сдерживается как инфраструктурными недостатками, так и организационными и технологическими трудностями. В законодательстве отсутствует система налогового стимулирования или субсидирования готовых к осуществлению добычи метаноугольного газа компаний. Не определены политика и порядок налогообложения добычи метаноугольного газа, а также положения, регулирующие получение лицензий на его добычу. Экономические показатели метаноугольной добычи на стратегическом уровне не определены в силу влияния ряда факторов. Так, наблюдается замедление глобализации газового рынка, что говорит о переходе к его регионализации. Ряд специалистов отмечает, что «озабоченность недостаточным предложением сменилась обсуждением слабеющего спроса; устойчивому росту потребления природного газа в США и европейских странах мешает затянувшийся выход из экономического кризиса; спрос на природный газ при низких ценах на рынках США и европейских стран остаётся неэластичным, равно как и спрос на природный газ, предъявляемый рынками азиатских стран» [2]. Указанное говорит о направленности предприятий на фоне увеличения цен на энергоносители устанавливать на производимую продукцию завышенные цены и постепенном замещении газом добываемой нефти.
Список источников
1. Белогорьев А. Рискованный прибыльный проект: перспективы добычи угольного метана в России // Институт проблем естественных монополий: независимый научно-исследовательский центр. URL: www.ipem.ru/news/publications/307.html (дата обращения: 23.05.2021).
2. Генеральская К. Секреты добычи и переработки угольного метана в России. URL: https:// dprom.online/chindustry/sekrety-dobychi-i-pererabotki-ugolnogo-metana-v-rossii (дата обращения: 20.05.2021).
3. Михайленко В.С. Технология заблаговременной добычи метана из угольных пластов // Матер. IX Всероссийской конференции «Молодёжь и наука». Красноярск : Сибирский федеральный ун-т, 2013. URL: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2013/section037.html (дата обращения: 18.05.2021).
4. О перспективах добычи в России угольного газа. URL: www.gazprom.ru/about/production/ extraction/metan (дата обращения: 24.05.2021).
5. ПармузинП.Н. Зарубежный и отечественный опыт освоения ресурсов метана угольных пластов. Ухта: УГТУ, 2017. 109 с.
6. Прогноз научно-технологического развития отраслей топливно-энергетического комплекса России на период до 2035 г // Министерство энергетики Российской Федерации. URL: https://minenergo.gov.ru/node/6365 (дата обращения: 20.05.2021).
7. Прогноз развития энергетики мира и России. М. : ИНЭИ РАН-АЦ при Правительстве РФ, 2016. 196 с.
8. ПучковА.Л. Экономическая оценка эффективности системы извлечения угольного метана // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2006. № 7. С. 47-53.
9. Угольный метан: перспективы добычи и использования. URL: https://neftegaz.ru/science/ booty/331981-ugolnyy-metan-perspektivy-dobychi-i-ispolzovaniya (дата обращения: 26.05.2021).
10. Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. URL: www.garant.ru/products/ ipo/prime/doc/96681 (дата обращения: 19.05.2021).
11. Best Practice Guidance for Effective Methane Drainage and Use in Coal Mines. United Nations Economic Commission for Europe Group of Experts on Coal Mine Methane, Geneva, 2016.
References
1. Belogoryev A. Risky profitable project: Prospects for coal methane production in Russia. Institute of Natural Monopoly Problems: Independent Research Center. URL: www.ipem.ru/news/ publications/307.html. (In Russ.).
2. General'skaya K. Secrets of coal methane mining and processing in Russia. URL: https:// dprom.online/chindustry/sekrety-dobychi-i-pererabotki-ugolnogo-metana-v-rossii. (In Russ.).
3. Mikhaylenko V.S. Technology for early extraction of methane from coal seams. Mater. IX All-Russian Conference «Youth and Science». Krasnoyarsk, 2013. URL: http://conf.sfu-kras.ru/sites/ mn2013/section037.html. (In Russ.).
4. On prospects of coal gas production in Russia. URL: www.gazprom.ru/about/production/ extraction/metan. (In Russ.).
5. Parmuzin P.N. Foreign and domestic experience of coal bed methane resources development. Ukhta : UGTU; 2017. 109 p. (In Russ.).
6. Forecast of scientific and technological development of sectors of the fuel and energy complex of Russia for the period up to 2035. Ministry of Energy of the Russian Federation. URL: https:// minenergo.gov.ru/node/6365. (In Russ.).
7. World and Russian Energy Development Forecast. Moscow : INEI RAS-AC under the Government of the Russian Federation; 2016. 196 р. (In Russ.).
8. Puchkov A.L. Economic evaluation of the efficiency of the coal methane extraction system. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten' (nauchno-tekhnicheskiy zhurnal) = Mining Information and Analytical Bulletin (scientific and technical journal). 2006;(7):47-53. (In Russ.).
9. Coal methane: prospects for production and use. URL: https://neftegaz.ru/science/ booty/331981-ugolnyy-metan-perspektivy-dobychi-i-ispolzovaniya. (In Russ.).
10. Russia's Energy Strategy 2030. URL: www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/96681. (In Russ.).
11. Best Practice Guidance for Effective Methane Drainage and Use in Coal Mines. United Nations Economic Commission for Europe Group of Experts on Coal Mine Methane, Geneva; 2016.
Информация об авторах
Ю.В. Соловьева - кандидат экономических наук, доцент кафедры национальной экономики, экономический факультет РУДН;
М.В. Черняев - кандидат экономических наук, доцент кафедры национальной экономики, советник декана по ВЭД, заместитель декана по очно-заочному и заочному отделению, экономический факультет РУДН.
Information about the authors
Yu.V. Solovieva - Ph.D. in economic sciences, associate professor of national economy department, dean's adviser on international cooperation issues, faculty of economics RUDN University;
M.V. Chernyaev - Ph.D. in economic sciences, associate professor of the department of national economy, dean's advisor for foreign economic activity, deputy dean for part-time and part-time departments, faculty of economics RUDN University.
Статья поступила в редакцию 17.02.2022; одобрена после рецензирования 24.02.2022; принята к публикации 07.03.2022.
The article was submitted 17.02.2022; approved after reviewing 24.02.2022; accepted for publication 07.03.2022.
