Уровень развития газовой промышленности
Газовая промышленность Казахстана сегодня представляет собой больше территориально разобщенную совокупность отдельных технологических звеньев, чем хорошо сбалансированную отраслевую систему. Не в полной мере осуществляется переработка добываемого природного газа, а производственные мощности газоперерабатывающих заводов загружены на 70%. Кроме того, отсутствует возможность перераспределения газа с месторождений, где ведется его добыча, в регионы основного практического использования в целях удовлетворения потребностей республики за счет собственных ресурсов.
В среднесрочной перспективе необходимо расширение действующих и строительство новых ГПЗ с одновременным сооружением специальных установок по очистке газа. В долгосрочной перспективе требуется увеличение доли природного газа в общей структуре топливно-энергетического баланса как экологически чистого вида топлива. На сегодняшний день уровень газификации населения является не достаточным. Так, в Мангистауской области уровень газификации составляет 91, в г. Алматы – 81, в Западно-Казахстанской – 67, в Актюбинской – 58,3, Атырауской области – 56, в г. Кызылорда – 44,5, в Южно-Казахстанской – 41,5, Жамбылской – 24, Костанайской – 16, Алматинской области – 5,7%. Сжиженный газ – это природный газ, искусственно сжижаемый путем многоступенчатого сжатия и последующего охлаждения до температуры -160 °C в целях обеспечения хранения и транспортировки.
В процессе сжижения природный газ уменьшается в объеме примерно в 600 раз, при этом происходит значительный расход энергии до 25 % от ее количества. Для применения в домашнем хозяйстве сжиженный природный
Направления сбыта казахстанского природного газа в течение последних лет не меняются – это, в первую очередь, внутренний рынок и рынки стран СНГ. В структуре потребления доля газа, используемого для обеспечения предприятий и населения, составляет порядка 50%, на преобразование в другие виды энергии уходит около 40%. Серьезным препятствием для расширения экспорта природного газа и обеспеченности им внутреннего рынка является недостаточный уровень развития системы магистральных газопроводов. Динамика внутренних цен на природный газ за период с 2002 по 2009 год показывала устойчивую тенденцию к росту, вызванную увеличением объема потребления газа и ростом цен на него на мировых товарных рынках. При этом цены приобретения природного газа превышали уровень цен производства (себестоимости) более чем три раза.
Повышение экологических требований к добыче и разработке нефтегазовых месторождений потребует более высоких затрат на утилизацию и очистку газа и проведение практических природоохранных мероприятий в процессе переработки природного газа. В целом экономическое состояние газовой промышленности характеризуется стабильностью, имеющей тенденцию к росту, при этом многие показатели отрасли взаимно коррелируются с показателями по добыче сырой нефти.
Отметим структурное различие в цене реализации нефти и природного газа. В отличие от жидкой нефти, для природного газа весь путь от месторождения до потребителя требует более тщательной герметизации или низкотемпературного сжижения. В результате транспортные издержки в цене газа достигают двух третей его стоимости, в то время как для нефти этот показатель составляет одну четвертую часть.
Если ранее соотношение мировых цен на нефть и газ показывало устойчивое превышение цен на нефть над ценами по природному газу за длительный период времени, то сегодня ситуация меняется. Сопоставление ценового уровня британской тепловой единицы в нефти и газе за период с 1998 по 2008 год показывает, что с 2003 года нефть имела более дорогостоящую теплотворность по сравнению с природным газом. Начиная с 2006 года сжиженный природный газ является наиболее дешевым из сопоставляемых видов топлива. В 2008 году цена сжиженного газа приблизилась к цене газообразного продукта, а в 2009 году превысила ее.
Мировые тенденции по производству сжиженного газа
Сжиженный газ – это природный газ, искусственно сжижаемый путем многоступенчатого сжатия и последующего охлаждения до температуры -160 °C в целях обеспечения хранения и транспортировки. В процессе сжижения природный газ уменьшается в объеме примерно в 600 раз, при этом происходит значительный расход энергии до 25 % от ее количества. Для применения в домашнем хозяйстве сжиженный природный газ (СПГ) преобразуется в газообразное состояние на специальных регазо-фикационных терминалах. Сжиженный газ используется также как автомобильное топливо, представляющее собой смесь пропана, бутана и незначительного количества непредельных углеводородов (около 1%).
Основными потребителями сжиженного газа на сегодняшний день выступают Япония и Южная Корея. В Японии практически все 100 % потребностей в «голубом» топливе покрываются за счет его импорта, поскольку на территории страны не производится добыча газа и отсутствуют магистральные газопроводы. В 2010 году Страна восходящего солнца импортировала свыше 93 млрд. куб. м сжиженного газа. Япония является также лидером и по количеству приемных терминалов.
Значительными темпами растет импорт сжиженного газа в Китай и Индию. Среди стран Европейского Союза крупнейшими потребителями сжиженного природного газа являются Испания, Бельгия и Франция.
В настоящее время власти Китая принимают ряд дополнительных мер, направленных на увеличение доли газа в энергобалансе страны. Однако на фоне высоких темпов экономического развития Китая увеличение добычи природного газа не сможет полностью перекрыть его внутренний спрос, поэтому потребление сжиженного газа будет расти. В 2010 году китайский импорт сжиженного природного газа увеличился почти на 70% и составил 12,8 млрд. куб. м.
Сегодня ведущим производителем сжиженного газа в мире является Государство Катар, за ним следуют Малайзия, Индонезия, Австралия и Алжир. В 2010 году Катар – успешная страна Персидского залива – произвела 77 млн. т сжиженного газа.
Катар первым в мире построил интегральную систему по добыче и производству сжиженного газа «Qatargas 2», стоимостью свыше 13 млрд. долл. США . Эта система обладает на 50% более высокой эффективностью производства сжиженного газа по сравнению с существующими заводами. Объем годового производства составляет 15,6 млн. т сжиженного газа.
Производственная цепочка системы «Qatargas 2» состоит из трех полностью автоматизированных газодобывающих морских платформ, заводских объектов по трехфазовой переработке и сжижению газа, пяти складских цистерн, системы поддержания пластового давления, энергосистемы, двух причалов и флота из 14 новейших судов, предназначенных для транспортировки сжиженного газа, и терминала для загрузки.
В разработке «Qatargas 2» участвовали крупнейшие энергетические компании: катарская Quatar Petroluem, американская ExxonMobil и французская Total. Сжиженный природный газ направляется в основном в Великобританию по подписанным долгосрочным контрактам, которые обеспечивают свыше 20% потребностей Соединенного Королевства в топливе. В настоящее время Катар поставляет сжиженный природный газ в 23 страны на четырех континентах. В целом доля Катара на мировом рынке сжиженного природного газа превысила 28%. Если говорить о России, то первый завод по производству сжиженного природного газа был построен в 2006 году в рамках реализации нефтегазового проекта «Сахалин-2» в поселке Пригородный на юге Сахалина.
18 февраля 2009 года состоялась торжественная церемония запуска этого завода по производству СПГ, построенного компанией «Сахалин Энер-джи». Сжижение газа на заводе производится на двух технологических линиях производительностью 4,8 млн. т СПГ в год каждая. В 2010 году завод вышел на проектную производственную мощность в 9,6 млн. т. На заводе используется специально разработанная компанией «Шелл» технология сжижения газа с применением двойного смешанного хладоагента (смесь азота, метана, этана и пропана), повышающая эффективность производства за счет использования преимуществ холодного сахалинского климата.
Строительство второго завода по производству сжиженного природного газа планируется осуществить в Приморье.
Для Казахстана представляется актуальной разработка отдельной государственной программы по использованию сжиженного газа в целях обеспечения хозяйственных нужд населения республики. Очень важной является реализация проекта по обеспечению северных регионов Казахстана сжиженным природным газом, а также осуществление пилотного проекта по снабжению населения сжиженным газом через групповые резервуар-ные установки, установленные, например, в Жанажоле или в Щученско-Боровской курортной зоне.
Перспективы использования сланцевого природного газа
В 2009 году на мировом рынке природного газа произошло знаковое событие, которое для многих экспертов оказалось полной неожиданностью. Соединенные Штаты Америки произвели 620 млрд. куб. м горючего газа, что на 40 млрд. куб. м больше, чем Российская Федерация. Впервые, начиная с 2002 года, США сумели обогнать Россию по производству природного газа. Секрет американского успеха заключался, прежде всего, в существенном увеличении добычи сланцевого природного газа. Это связано преимущественно с благоприятной конъюнктурой на рынке, с льготной системой налогообложения компаний, занимающихся добычей газа из нетрадиционных источников, и с разработкой и освоением инновационной технологии производства сланцевого газа.
Технология добычи сланцевого газа отличается использованием горизонтального направленного бурения и проведением гидравлических разрывов газоносных сланцевых пород с последующей закачкой воды и химических реагентов – пропантов, представляющих собой гранулированные алюмосиликаты, которые поддерживают микротрещины, образованные при гидроразрыве, в раскрытом виде.
Сегодня сланцевый природный газ позиционируется в США и европейских странах в качестве основной альтернативы традиционным источникам природного газа. По существу, сланцевый газ представляет собой природный газ, состоящий преимущественно из метана, добываемый из глинистых сланцевых пород, в которых минералы располагаются слоями, параллельно друг другу.
Суммарные мировые ресурсы сланцевого газа составляют около 200– 250 трлн. куб. м 9. Разведанные запасы сланцевого газа в США достигают 24 трлн. куб. м, а технически извлекаемые запасы сланцевого газа, по данным Агентства энергетической информации США, не превышают 1,6 трлн. куб. м.
В 2009 году добыча сланцевого газа в США в общей добыче природного газа составила более 11,3%, или 51 млрд. куб. м, по сравнению с 2% в 2000 году. По прогнозам компании East European Gas Analysis, добыча сланцевого газа в США к 2015 году возрастет до 180 млрд. куб. м и будет увеличиваться до 2035 года со среднегодовым приростом 5,3%, а импорт газа – уменьшаться на 2,6% ежегодно.
Вместе с тем, крупные залежи сланцевого газа обнаружены также в Европе, в частности в Польше, Англии, Австрии, Германии и Швеции. Прогнозные европейские запасы сланцевого газа составляют около 35 трлн. куб. м.
По данным американского Агентства энергетической информации, запасы сланцевого газа в Польше составляют 5,3 трлн. куб. м, поэтому в принципиальном плане Польша могла бы прекратить импорт газа и стать крупным газовым поставщиком для Европы. В связи с этим представляется не случайным визит Президента США Барака Обамы в Польшу в конце мая 2011 года, который проходил исключительно под знаком польско-американского сотрудничества в области добычи газа.
Примечательно, что в 2010 году четыре компании, такие как: нефтегазовый гигант ConocoPhillips, американские нефтяные группы ExxonMobil и Marathon, канадская компания Talisman Energy, приступили к геологическим исследованиям и проведению эксплуатационных работ на ряде перспективных польских месторождений сланцевого газа.
В Китайской Народной Республике суммарные запасы сланцевого газа, по опубликованным данным PetroChina, составляют свыше 45 трлн. куб. м. В ноябре прошлого года компании China Petroleum and Chemical Corp. заключили с концерном Shell соглашение о совместном освоении сланцевых запасов в Китае.
Страна активно закрепляется на мировых рынках разведки и добычи природного газа. Так, за первые три месяца 2011 года китайские компании потратили свыше 6 млрд. долл. США на покупку активов по сланцевому газу в Северной Америке, почти в шесть раз больше, чем в 2010 году.
Кроме того, Президент США Барак Обама и Председатель Китайской Народной Республики Ху Цзиньтао объявили о запуске совместного проекта по разработке месторождений сланцевого газа. В Швеции с 2009 года нефтехимический концерн Shell PLC ведет бурение скважин для промышленной добычи сланцевого газа, которого хватит этой стране на десять лет для полного внутреннего обеспечения.
Повышенный интерес к сланцевому природному газу как перспективному сектору нетрадиционного источника энергии привел к оживлению фондового рынка и заключению ряда финансовых сделок.
Так, например, в конце 2009 года американская нефтяная компания ExxonMobil приобрела за 41 млрд. долл. США крупного производителя нетрадиционного газа XTO Energy. Норвежская компания StatoilHydro создала совместное предприятие с американской компанией Chesapeake Energy, вложив в нее 3,4 млрд. долл. США инвестиционных средств10.
В феврале 2010 года японская Mitsui Bussan вложила 5,4 млрд. долл. США в месторождение Marcellus Shale в Пенсильвании, разработка которого осуществляется американской фирмой Anadarko Petroleum.
Кроме того, американская ConocoPhillips и британско-нидерландская Shell приобрели лицензии на разработку месторождений сланцевого газа в Польше, Германии и Швеции. Ведутся подготовительные работы к добыче сланцевого природного газа в Индии, Австралии и в других государствах Азии. Однако в Российской Федерации и в Республике Казахстан целенаправленные геолого-исследовательские работы по поиску месторождений и использованию сланцевого природного газа пока не проводятся. Следует отметить, что сланцевый природный газ наряду с «революционными» свойствами обладает рядом достаточно «негативных» характеристик.
Во-первых, концентрация природного газа в глинистых сланцевых породах значительно меньше, чем в традиционных газовых и угольных месторождениях. Так, степень концентрации сланцевого газа находится в пределах от 0,2 до 3,2 млрд. куб. м на 1 кв. км, поэтому при коэффициенте отдачи в 20% извлекаемые ресурсы газа составляют всего от 0,04 до 0,6 млрд. куб. м на 1 кв. км 11.
Во-вторых, усредненный срок эксплуатации скважины по добыче сланцевого газа составляет шесть-десять лет, при этом около 15-20% скважин исчерпывают свой ресурс рентабельности уже в течение первых четырех-шести лет работы. Для сравнения, традиционные газовые скважины имеют средний резерв рентабельности на уровне 20-25 лет активной эксплуатации.
В-третьих, объем инвестиций только на бурение и содержание эксплуатационных скважин до полного освоения запасов может достигать десятков и сотен миллиардов долларов США, что несравнимо со средними затратами в отношении традиционных месторождений природного газа. Тем не менее, колоссальные запасы сланцевого природного газа, возможность его добычи в непосредственной близости от потребителей без строительства трубопроводных систем, освоение инновационных технологий превращают его в один из ключевых факторов, влияющих на мировой рынок природного газа.
Поэтому в Казахстане является настоятельно необходимым проведение исследований по наличию потенциальных ресурсов, степени извлечения и разработка инновационных технологий по добыче сланцевого природного газа.
Перспективы использования газовых гидратов
В последнее время в мире наблюдается повышенный интерес к нетрадиционным источникам углеводородов в виде газовых гидратов.
Гидраты природных газов, или клатраты (от латинского слова «clathratus» – «сажать в клетку»), представляют собой кристаллические соединения, образующиеся из воды и газа при определенных термобарических условиях. Основным структурным элементом гидратов является кристаллическая ячейка, состоящая из молекул воды, внутри которой расположена молекула газа. Ячейки образуют плотную кристаллическую решетку, поэтому благодаря такой компактной структуре гидраты содержат большое количество метана. Для сравнения, одна объемная единица гидратов содержит газ, который занимает от 150 до 180 объемных единиц при нормальных условиях. Фактически из одного кубического метра гидратов можно получить до 200 куб. м газа, преимущественно метана с небольшими примесями этана и пропана.
Газовые гидраты по своему внешнему виду очень похожи на обыкновенный лед, однако стоит поднести к ним спичку, как они загораются прозрачным и слегка голубоватым пламенем. Крупные скопления природных газовых гидратов были обнаружены на шельфе Японии, в районе Блейк Ридж к востоку от морской границы США, на материковой окраине около Ванкувера в Канаде, в Новой Зеландии, Панаме, Бразилии, Чили, Западной Африке, Индии, России и Украине.
На сегодняшний день в мире открыто более 200 месторождений природных газовых гидратов. Около 98% запасов газовых гидратов сосредоточено в акваториях Мирового океана, в зоне вечной мерзлоты или на дне Северного Ледовитого океана, 2% в приполярных частях материков.
По оценке специалистов, общее содержание метана в газовых гидратах на два порядка превышает суммарный объем метана в традиционно извлекаемых запасах, оцениваемых в объеме 250 трлн. куб. м.
Учитывая огромный потенциал этого источника углеводородов, многие страны активно приступили к выполнению программ по исследованию и разведке залежей газовых гидратов. В настоящее время такие исследования ведутся в Японии, Канаде, США, Индии, Норвегии, России и Украине. Опыт разработки первого в мире газогидратного Мессояхского месторождения в Сибири, расположенного в северной части Западно-Сибирского бассейна, подтвердил технические возможности и экономическую эффективность разработки газогидратных залежей.
Однако основная проблема заключается в том, что до сих пор не существует промышленно надежной и экономически рентабельной технологии добычи метана из газовых гидратов. Экспериментальные технологии добычи метана из гидратов используют в основном три метода: нагрев горячим раствором; снижение давления до уровня, достаточного для разложения гидратов; и закачка ингибиторов, приводящая к изменению равновесных параметров гидратов.
В 2008 году специалисты геологической службы Канады, США, японской национальной нефтяной корпорации JNOC, японской нефтяной разведочной компании JAPEX и компании «Шлюмберже» провели комплексное исследование газогидратной залежи в дельте реки Маккензи (Канада). В совместном проекте стоимостью свыше 47 млн. долл. США по изучению возможностей разработки новой исследовательской скважины Маллик было задействовано свыше 200 инженеров. В результате испытаний исследователи смогли добиться устойчивого выхода газа из месторождения газовых гидратов, и в течение недели дебит газа составлял от 1000 до 2500 куб. м газа в сутки 12. Фактически можно говорить о появлении новой технологии промышленной добычи газа из природных гидратов.
В Японии исследования газовых гидратов как альтернативного источника энергии являются одной из приоритетных государственных задач. Активные исследования газогидратных залежей ведутся в Японском море, в районе подводного желоба Нанкаи, в 60 км от японского берега. Вкладывая в эти исследования десятки миллионов долларов США и привлекая зарубежных специалистов, японцы планируют к 2016 году начать промышленную добычу метана со дна моря. Более того, японцы уже разработали технологию транспортировки газа в ледовых газогидратных таблетках, которые можно хранить и перевозить при низких температурах.
Исследователи норвежского Научно-технологического университета в Тронхайме также изучают возможность хранения и транспортировки природного газа в виде гидратов при атмосферном давлении. Эксперименты показали, что образовавшиеся гидраты не разлагаются при атмосферном давлении, если они находятся при температуре –15°С или ниже. Таким образом, замороженные гидраты можно транспортировать на большие расстояния, так же как сжиженный природный газ.
Чтобы обеспечить собственную энергетическую независимость, Украине достаточно внедрить технологию добычи метана из газогидратных залежей, расположенных на дне Черного моря. За счет этих ресурсов Украина сможет полностью покрывать потребность страны в природном газе на протяжении многих столетий. Казахстанские нефтяники начали проявлять интерес к газовым гидратам, когда гидратообразование стало приводить к появлению пробок и забиванию ими магистральных трубопроводов. В перспективе казахстанские специалисты могли бы совместно с российскими учеными разработать и внедрить инновационные технологии промышленной добычи газовых гидратов.
