Из угля конфетку

Казахстану для диверсификации экономики и снижения сырьевой зависимости можно было бы наладить производство присадок из угля

Из угля конфетку

В мире становятся все популярнее технологии, позволяющие получать из угля жидкое топливо при достаточно низкой себестоимости и высокой рыночной цене. Речь идет об усовершенствовании процесса Фишера—Тропша, использовавшегося еще немцами во время Второй мировой, но сегодня доведенного до совершенства. Дополнительное предложение, которое будет создавать синтетическое топливо, вероятно, может оказать дополнительное давление на нефтяные цены в ближайшем будущем, что совсем не на руку Казахстану. Тот же Китай, где месторождений угля много, сейчас строит первые большие заводы по газификации угля и дальнейшему получению из него нефтепродуктов. Однако Казахстан и сам вполне может развивать это направление, получив новую технологичную отрасль. «Даже при снижении цен на нефть газификация угля могла бы стать хорошей альтернативой, чтобы наполнять бюджет, и рычагом для диверсификации экономики в целом»,— говорит «Эксперту Казахстан» предприниматель Евгений Алексеев, прорабатывающий подобный проект с иностранными партнерами, который он планирует реализовать в Казахстане.

Все под рукой

Что касается месторождений угля, их в Казахстане достаточно. Общие геологические запасы угля в Казахстане превышают 283 млрд тонн. Балансовые — 33,6 млрд тонн, в том числе каменного угля — 21,3 млрд тонн, бурого угля — 12,3 млрд тонн. Это 4% от мировых запасов. По подтвержденным данным, Казахстан занимает 8‑е место в мире по запасам этого ископаемого. Запасы угля позволяют и полностью обеспечить внутренние потребности, и экспортировать. Однако экспорт не очень выгоден, логистика съедает значительную часть прибыли. Уголь — недорогой сырьевой продукт, на котором много не заработаешь. А в последние годы он еще подешевел. «Но вместо того, чтобы везти куда-то далеко уголь и продавать его недорого, можно его переработать и продавать инновационный продукт с высокой добавленной стоимостью — топливные присадки»,— говорит Евгений Алексеев.

Вот пример: в 2014 году экспорт угля из Казахстана в Украину в общей сложности составил более 700 тысяч тонн угля. «Из них 50–60 долларов наверняка ушло на транспортировку,— предполагает г-н Алексеев. — Мне коллега британец рассказывал, как у них существовал кластер в районе Манчестера, где у них горнорудный центр. Там были шахты, рядом стояли металлургические заводы и между ними проходила железная дорога. Металлурги гордились тем, что металлургические заводы поставляют рельсы для железной дороги, угольщики — что благодаря углю ездят поезда, а на заводах производится сталь, а железнодорожники в свою очередь тем, что перевозят грузы между этими крупными предприятиями. Получался эдакий круговорот. И к определенному историческому моменту лишь маленький процент угля шел на сторону с мизерной маржей. Последний вариант не выдержал проверки условиями внешнего экономического развития».

То есть угольная промышленность сегодня не самое прибыльное дело. К тому же Казахстан — это большие расстояния. Но зачем так много тратиться на транспорт, когда можно переработать уголь на месте до качественного конечного продукта? «И уже транспортировать его. Даже если расходы на логистику будут дороже, это будет несущественно, поскольку маржа будет гораздо выше, чем при экспорте угля»,— резонно замечает г-н Алексеев.

Золотая жила

Вообще газификация угля — довольно старая технология. Этот процесс был разработан в начале 20‑го века в Германии исследователями Францем Фишером и Гансом Тропшом, работавшими на тот момент в Институте кайзера Вильгельма. Большой интерес к газификации угля появился после нефтяного кризиса 1970‑х годов, который заставил обратить внимание на другие источники энергии. В результате газификации угля образуется синтез-газ — смесь оксида углерода и водорода, которая может применяться в газовых турбинах для выработки электроэнергии или использоваться в качестве доступного сырья для производства удобрений или химикатов.

Сейчас эту технологию пытаются освоить многие страны, особенно имеющие большие запасы угля. К слову, Украина сообщила, что получит 3,6 млрд долларов от Китая на строительство завода по газификации угля для снижения уровня зависимости от российского топлива. Об этом заявлял министр энергетики и угольной промышленности Украины Владимир Демчишин. По словам министра, украинская делегация, вернувшаяся 24 февраля 2015 года из Китая, сообщила, что обе стороны готовы к принятию соглашения по поводу выделения займа. Финансы, согласно плану, будут потрачены в том числе и на строительство завода по газификации угля в Одессе. В Китае, продолжает г-н Алексеев, реализуются самые крупные проекты в мире такого рода. Там в районе Чжуньдун Синьцзян-Уйгурского автономного района (СУАР, Северо-Западный Китай. — «ЭК») строится крупнейший центр производства газа из угля. Стоимость проекта оценивается в 30 млрд долларов, на базе будет построено 5 заводов по переработке угля в газ общей производственной мощностью в 30 млрд кубометров в год.

Если же говорить о сжижении (GTL), интерес подогрел Shell, построив в Катаре огромный перерабатывающий комплекс, названный Pearl. На нем добываемый в большом количестве местный газ превращают в топливо без цвета и запаха, сопоставимое с дизельным, однако без загрязняющих атмосферу элементов. Ежедневно на завод с крупнейшего в мире (25 трлн кубометров, примерно 15% мировых запасов. — «ЭК») офшорного месторождения природного газа Северное поле (North Field) поступает 45 млн кубометров природного газа. Поступающий газ очищается от газового конденсата (120 тыс. баррелей в день), после чего поступает на установки синтеза, выдающие ежедневно 140 тыс. баррелей (22 тыс. кубометров) жидких углеводородов. Для синтеза ежедневно требуется 28 тыс. тонн кислорода, который получают здесь же с помощью ожижительных установок. В процессе синтеза образуется 8 тыс. тонн водяного пара в час. Пар не выбрасывается в атмосферу, а крутит паровые турбины, которые частично обеспечивают завод энергией, а после конденсации превращается в воду, используемую для технических целей. Завод обошелся Shell в 18 млрд долларов. Получаемые в результате синтеза на установках Pearl GTL углеводороды настолько чисты, что, например, парафины из них разрешено использовать в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности.

Над развитием GTL-технологий работают также Chevron, Syntroleum, Exxon Mobil, BP, Statoil, Rentech, ConocoPhillips. Лидерами в области технологии GTL являются Sasol и Shell. Технологии компаний Velocys и Compact GTL, так называемые мини-GTL, используют микроканальные реакторы и могут быть применены на небольших и труднодоступных месторождениях нефти и газа, буровых платформах.

Итак, есть два этапа глубокой переработки угля, первый — это газификация, второй — сжижение газа и выпуск присадок. По техническим параметрам для газификации угля, по словам г-на Алексеева, в Казахстане больше всего подходит уголь карагандинских месторождений. «Если выйти на промышленные масштабы, то можно использовать либо сам газ, либо сжижать его»,— рассказывает собеседник. По его данным, в зависимости от качества угля на производство тысячи кубометров синтетического природного газа уходит 1,5–3 тонны угля. Из газа же можно получать примерно такое же по весу количество жидкого топлива.

Местное содержание

Евгений Алексеев с партнерами разработал проект по углехимии. «Технологическое решение может предоставить, к примеру, американская компания Velocys, другой партнер выполнит строительные работы. Но самое главное — мы уже договорились о сбыте будущей продукции и даже можем найти иностранного инвестора под проект. В Казахстане же мы ищем партнера, у которого есть интерес к подобным инновациям и необходимая сырьевая база, то есть месторождение с подходящим углем»,— рассказывает он.

Что касается рынков сбыта, г-н Алексеев уже договорился с крупными международными трейдерами о том, что они будут рассматривать вопрос подписания долгосрочного соглашения, если в Казахстане будут производить синтетическое топливо определенных параметров. «Они готовы рассматривать долгосрочные контракты даже на стадии проектирования, проработки проекта,— рассказывает Евгений Алексеев. — В своем портфеле они закладывают определенный процент средств, который должен быть инвестирован именно в синтетическое топливо».

Что любопытно, синтетическое топливо, которое получают на установках из угля, настолько чистое, что пока его не рискуют заливать в баки. Вместо этого его подмешивают в минеральное топливо и таким образом улучшают его характеристики: к примеру, из Евро-4 делают Евро-5 и так далее. И понятно, что когда продукция продается как важная добавка, ее рыночная цена, разумеется, оказывается намного выше. «По сути, речь идет о присадках, которые повышают октановое число. Во многих странах ужесточаются требования по качеству бензина для снижения выхлопов, поэтому спрос на присадки стабильно растет»,— говорит Евгений Алексеев.

Доказано, что при более высоком октановом числе выхлопы вредных веществ в атмосферу ниже. В Европе ужесточаются требования по качеству топлива, так они стимулируют перевод автотранспорта, авиакомпаний на более качественное топливо. Если в Европе в зависимости от качества топлива и его типа (бензин или дизель) начинали добавлять присадки в топливо с 5%, сейчас эта цифра в некоторых случаях возросла до 50%. Даже иностранные авиакомпании, которые осуществляют рейсы в Европу, должны выполнять эти требования. «Например, та же “Эйр Астана” тоже будет вынуждена закупать качественное топливо, если хочет летать в Европу. Другое дело, зачем покупать его втридорога за рубежом, когда европейцы из российского же газа и, возможно, нашей нефти делают те же синтетические присадки. Мы так же можем производить их из угля в Казахстане»,— уверен Евгений Алексеев. По его данным, при производстве синтетического жидкого топлива необходимо от 2 до 6 тонн угля, в зависимости от его качества, на тонну конечного продукта.

Мировой рынок синтетических жидких топлив (СЖТ), произведенных по GTL-технологии, в 2012 году превысил 2 млрд долларов (объем — 10–12 млн тонн). К 2020 году прогнозируется рост до 3,2 млрд долларов. В соседней России сейчас действуют одна опытно-промышленная и одна промышленная установка по производству метанола мощностью 12,5 тыс. и 40 тыс. тонн соответственно, они работают на Юрхаровском месторождении компании «Новатэк», но там речь идет о сжижении природного газа.

Ищу партнера

Евгений Алексеев с технологическими партнерами уже провели переговоры с несколькими владельцами казахстанских угольных месторождений, те проявили большой интерес, но окончательно руки пока не пожали. Плюсов у проекта, конечно, масса как с точки зрения бизнеса, так и государства: внедрение передовых технологий, обеспечение энергией, тепловой и электрической, газификация, диверсификация экономики, снижение сырьевой зависимости, создание новых квалифицированных рабочих мест.

Такой проект, по словам г-на Алексеева, интересен как частным, так и государственным компаниям. «Но у него есть минус — он дорогостоящий. Однако для Казахстана это был бы несомненный технологический и стратегический прорыв, потому что в республике нет газохимии, а углехимии тем более. Никто еще несколько лет назад даже об этом не думал. В то же время запасы угля в стране огромные». Объем инвестиций зависит от стоимости сырья — угля и многих других параметров. Такие проекты обычно рассчитаны лет на тридцать, нормальный срок окупаемости — около пяти лет. «Судите сами, строительство завода по переработке попутного нефтяного газа стоит примерно 300 млн долларов, то по газификации угля — порядка 800 млн долларов, а может быть, и один миллиард долларов и более. Это очень серьезные вложения, но это, по сути, дорогая курочка, которая потом будет нести золотые яйца»,— резюмирует он.

Что касается технологической стороны вопроса, здесь тоже видны бонусы. «Один из наших технологических партнеров разработал технологию прямого получения жидкого топлива из угля — direct coal liquid. Там тоже свой процесс, который определенным образом закольцован, благодаря чему производство обходится дешевле на 10–15 процентов. Они также свой первый крупный промышленный завод строят в Китае, мощностью переработки порядка 10 миллионов тонн угля в год».

Есть у технологии производства жидких топлив из угля и еще один жирный плюс — это замкнутость технологического цикла. «Для газификации угля нужен достаточно большой объем воды. Но если задействовать еще синтез Фишера–Тропша, то есть дальнейшее сжижение газа, то эта технология сама по себе генерирует большой объем воды и весь этот процесс закольцовывается, появляется даже выход воды. Плюс этот же процесс позволяет генерировать большой объем энергии, там много отходящего тепла,— рассказывает Евгений Алексеев. — Подобное решение могло бы стать интересным с точки зрения кластерного автономного предприятия, которое обеспечивает себя и регион. Месторождения находятся в отдаленных районах, где практически нет инфраструктуры, то есть можно улучшить качество жизни на месте». И потом для такого производства достаточно дешевого энергетического угля, который экспортировать бессмысленно. Не нужно даже коксующегося угля.

В последний вагон

Казахстанские ученые тоже работают над созданием подобной технологии. Как сообщал газете «Экспресс-К» гендиректор Центра коммерциализации технологий при Минобразования и науки Дамир Егизбаев, альтернативная технология выжимки автотоплива из горючих камней будет обкатана в нашей стране уже весной этого года.

Этим проектом отечественные ученые из Института химии, угля и технологий занимаются с 2013 года. И, как заверил Дамир Егизбаев, в апреле наступившего года будет создана опытно-экспериментальная установка, которая позволит добывать из угля бензин и дизтопливо. «Это небольшой комплекс на месторождении Сарыадар под Ерейментау мощностью 0,8 тонны продукции в сутки,— уточнил он. — При этом стоимость жидкого топлива составит 42 тенге за литр». По его словам, если эксперимент пройдет удачно, один из инвесторов готов вложить миллион долларов в создание завода.

Конечно, прекрасно, что в Казахстане ведутся работы в этом направлении. Однако технология еще на стадии лабораторного исследования, и предстоит еще много этапов, чтобы ее можно было внедрять в промышленное производство. Замечательно, если эксперимент подтвердит заявленные результаты по стоимости, качеству получаемого продукта, но чтобы масштабировать технологию, зарегистрировать права интеллектуальной собственности и не входить в конфликт с имеющимися уже на рынке технологиями, потребуется еще некоторое время и ресурсы. Пока же можно воспользоваться западными наработками.

Евгений Алексеев работал на казахстанскую компанию над проектом по добыче пластового газа на угольных месторождениях. Также он является экспертом мирового уровня по этой специфической теме, делал оценку проектов в России и на Украине, составляет аналитические отчеты для Организации Объединенных Наций.

В качестве примера можно привести проект Velocys, который был запущен в 2014 году. Речь идет о GTL-заводе в порту Аштабула, штат Огайо, США. Его производственная мощность — 2800 баррелей синтетических продуктов (ультрачистого моторного топлива, смазочных материалов, растворителей и парафинов) на основе дешевого сланцевого газа месторождений Утика и Марселлус. Предприятие производит дизельное топливо (80%) и растворители (20%).

Объявленные параметры проекта:

При цене на газ = 4 доллара за миллион БТЕ (тысяча кубометров природного газа содержит 35 800 000 БТЕ). То есть 1000 кубометров природного газа = 4 х 35,8 = 143 доллара. Расход газа на баррель продукта — 270 кубометров газа на баррель. Капитальные затраты = 100 тыс. долларов на баррель производимого продукта в сутки для установки мощностью 2500 баррелей в сутки. Эксплуатационные издержки = 20 долларов на баррель. Срок службы установки — 20 лет.

Статьи по теме:
Казахстан

От практики к теории

Состоялась презентация книги «Общая теория управления», первого отечественного опыта построения теории менеджмента

Тема недели

Из огня да в колею

Итоги и ключевые тренды 1991–2016‑го, которые будут влиять на Казахстан в 2017–2041‑м

Казахстан

Не победить, а минимизировать

В Казахстане бизнес-сообщество призывают активнее включиться в борьбу с коррупцией, но начать эту борьбу предлагают с самих себя

Международный бизнес

Интернет больших вещей

Освоение IoT в промышленности позволит компаниям совершить рывок в производительности