Сланцевый спринт

В Навоийской области Узбекистана в 2011—2016 годах планируется организовать добычу горючих сланцев и их переработку в нефтепродукты. Однако промышленное производство нефтепродуктов из сланцев связано с большими экономическими и экологическими рисками

Сланцевый спринт

Рост цен на нефть и газ заставляет власти и бизнес активно искать альтернативные источники углеводородов. Одним из таких источников являются горючие сланцы. Институтом общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан разрабатывается предварительное технико-экономическое обоснование проекта организации производства по комплексной переработке горючих сланцев на базе месторождения Сангрунтау в Навоийской области. По предварительным данным, завод будет производить ежегодно до 300 тыс. тонн нефтепродуктов и 500 тыс. тонн углеводородов. В частности, выход дизельной фракции из сланцев этого месторождения составляет около 30%.

 В Институте минеральных ресурсов Госкомгеологии республики разработана и запатентована биотехнология переработки горючих сланцев — использование микроорганизмов для разложения сланцев, позволяющая повысить ее качество и увеличить выход из сырья легкокипящих фракций углеводородов, например бензина.

 Запасы горючих сланцев в Узбекистане оцениваются в 47 млрд тонн. Главные месторождения горючих сланцев располагаются в пустыне Кызылкум и в Байсунских горах. Таким образом, начавшийся в Америке, затем в Европе «сланцевый бум» добрался и до Центральной Азии.

Энергетический ресурс будущего

Горючие сланцы — тонкозернистые осадочные породы, внешне напоминающие уголь и содержащие битуминозный материал (кероген). Кероген имеет по преимуществу водорослевое происхождение и представляет собой смесь высокомолекулярных соединений сложного строения. Он богат водородом и по его содержанию ближе к нефти, чем к углю. Геологически кероген — это протонефть, его содержание в горючих сланцах составляет от 10% до 60—80%.

Для промышленной переработки горючих сланцев требуются новые технологические прорывы. По оценкам аналитиков, этого можно ожидать лет через 30—40

По данным геологической службы США, мировые запасы горючих сланцев и нефтеносных песков оцениваются в 700—800 млрд тонн, что в 7—8 раз больше выявленных мировых запасов нефти. Управление энергетической информации США (ENI) оценивает извлекаемую из сланцев нефть в 370 млрд тонн.

Залежи горючих сланцев известны на всех континентах: в Азии их запасы составляют 500 млрд тонн, в Африке — 370 млрд тонн, в Северной и Южной Америке — соответственно 280 и 180 млрд тонн, в Европе — 120 млрд тонн, в Австралии — 90 млрд тонн. Самые мощные месторождения расположены в Западном полушарии — в Бразилии (Irati) и США (Green River). Крупные месторождения находятся на территории России, Эстонии, Беларуси, Казахстана и Узбекистана.

Перспективным способом переработки сланцев является термическая перегонка с получением смолы и синтез-газа (само слово petroleum — «каменное масло» — первоначально означало сланцевую смолу, и лишь впоследствии так стали называть нефть). Путем дальнейшей переработки смолы можно получить бензин, смазочные масла и ряд других продуктов, аналогичных тем, что выделяют из нефти.

Проблемы переработки

За освоение горючих сланцев брались неоднократно. Но после падения цен на нефть в 80-х интерес к ним был потерян. Сегодня он снова растет. Существует два способа получения сланцевой смолы. Первый — наземная переработка при шахтной добыче, когда добытая порода дробится и направляется на завод, где происходит ее перегонка. Однако все действующие сегодня заводы (с так называемой ретортной перегонкой) имеют мощности не более 700 тыс. тонн нефти в год. Кроме того, этот способ вызывает возражения экологов: производство требует огромного количества воды, причем из тонны сланцев получают 700 кг отходов и всего около двух баррелей нефти. Этот способ перегонки сланцев в больших объемах перспектив не имеет и может применяться только на локальном уровне.

Второй — подземная переработка, когда нагревание сланца до нужной температуры осуществляется прямо в пласте. Казалось бы, это выход из топливного тупика, но, несмотря на гигантские инвестиции таких лидеров отрасли, как Shell, Exxon, Chevron и Unocal, создать коммерчески эффективную технологию добычи пока не удалось.

В 1969 и 1973 годах Комиссия по атомной энергии США вместе с несколькими нефтяными компаниями пробовала воздействовать на сланцы в Green River ядерными зарядами. Согласно приближенным расчетам, при взрыве ядерного устройства мощностью 100 кт из битуминозных сланцев при содержании в них нефти до 100 л/тонна может быть добыто до 320 тыс. тонн нефти. Однако эта технология развития не получила. Возможно, по экологическим причинам.

Компания Shell в рамках проекта Mahogany предлагает бурить скважины и, опустив в них специальные электронагреватели, в течение 2—3 лет нагревать сланцы до 350—400 oC. Выделяющиеся газо­образные и жидкие углеводороды отводить на поверхность. Во избежание нарушения баланса пластовых вод и их загрязнения породы по периметру продуктивной зоны будут замораживаться закачиваемым через специальные скважины хладагентом. Экологически такая технология обещает быть более безопасной, но энергетические затраты ставят под сомнение ее коммерческую эффективность.

По оценке Национального совета США, разработка битуминозных пород рентабельна при цене на нефть не менее 120 долларов за тонну. Для промышленной переработки горючих сланцев требуются новые технологические прорывы. Готовность же пойти на капиталоемкие инвестиции при существующих технологиях должна поддерживаться уверенностью в долгосрочном сохранении цен на высоком уровне, что при рыночной нестабильности нефти не гарантировано. В настоящее время ни одна компания не заявляла о готовности запустить крупный проект по переработке горючих сланцев в промышленных объемах. Таким образом, крупномасштабная переработка горючих сланцев — дело не близкого будущего. По оценкам аналитиков, этого можно ожидать не ранее, чем лет через 30—40. Иная ситуация складывается с добычей сланцевого газа.

Сланцевый допинг

По итогам 2009 года США, добывшие 624 млрд кубометров газа, впервые с 2001 года обогнали традиционного лидера — Россию (583 млрд кубометров). Столь весомый разрыв был обеспечен в основном за счет сланцевого газа, составившего 15—20% добычи. Поставки сланцевого газа обрушили в Америке цены на товар и акции газодобывающих компаний.

Его производство становится катализатором глобальных перемен. Крупнейшие нефтяные компании (Conoco Phillips, ExxonMobil, Royal Dutch Shell) получили лицензии на добычу сланцевого газа в Швеции, Польше, Германии, где обнаружены значительные запасы газосодержащих сланцев. Таким образом, сланцевый газ вскоре придет в Европу, изменив баланс сил в ее отношениях с Россией и постепенно замещая истощающиеся традиционные месторождения.

Мировые запасы сланцевого газа достигают сотни триллионов кубометров газа, но его месторождения имеют уйму недостатков. Во-первых, поскольку удельная теплота сгорания сланцевого газа в три раза ниже обычного, то его для обогрева необходимо втрое больше. Во-вторых, себестоимость сланцевого газа сильно зависит от глубины. В-третьих, малый поровый объем и плохая связность пор означает, что по коллектору продукт слабо течет к стволу скважины. В итоге количество запасов газа, осваиваемых одной скважиной, очень низкое. Эксперты отмечают, что его добыча обходится дороже, поскольку дебит скважин нестабилен. Нужно чаще проводить гидроразрыв пластов, а также непрерывно бурить новые скважины.

Но есть у добычи газа из сланцев и достоинства. Сланцевых месторождений много, и их бурение — дело практически безрисковое: «пустую» скважину в сланце пробурить практически невозможно, какой-нибудь дебит обязательно будет. К примеру, разбурив осенью один участок для обеспечения объекта газом, весной можно уходить на другой. Вопрос в окупаемости.

В США крупные залежи находятся у поверхности, в регионах, близких к потребителям, с хорошей инфраструктурой. Скважина в сланцах может истощиться за несколько месяцев, но успевает окупить затраты. В плотно заселенной Европе в полной мере повторить американский успех вряд ли удастся, поскольку мало свободных участков для бурения множества скважин. Тем не менее сланцевый газ в ближайшие 10—20 лет может оказаться важным аргументом в конкурентной политике с российским «Газпромом» и подрыве основы российского благоденствия, дать мощный толчок к отвязке газовых цен от нефтяных и расширению спотового ценообразования. Под большим вопросом может оказаться освоение Штокмановского месторождения. Сведутся на нет и коридорные интриги таких стран—транзитеров природного газа, как Украина и Турция.

Статьи по теме:
Международный бизнес

Интернет больших вещей

Освоение IoT в промышленности позволит компаниям совершить рывок в производительности

Спецвыпуск

Бремя управлять деньгами

Замедление экономики разводит все дальше банки и реальный сектор

Бизнес и финансы

Номер с дворецким

Карта столичных гостиниц пополнилась новым объектом

Тема недели

От чуда на Хангане — к чуду на Ишиме

Как корейский опыт повышения производительности может пригодиться Казахстану?