Компании Statoil, Shell и Total 2 октября 2017 года объявили о подписании партнерского соглашения по проекту улавливания и хранения углекислого газа CCS (carbon capture and storage) на Норвежском континентальном шельфе, что с воодушевлением было воспринято мировым сообществом и организациями, занимающимися проблемами утилизации углекислого газа.
Кратко о проекте: CO2 будет улавливаться на наземных промышленных объектах в Восточной Норвегии — на электростанции или промышленном предприятии. Затем газ будет транспортироваться судном на приемный терминал на западном побережье Норвегии, где будет перегружаться с судна в промежуточные резервуары-хранилища перед транспортировкой по подводному трубопроводу, а затем закачиваться в скважины к востоку от месторождения Тролл. Первая фаза проекта предполагает утилизацию 1,5 млн тонн СО2 в год.
Схема проекта CCS в Норвегии
В рамках соглашения компании договорились выделить специалистов, ресурсы и обменяться разработками в данной сфере, но окончательное инвестиционное решение еще не принято. На следующий день после подписания исполнительный советник в Global CCS Institute Джон Скоукрофт приветствовал данное соглашение словами: «Этот проект демонстрирует твердую приверженность всех сторон продвижению CCS и значительному сокращению выбросов в промышленном секторе. Это захватывающий проект, в котором на первый план выходит способность к обмену знаниями и сотрудничеству. Мы надеемся, что он поможет ускорить развитие CCS в регионе и во всем мире». Новость быстро облетела мировые СМИ и была воспринята как новая надежда для подобных проектов. Неудивительно, ведь ранее Трамп нанес серьезный удар по Парижскому соглашению 2015 года, которое с таким трудом удалось согласовать между всеми странами-участниками, заявив о выходе США из данного договора, а представить такое глобальное климатическое соглашение без страны, являющейся вторым по объему источником СО2 в мире практически невозможно.
Однако, невзирая на позицию США, остальные страны решили продолжить вектор на снижение выбросов, и в последнее время появляется все больше информации по новым проектам. Вопросами утилизации углекислого газа занимается множество исследовательских институтов и организаций. Среди них можно особенно выделить: Global CCS Institute, World Resource Institute WRI, International Energy Agency (IEA), а также другие исследовательские центры — US-China CERC (Китай), UK CCS (Великобритания), Peter Cook Сenter (Австралия), NCCS (Норвегия)и другие. В России некоторые исследования по данной тематике велись институтом ВНИГРИ в Санкт-Петербурге.
Не вдаваясь в технические детали, подобные проекты условно можно разделить на два типа: CCS (carbon capture and storage) и CCS-EOR (carbon capture and storage, enhanced oil recovery). Хотя суть данных проектов заключается в утилизации углекислого газа, их следует рассмотреть по отдельности.
CCS проекты
Такие проекты подразумевают улавливание углекислого газа на различных объектах промышленности и его хранение в подземных пластах-хранилищах. Данный способ является единственным методом по существенному сокращению выбросов парниковых газов и может быть использован не только на объектах по выработке электроэнергии, но и на металлургических предприятиях, цементных заводах, нефтехимических заводах, а также на заводах по производству биотоплива. В зависимости от вида источника будет варьироваться эффективность его улавливания. Также будет варьироваться и себестоимость улавливаемого углекислого газа. Наиболее эффективным является улавливание углекислого газа на заводе по производству биотоплива, так как там углекислый газ выделяется уже в процессе производства и требует только осушки и очистки. Тогда как, например, улавливание углекислого газа на нефтеперерабатывающем заводе затруднено неравномерным распределением его технологических источников и требует значительных капиталовложений.
Ключевую роль играет само наличие тех или иных предприятий, эмитирующих СО2 в конкретном регионе. По распространению таких предприятий, несомненно, лидируют электростанции, производящие электричество за счет сжигания угля или газа. Именно они в первую очередь представляют интерес для проектов по улавливанию СО2.
Опыт эксплуатации подобных объектов тоже имеется, например, первый полномасштабный проект по модернизации генерирующих мощностей угольной электростанции и одновременной установки улавливающего СО2 оборудования мощностью 1 млн тонн в год Boundary Dam в Канаде. Другой проект угольной электростанции Kemper County в Миссиссипи также строится с применением CCS-технологий. Вообще, согласно Global CCS Institute, в настоящее время в мире насчитывается 17 крупномасштабных объектов CCS и еще четыре проекта запланированы в 2017-2018 годах. Подчеркнем, именно крупномасштабных проектов, а не мелких демонстрационных, которых уже насчитывается множество.
Существующие технологии позволяют уловить 90—99 % углекислого газа, однако, чем выше процент улавливания, тем дороже стоимость такой установки. Затраты по этим проектам, конечно, не маленькие. Возьмем, к примеру, Boundary Dam, где капитальные затраты по проекту составили $1,355 млрд (501 млн на модернизацию 3 блока электростанции и $854 млн на строительство установки по улавливанию СО2). Не стоит забывать про хранение и последующую транспортировку СО2 по трубопроводу, которая может стоить около $1 млн за километр. Также потребуется несущественное переоборудование скважин с применением антикоррозионных сплавов. Во многом именно поэтому хранение СО2 целесообразно проводить в бывших нефтяных коллекторах — там уже присутствуют скважины, они очень хорошо изучены, построены разнообразные геологические модели которые помогут предотвратить утечки. Это является очень важным фактором, ведь основная цель проекта — убедиться, что недешевый углекислый газ надежно хранится там, где ему положено, и не выйдет на поверхность по разлому в породе. Есть и другие варианты захоронения СО2 — например, в солевых образованиях, что тоже представляется многообещающим.
К сожалению, кроме как социальной и экологической выгоды от CCS проектов пока ожидать не стоит. Есть вариант с продажей квот на выбросы СО2 другим предприятиям, но при нынешнем состоянии развития данного рынка есть большие сомнения, что они в состоянии будут покрыть капитальные затраты.
CCS-EOR проекты
Совсем другая история с проектами CCS-EOR. Их единственное и очень существенное отличие от проектов CCS заключается в том, что посредством закачки и утилизации углекислого газа в пласте увеличивается коэффициент извлечения нефти. Другими словами, закачиваемый в пласт СО2 служит агентом, который снижает вязкость нефти и повышает ее подвижность.
В результате приток нефти к скважине увеличивается, что позволяет дополнительно извлечь из пласта до 15% запасов нефти. Как правило, закачка газа чередуется с закачкой воды, что делает процесс более эффективным, а также не позволяет углекислому газу прорываться по высокопроницаемым местам коллектора. Надо отметить, что данные проекты являются очень сложными с технической точки зрения, требуют высокой изученности месторождения (отчасти поэтому применяются на месторождениях с падающей добычей или выработанными запасами), а также значительных денежных ресурсов, большая часть которых требуется на бурение новых скважин.
Помимо капитальных затрат, возникают также и операционные на покупку того же СО2. Ведь мало кто согласиться поставлять газ бесплатно, или это должно стимулироваться правительством. Как пример полномасштабного CCS-EOR проекта можно привести Boundary dam — весь углекислый газ направляется на закачку на близлежащее нефтяное месторождение, точнее сказать — продается по $25 за тонну. Цена достаточно низкая для газа, уловленного на угольной электростанции, но она не является конечной. Беглый экономический анализ показывает, что рентабельность подобного CCS проекта будет достигаться от $40-80 за тонну СО2, в зависимости от цены на топливо, мощности, возраста, местонахождения электростанции и других факторов.
Тут хотелось бы отдельно отметить, что даже при условии бесплатных поставок СО2 на месторождение, этого может оказаться недостаточно для рентабельности проекта. Поэтому строить трубопровод к отдельному месторождению можно только в случае, если оно удовлетворяет экономическим параметрам и обладает достаточными ресурсами. По расчетам Энергетического центра бизнес-школы СКОЛКОВО, даже для крупного месторождения нецелесообразно строить трубопровод длиной более 50 километров. Если же месторождение не крупное, целесообразно применять кластерную разработку месторождений или прилегающих сателлитов.
Обратить внимание еще нужно на то, что углекислого газа для закачки в пласт с течением времени требуется все меньше. Часть газа отделяется от нефти на месторождении и подвергается обратной закачке. По мере насыщения пласта газом его отбор из трубопровода будет замедляться, а высвобождаемый объем СО2 может быть направлен на прилегающие месторождения. Программа разработки проекта предполагает, что оптимальным временем для начала закачки является 2-5 лет после прекращения добычи месторождения на плато. Для выполнения подобных проектов, конечно, требуется высокий профессионализм, выполнение технических условий, а также наличия опыта.
Технические и экономические детали при выполнении подобных проектов, играют очень важную роль, но не меньшую роль играет и наличие достаточного количества СО2. В США подобные CCS-EOR проекты получили широкое распространение во многом благодаря наличию естественных источников углекислого газа в виде месторождений. Это существенно позволяет сократить издержки проекта, а наличие развитой сети трубопроводов позволяет легко транспортировать углекислый газ до месторождения. В России же, месторождения с углекислым газомнаходятся в значительной удаленности от основных центров добычи, что позволяет сделать вывод о необходимости поиска техногенных источников.
Россия: опыт и перспективы
Нельзя не сказать об имеющемся опыте подобных проектов в нашей стране. Еще в Советском союзе в 1960-80 годах проводились эксперименты по закачке СО2 в растворенном в воде виде. Были получены неплохие результаты по увеличению охвата пласта заводнением и неплохие показатели добычи, но технические сложности, нехватка оборудования и ресурсов не дали в полной мере продолжить начатые проекты.
При этом потенциал проектов CCS-EOR в России огромнейший. По предварительным расчетам, представленным компанией Rystad, в России насчитывается около 930 месторождений, потенциально подходящих для интенсификации добычи закачкой углекислого газа. В тоже время потенциальный объем СО2, который может быть утилизирован в пластах, оценивается около 11,8 гигатонн. Это примерно равно годовым выбросам всего Китая. Конечно, есть одно но — потенциал утилизации по одному отдельному месторождению низкий, примерно 13 млн тонн СО2, из чего следует, что при реализации подобных проектов следует разработать комплексный (кластерный) подход.
В условиях естественного падения добычи на месторождениях, а также увеличения доли трудноизвлекаемых запасов, методы увеличения нефтеотдачи становятся все более актуальными. Потенциально извлекаемые ресурсы с применением технологии закачки углекислого газа в пласт России могут составить до 15 млрд баррелей нефти. Единственная проблема — это существенное удаление месторождений от промышленных предприятий, но при должном планировании и она может быть решена. CCS проекты это уже не миф, а реальность.
![endif]--