Арктический ПНГ: сжигать нельзя утилизировать

Истощение запасов нефти в традиционных регионах добычи обуславливает увеличение активности энергетических компаний в Арктике. Вместе с этим обостряется вопрос утилизации ПНГ. Несмотря на широкий спектр технологий в этой сфере существует целый ряд ограничивающих факторов для их применения в условиях Арктики. Дальнейшее ужесточение системы экологического регулирования не только не улучшит показатели полезного использования ПНГ, но может привести к снижению добычи нефти из-за роста затрат.

Арктика безальтернативна

Арктика имеет важнейшее значение для экосистемы нашей планеты. Стремительная трансформация окружающей среды в этом уникальном регионе может привести к последствиям глобальных масштабов. Одним из значимых факторов климатических изменений являются выбросы так называемых «короткоживущих климатических загрязнителей» (ККЗ). ККЗ включают в себя черный углерод (сажу), метан, озон, а также водосодержащие соединения фтора и углерода. При этом наибольшее воздействие на глобальное потепление оказывает черный углерод, который образуется исключительно в процессе горения. Он представляет собой взвесь твердых частиц, которые поглощают солнечную радиацию, тем самым нагревая атмосферу, а при оседании на снегу или льду способствуют их таянию.

Ключевыми источниками выбросов ККЗ являются выработка энергии для жилищного сектора, лесные пожары, а также промышленность, где значительный вклад вносит сжигание попутного нефтяного газа (ПНГ). При этом в отличие от лесных пожаров, которые являются стихийным распространением огня, промышленные процессы можно оптимизировать и контролировать выбросы.

Истощение запасов нефти в традиционных регионах добычи влечет за собой увеличение активности энергетических компаний в Арктике. Это обуславливает рост инвестиций нефтегазовых компаний в проекты по утилизации ПНГ на протяжении последних лет. Компании строят объекты электрогенерации, необходимые для производственных и социально-бытовых нужд, инфраструктуру для подготовки и транспортировки газа и прочего ценного попутного сырья в соседние регионы, в том числе на газоперерабатывающие мощности. Одним из крупных направлений инвестиций в данной области также являются проекты по увеличению нефтеотдачи с использованием газовых технологий. Так, с 2010 по 2018 гг. объем капитальных вложений в новые мощности увеличился в 2,5 раза до 65 млрд руб. (Рисунок 1).

При этом некоторое отставание темпов ввода объектов инфраструктуры в эксплуатацию и временная нехватка мощностей для утилизации ПНГ на гринфилдах может приводить к сжиганию попутного нефтяного газа и выбросам ККЗ. Поэтому высокие скорости развития нефтедобычи в Арктике сопровождаются относительно низким уровнем утилизации ПНГ (на 10%-15% ниже чем по остальной части России).

Лучшие отраслевые практики

Выбросы в атмосферу происходят на всех этапах разработки нефтяных месторождений: при добыче сырья и транспортировке, полезном использовании попутного нефтяного газа (ПНГ) и, главным образом, при его сжигании на факельных установках (Рисунок 2).

У компаний в арсенале имеется целый спектр наилучших доступных технологий и отраслевых практик (НДТ — НОП), позволяющих снизить уровень выбросов ККЗ в атмосферу по всей производственной цепочке.

В рамках исследования при поддержке Минприроды России и Арктического совета[1] с целью укрепления и поддержки национальных мер по снижению выбросов в окружающую среду в Арктике был проведен анализ текущего состояния и прогноза утилизации ПНГ[2]. В результате была получена оценка потенциала увеличения объемов утилизации ПНГ, а также сокращения выбросов ККЗ в российской Арктической зоне за счет применения НДТ — НОП.

Например, технологии и практики, направленные на сокращение выбросов при добыче и подготовке сырья, связаны в основном с мониторингом и предотвращением утечек газа. Но несмотря на доказанную международным опытом эффективность практик по сокращению утечек газа на этапе добычи и подготовки сырья, масштабного снижения выбросов можно добиться только за счет повышения доли полезного использования газа.

При утилизации ПНГ возможно комбинированное применение технологий. На первом этапе могут отделяться жирные компоненты, являющиеся ценным нефтехимическим сырьем. При этом сжигание оставшегося сухого газа уже будет выделять в атмосферу кратно меньше загрязняющих веществ, чем отправка на факел «жирного газа». Альтернативно, сухой газ может в дальнейшем утилизироваться с применением другой опции — поставки потребителям по системе магистральных газопроводов, газохимического производства и др.

В ХМАО поставки попутного газа на газоперерабатывающий завод (ГПЗ) для выделения нефтехимического сырья — наиболее популярный способ утилизации, на это направляется около половины всего добываемого ПНГ. Однако для арктического региона низкая сосредоточенность мощностей по переработке вместе со слабо развитой газотранспортной инфраструктурой являются основными ограничивающими факторами для этой опции утилизации. А строительство ГПЗ на отдельном месторождении может быть экономически нецелесообразным ввиду малых объемов добычи.

Ограничением для использования многих технологий (тепло- и электрогенерация, малотоннажное производство продуктов газохимии) также является отсутствие в регионе конечных потребителей получаемой продукции за исключением самих месторождений.

Одним из решений проблем отсутствия рынка сбыта или недостаточного масштаба производства может стать создание силами нескольких компаний промышленных площадок по утилизации, на которые будет направляться ПНГ с нескольких близлежащих месторождений.

Однако, даже на самом эффективном производстве порой неизбежна технологическая утилизация ПНГ на факельных установках. Различают два вида сжигания: сажевое, т. е. сопровождающееся выбросами черного углерода, и бессажевое. Стоит отметить, что первый вид по составу выбросов вредных веществ в эквиваленте CO2 в среднем в 600 раз превышает второй. Это связано не только с образованием черного углерода, но и с большими объемами выбросов прочих компонентов из-за неполного сгорания сырья.

Технологии для сокращения выбросов ККЗ при сжигании ПНГ, в первую очередь, направлены на усовершенствование степени полноты сгорания сырья. Как правило, они связаны с оптимизацией конструкции и повышением эффективности использования действующего факела, в том числе через изменение различных параметров системы факельных установок. Например, скорость потока газа, состав, устойчивость пламени и другие. Влияние на эти характеристики позволяет конвертировать сажевое сжигание в бессажевое и в сотни раз сократить выбросы ККЗ в окружающую среду.

Применение НДТ-НОП для утилизации ПНГ, а также оптимизации факельного сжигания могут обеспечить колоссальные возможности для снижения уровня выбросов в Арктической зоне (Рисунок 3).

Мировой опыт в помощь

Реализуемые на месторождениях проекты разработки предусматривают обеспечение высокого уровня использования ПНГ в связи с ограничением на государственном уровне нормы сжигания в размере 5%. Дополнительным стимулом стало увеличение с 2020 г. в 5 раз штрафов за выбросы при сжигании сверх нормы. Тем не менее обустройство и запуск объектов для утилизации происходят постепенно и несколько отстают от добычи, что допускается законодательством[3]. Дальнейшее увеличение ограничительных мер или штрафов за сжигание ПНГ нецелесообразно, в текущей ситуации это лишь окажет дополнительную нагрузку на без того пограничные по рентабельности нефтяные активы.

Анализ мировой практики показал, что российская система регулирования сжигания ПНГ концептуально схожа с системой провинции Альберта (Канада): обе устанавливают общеотраслевые ограничения на сжигание и задают универсальные нормы в области сжигания ПНГ для всех участников рынка. Это означает, что отдельные решения и механизмы могут быть перенесены из одной системы в другую и реализованы в ней, не противореча при этом общей структуре и принципам регулирования.

Поход Альберты по регулированию основывается на установке целевых показателей по качеству воздуха, которые после используются для постановки правил и целей в области сжигания и рассеивания ПНГ для нефтяной промышленности. Связанные с этим правила, требования и стандарты консолидированы в Директиве 060: сжигание и рассеивание ПНГ в нефтяной промышленности[4]. В документе содержатся нормативные руководящие принципы по вопросам сжигания и рассеивания ПНГ в провинции Альберта, а также информация о процедурах подачи заявлений на выдачу разрешения на сжигание ПНГ, измерении объемов газа и отчетности по факельному сжиганию и рассеиванию ПНГ. При этом рассеивание ПНГ не считается допустимой альтернативой факельному сжиганию, в отличие от принятых в России мер регулирования. Требования, описанные в Директиве 060, базируются на оценке эффективности снижения или исключения сжигания и рассеивания ПНГ. Нефтяные компании должны оценивать возможность утилизации газа. После чего в обязательном порядке осуществляется утилизация ПНГ только в том случае, если это экономически целесообразно. В качестве стимулирующей меры в ряде случае предусмотрено освобождение от уплаты роялти на газ. Стоит отметить, что Канадский закон о нефтяных ресурсах предоставляет федеральному правительству право ограничивать или останавливать любые производственные процессы в случае возникновения экологических проблем. Такая комплексная система регулирования Альберты показала свою эффективность, фактический уровень утилизации ПНГ в Канаде относительно высок и составляет около 93%.

В связи с этим, основываясь на опыте Альберты, российская система регулирования может быть дополнена механизмом предоставления льгот для отдельных проектов по утилизации ПНГ, которые в противном случае были бы экономически неэффективными. Для формирования вывода о необходимости поддержки, несомненно, должна проводиться тщательная экономическая оценка проекта в соответствии с заранее установленными правилами. Альтернативно, поддержка может предоставляться в целях ускорения ввода в эксплуатацию объектов утилизации, например, для новых месторождений.

* * *

Конечно для такого региона, как Арктика, существует ряд ограничивающих факторов, главным образом связанных с отдаленностью рынков сбыта и отсутствием потребителей на местах. Некоторые нефтяные проекты даже не вводятся из-за отсутствия экономической эффективности объектов утилизации и, как следствие, пограничной рентабельности проекта в целом. Учитывая арктические особенности, утилизация в регионе требует уникального подхода к решению проблемы. Окном возможностей для использования попутного сырья добычи нефти видится в создании специальных технологических площадок для реализации проектов по утилизации ПНГ. Такие площадки позволят применять наиболее эффективные комплексные НДТ — НОП, максимизировать уровень использования ПНГ с близлежащих малых и средних месторождений, а также значительно сократить издержки на транспортировку готовых продуктов ПНГ до конечного потребителя. Однако для запуска в регионе подобных масштабных проектов, подразумевающих участие сразу нескольких компаний-операторов, необходима поддержка со стороны государства.

Проблема глобального потепления из-за растущих выбросов ККЗ в Арктике требует скорейших решений. Сегодня забота о будущем планеты не является единственной причиной, по которой компании должны ответственно относиться к окружающей среде. Для ориентированных на работу на глобальном рынке игроков отсутствие программ устойчивого развития или несоответствие существующим создают репутационные риски, которые влекут за собой потери инвесторов. Так, в последние годы многие международные (в их числе российские) нефтегазовые компании теряют инвесторов из-за несоответствия положениям Парижского климатического соглашения. А введение таких инициатив, как, например, углеродный налог для импортеров, может привести к потере торговых партнеров и даже целых рынков сбыта. Но это уже тема для отдельной статьи.

Старший консультант VYGON Consulting Марина Мосоян

Отраслевой эксперт Антон Коровяков

[1] Арктический совет — ведущий межправительственный форум, способствующий сотрудничеству, координации и взаимодействию между арктическими государствами, коренными народами Арктики и другими жителями Арктики по общим вопросам Арктики, в частности по вопросам устойчивого развития и защиты окружающей среды в Арктике. Официально он был основан в 1996 г.

[2] Ключевые результаты исследования приведены в статье «SIGNIFICANT ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL GAINS CAN BE ACHIEVED BY APPLYING BEST AVAILABLE TECHNOLOGY IN THE OIL SECTOR IN THE ARCTIC»

[3] Постановление Правительства РФ № 1148 от 08.11.2012 (ред. от 08.11.2012)

[4] Регулирующий орган в области энергетики провинции Альберта (2018) Директива 060: сжигание и рассеивание ПНГ в нефтяной промышленности [Электронный ресурс].