Метановая война

Метан — чудовищный парниковый газ, невидимый убийца, который подстерегает ничего не подозревающее человечество повсюду. А коварство компаний, которые пытаются продавать метан и продукты его переработки, не знает предела. К счастью, мировая общественность не дремлет: принимаются соглашения по выбросам, публикуются исследования, а политики не устают напоминать о скором переходе на безуглеродную энергетику. Возможно, в некой отдаленной перспективе действительно произойдет нечто похожее на зеленый энергопереход. Возможно, когда-нибудь энергетика сможет обойтись без природного газа. Но сегодня критика метана как энергоносителя чаще всего оказывается лишь инструментом, с помощью которого в некоторых странах пытаются перераспределить финансовые потоки. И, кстати, последние исследования показали, что «чудовищные» парниковые свойства природного газа несколько преувеличены.

В энергетическом шпагате

В британском городе Глазго, некогда являвшемся центром тяжелого машиностроения и судостроения, а также знаменитых рабочих выступлений начала XX века, в далеком 2021 году прошла очередная Конференция ООН по изменению климата. Она была отмечена бурной критикой со стороны экологов, выступлениями исследователей, справедливо заявлявших о социальном неравенстве в вопросе выбросов, а также различными курьезами. Так, электромобили, на которых доставляли гостей мероприятия, пришлось заряжать от дизель-генераторов. Впрочем, это можно назвать ярчайшим символом показушной борьбы за стабильность климата планеты.

По итогам этой конференции были подписаны различные соглашения. В их числе — Глобальное соглашение по метану (Global Methane Pledge). Свыше 80 стран договорились снизить выбросы метана на 30% от уровня 2020 года к концу текущего десятилетия. С некоторым удивлением к этой инициативе отнеслись Австралия, Индия, Иран, Китай и Россия, отказавшиеся подписывать данный документ.

На следующий год конференция проводилась в египетском Шарм-эль-Шейхе. А количество стран, которые решили снизить выбросы метана, увеличилось до 150. Также были озвучены оценки потерь от сжигания в факелах и утечек природного газа — 260 млрд куб. м в год. А представители Соединенных Штатов заявили о более амбициозном варианте своего Плана действий по сокращению выбросов метана в США. Как водится в таких случаях, обещано было не только закрутить гайки в нефтегазовом секторе, но и снизить потребительские расходы, обеспечить экономические выгоды и стимулировать создание рабочих мест. Да, «создать рабочие места» никто не пообещал, только «стимулировать создание».

В ходе той же конференции Международной обсерваторией по выбросам метана (IMEO) Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) была запущена Система оповещения и реагирования на метан (MARS).

Удивительно, но в большинстве случаев, когда речь заходит про объемы выбросов природного газа, выясняется, что крупнейшие выбросы приходятся на Российскую Федерацию, хотя наша страна производит этого энергоресурса меньше, чем Соединенные Штаты. Притом на уровне Программы ООН по окружающей среде настойчиво внушается мысль, что сокращение выбросов метана необходимо проводить в первую очередь за счет снижения добычи нефти и газа.

На этом фоне руководство США оказывается в невероятном энергетическом шпагате. С одной стороны, оно заявляет, будто углеводородное сырье во вполне обозримом будущем их стране не понадобится, так как та мчится в «зеленое» будущее. С другой — от нефтегазовых компаний требуют нарастить производство этого сырья, скромно намекая на то, что в ближайшие лет десять, а может, и больше оно точно будет необходимо.

Управление энергетической информации Соединенных Штатов в марте 2023 года опубликовало свою оценку влияния Закона о снижении инфляции на энергетику. И получается, что добыча природного газа в США к 2050 году, скорее всего, увеличится до 1,25 трлн куб. м. Сценарии, при которых этот показатель снижается, не рассматриваются. По всей видимости, это будет какой-то особенный метан, состоящий не из углерода и водорода, а из знаменитых молекул свободы, которые наверняка если и влияют на климат, то только положительно.

Водород в метане

Безусловно метан — парниковый газ. По имеющимся данным, его концентрация в атмосфере увеличилась примерно в 2,4 раза с доиндустриальных времен. В зависимости от выбора источника вы узнаете, что парниковые свойства метана превосходят аналогичный показатель диоксида углерода то ли в 20, то ли сразу в 80 раз. Так, в ЮНЕП настаивают на том, что метан «более чем в 80 раз мощнее СО2». Но также делается оговорка, согласно которой попавший в атмосферу природный газ разрушается на порядок быстрее, чем диоксид углерода (большая часть — через 10–12 лет). Из этого делается вывод, что сокращение выбросов быстро отразится на темпах потепления.

А работа «Изменение климата 2021: основы физической науки», опубликованная Кембриджским университетом, говорит, что парниковые свойства метана превышают аналогичный показатель CO2 в 27,9 раза. На эти данные ссылаются авторы свежей, напечатанной в марте 2023 года, работы Surface warming and wetting due to methane’s long-wave radiative effects muted by short-wave absorption. Она претендует на маленькую, но весьма значимую сенсацию. И чуть подробнее о ней мы скажем ближе к концу статьи.

Пока же отметим, что против диоксида углерода борется все прогрессивное человечество. А природный газ постепенно становится вторым фронтом в неравных боях за сохранение температурных режимов на планете Земля. И до того, как о парниковых свойствах метана громко заговорили политики, о них уже писали различные научные коллективы. Зачастую в этих работах подвергались критике неправильные, с точки зрения авторов, решения, претендующие на участие в зеленом энергопереходе. К примеру, шельмованию подвергался «голубой» водород.

Водородная энергетика — это тема, к которой пытались подойти неоднократно: и в 1970-х годах, и в конце 2000-х. Очередное перерождение она получила в 2020 году, когда Евросоюз принял «Водородную стратегию». Вслед за ним соответствующие документы начали принимать отдельные страны. Включая Россию.

Костыль для ВИЭ

Для Евросоюза водородная энергетика — это костыль, которым стараются подпереть электрогенерацию на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ). ВИЭ не могут обеспечить стабильного производства электрической энергии в необходимое время и требуемом объеме, так как ветер не всегда дует, а солнце не всегда светит. На данный момент сложности, с этим связанные, полностью парируются наличествующими традиционными мощностями — на газе и угле. Но от большей части угольных электростанций ЕС намеревается отказаться уже к 2030 году, а от газовых — в период 2030–2040-х.

Мы не будем в данной статье обсуждать осуществимость такого рода планов. Для нас в данном случае важно, что водород рассматривается как батарейка или, если угодно, необходимый буфер для энергосистемы, в которой абсолютно доминируют ВИЭ.

Планы Европы подразумевают, что будут изготовлены электролизеры, которые с помощью солнечной и ветровой электрической энергии станут производить из воды водород. Такой водород принято называть «зеленым».

Но большая часть данного энергоносителя сегодня производится из природного газа («серый» водород). Да, при этом в атмосферу попадает диоксид углерода. Но ведь его можно улавливать, что превращает такой водород в «голубой».

Однако уже на ранних этапах обсуждения текущего витка водородной энергетики «голубая» схема производства настойчиво признавалась негодной, так как у такого продукта пытливые исследователи обнаруживали протяженный метановый след. Получалось, что хоть один парниковый газ улавливается, но другой попадает в атмосферу в процессе добычи и транспортировки. С этой же позиции критиковалась и «бирюзовая» схема производства, предусматривающая получение водорода из природного газа путем пиролиза.

«Зеленый» против «серого»

«Зеленому» водороду заранее предоставлялись более конкурентные условия. Это неочевидно, если рассматривать данный продукт как самостоятельный энергоноситель, самоценный для нарождающегося рынка. Но вполне объяснимо в условиях, когда водород оказывается батарейкой для ВИЭ-генерации. «Голубые», «бирюзовые» и прочие цветные собратья в этой схеме будут явно лишними, хотя и более дешевыми в производстве.

Такая ситуация порождает споры между странами. К примеру, министр энергетического перехода Франции Аньес Панье-Рюнаше раскритиковала Германию за «лицемерную» позицию в отношении водорода, произведенного с помощью атомной энергии. Сначала обе страны согласились придерживаться принципа «технологической нейтральности» в отношении производства водорода. Низкоуглеродный («атомный») водород мог использоваться «для достижения целей декарбонизации в промышленности и транспорте» наравне с «возобновляемым» водородом. А затем немецкие власти попробовали пересмотреть это решение (так как это было в их интересах). Не сказать, правда, что им это в полной мере удалось. И ведь этот спор не идет ни в какое сравнение с теми, которые порождает водород, производимый из голубого топлива.

Педалирование темы парниковых свойств метана создает точку давления на производителей природного газа, обеспечивая основу для возможной системы платы за выбросы и базу для искусственного снижения конкурентоспособности продуктов, производимых из природного газа.

Безусловно, сегодня еще в моде решительный оптимизм по поводу себестоимости водорода. В октябре 2022 года аналитический центр Carbon Tracker (Лондон) опубликовал отчет Clean Hydrogen’s Place in the Energy Transition. В этой работе заявляется следующее: «Быстрый рост капиталовложений в неископаемый экологически чистый („зеленый“ — ред.) водород в течение следующих нескольких лет может привести к тому, что его стоимость упадет ниже $2 за 1 кг, что сделает его одним из самых дешевых видов энергии». А может так оказаться, что быстрый рост капиталовложений удивительным образом не приведет к этому результату.

Но если вы не можете снизить себестоимость своего продукта, надо увеличить себестоимость продукта вашего конкурента. И тогда можно будет разыграть метановую карту, резко понизив привлекательность «серого» и «голубого» водорода. Это тем более вероятно в условиях пробуксовки «Водородной стратегии» на территории Евросоюза.

Хотя проекты в этой области и реализуются, но ожидавшегося к 2024 году прорыва, по всей видимости, уже не ждут. Можно было бы предположить, что это лишь наше злословие, но в конце прошлого года компания E.ON заявила, что при нынешнем положении дел Германия не реализует свои водородные планы на 2030 год. Вместо 10 ГВт электролизных мощностей будет установлено 5,6 ГВт. Также отсутствует необходимая инфраструктура для транспортировки водорода (в том числе из портов) потребителям. В настоящее время существует всего 417 км водородных сетей (менее 0,1% газовой сети Германии). Конечно, можно транспортировать метан-водородную смесь по имеющейся сети газопроводов. Но это не в полной мере соответствует стоящим перед водородной энергетикой задачам.

Все чаще в европейских источниках можно встретить призывы сосредоточить на данном этапе усилия не на энергетической составляющей, а на замещении уже использующегося водорода в промышленности и сельском хозяйстве (производство удобрений). Иными словами, новые потребители возникают крайне неохотно, надежды на формирование нового рынка поугасли, но уже есть рынок неэнергетического «серого» водорода, его и надо замещать «зеленым».

И речь не идет о какой-то отдаленной перспективе. Это процесс, который происходит в данный момент. И России, намеревающейся занять одну из ведущих позиций на пока что формирующемся мировом водородном рынке, стоит уделять пристальное внимание преимуществам, которые дает потенциальным конкурентам довод о парниковых свойствах метана.

Морская «метановая карта»

Водородная энергетика — не единственное направление, в котором можно использовать «метановую карту». В 2022 году крупные СМИ (например, Bloomberg) растиражировали результаты исследования «Метан в море: в поисках невидимого климатического убийцы» (Methane at Sea: Finding the Invisible Climate Killer) некоммерческой организации Transport & Environment (T&E). Название исследования уже заставляет задуматься об излишней экзальтированности авторов. Но организация, которую они представляют, участвовала в разработке и пропаганде ужесточенных европейских требований к моторным и бункеровочным видам топлива.

В исследовании утверждается, что утечки метана с судов, использующих сжиженный природный газ (СПГ) в качестве топлива, делают их более «грязными» по сравнению с судами на дизельном топливе или мазуте. Утверждение может показаться сомнительным, так как экологические предписания в рамках конвенции MARPOL охватывают и оксиды азота, и оксиды серы, и непрогоревшие углеводороды. Сомнительно, что СПГ может отставать от дизельного топлива и мазута как минимум по первым двум параметрам.

Но авторам исследования такие вопросы неинтересны. Они сконцентрированы на другом: якобы примерно на 80% судов, использующих в качестве топлива сжиженный природный газ, при работе двигателей в атмосферу попадает 3,1% топлива. А метан, отмечается в исследовании, является парниковым газом, который «нагревает атмосферу более чем в 80 раз больше» диоксида углерода.

Компания T&E утверждает, что более двух третей новых судов с 2025 года, скорее всего, будут работать на СПГ, а к 2030 году доля этого топлива, использующегося для бункеровки, в Европе вырастет с 6% до более чем 20%. Исследователи утверждают, что большинство судов, работающих на сжиженном природном газе, наносят больший ущерб климату, чем суда, работающие на ископаемом топливе, которые они должны заменить.

Но нет, ни дизельное топливо, ни мазут авторам исследования не нравятся. Это лишь подчеркивает, насколько негативно они оценивают применение метана для бункеровки. Однако выход, по мнению T&E, есть: надо переходить на зеленые виды топлива на основе водорода.

В принципе, опыты бункеровки водородом недавно начали проводиться. Также рассматривается возможность производства аммиака из «зеленого» водорода и его использования в качестве судового топлива. Но ожидать, что без дополнительных стимулов эти направления станут сколь-нибудь заметными в сегменте бункеровки, на данном этапе не приходится.

В начале 2023 года было объявлено о запуске глобальной кампании «Скажи „нет“ СПГ», которая явно была навеяна исследовательскими усилиями T&E. В ее рамках призывают отказаться от природного газа как бункеровочного топлива, ссылаясь на утечки парникового газа метана при работе двигателей. Якобы строительство судов, работающих на СПГ, и бункеровочной инфраструктуры под их нужды отвлекает «скудные ресурсы» от топливных и технологических решений, которые «прокладывают путь к перевозкам с действительно нулевыми выбросами».

Не только греет, но и охлаждает

Может показаться, что радикальность призыва сказать «нет» сжиженному природному газу скорее свидетельствует о маргинальном характере этой акции, чем о чем-то серьезном, достойном внимания. И с таким взглядом можно согласиться. Но этим попытки снизить выбросы метана не ограничиваются. И отрасль относится к ним весьма серьезно.

В сентябре 2022 года была создана «Инновационная инициатива по борьбе с выбросами метана в морском судоходстве» (MAM) — в ней участвуют Регистр Ллойда и ряд крупных морских перевозчиков, к которым в марте 2023-го присоединились новые игроки. Цель инициативы — находить и продвигать технологические решения для морской отрасли по измерению выбросов метана и управлению ими. При этом участники MAM признают преимущества СПГ как бункеровочного топлива, но ведут работу по переходу на топливные решения будущего.

Здесь же стоит упомянуть проект Green Ray, который координирует Финский центр технических исследований VTT. Он объединяет несколько компаний из всей цепочки создания стоимости в области судоходства. В рамках проекта будут опробованы технологии, снижающие выбросы метана судовыми двигателями. Иными словами, эта инициатива нацелена на решение выявленных проблем, чтобы СПГ как можно дольше использовался в качестве бункеровочного топлива.

Участники Green Ray также сделали уточнение, которое, если разобраться, можно считать комичным. Так, по их словам, все разработанные в рамках проекта технологии также будут полностью способны использовать био- или синтетический метан вместо сжиженного природного газа, произведенного из ископаемого сырья. То есть CH4 можно будет использовать вместо CH4. Не можем не восхититься научным прогрессом.

Впрочем, мы понимаем, что сказать эти дежурные фразы было необходимо, как бы странно они ни звучали по сути. А Green Ray тем временем было выдано финансирование от Европейского союза.

И в то же время начинают активно разрабатываться и внедряться программы сертификации, которые охватывают все (!) парниковые газы на всем пути СПГ от добытых газообразных кубометров до доставленных конечному потребителю сжиженных килограммов. Кстати, разработчики такого рода сертификаций дают наиболее радикальные оценки парниковых свойств метана — по их мнению, он в 84 раза опаснее диоксида углерода.

В общем, борьба с выбросами природным газом последние годы нарастает. И вдруг выходит упомянутое нами в начале статьи исследование Калифорнийского университета в Риверсайде, которое, как мы заметили, претендует на некоторую сенсационность. Оно подтверждает, что метан задерживает большое количество тепла в атмосфере планеты. Но! В то же время он создает охлаждающие облака, за счет которых компенсируется 30% нагрева.

То есть метан в атмосфере поглощает часть коротковолнового излучения Солнца, а потому он не только способствует нагреву, но помогает охлаждению.

Вряд ли это исследование заставит людей, заинтересованных в снижении конкурентоспособности метана и продуктов его переработки, пересмотреть свои взгляды. Но оно лишний раз свидетельствует о просторе для изучения того, какое воздействие оказывает на планету метан. Вероятно, нашей стране также стоит основательно вложиться в изучение этого вопроса.

Означает ли все вышесказанное, что выбросы природного газа — это пустяк, на который не стоит обращать внимания? Нет, конечно. И отечественная нефтегазовая отрасль как никто другой знает, насколько этот вопрос серьезен. Потому она последовательно в течение многих лет борется с выбросами метана и повышает эффективность его добычи и транспортировки. Но нельзя допустить, чтобы этот вопрос становился политическим инструментом. Потому что политический инструмент будет использован для экономического давления и поддержки неэффективных технологий.

Александр Фролов,

заместитель генерального директора Института национальной энергетики,

эксперт аналитического центра ИнфоТЭК