Что может прийти на смену нефтехимии
«Зеленый переход»: как меняется промышленная политика России
15 сентября 2021 года политики и лидеры российской промышленности в двенадцатый раз встретились на нефтегазовом форуме TNF в Тюмени. Темой главной пленарной сессии стала новая промышленная политика в эпоху глобальных изменений. РБК Тренды собрали ключевые тенденции развития российского топливно-энергетического комплекса (ТЭК).
«Зеленый переход»
Сейчас производство «зеленого» водорода стоит в 3,5–6 раз дороже, чем, например, «голубого» водорода, который получают из природного газа. Но стоимость может снизиться: мир на грани климатической катастрофы и стремится уйти от углеродного следа.
«Зеленый» водород не оставляет углеродного следа: его получают с помощью возобновляемых источников — солнца, ветра, электролиза воды. «Голубой» водород производят из природного газа, а выбросы CO2 преобразуют в углерод по технологии CCS (carbon capture and sequestration, улавливание и хранение углерода).
Доля углеводородного сырья будет снижаться и, скорее всего, выручка России как крупного поставщика углеводорода сократится. В ближайшей перспективе страна должна перейти к «чистой» модели технологического развития. С 2021 года правительство России работает над «фронтальной стратегией». В нее входит перечень из 42 новых инициатив социально-экономического развития, в том числе чистая энергетика (водород и восполняемые источники энергии) и новая атомная энергетика (малые атомные реакторы для удаленных территорий).
Переход к «зеленой» экономике будет происходить неоднородно. В Европе и Северной Америке он пройдет значительно раньше, чем в остальном мире. В России компаниям долгое время придется работать в двух энергетических укладах:
Нефтехимическая промышленность — отрасль обрабатывающей индустрии углеводородов, которая производит широкий спектр товаров — от полиэтиленовых пакетов до бытовой техники.
Паровой риформинг — это один из нефтехимических процессов, который производит обогащенный водородом синтетический газ из легких углеводородов.
Импортозамещение
ТЭК — одна из ведущих и бюджетообразующих отраслей России с высоким инвестиционным потенциалом. Годовые вложения в нее превышают ₽3 трлн. В условиях международных санкций Россия стремится к импортозамещению, чтобы сделать процесс развития отрасли устойчивее. Раньше страна использовала западные технологии, поскольку не было собственных роторных управляемых систем, технологий подводной добычи углеводородов и производства оборудования для гидроразрыва пластов. Сейчас эту нишу занимают российские предприятия — концерн воздушно-космической обороны «Алмаз-Антей», Московский институт теплотехники и другие.
Введение обратных акцизов
Помимо трендов, которые реализуются по инициативе правительства, необходим структурный сдвиг в сторону высоких переделов: России нужно заниматься не просто добычей и первичной переработкой углеводородов, а идти дальше по технологической цепочке создания продуктов и материалов.
Промышленность высоких переделов — это процесс, который охватывает не один, а сразу несколько этапов переработки исходного сырья.
В октябре 2020 года был опубликован закон об обратном акцизе для СУГ (сжиженных углеводородных газов — РБК Тренды). Вернуть акцизный налог смогут предприятия, которые инвестируют в эту наукоемкую и дорогостоящую область не менее 65 млрд в течение пяти лет — с 2022 по 2027 годы.
Еще одна инициатива в этой области — введение обратного акциза на пропилен, второй по объему потребления мономер в России. В 2020 году его производство приблизилось к 3 млн т. Почти весь произведенный в России пропилен применяется как сырье для нефтехимии на внутреннем рынке. При этом большинство производных пропилена завозится из-за рубежа. При расширении технологической цепочки этот рынок может стать перспективным для отечественных производителей — нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) и газохимических комплексов.
Переход нефтеперерабатывающих заводов на производство нефтехимической продукции
В будущем потребление автомобильного бензина будет снижаться: на смену придет электродвижение. Объем работ нефтеперерабатывающих заводов сократится. Поэтому для страны стратегически важно смещать фокус НПЗ в сторону химической продукции: это гарантирует устойчивость отрасли за счет производства новой гаммы продуктов. Сейчас в мире практически не строят новые НПЗ без интегрированного нефтехимического комплекса.
Сокращение выбросов углекислого газа
В 2021 году выбросы CO2 превысили допандемийный уровень на 5%. При этом, согласно исследованию Международного энергетического агентства, для удержания глобального потепления выбросы углекислого газа нужно сократить на 57%. Один из наиболее эффективных способов — улавливание и утилизация углекислого газа. С помощью этой технологии можно устранять до 90% выбросов разными способами:
Big Data
Крупные международные компании, такие как BP и Shell, уходят от нефти и газа и трансформируются в интегрированные энергетические компании, которые занимаются также Big Data.
Big Data — это массивы данных большого объема, которые используют для формирования статистики, анализа, прогнозов и для принятия решений.
Это направление поддерживает основной бизнес: крупные нефтяные месторождения генерируют такой же объем данных за сутки, как Twitter. Big Data позволяют лучше управлять реальными промышленными активами: автоматизировать обработку данных, прогнозировать осложнения при эксплуатации оборудования и создавать цифровые месторождения.
Создание экосистем
Чтобы привлекать инвесторов и отвечать на технологические вызовы нового энергетического уклада, компаниям необходимо создать новую экосистему: сотрудничать с вузами и внедрять профильное образование, поддерживать стартапы и малые технологические компании, создавать акселераторы для развития ESG-повестки. Профильное образование в нефтегазовой отрасли можно получить во многих российских вузах: совместные бакалаврские и магистерские программы есть у «Газпрома», «Роснефти» и других компаний.
Изменение пространственного развития
Раньше инфраструктура крупных нефтегазодобывающих провинций России строилась с расчетом именно на добычу углеводородного сырья. Теперь городам придется адаптироваться к новому укладу. В процессе трансформации важно не забыть про социальный аспект: число работников сократится, потребуются специалисты с другим образованием. Это серьезная государственная задача — определить судьбу промышленных городов и их жителей, которые столкнулись с падением добычи углеводородного сырья.
Сколько нефти осталось в мире и какое у нее будущее
Что значит нефть для промышленности и экономики?
Нефть сыграла ключевую роль во время Второй промышленной революции во второй половине XIX — начале XX века. Именно тогда — в 1859-м — зародилась нефтяная промышленность, объединив добычу и переработку нефти. В этом году была основана Pennsylvania Rock Oil — первая компания по добыче нефти в штате Пенсильвания.
Сначала из нефти делали керосин, на котором работали, например, настольные лампы. А затем — топливо, которое стало востребованным с развитием автомобилестроения, железнодорожного транспорта и авиации. Так бензин пришел на смену газу и паровым двигателям.
Но к концу ХХ века роль нефти стала заметно падать: появились альтернативные источники топлива и энергии, а Четвертая индустриальная революция базируется уже на совсем других факторах. Главные «двигатели прогресса» теперь — цифровые, а мировая индустрия стремится к наиболее экологичным альтернативам нефти.
Для мировой экономики нефть — один из базовых и самых динамичных рынков: здесь всегда есть активный спрос и предложение, высокая конкуренция и продвинутые механизмы для регулирования. Страны, обладающие нефтяными месторождениями, строят долгосрочные стратегии и планируют бюджеты с опорой на рынок нефти. Исчезновение этой опоры чревато затяжными глобальными кризисами.
Почему нефть не закончится
Артем Козинов называет 5 главных причин:
Мы до сих пор не знаем, как образуется нефть. На этот счет есть 2 теории: органическая и неорганическая. Сторонники первой считают, что углеводороды появились в древности из органического вещества и планктона под воздействием высоких температур и давления. Вторые полагают, что нефть образовалась на большой глубине в мантии Земли из-за сложных химических реакций. Но обе теории говорят о том, что нефть возобновляема;
Нефть не всегда зарождается там, где ее добывают. Это также следует из теорий ее происхождения и означает, что новейшие методы разработки позволят снова и снова добывать нефть в нужных количествах;
Человечество добывает меньше половины мировых запасов нефти. Даже при интенсивной добыче в нефтяных месторождениях мы извлекаем лишь меньшую часть углеводородов;
Нефть добывают далеко не из всех открытых месторождений. Многие из них пока плохо исследованы и не освоены;
Многие месторождения до сих пор не обнаружены.
Дополнительным фактором служит то, что добыча нефти ограничена международными организациями — такими, как ОПЕК и Международное энергетическое агентство.
Нефть vs альтернативные источники энергии
Есть и другие, возобновляемые источники энергии. Именно на них переключаются крупнейшие страны-потребители энергии, считая такой способ генерации энергии более экологичным. Вторая причина перехода на альтернативные источники — перестать зависеть от нефтяных держав, которые используют нефть в геополитических целях.
Объем инвестиций стран и регионов в возобновляемые источники энергии и альтернативные виды топлива
Основные виды возобновляемых источников энергии ( ВИЭ):
Самый распространенный способ, при котором энергию вырабатывают с помощью плотины и турбин, которые вращают воду внутри. Потенциальная емкость гидроэнергетических станций — 30-40 Тераватт-час в год. Однако этот способ приводит к изменению уровня воды в водоемах, сокращению в них кислорода, нарушению нерестового цикла рыб и другим негативным последствиям для флоры и фауны.
Энергия также вырабатывается с помощью турбин, которые вращают ветер. Они гораздо дешевле, чем водяные, располагаются на высоте от 100 метров: это значит, что землю под ними можно использовать под сельхозугодья.
Дания, Германия и Нидерланды к 2050 году планируют возвести искусственный остров в море и разместить на нем ветроэнергетическую станцию, которая сможет вырабатывать до 100 Гигаватт/час энергии в год.
Главный минус этого источника — нестабильность: нужно дожидаться ветра, причем определенной силы. Это возможно только вдали от населенных пунктов, а значит, доставка энергии будет слишком дорогой.
Такие станции могут быть устроены по-разному: например, накапливать солнечный свет с помощью батарей, которые преобразуют его в энергию. Второй способ гораздо проще и популярнее, но во многих северных регионах солнечного света не хватает для того, чтобы полностью обеспечивать их энергией. И даже в очень солнечных местах есть смена суток и сезонов, поэтому выработка энергии будет неравномерной.
В этом случае специальные модули качаются на волнах и генерируют энергию из движения. Помимо генерации дешевого электричества такие станции защищают берега, а также мосты и опоры от разрушения. Однако их потенциал — всего 2 Тераватт-час в год, они могут быть опасны для водного транспорта и создают шум, который пугает водных обитателей.
На глубине роют две скважины, в одну из которых подают воду. Она испаряется, нагреваясь от земли, пар проходит через вторую скважину и по трубам направляется в турбины, попутно очищаясь от примесей. Это достаточно стабильный источник энергии, потенциал которого — 47 Тераватт-час в год. Однако сейчас мы можем получить лишь 2% от этого объема.
Билл Гейтс, один из влиятельнейших идеологов ВИЭ, в одном из интервью приводит такие цифры: в Токио 3 дня в году действует циклон, из которого можно было бы сгенерировать колоссальное количество энергии. Этого хватило бы на весь 27-миллионный мегаполис. При этом электричество, полученное традиционным способом, создает 25% от всех вредных выбросов.
Недостатки возобновляемой энергетики
ВИЭ дешево добывать, но дорого передавать. По данным Международного энергетического агентства, передача энергии, полученной из ветра, в 3 раза дороже, чем из угля. То же самое можно сказать и про ядерную энергетику. Это связано еще и с тем, что добывать энергию с помощью ВИЭ можно лишь вдали от населенных пунктов — то есть главных потребителей. Нужно заново построить целую инфраструктуру для передачи энергии;
Нестабильность источников. Получать энергию из ветра можно только 25-35% времени, из солнца — 10-25%. Уровень контроля в таких энергосетях тоже намного ниже, а мощность сложно стабилизировать;
Современные аккумуляторы пока не могут накапливать достаточно энергии от ВИЭ, чтобы ей можно было пользоваться, пока станции простаивают;
Чтобы построить станции для генерации энергии из альтернативных источников, нужны все те же углеводороды, которые пока что нечем заменить;
Наконец, самое главное: альтернативные источники энергии пока что не покрывают всех потребностей. На данный момент их главный плюс — экологичность и быстрая возобновляемость.
Ежегодное увеличение мощности возобновляемых источников энергии (в гигаваттах)
Как будет развиваться энергетика дальше?
Центр энергетики «Сколково», совместно с Институтом энергетических исследований (ИНЭИ) РАН, представил свой прогноз до 2040 года. Из него следует, что мировая энергетика уже находится на пороге глобальной трансформации — «четвертого энергоперехода»: первый был связан с развитием добычи угля, второй — нефти, третий — газа. Это значит, что доля ВИЭ будет нарастать, вытесняя нефть и газ.
В прогнозе описаны 3 сценария:
Консервативный : технологии и потребление энергии останутся на текущем уровне или вырастут незначительно. Доля ВИЭ в мире составит 35%, в России — 15%;
Инновационный : ускорение развития технологий и перехода на ВИЭ. Распределение долей — 40% и 16% соответственно;
Энергопереход : еще большее ускорение технологий и особый акцент в политике государств на отказе от углеводородов. В этом случае в мире на ВИЭ будет приходиться 49%, в России — 21%.
По мнению авторов исследования, все три сценария для России будут негативными: первыми сократятся поставки именно российской нефти, что обернется для нас долгосрочной экономической стагнацией. В России уже готовятся к такому сценарию: действует госпрограмма поддержки развития ВИЭ до 2035 года. Она предполагает, что всем станциям на основе ВИЭ вернут инвестиции. Это поможет сделать «зеленую» энергию дешевле и доступнее, а ее доля в общей выработке вырастет до 3,3%.
Когда мы откажемся от нефти?
Сегодня нефть по-прежнему является топливом № 1 в мире: доля ее потребления — 31%, то есть выше, чем уголь, газ и возобновляемые источники. Но это уже на 14% меньше, чем в начале 1970-х, на пике развития индустриальной экономики. Отчасти повлияли ограничения на добычу нефти, впервые введенные в 1973 году ОПЕК для борьбы с нефтяным кризисом.
Дальше будет примерно следующее:
Некоторые эксперты считают, что к 2050 году спрос на сырую нефть сократится до 14 млн баррелей в день (прогноз на 2021 год — 96,7 млн баррелей);
Потребление сырой нефти для нужд энергетики упадет с 11 до 4 млн баррелей в сутки. В падении спроса сыграет роль и то, что международные организации ставят целью перерабатывать до 75% всего пластика. Это, в свою очередь, сократит потребность в новых пластиковых изделиях, которые тоже производят из нефтепродуктов;
Спрос на нефтехимию — то есть продукты нефтепереработки — наоборот, в ближайшие 20-30 лет вырастет до 2 раз. За последние 10 лет он увеличился на 50%, за счет бурного роста городской инфраструктуры в США, Канаде, Японии, Китае и Южной Корее;
Потребление нефти в сферах строительства и сельского хозяйства вырастет, если прирост мирового населения останется на том же уровне. К 2050 году эти отрасли будут потреблять на 46% больше нефти, чем сейчас: 28 млн баррелей в день;
Другие эксперты отмечают влияние пандемии, которая привела к обвалу спроса на нефть, но в будущем все вернется к доковидным показателям — в основном, за счет развивающихся стран.
Крупнейшие мировые поставщики нефтепродуктов тоже пока не пришли к единому сценарию. К примеру, Exxon удваивает объем добычи, рассчитывая на устойчивый рост спроса на нефть и газ. В то же время BP, напротив, переходит на возобновляемые источники энергии.
Но все сходятся в том, что сейчас нефтяная отрасль переживает один из самых сложных периодов, начиная с 1960-х годов. При этом пик спроса на нефть уже пройден, а для газа он наступит в ближайшие 5 лет. Стратегия нефтяного рынка, безусловно, будет меняться. Но глобальный отказ от нефти мы увидим не раньше, чем через 20-30 лет, в том числе — из-за экологических факторов. К примеру, производство 1 кг литий-ионных аккумуляторов, на которых работают электрокары, приводит к выбросу 2,5 кг эквивалента CO2. При добыче 1 кг нефти этот показатель составляет 0,15 кг.
Артем Козинов добавляет, что углеводороды уникальны своей высокой энергоемкостью за счет особенных химических связей. Поэтому в ближайшие 80–100 лет нефть и газ гарантированно останутся главными источниками энергии.
Сегодня понятно всем, что кладовая Земли не бездонна. И если необходимые (необходимое используется, а остальное идёт в отходы!) и легко доступные (доступное сегодня!) полезные ископаемые извлекать так же, как и это делалось и в начале века, то они быстро иссякнут. Конечно, мы знаем, что ничто из ничего не возникает и не исчезает бесследно, т. е. использованные вещества, материалы, отслужив свой век, разлагаются, распадаются, но ведь химические элементы, из которых они состоят, рассеиваются в биосфере. Задача состоят в том, чтобы устранить эти потери.