Московский нефтеперерабатывающий завод «Газпром нефти»
Фото: Гавриил Григоров / ТАСС
Улавливать углекислый газ можно на любом промышленном объекте — для этого существует десяток различных технологий, которые применяются в зависимости от ситуации. Пойманный CO2 сжижается под давлением и по трубопроводу или в цистернах транспортируется к месту использования или захоронения.
Под захоронением углекислого газа подразумевается его закачивание под землю — на глубину от 800 м. За надежность такого хранения отвечают геологические свойства подземных резервуаров. Среди наиболее подходящих — пористые породы истощенных газовых или нефтяных месторождений, которые миллионы лет удерживали в себе ископаемое топливо.
Еще один вариант захоронения — закачивание в действующие нефтяные месторождения. Такой подход позволяет повысить добычу, причем использование уловленного диоксида углерода значительно эффективнее традиционного вытеснения нефти водой. Именно с этого началось развитие CCUS — первые такие проекты появились в 1970-х годах на нефтяных месторождениях в Техасе (США).
Объемы подземных хранилищ, подходящих для захоронения углекислого газа, на порядки превосходят объемы парниковых выбросов. Ежегодно в атмосферу Земли попадает свыше 59 млрд тонн CO2-эквивалента, а в одной лишь России места под землей хватит на 1,2 трлн тонн.
Кроме нефтедобычи, использовать пойманный диоксид углерода можно во множестве технологических процессов. Сегодня в мире ежегодно потребляется 230 млн тонн CO2. Большая часть идет на выпуск удобрений (130 млн тонн) и повышение нефтеотдачи пластов (70-80 млн тонн). Среди остальных направлений — производство продуктов питания и напитков, очистка воды, применение в теплицах, использование для охлаждения и замораживания.
Углекислый газ можно переработать, например, при производстве топлива (углерод из CO2 связывают с водородом для получения синтетического углеводородного топлива), строительных материалов (CO2 может заменять воду в бетоне, а также служить сырьем для ряда его компонентов), полимеров и химикатов.
Международное энергетическое агентство (IEA) ожидает, что полимерная индустрия обеспечит утилизацию до 1 млрд тонн CO2 в год, а производство химикатов и строительных материалов — по 5 млрд тонн каждое. Крупнейшим рынком будущего выглядит производство топлива, для него потребуется свыше 5 млрд тонн углекислого газа в год.
Кстати, у производства и применения стройматериалов из CO2 самый низкий углеродный след: остальные направления утилизации подразумевают довольно высокие выбросы как при производстве, так и при использовании получившейся продукции. То же топливо из диоксида углерода, например, будут сжигать, генерируя выбросы. Поэтому использование уловленного углекислого газа в производстве нельзя назвать 100% экологичным способом сокращения выбросов — в отличие от его захоронения.
Сегодня в мире насчитывается лишь 28 крупных промышленных объектов в 10 странах, где улавливается, захоранивается и используется углекислый газ. Они суммарно утилизируют 40 млн тонн CO2 в год. Больше половины этого объема (28,5 млн т в год) приходится на предприятия по переработке природного газа. Остальное — на предприятия по производству водорода, синтетического топлива, электроэнергии, удобрений, биотоплива, а также железа и стали.
Согласно прогнозам IEA, в ближайшие годы улавливать CO2 начнут повсеместно — это позволит миру сократить не менее 15% всех парниковых выбросов, от которых необходимо избавиться, чтобы сдержать глобальное потепление в пределах 2°C.
«Глобальный потенциал CCUS огромен: по оценкам ООН, он составляет 10-30 млрд тонн CO2 в год к 2050 году и ограничен лишь развитием инфраструктуры транспортировки и хранения CO2. Сейчас необходимо сформировать нормативно-правовую базу, обеспечивающую масштабное и быстрое внедрение технологии CCUS, — фактически, создать с нуля промышленный сектор, имеющий огромное значение для достижения нулевых выбросов», — пояснил Plus-one.ru исполнительный директор исследовательского центра ЭНЕРПО Максим Титов. По его словам, инфраструктура должна иметь трансграничный формат — как и линии электропередач, поставки газа и нефти.
Сейчас на различных этапах разработки и строительства с планами запуска до 2030 года находятся 114 проектов CCUS. По прогнозу IEA, через восемь с небольшим лет в мире будет улавливаться 800 млн тонн CO2 в год — в 20 раз больше, чем сегодня.
Парниковые выбросы России составляют, по разным оценкам, до 2,5 млрд тонн CO2-эквивалента в год. За счет применения CCUS страна может сократить свои выбросы CO2 вполовину (на 1,1 млрд тонн), подсчитали в аналитическом агентстве Vygon Consulting.
Объема всех подземных хранилищ для закачки туда CO2 хватит более чем на тысячу лет. Только нефтяных и газовых месторождений — свыше 300 лет.
По оценке аналитиков, отечественная нефтяная индустрия прямо сейчас могла бы с целью повышения нефтеотдачи захоронить 23 млрд тонн диоксида углерода (столько Россия выбросит за 10 лет).
«Все крупные нефтяные компании страны, а также промышленные компании — эмитенты большого объема выбросов парниковых газов — осведомлены о возможностях CCUS и заинтересованы в развитии данных технологий. Все более-менее понятно и реализуемо, есть пилотные проекты в других странах, которые можно изучать», — считает Максим Титов.
Еще две отрасли, которые уже видят экономическую эффективность CCUS, — нефтегазохимия и металлургия. Потери российских экспортеров из этих отраслей от трансграничного углеродного налога, который ЕС вводит с 2026 года, составят около $700 млн в год. Прогнозируемая цена квоты CO2 к 2030-му составит $129 за тонну. Стоимость улавливания тонны CO2 в металлургии уже сегодня составляет порядка $70, в нефтегазохимии — до $80. За девять лет с развитием технологий эти цены упадут в 1,5 раза.
В августе 2021-го о планах запустить первый в стране проект по улавливанию CO2 заявила «Газпром нефть». «Газпромнефть-Оренбург» собирается улавливать углекислый газ на предприятиях и продавать его для использования в металлургии и нефтяной промышленности. Ожидается, что проект стоимостью 30 млрд руб. заработает в 2025-2027 годах и будет утилизировать 1 млн тонн CO2 в год.
Кстати, у «Газпром нефти» уже есть некоторый опыт в реализации CCUS — компания разработала технологию, позволяющую улавливать и закачивать углекислый газ в нефтяные пласты на глубину более 2,5 км. С 2013 года она применяется на сербском месторождении «Русанда», которое разрабатывает NIS — совместное предприятие нефтяного гиганта и правительства Сербии.
А в 2021 году «Газпром нефть» заключила соглашения с «Северсталью», «Евразом» и НЛМК о совместных проектах по утилизации CO2. К 2050 году за счет внедрения CCUS можно удержать от попадания в атмосферу 5-10 млрд тонн углекислого газа в год (до шестой части общемировых выбросов парниковых газов).
«Эта технология имеет хорошие перспективы стать новой крупной отраслью в мировой экономике, которая по своим объемам будет сопоставима с нефтяной», — заявил глава «Газпром нефти» Александр Дюков. По его словам, российские нефтяные и газовые компании могут стать лидерами на этом рынке. Plus-one.ru обратился в пресс-службу «Газпром нефти» с просьбой рассказать больше о своих амбициях и наработках, однако не смог получить ответа на момент публикации.
О намерении запустить пилотные проекты по улавливанию, химической нейтрализации, транспортировке и хранению углекислого газа в подземных хранилищах и собственных выработанных месторождениях в феврале 2021-го заявляла «Роснефть». Впрочем, запуск этих инициатив состоится не раньше 2028 года.
В сентябре 2021-го на конференции Carbon Capture Utilization & Storage (CCUS) 2021 в Москве перспективы применения технологий CCUS обсудили представители минпромторга, ВНИИНефти, «Еврохима», «Северстали», «Криогенмаша», «Танеко», Axens Solutions, Schlumberger и других энергетических и промышленных компаний.
Участники форума сошлись во мнении, что в России необходимо создать отрасль улавливания и утилизации CO2, особенно на фоне трансграничного углеродного регулирования, однако без господдержки — прямой (субсидии) или косвенной (льготы и преференции) — не обойтись. Это поможет вывести на рынок пилотные проекты, которые пока не окупаются.
«Но нельзя рассчитывать на то, что CCUS решит все задачи по снижению выбросов», — предупреждает Максим Титов. По его словам, эти технологии должны применяться тогда, когда все иные возможные способы на всех этапах производственной цепочки уже реализованы.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.
Илья Арзуманов
