Чем захоронение СО2 поможет нефтянке: разбор убыточной технологии, которую продвигают нефтяники

К 2050 году Евросоюз  хочет полностью отказаться от энергии, при производстве которой в атмосферу выбрасывается углекислый газ (CO2). Еще раньше ЕС введет углеродный налог, за который Россия заплатит минимум 1,1 млрд евро. Это значит, что в скором времени нефть будет приносить стране все меньше и меньше прибыли. Пока инфраструктуры для новых рынков нет, поэтому нефтяным компаниям нужно уменьшать выбросы CO2 при добыче нефти. В этом им может помочь технология захоронения углекислого газа. 

Что такое захоронение углекислого газа?

Официальное название технологии — секвестрация углекислого газа (CCS). Так называется процесс сбора, транспортировки и захоронения CO2. Специальные системы улавливают выделившийся при производстве газ. Затем его закачивают в выработанные нефтегазовые месторождения, угольные пласты или соленосные формации. 

По данным доклада, CCS используют в Норвегии, США, Нидерландах и Австралии. Но в России подобного опыта еще не было. Пока об идее развивать технологию на конференции производителей и потребителей сжиженного природного газа LNG Producer-Consumer Conference 2020 только заявил глава «НОВАТЭК» Леонид Михельсон.

А зачем CCS России?

Напомним, Евросоюз готовится к осуществлению «Зеленой сделки» — глобального проекта, который должен полностью остановить промышленные выбросы парниковых газов к 2050 году в Европе и перевести ее на возобновляемые источники энергии.

Ученые Петербургского горного университета считают, что CCS может обеспечить плавный переход от старой парадигмы к новой. Это выгодно ЕС, так как позволяет снизить выбросы парниковых газов без резкого отказа от углеводородов, и России, которая может дольше сохранять имеющуюся энергетическую систему и зарабатывать на поставках углеводородов в Европу.

«Европейцы говорят о своей новой экологической политике, а мы поставляем туда углеводороды — и потому не можем от них отмахнуться. Поэтому России приходится придумывать какие-то ходы. А улавливание парниковых газов — это хороший ответный ход», — рассказал NEFT директор фонда национальной энергетической безопасности Константин Симонов.

Как собирают углекислый газ?

Секвестрация состоит из трех этапов. Первый — сбор газов, выделившихся в процессе производства. Можно собирать его тремя способами: после сжигания, до сжигания и малоизученным сжиганием в кислороде. 

Сбор после сжигания наиболее хорошо изучен. При нем системы улавливания отделяют углекислый газ от других продуктов горения и направляют его в хранилище. Это способ используют на угольных и газовых электростанциях.

Сбор газа до сжигания заключается в том, что перед использованием природного газа его обрабатывают особым реагентом. В результате получается смесь из окиси углерода и водорода. При горении смесь разделяется на два потока: ставшая углекислым газом окись углерода отправляется в хранилище, а водород становится обычным водяным паром. Этот способ улавливания CO2 значительно дороже первого и используется только на газовых электростанциях, но позволяет уловить больше углекислого газа.

При сжигании в кислороде получается дымовой газ, на 80% состоящий из CO2 и на 20% из водяного пара. Его охлаждают, чтобы  удалить воду, и отправляют в хранилище. В энергетической промышленности такой способ практически не используется.

Как захоронить газ?

После улавливания CO2 транспортируют к месту захоронения. Для этого используют два способа — трубопроводы и корабли, в том числе — танкеры, перевозящие сжиженный природный газ (СПГ). Петербургские ученые считают более эффективным второй вариант: танкеры являются более гибкими в плане логистики и могут подстраиваться под разные условия хранения газа. К тому же, их использование поможет сэкономить на развитии инфраструктуры — не нужно строить дорогостоящую сеть.

Самым привлекательным для России вариантом авторы доклада считают помещать газ в выработанные нефтяные месторождения. Все потому, что СО2, поданный в скважину под очень высоким давлением, смешивается с остатками нефти, увеличивая ее объем и снижая вязкость. Благодаря этому нефтяники могут добыть больше ресурсов.

Насколько CCS эффективна?

В целом, система работает, однако оценки ее эффективности отличаются. Greenpeace утверждает, что к технологии есть вопросы: по их информации, установки по захвату СО2 могут уловить только 20–40% выбросов. По данным специального доклада межправительственной группы экспертов по изменению климата, эффективность сбора газа может достигать 80–90%. 

Во Всемирном фонде дикой природы (WWF) тоже сомневаются в секвестрации. Эксперты фонда, опираясь на предположение, что Европа к 2050 году откажется от невозобновляемой энергии, считают, что технология себя не окупит — к тому моменту, как она будет эффективно работать, в ней уже отпадет необходимость. 

К тому же, при транспортировке и захоронении газов возможна утечка. Углекислота может отравить людей и животных или попасть в воду. Причем дело здесь не только в человеческом факторе — газ может через десятки лет сам найти путь на поверхность из места захоронения. В докладе Greenpeace специалисты отмечают, что утечка даже 1% газа может обесценить все труды по его сбору, транспортировке и захоронению.

С критикой технологии согласен вице-президент Независимого топливного союза Дмитрий Гусев: «Экономического смысла, равно как и научного смысла по улавливанию углерода пока не предоставлено. Данные, которые есть, основываются на очень коротких сроках исследования окружающей среды. Сейчас в этой технологии хайпа больше, чем реальных результатов и серьезных технологических наработок».

В 2016 году ученые Саутгемптонского университета в Англии заявили, что нашли способ безопасно захоронить СО2 и предотвратить утечки — из него можно за два года сделать твердую породу. Исследование проводил адъюнкт-профессор геоинженерии Саутгемптона Йорг Маттер вместе со своей командой.

Ученые закачали газ в подземный колодец, богатый кальцием, магнием и железом. Эти элементы вступают в реакцию с СО2 и образуют карбонаты, или же минералы. Технологию используют на геотермальной электростанции Reykjavik Energy в Исландии — там улавливается и накапливается до 5 тыс. тонн CO2 в год

На этом можно заработать? 

На сегодняшний день — едва ли. Как рассказал «Коммерсанту» совладелец «ЛУКОЙЛа» Леонид Федун, технология секвестрации обойдется предприятиям достаточно дорого: «Если промышленно утилизировать 300 тыс. тонн в год, то строительство такой установки обойдется в 100–150 млн долларов. Для большого завода, который выбрасывает около 4 млн тонн парниковых газов, это в разы больше». 

Если опираться на данные, приведенные Федуном, то утилизация 4 млн тонн СО2 обойдется только одному большому предприятию почти в 2 млрд долларов, или 147,7 млрд рублей. Это больше, чем бюджет 61 российского региона в 2020-м и практически столько же, сколько потратила Беларусь в первом квартале 2021 года. При этом совладелец «ЛУКОЙЛа»  предполагает, что с развитием технологий цена на установки по секвестрации снизится.

Слова Федуна о дороговизне технологии косвенно подтверждают авторы доклада Санкт-Петербургского горного университета. По их анализу, применение CCS, как минимум, увеличивает стоимость электроэнергии на 21–91%. При этом они отмечают, что любые технологии, снижающие выбросы парниковых газов, приводят к еще большему росту цен на электричество. Однако, несмотря на расходы, инвестиции в экологию — способ сохранить приоритетный европейский рынок.

«Есть опасность, что попытки внедрения углеродного налога могут повлиять на финансовую деятельность энергетических компаний, и поэтому они заранее стараются себя обезопасить от финансовых потерь, показывая, что не являются загрязнителями атмосферы», — рассказал NEFT партнер консалтингового агентства RusEnergy, нефтегазовый аналитик Михаил Крутихин.

Константин Симонов тоже считает, что вряд ли нефтяные компании что-то с этого выручат в ближайшие годы. Скорее, наоборот, потеряют. «Как может быть рентабельной дополнительная нагрузка? Если предположить, что у нас в перспективе появится какой-нибудь нормальный рынок выбросов, то это может стать каким-то бизнесом. Но сейчас вся история про улавливание — это про дополнительные расходы».

При этом цена на метанол, с 2012 по 2020 год постоянно скачущая, сейчас стабильно растет и будет, по прогнозам аналитиков, продолжать расти. Сейчас тонна метанола в Китае стоит 188 долларов, к 2025 году он вырастет в цене до 302 долларов. 

Причем, метанол может использоваться и как топливо. И перспективы его даже выше, чем у водородного — к такому выводу пришел в 2005 году лауреат нобелевской премии Джордж Олах. Судя по исследованию Ernst & Young, его предположения могут оказаться верны — процент спроса на метанол как сырье для топлива в мире к году вырастет с 23% в 2019-м до 27% к 2025 году. 

А если при секвестрации использовать технологию, придуманную в Саутгемптонском университете, то углекислый газ может принести еще немного дополнительной прибыли: полученные при затвердевании минералы можно использовать. Например, карбонат кальция используют как пищевой краситель, материал для производства герметиков и шпатлевки. Карбонат магния используют в медицине и теплоизоляции, а карбонат железа — в лекарствах от анемии.

Что делать нефтяникам?

По данным доклада ученых Санкт-Петербургского горного университета, CCS — это просто связующее звено при переходе от углеводородов к возобновляемым источникам энергии. Это не альтернатива нефти и газу, как водород или рынок квот.

Следовательно, бояться новых технологий в нефтянке не стоит. Секвестрация не принесет той же прибыли и не оставит сотрудников отрасли без работы. Возможно, ее даже станет больше, отмечает вице-президент Независимого топливного союза Дмитрий Гусев: «Если мы добываем нефть и газ, и туда же закачиваем СО2, то заниматься этим на месторождении будут те же нефтяники — у них работы, наоборот, прибавится».