Как «чистые» технологии находят применение в нефтегазовой отрасли?

Рост интереса к защите окружающей среды привел к повышению экостандартов в нефтегазовой отрасли. Публикация экологической отчетности, подсчет баланса выбросов CO2 и развитие программ по поддержанию биоразнообразия стали нормой для многих компаний отрасли в последние полтора десятилетия. При этом в некоторых случаях забота об экологии может быть не только источником издержек, но и, потенциально, генерировать дополнительный доход

Попутный газ как сырье для майнинга

Факельное сжигание попутного нефтяного газа (ПНГ) долгое время оставалось одной из главных экологических проблем не только российской, но и мировой нефтегазовой отрасли. Однако в последние годы ряд стран продвинулись в ее решении: например, в Казахстане объем сжигания ПНГ снизился более чем втрое в период с 2013 по 2023 гг. – с 3,7 млрд до 1 млрд куб. м (данные Energy Institute).

ПНГ представляет собой смесь газообразных углеводородов, в том числе этана, пропана и бутана, которые после переработки можно использовать в нефтегазохимии, жилищном секторе и автомобильном транспорте. Поэтому кратчайший путь к минимизации сжигания ПНГ – в строительстве газоперерабатывающих мощностей.

Альтернативой является использование ПНГ для выработки электроэнергии: в этом случае происходит очистка попутного газа с помощью мембран или криогенных технологий, после чего сырье направляется на выработку электроэнергии с помощью парогазовых установок. Этот способ утилизации ПНГ может стать особенно востребованным на фоне развития цифровых валют. В странах и регионах, где «добыча крипты» является легальной, попутный газ можно использовать для выработки электроэнергии и снабжения майнинговых ферм. В таком случае заботу об экологии можно совместить с высокорентабельным бизнесом.

Хранение CO2

Нефтедобывающая отрасль является одним из крупнейших потребителей CO2: углекислый газ здесь используется для повышения отдачи пластов. К другим отраслям-потребителям CO2 относится производство мяса и газированных напитков, а также охлаждение атомных реакторов. Однако объем улавливания CO2 в ближайшие годы всё равно может существенно превзойти масштаб его полезного использования. Решением может стать захоронение углекислого газа в коллекторах выработанных нефтегазовых месторождений.

Один из таких проектов в ближайшие годы будет реализовываться в Малайзии. Углекислый газ будет улавливаться на газовом месторождении Kasawari, которое расположено в 200 км от северного побережья страны. Для этой цели на глубину 108 метров будет погружена «восьминогая» платформа, которая будет оснащена оборудованием для поглощения CO2. Роль хранилища будет играть выработанное месторождение M1, куда улавливаемый углекислый газ будет поставляться с помощью трубопровода протяженностью 138 км. Объем закачки CO2 на протяжении всего жизненного цикла проекта составит от 71 до 76 млн т. Для сравнения: по данным Energy Institute, в 2023 г. глобальные выбросы CO2 от сжигания попутного нефтяного газа (ПНГ) достигли 317 млн т.

М1 станет одним из 16-ти месторождений, с помощью которых Малайзия планирует осуществлять хранение углекислого газа. Общая емкость подводных хранилищ составит 1,3 трлн куб. м CO2, из них 60% будет предоставляться малайзийским компаниям, а 40% – эмитентам CO2 из других стран.

Выращивание лесных плантаций

Ряд нефтегазовых компаний в последние годы вышли на рынок углеродных единиц, обеспечивающий возможность косвенного инвестирования в экологические проекты. Использование этого механизма, как правило, состоит из двух этапов. Проект, обеспечивающий поглощение вредных выбросов, проходит международную стандартизацию, в результате которой компания-оператор проекта получает право на выпуск сертификатов о поглощении CO2. Эти сертификаты закупаются производителями углеродоемкой продукции, которые тем самым получают возможность уменьшить общий баланс выбросов на объем CO2, поглощенный в ходе стороннего проекта. В результате нефтегазовые компании могут улучшить баланс выбросов, а операторы экологических проектов – получить средства на реализацию новых инициатив.

Одним из крупных игроков этого рынка может стать Россия. Речь идет о выращивании лесов на заброшенных сельхозугодьях. По некоторым оценкам, в России насчитывается 76 млн га неиспользуемых сельхозземель (4,5% от общей территории страны), из них 30 млн га к сегодняшнему дню естественным образом заросли лесом. Эти территории можно использовать для выращивания лесных плантаций, в том числе с применением древесных культур, наиболее эффективных с точки зрения поглощения CO2.

Международная сертификация лесных участков позволит нефтегазовым компаниям не только улучшить экологическую отчетность, но и снизить нагрузку на традиционные леса.

Технологии CCUS

Наиболее распространенную классификацию выбросов парниковых газов можно продемонстрировать на примере НПЗ. К выбросам по «Охвату 1» (Scope 1) относятся парниковые газы, образующиеся при добыче сырья, которое используется для производства нефтепродуктов (т.е. при добыче нефти); к выбросам по «Охвату 2» – парниковые газы от выработки электроэнергии, за счет которой осуществляется энергоснабжение нефтеперерабатывающего завода; к выбросам по «Охвату 3» – парниковые газы от сжигания бензина и дизеля в двигателях автовладельцев.

Нефтегазовые компании купируют выбросы по «Охвату 2» за счет использования «чистой» электроэнергии: например, заводы по производству СПГ нередко снабжаются за счет ветровых генераторов. В свою очередь, для снижения выбросов по «Охвату 1» применяются технологии улавливания, хранения и полезного использования углекислого газа (CCUS).

Для улавливания CO2 используются две основные технологии:

• растворы на основе моноэтаноламина – бесцветной жидкости с легким аммиачным запахом, которая хорошо впитывает CO2: получаемая смесь нагревается до 120 градусов Цельсия, в результате углекислый газ отделяется от молекул моноэтаноламина;
• металлорганические каркасы (MOF) – кристаллические пористые материалы, которые связаны между собой органическими молекулами: внутри MOF можно размещать сторонние соединения, в том числе углекислый газ, а затем высвобождать их при изменении температуры и давления.

Один из крупнейших проектов в сфере CCUS в ближайшие годы будет реализован в Техасе, где ряд нефтехимических и нефтеперерабатывающих компаний создадут хаб общей мощностью 100 млн т CO2.

Инновации для устранения нефтеразливов

Одной из болезненных «точек» нефтяной отрасли являются разливы нефти и нефтепродуктов. Их последствия во многом зависят от скорости устранения топлива с поверхности земли или воды, и здесь «очень кстати» новации последних лет.

Пример тому – композитный аэрогель на основе тефлона и графена, который отличается низкой плотностью (8 граммов на литр) и «супергидрофобностью». Благодаря сочетанию этих качеств он способен абсорбировать нефть, бензин, керосин и мазут, не впитывая воду и долго оставаясь на ее поверхности. Один грамм аэрогеля способен впитывать до 60 граммов нефти, при этом после очистки с помощью органических растворителей такой сорбент может использоваться повторно. Другим примером являются мобильные лазерные комплексы, использование которых сводится к «выжиганию» нефти и нефтепродуктов с помощью лазера, действующего на расстоянии до 300 метров.

Впрочем, не менее важно не только устранить, но и предотвратить нефтяной разлив, для чего используются сенсорные системы двух основных видов: «удлинители», закрепляющиеся вдоль трубы и передающие сигнал в случае утечки с помощью Интернет вещей, и стационарные датчики, которые устанавливаются под наиболее важными участками нефтепроводов для оповещений о протечках.

Вместо заключения

Применение «чистых» технологий в нефтегазовой отрасли не ограничивается перечисленными кейсами. Сюда же относится мембранная фильтрация сточных вод на НПЗ и использование тяжелых нефтяных остатков для производства битума. Однако важны не столько конкретные примеры, сколько сам принцип: расходы на экологию – это не просто «имиджевая» история для нефтегазовых компаний, но и, в некоторых случаях, источник заработка.

/globalenergyprize.org/