Риски внедрения методов и технологий утилизации углекислого газа на нефтегазовых предприятиях Российской Федерации

Переход к низкоуглеродной экономике является одним из наиболее приоритетных направлений мировой энергетики в контексте соблюдения Парижского соглашения и климатических стратегий, которые предусматривают страны. Согласно оценке Международного энергетического агентства (IEA), к 2030 году объём проектов CCUS (Улавливание, утилизация и хранение углерода) должен достигнуть 200 млн т утилизированного углекислого газа в год для достижения углеродной нейтральности, что должно составить порядка 15% от общего объема утилизированных выбросов [1].

На нефтегазовых предприятиях России потенциал методов и технологий утилизации углекислого газа, таких как закачка углекислого газа в пласт для увеличения нефтегазо-отдачи (CO₂-EOR), прямое улавливание углекислого газа из воздуха (DAC – Direct Air Capture) и минерализации углекислого газа оценивается высоко, однако фактические объёмы утилизации остаются на уровне менее 3 % от общего выброса отрасли [2].

Целью данного исследования выступает оценка рисков при внедрении того или иного метода утилизации углекислого газа, а также разработка комплекса мер по повышению эффективности проектов утилизации СО₂.

Для выявления и оценки рисков, которые возникают при внедрении различных методов и технологий утилизации углекислого газа, было проведено анкетирование 25 специалистов нефтегазового сектора, в том числе начальников управления участками (буровые, КНС и др.).

Путем анкетирования было установлено, что наиболее распространенными источниками углекислого газа, о которых представители нефтегазовой отрасли слышали в процессе деятельности (рисунок 1), являются сжигание ПНГ (попутный нефтяной газ) – 100% опрошенных; переработка углеводородного сырья – 78% опрошенных; сжигание топлива в процессе выработки электроэнергии для машин (в т.ч. нефтегазопромыслового оборудования) – 67% опрошенных. Можно сделать вывод о том, что специалисты сферы хорошо знакомы с проблемой и сталкивались с ней напрямую.

При выявлении методов и технологий утилизации углекислого газа, с которыми представители нефтегазового сектора сталкивались лично или слышали об их использовании на территории РФ (рис. 2), было получено, что использование диоксида углерода в качестве агента по повышению нефтеотдачи (89%) наиболее популярно на территории нашей страны, а наименее популярным выступили минерализация СО2 и использование азотных подушек – 11%.

Рис. 1. Результаты анкетирования специалистов нефтегазовой отрасли №1

С какими технологиями Вы сталкивались или слышали об их использовании на предприятиях нефтегазового сектора РФ?

Улавливание COi на НПЗ с последующей «качкой в пласты

Использование СОз для повышения нефтеотдачи

Минерализация СО; с использованием промышленных отходов

Переработка углекислого газа в химические продукты (синтез метанола, мочевины п т.д.)

Улавливание диоксида углерода дымовых газов за счет аминовых абсорберов

Использование азотных подушек, предотвращающих доступ кислорода к углеводородному сырью

Установка систем улавливания паров за счет плавающих крыш, понтонов и дисков-отражателей

Утилизация на факельных установках

Рис. 2. Результаты анкетирования специалистов нефтегазовой отрасли №3

Анкетируемые отметили, что на предприятиях, на которых им доводилось работать, доля утилизированного углекислого газа составляет либо менее 5% - по версии 56% анкетируемых, либо менее 10% - по версии 22% анкетируемых, а часть не осведомлена о том, сколько углекислого газа утилизируется – по версии 22% анкетируемых специалистов.

Большая часть специалистов (67%) не смогли ответить на вопрос о существующих нормативно-правовых актах, которые регулируют утилизацию углекислого газа; чуть больше, чем пятая часть опрошенных (22%)

знакомы с актами, но считают, что они недостаточно проработаны, 11% отметили, что и имеющейся базы достаточно для стимулирования утилизации углекислого газа на территории РФ.

Чтобы выявить барьеры, препятствующие внедрению методов и технологий, был проведен опрос тех же специалистов, который показал, что в качестве основных рисков выступают высокие капитальные вложения на внедрение новых технологий, отсутствие развитой инфраструктуры для транспорта и хранения углекислого газа, недостаток квалифи- цированных кадров, высокие капитальные и эксплуатационные затраты, недостаток инвестиций и финансирования, отсутствие четкой нормативной базы и стимулирующих мер, сопротивление со стороны общественных организаций, риск негативного воздействия на окружающую среду, отсутствие комплекса промышленных предприятий с другими секторами (сельскохозяйственная отрасль, металлургическая отрасль, криогенная промышленность и т.д.).

Основным фактором при утилизации СО2 выступает экономическая эффективность, а именно – достижение положительного значения чистой приведенной стоимости (NPV, Net Present Value) [3]. Однако, большинство респондентов оценили экономическую эффективность проектов по утилизации углекислого газа в негативную сторону - 44% анкетируемых выразили мнение о низкой эффективности мероприятий из-за высоких первоначальных затрат и неуверенности в их пригодности на нефтегазовых предприятиях Российской Федерации, 11% оценили эффективность средней, но достичь данного показателя получится лишь при наличии государственной поддержки, а 22% считают, что проекты покажут высокую эффективность, отмечая повторное применение СО2 (к примеру, в качестве агента для интенсификации притока УВС к скважине), у оставшихся 22% респондентов ответ на вопрос вызвал затруднение (см. рисунок 3).

По мнению большинства опрошенных (78%), влияние на экологическую ситуацию в регионе внедрения тех или иных технологий и методов утилизации углекислого газа будет в снижении выбросов углекислого и прочих парниковых газов. Все респонденты отметили факт того, что проведение мероприятий по снижению эмиссии повысит экологическую репутацию предприятий нефтегазового сектора.

Рис. 3. Результаты анкетирования специалистов нефтегазовой отрасли №5

В качестве наиболее перспективных технологий утилизации углекислого газа (рисунок 4) специалисты нефтегазового сектора выбрали использование углекислого газа для увеличения нефтеотдачи пласта и прямое улавливание диоксида углерода из воздуха (по 56%), наименее перспективными - создание трубопроводной сети для транспортировки углекислого газа и хранение/захоронение угле- кислого газа (по 11%). Можно сделать вывод о том, что методы и технологии, которые на данный момент применяются в мировой практике, в ближайшее время не обретут популярность на российском рынке и предпочтение будет отдаваться более традиционным и привычным технологиям утилизации диоксида углерода.

Какие технологии утилизации углекислого газа Вы видите наиболее перспективными в ближайшие 5-10 лет?

Рис. 4. Результаты анкетирования специалистов нефтегазовой отрасли №6

Респондентам было предложено оценить ряд методов и технологий утилизации углекислого газа по пятибалльной шкале (от 1 до 5). Результаты приведены на рисунке 5. Наивысшую средняя оценка потенциала по- лучило формирование комплексных промышленных объединений – 3,56, наименьшую получила минерализация углекислого газа – 2,89.

Оценка потенциала применимости технологий и методов утилизации углекислого газа (приведен сердний балл при оценке от 1 до 5)

Формирование комплексных промышленных объединений по утилизации и переработке углекислого газа

Использование углекислого газа в качестве рабочего агента в цикле Аллама

Прямое улавливание углекислого газа из воздуха (Direct Air Capture. DAC)

Минерализация углекислого газа для получения стабильных карбонатов (СаСОз, MgCOs)

Создание специализированных трубопроводов для транспортировки углекислого газа

Использование утилизированного СО? для повышения нефтеотдачи (СОг-EOR)

0.00    0,50    1,00    1,50    2,00    2,50    3,00    3,50    4,00

Рис. 5. Результаты анкетирования специалистов нефтегазовой отрасли №7

На основе полученной информации можно сделать вывод о том, что для внедрения тех или иных методов утилизации углекислого газа необходимо:

• -    развитие нормативно-правовой базы, в том числе усиление поддержки со стороны государства;

• -    развитие инфраструктуры для качественной транспортировки и хранения углекислого газа;

• -    привлечение инвестиций в технологии утилизации СО 2 , а также международное сотрудничество по вопросам устойчивого развития;

• -    сделать углекислый газ более выгодным и полезным для использования.

На основе выявленных рисков была разработана классификация рисков по характерным признакам: технические, экономические, экологические и регуляторные. Предложены стратегии минимизации рисков и рекомендации по их преодолению (табл. 1).

Была проведена экспертная оценка рисков по шкале от 1 до 5. Результаты оценки с представленным средним баллом для каждого из рисков представлены в таблице 2.

Таблица 1. Классификация рисков при внедрении методов утилизации диоксида углерода, стратегии минимизации рисков и рекомендации по их преодолению

Категория рисков	Риск	Стратегия минимизации	Рекомендации по преодолению
Технические	Утечки углекислого газа из трубопроводов и хранилищ	Использование качественных материалов, регулярный мониторинг и техническое обслуживание	Внедрение систем автоматического контроля утечек, использование современных материалов для трубопроводов
	Технологические ограничения   (мед ленная скорость реакции при минерализации)	Инвестиции в НИОКР для ускорения процессов, использование катализаторов	Сотрудничество с научными институтами для разработки более эффективных технологий
	Недостаток высококвалифицированных специалистов	Создание образовательных программ и курсов повышения квалификации	Партнерство с вузами и профессиональными организациями для подготовки кадров
	Недостаточная эффективность технологий	Пилотные проекты для тестирования технологий, адаптация технологий под конкретные условия	Постоянный мониторинг и оптимизация процессов
	Коррозия оборудования	Использование коррозионностойких материалов, регулярное техническое обслуживание	Применение защитных покрытий и ингибиторов коррозии
Экономические	Высокая  стоимость технологий	Государственная  поддержка,  привлечение международных инвестиций	Лоббирование субсидий и налоговых льгот, участие в международных проектах
	Неопределенность рынка	Диверсификация источников дохода, использование CO₂ для повышения нефтеотдачи (CO₂-EOR)	Разработка бизнес-моделей, включающих производство химических продуктов из CO₂
	Зависимость рентабельности от цен на углерод	Создание резервных фондов, хеджирование рисков	Мониторинг рынка углеродных кредитов и адаптация стратегии
	Долгие сроки окупаемости	Поэтапная реализация проектов, привлечение долгосрочных инвестиций	Разработка четкого бизнес-плана с учетом долгосрочных перспектив
	Зависимость от государственной поддержки	Лоббирование интересов отрасли, участие в разработке нормативной базы	Создание альянсов с другими компаниями для усиления влияния на государственную политику
Экологические	Загрязнение   окру жающей среды	Тщательная экологическая оценка, использование безопасных методов хранения	Внедрение систем мониторинга для предотвращения утечек
	Разнородность пласта	Проведение геологических исследований перед началом проектов	Использование технологий для повышения проницаемости пласта
	Загрязнение водной среды	Предпочтение минерализации CO₂ или хранению в геологических формациях	Разработка альтернативных методов хранения, не связанных с водной средой
Регуляторные	Отсутствие  норма тивной базы	Участие в разработке нормативных актов, создание гибких бизнес-моделей	Активное взаимодействие с государственными органами и международными организациями
	Изменение политики использования CO₂	Мониторинг изменений в законодательстве, адаптация бизнес-стратегий	Создание резервных планов на случай изменений в регуляторной среде
	Публичное   сопро тивление	Проведение информационных кампаний, вовлечение общественности в процесс принятия решений	Организация общественных слушаний и прозрачное информирование о проектах
	Недостаток  между народных стандартов	Участие в международных инициативах, разработка единых стандартов	Сотрудничество с международными организациями для стандартизации процессов
	Изменение климатической политики	Гибкость бизнес-моделей, участие в международных соглашениях по климату	Постоянный мониторинг изменений в климатической политике и адаптация стратегий

Таблица 2. Ранжирование рисков, связанных с внедрением методов и технологий утилизации диоксида углерода

Номер риска	Риск	Вероятность возникновения	Степень ущерба при реализации
1	Утечка углекислого газа из трубопроводов и хранилищ углекислого газа	3	4
2	Технологические ограничения	2	2
3	Недостаток высококвалифицированных специалистов	4	4
4	Коррозия оборудования	3	4
5	Недостаточная эффективность технологий	3	4
6	Высокая стоимость технологий	4	4
7	Неопределенность рынка	3	4
8	Зависимость рентабельности технологий от цен на углерод	3	3
9	Длительные сроки окупаемости	3	3
10	Зависимость от государственной поддержки	4	4
11	Загрязнение окружающей среды	3	4
12	Разнородность пласта	4	3
13	Загрязнение водной среды	3	3
14	Отсутствие нормативно-правовой базы	2	4
15	Изменение политики использования углекислого газа	2	2
16	Сопротивление со стороны общественных организаций	3	2
17	Отсутствие единых международных стандартов для утилизации и хранения CO₂	3	2
18	Изменение климатической политики	3	3

Степень ущерба при реализации

Рис. 6. Матрица ранжирования рисков

Для рисков 1, 3-14, 18 наиболее перспективной стратегией реагирования выступит избежание или передача рисков (к примеру, делегирование обязанностей на экологическую службу), для рисков 16, 17 – снижение или передача рисков (к примеру, за счет проведения ознакомительных мероприятий и ведения открытой политики), для рисков 2, 15 – снижение рисков (к примеру, за счет развития сотрудничества с зарубежными коллегами), а для риска 14 – принятие/снижение риска (к

правовой базы по устойчивому развитию компаний).

Таким образом, было проведено экспертное выявление рисков, оценены вероятность возникновения риска и степень ущерба при их реализации, а также построена матрица ранжирования рисков. Наиболее “опасными” рисками выступили недостаток высококвалифицированных специалистов и высокая стоимость технологий, что связано с тем, что на территории РФ деятельность по утилизации

примеру, путем создания нормативно- углекислого газа лишь начинает развитие.