Поймаем сами
России вполне достаточно своих технологий для развития индустрии CCS
Россия, будучи одним из ведущих производителей и экспортеров энергоресурсов, сталкивается с необходимостью сокращения выбросов парниковых газов и достижения климатических целей. В этой связи все более актуальным и важным становится развитие и применение технологий CCS. Они позволяют снизить выбросы двуокиси углерода в атмосферу благодаря ее улавливанию (в промышленности или на энергетических установках), а затем хранению под землей или использованию в производственных процессах. Однако вопрос состоит в том, готова ли Россия справиться с этим вызовом самостоятельно? Имеет ли она свои собственные технологии и экспертизу для развития индустрии CCS?
Технологии улавливания СО2 в России
Наиболее коммерчески готовой технологией в энергетическом секторе является улавливание углерода на основе растворителей. Эта технология относится к процессам химической абсорбции и применяется после сжигания дымовых газов. Ее успешность обусловлена многочисленными научно-исследовательскими работами и многолетним промышленным опытом в сфере удаления кислых газов из газовых смесей.
Двуокись углерода улавливается не только для того, чтобы соответствовать современным тенденциям, но и для решения вполне конкретных производственных задач: от выпуска удобрений до наполнения огнетушителей. Рынок углекислоты в России – сфера, по которой имеется мало информации в открытом доступе. Минпромторг оценивает спрос на углекислоту в стране на уровне 270 тыс. т в год. А по данным исследования BusinesStat 2022 года, в 2017–2021 годах продажи углекислоты в РФ выросли в 1,8 раза: с 465 до 852 тыс. т. При этом мощности по производству углекислоты, по нашим оценкам, могут достигать 440 тыс. т в год. Выпуском углекислоты в России занимаются 11 основных предприятий, главным образом к ним относятся производители аммиака и минеральных удобрений (см. табл. 1).
В таблице 1 указаны производители товарной углекислоты, однако спрос на саму технологию улавливания СО2 намного выше, поскольку она востребована в нефтегазовой промышленности для очистки от углекислоты и сероводорода. В таблице 2 перечислены крупные отечественные пользователи и владельцы технологии аминовой очистки в нефтегазовой отрасли и среди производителей удобрений. Анализ показал, что большая часть ключевых компонентов процесса аминовой очистки – моноэтаноламинов (МЭА) и метилдиэтаноламинов (МДЭА) – на сегодняшний день может производиться внутри страны.
Среди ярких примеров использования своих технологий аминовой очистки можно привести опыт компании "Реал Инвест". В Нижегородском государственном техническом университете имени Р. Е. Алексеева разработали технологию, на ее основе "Реал Инвест" изготовил собственное оборудование. Установка заработала в 2019 году. При этом все колонное (ректификационные колонны, абсорберы, десорберы и т. д.) и теплообменное оборудование – российского производства.
Разрабатываются также и новые технологии – например, на основе газовых гидратов. Так, ученые Российского химико-технологического университета имени Д. И. Менделеева создали технологию газоразделения, которая позволяет производить очистку газовых смесей от двуокиси углерода. Для этого используются газовые гидраты, которые способны впитывать CO2 в объеме, в 170 раз превышающем собственный. Стоимость улавливания с помощью такой технологии оценивается в $35 за 1 т СО2, что вполне конкурентоспособно с мировыми аналогами. Однако тут могут возникнуть проблемы с мембранным оборудованием, которое не производится в России.
Как транспортировать то, что "поймали"
Трубопроводов или морских судов для транспортировки СО2 в России нет. Поэтому перевозка цистернами – наиболее доступный вид транспортировки на сегодняшний день. Это объясняется тем, что как таковой индустрии по улавливанию, полезному использованию и долгосрочному хранению углекислого газа в России нет, а значит, нет надобности организовывать масштабную инфраструктуру по доставке СО2.
При этом существуют возможности по модернизации и использованию уже имеющихся нефте- и газопроводов. Например, трубопровод OCAP в Нидерландах перекачивает CO2 с НПЗ и завода по производству биоэтанола в теплицы для ускорения роста сельскохозяйственных культур. OCAP был переделан из нефтепровода, который до этого не работал почти 25 лет. Чтобы преобразовать углеводородный трубопровод в магистраль для перекачки двуокиси углерода, необходимо внести несколько модификаций.
Во-первых, необходимо внедрить систему осушки, поскольку неосушенный CO2 создает высокий риск коррозии. Во-вторых, для трубопроводов высокого давления требуются пламегасители, чтобы предотвратить катастрофический отказ в случае коррозии. В-третьих, нужно модифицировать прокладки и покрытие исходного трубопровода, чтобы они были устойчивы к износу в присутствии CO2.
Что же касается долгосрочного хранения двуокиси углерода, то здесь у России имеется значительный потенциал благодаря наличию истощенных коллекторов и опыта нефтегазовых компаний, который может помочь в работе с ними. Ведутся собственные разработки в данной области. В частности, при сотрудничестве Сколтеха и МГУ был создан гидродинамический симулятор MUFITS – некоммерческий комплекс программ, предназначенный для параллельного моделирования многофазных фильтрационных течений на суперкомпьютерных системах.
Первоочередные задачи
Росстандарт и Министерство энергетики РФ создали Комитет по стандартизации процессов улавливания, транспортировки и хранения углекислого газа, который будет заниматься подготовкой соответствующих документов. В него вошли 23 организации и компании, включая "Интер РАО", "Новатэк", "Сибур", "Газпром нефть", "Татнефть" и другие. Комитет будет базироваться в Институте нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева РАН.
Кроме того, 29 декабря 2022 года был принят федеральный закон, который предусматривает выдачу лицензий на размещение углекислого газа под землей.
Таким образом, для старта пилотных проектов по CCS в России достаточно отечественных технологий и оборудования. Масштаб новой отрасли будет зависеть от экономических стимулов (субсидии, плата за СО2 и т. д.).
Формирование данной индустрии потребует создания трубопроводной системы для транспортирования больших объемов CO2, сопоставимой с газотранспортной системой.
При этом перспективные пилотные проекты могут быть реализованы на Ямале, Гыдане и на востоке страны. Однако судов для перевозки СО2 в России на текущий момент нет.
Необходимо также создание площадок для диалога между эмитентами и потребителями двуокиси углерода, с одной стороны, и компаниями, которые потенциально могут предложить им услуги по улавливанию, транспортировке и захоронению, с другой.
