Ещё

Тюменцы занялись изучением топлива будущего 

Фото: Российская Газета
Углеводород в ловушке
В Институте криосферы Земли в Тюмени есть лаборатория, исследующая кристаллические соединения воды и газа. В помещении, где получают газогидраты, микроволновка, чайник, шкаф с пробирками, набор гаечных ключей, тиски, массивный баллон с метаном и скромная, размером с буржуйку, установка реактора.
— Чтобы получить в нем из метана семь граммов искомого вещества, еще недавно требовалось двое суток, — поясняет Андрей Драчук, свежеиспеченный кандидат наук.
Манипуляция может показаться странной забавой: на планете, по некоторым оптимистичным прогнозам, газогидратов настолько много, что их хватит человечеству в качестве универсального топлива на столетия, причем о нефти, угле можно вообще забыть. Но попробуй-ка возьми эти богатства, даже если они под ногами, в земной толще! Научиться извлекать на поверхность гидратный газ без сверхусилий и сверхзатрат — одна из сложнейших технологических задач мирового ТЭК. В Японии, Китае, Корее десятки передовых компаний объединяют усилия для ее решения, инвестиции измеряются сотнями миллионов долларов. Если справятся, то крупнейшие ныне экспортеры углеводородного топлива сведут его покупки к минимуму. Ведь в наличии свое — на шельфах. И это будет событие куда масштабнее сланцевой революции. (Кстати, в энергетической стратегии РФ разработка газогидратных месторождений за рубежом охарактеризована как возможная угроза энергетической безопасности.)
Падение цены барреля снизило интерес к гидратам: пока их извлечение обходится чрезмерно дорого
Гидраты распространены повсеместно. Внушительны залежи в районах вечной мерзлоты, потрясающе велики — в донных глубинах морей, включая теплые, к примеру, Черное, Южно-Китайское. По словам академика РАН Владимира Мельникова, Россия обладает завидными запасами в десятки триллионов кубометров.
Гидраты называют «горючим льдом»: на вид это рыхловатая леденистая масса, в которой сконцентрирован метан великолепного качества. В кубометре гидрата умещается около 170 кубов газа. Поднеси спичку к шипящим ледышкам — вспыхнут. Образуется гидрат при определенном сочетании отрицательной температуры и высокого давления — метан «прессуется» в твердых кристаллах. При попадании же в теплый воздух или воду быстро улетучивается.
Рефрижератор для газа
Как, разлагая горючий лед в его подземных скоплениях на воду и метан, эффективно собирать последний, направляя в скважинную трубу? За рубежом ответ на этот вопрос ищет множество инженеров. Ну а чего же добиваются тюменские исследователи, совершая обратный процесс — «загоняя» метан в кристаллическую решетку?
— В таком состоянии газ можно транспортировать. Сжижают же природный газ на Ямале для перевозки в танкерах. А переведенный в газогидраты вообще мало места займет. Но мы озабочены не способами транспортировки, а проблемой ускоренного превращения газа в гидратное состояние. Двое суток — экономически неприемлемый срок. Мы сумели сократить его до нескольких часов, — рассказывает работающая в паре с Андреем Надежда Молькитина.
Она в 2015 году защитила кандидатскую по сухой воде (крупинчатой влажной субстанции), не имеющей прямого отношения к гидратам, однако позволившей резко сократить путь к их получению. Надежда, ныне президентский стипендиат, погрузилась в тему настолько глубоко, что теперь вместе с коллегами из других академических учреждений РФ представляет Россию на международных научных конференциях по газогидратам.
В РФ о потенциале транспортировки больше всех знает, наверное, профессор университета нефти и газа имени Губкина, доктор геолого-минералогических наук Владимир Якушев. Он обращает внимание на свойство самоконсервации газогидратов: при атмосферном давлении и отрицательных температурах метан закупоривает ледяная оболочка. Когда явление обнаружили, стало ясно, что в высоких широтах зимой гидраты можно перевозить открытым способом. А для предотвращения таяния при плюсовых температурах — брикетировать и доставлять потребителям в рефрижераторах по сухопутным и водным дорогам. В Японии проектируют специальный морской танкер. Ранее в этой стране разрабатывали автомобильные контейнеры для доставки в них гидратного топлива в негазифицированные поселки.
— На мой взгляд, таким образом можно обеспечить газовым топливом отдаленные селения в российской арктической зоне, а также создать сеть хранилищ в вечномерзлых породах. Но пока в этом направлении и шага не сделано. Хотя разработка технологии хранения и транспорта газа в гидратах значилась в инновационной программе Газпрома, хотя в РФ выданы патенты на промышленное использование законсервированных гидратов. Как мне помнится, проект национальной программы по их изучению обсуждался в госкомитете по науке и технике при Совмине СССР еще в 1988-м. На ней в итоге поставили крест. За эти годы мы во многом утратили научный, кадровый потенциал. Оставшиеся профильные лабораторные центры в Новосибирске, Москве, Тюмени выжили исключительно благодаря энтузиазму и преданности делу моих коллег, — с горечью констатирует Владимир Якушев.
Разморозить проекты
В Тюмени лабораторию возглавляет доктор химических наук Анатолий Нестеров. Он радуется, что привлек молодых в академическую науку, и надеется, что лед тронется-таки.
— В России группы, изучающие газогидраты, работают разрозненно. Договорились через три-четыре месяца собраться, обсудить координацию действий, целевые установки. Те же государства Азиатско-Тихоокеанского региона демонстрируют, насколько успешно могут идти исследования, если в них заинтересованы правительства, а главное — промышленники. Преимущественно именно они финансируют теоретические и практические разработки, — подчеркивает Надежда Молокитина.
Анатолий Нестеров напоминает о банальном: мир меняют технологии, кто ими владеет, тот и определяет будущее.
— Впервые сланцевый газ получили два века назад. К его добыче приступили только спустя 180 лет, когда появились технологии наклонного бурения. Случилась та самая сланцевая революция, которая когда-то многим представлялась бредовой идеей, — говорит ученый. — Неразумно жить сегодняшним днем, нужно просчитывать будущее. В США доля нефти на рынке энергоносителей составляет около 40 процентов, а доля инвестиций бизнеса в исследования по ее добыче — смешных два процента. Зато в область возобновляемых источников энергии идет свыше двух пятых всех капиталовложений в НИОКР. Да, падение цены барреля снизило интерес к газогидратам как полезному ископаемому: пока их извлечение обходится чрезмерно дорого. Но это не остановило поиск оптимальных технологий.
Азиатские драконы вплотную возьмутся за разработку газогидратов в ближайшие 5-7 лет. Россия пока в роли наблюдателя
Прошлой осенью агентство Синьхуа известило о мировом рекорде КНР по продолжительности и объему опытного извлечения метана из гидратов. Спустя 10 лет после их обнаружения в Южно-Китайском море с глубины 1266 метров в течение 60 дней шла добыча. О себестоимости, правда, ни слова. В 2013-м сравнительно успешно провела эксперимент по добыче в водах Тихого океана Япония. Она планировала уже в нынешнем году приступить к опытно-промышленному этапу. Вероятнее всего, это произойдет позже. По оценке Владимира Якушева, два азиатских дракона вкупе с Южной Кореей вплотную возьмутся за разработку гидратов в ближайшие 5-7 лет.
— Россия пока в роли наблюдателя. С 1970 года, когда у нас открыли природные гидраты, на суше не пробурено ни одной специализированной скважины. Воспроизводство квалифицированных исследователей в этой сфере практически замерло. Материальная база лабораторий, их финансирование скудное. Отсюда понятно, что требуется прежде всего, — резюмирует профессор.
Деньги на технологию
А как же быть с историей разработки Мессояхского месторождения, расположенного на стыке ЯНАО и Красноярского края и получившего известность благодаря беспрецедентной для мирового ТЭК практике попутной добычи гидратного газа? Его удельная доля в общем объеме извлекаемого сырья превышала треть, утверждает академик Нью-Йоркской академии наук Юрий Макогон, в прошлом заведующий лабораториями ВНИИгаза, нетрадиционных источников углеводородов Института проблем нефти и газа РАН. Коллеги Макогона подтверждают уникальную геохимию Мессояхи и присутствие в залежах разлагаемых гидратов, но сомневаются, что их объем был столь значительным. В интересах науки и отрасли хорошо бы пробурить скважину для исследования керна. «Только кто ж на нее деньги даст?» — заранее сожалеет Якушев.
Может, и вправду нет смысла изучать нечто загадочное и невостребованное в силу значительных запасов обыкновенного газа? Его на текущий век хватит, вопрос добычи из гидратов станет для России важным в следующем столетии, полагает академик РАН Алексей Конторович. «Газогидраты — не актуальная тема в течение ближайших 50-100 лет», — вторит ему руководитель Росгеологии Роман Панов.
— С практической точки зрения гидраты нам пригодились только как природный инструмент, помогающий решать отдельные проблемы при разработке газоконденсатных месторождений в Восточной Сибири. Сомневаюсь, что удастся найти дешевую технологию добычи. Однажды мы рассчитали себестоимость добычи природного газа с шельфового месторождения Карского моря. Оказалось, нерентабельно. К чему тогда мечтать о гидратах? — не скрывает скепсиса эксперт НОВАТЭКа, доцент Тюменского индустриального университета Иван Синцов.
Взвешенную позицию занял глава минприроды Сергей Донской, комментируя направления сотрудничества между РФ и Японией в сфере геологии и недропользования. «Газогидраты — не только перспективный вид сырья, но и, скажем, один из элементов формирования будущего рынка энергоресурсов и технологий… Нам интересно обменяться опытом», — сказал министр. В самом деле, без международного партнерства прорывы здесь вряд ли возможны.
Читайте также
Новости партнеров
Больше видео