Главная / Текущий номер журнала / Экспертное мнение / Новые технологии — ответ на энергетический вызов /

Новые технологии — ответ на энергетический вызов

Как обеспечить к 2050 г. двукратный рост производства энергоресурсов, удерживая при этом выбросы парниковых газов в атмосферу на сегодняшнем уровне?
Успешное решение этой задачи стало одним из наиболее актуальных вызовов, с которым сталкивается мировое сообщество. Сегодня человечество все более отчетливо понимает, что ответ на этот вызов находится в плоскости разработки и внедрения технологий, способных обеспечить новые, более совершенные методы использования энергоресурсов, позволяющие перейти к более экологически чистым энергоносителям и снизить объемы выбросов CO2.
О том, в каких областях технологии концерна Shell могут обеспечить «прорывные» решения, рассказывает региональный вице-президент по технологии концерна Shell Фрэнк ДЭНЕЛЬ.

Поиск и добыча нефти и газа

В прошлом веке нефтегазовая отрасль традиционно отождествлялась с образом рабочих в касках и пропитанной нефтью спецодежде, приводящих в действие тяжелое оборудование на устье скважины. Однако уже сегодня, когда технологии помогают находить новые ответы на энергетический вызов, компьютеры и лабораторное оборудование стали не менее важны, чем буровые станки. На повышение эффективности добычи нефти и газа направлена технология, получившая название «умные месторождения» и основанная на использовании скважин, которые могут управляться с поверхности благодаря установленным в них внутрискважинным расходомерам и регулирующим клапанам. При использовании телекоммуникационных каналов связи это позволяет управлять разработкой месторождения в режиме реального времени с рабочего места, которое может быть расположено практически в любой точке мира.

Технологии меняют методы ведения разведки пластов. Современные способы моделирования пластов с помощью данных сейсмических и электромагнитных исследований расширяют область информации, позволяющей повысить эффективность бурения. Например, с помощью методики «донного каротажа» стало возможным выявлять по электрическому сопротивлению продуктивные пласты, которые не могут быть выявлены с помощью сейсмических исследований. Моделирование позволяет буквально заглянуть «вглубь земли» — создать компьютерную модель каждого пласта, более точно определиться со схемой разбуривания и обеспечить строительство более продуктивных скважин.

Новые методы бурения в сочетании с оптоволоконными технологиями обеспечили доступ к таким углеводородным ловушкам, которые ранее считались недоступными. Использование так называемых «змеевидных» скважин, ствол которых буквально петляет, позволило одной скважиной проходить одновременно несколько отдельных небольших залежей.

В настоящее время из пласта можно извлечь в среднем только треть находящихся в нем углеводородов. Повышение среднего коэффициента извлечения нефти (КИН) по всем мировым запасам углеводородов с 35% до 45% способствовало бы поддержанию на существующем уровне добычи нефти примерно еще в течение 20 лет. Концерн Shell первым начал применять методы повышения нефтеотдачи с использованием пара, газа или химикатов, в результате чего КИН значительно возрос.

В Северном море мы начали добычу природного газа на небольшом месторождении, разработка которого ранее считалась нерентабельной. Применение одноопорной платформы, работающей в полностью автоматическом режиме без обслуживающего персонала и использующей энергию морских ветряных турбин, позволило существенно повысить экономическую эффективность разработки. Добыча ведется с использованием альтернативных источников энергии (солнце, ветер), что позволяет выйти на нулевой уровень выбросов CO₂.

Технологии дают также новые решения в области технического обслуживания и ремонта. После урагана «Катрина» аварийно-ремонтная бригада Shell впервые в отрасли успешно отремонтировала отгрузочные трубопроводы платформы «Марс» в Мексиканском заливе на глубине 823 метра с использованием средств робототехники.  

В 2005 г. концерн Shell инвестировал более $500 млн. в научные исследования и опытно-конструкторские разработки (НИОКР). В 2006 г. концерн отказался от каких-либо искусственных ограничений расходов на НИОКР. Такой подход объясняется просто: хорошие идеи, помогающие развитию бизнеса, должны получать необходимое финансирование.

Нетрадиционные виды углеводородного сырья и улавливание CO₂

Новыми перспективными источниками энергии являются нетрадиционные углеводородные ресурсы: высоковязкая нефть и битум, нефть и газ из сланцев и метан из угольных пластов. Их запасы примерно в три раза больше запасов традиционных ресурсов и шире распространены в мире. Обширными залежами нефтеносных песков располагает Канада. И практически благодаря нефтеносным пескам Канада занимает второе место в мире по запасам нефти после Саудовской Аравии. Однако получение бензина из такого сырья является значительно более энергоемким процессом по сравнению с традиционной нефтью, что приводит к существенному повышению выбросов CO₂.

В рамках проекта по разработке нефтеносных песков в Атабаске (Канада) Shell поставил цель добиться к 2010 г. снижения выбросов на 50% за счет повышения энергоэффективности. Это означает, что совокупные выбросы CO₂ при производстве и использовании бензина из нефтеносных песков будут ниже, чем при производстве и использования бензина из обычной нефти, импортируемой в Канаду.

Применяемая Shell технология газификации угля позволяет улучшить экономические и экологические характеристики использования этого традиционного энергоносителя, а также значительно расширить области его применения. Получаемый при этом синтетический газ может использоваться в ряде технологических процессов, включая производство электроэнергии и химических продуктов, а также получение высококачественного жидкого топлива.

В настоящее время Shell опробует технологии, позволяющие улавливать CO₂ для подземного хранения, минерализации или использования в производстве при ограничении выбросов в атмосферу. Именно здесь технологии могли бы сыграть наиболее важную роль.

Например, на НПЗ Shell в Пернисе (Нидерланды) углекислый газ улавливается и используется в местных теплицах для стимуляции роста растений. В Атабаске (Канада) CO₂ закачивается в старые нефтяные месторождения. В Северном море в сотрудничестве с компанией Statoil разрабатывается способ улавливания выбросов CO₂ с электростанции с его последующим использованием для повышения нефтеотдачи пластов.

Повышение экологической безопасности топлива и альтернативные источники энергии

Долгосрочные инвестиции концерна в технологии повысили экологическую безопасность традиционных видов топлива. Однако параллельно с их совершенствованием Shell накопил существенный опыт в производстве новых видов топлива и использовании альтернативных источников энергии. Одной из успешно применяемых технологий является газожидкостная конверсия (ГЖК), которая позволяет получать из природного газа высококачественное моторное топливо с низким уровнем выбросов. Концерн Shell в течение 30 лет совершенствовал эту технологию, которая сегодня может также использоваться в промышленных масштабах для получения более экологически чистого синтетического топлива из биомассы или угля.

Сегодня Shell занимает одно из ведущих мест в мире по продаже биотоплива, реализуя ежегодно 3 млрд. литров. Мы инвестируем средства в биотопливо «второго поколения» — например, в производство этанола из целлюлозы и жидкого топлива из биомассы. Их преимущество состоит в том, что в качестве сырья используются отходы сельскохозяйственного производства, а не пищевые культуры. Кроме того, эти технологии дают возможность еще более снизить выбросы CO₂ на всем цикле производства и использования топлива. К 2015 г. Shell рассчитывает добиться существенного успеха в производстве биотоплива с улучшенными характеристиками, а также выйти на экономически эффективное использование по крайней мере одного вида возобновляемых источников энергии.

Shell входит в первую десятку крупнейших мировых разработчиков и операторов ветровых электростанций. Кроме этого, концерн занимается разработкой технологии тонкопленочных солнечных элементов, которые эффективнее и дешевле в производстве, чем традиционные фотоэлектрические элементы. Стремясь превратить водород в экономически эффективное топливо, мы активно сотрудничаем с правительствами, автопроизводителями, муниципальными органами и университетскими исследовательскими центрами. Созданные Shell сети водородных АЗС в Исландии, Японии, Нидерландах и США закладывают основы будущего водородного транспорта.

Конечно, многое еще предстоит сделать для того, чтобы мир мог достойно ответить на энергетический вызов. Главное — в этом деле положено хорошее начало. И мы в Shell в этом уверены.