Международный опыт производства синтетических жидких топлив по технологии GTL и перспективы его развития

Размещено на http://www.allbest.ru/

Международный опыт производства синтетических жидких топлив по технологии GTL и перспективы его развития

Охатрина В. С.

соискатель кафедры мировой экономики экономического факультета Санкт-Петербургского государственного университета,

В статье показаны основные события в области производства синтетических жидких топлив, масштабы и динамика ее развития. Проведен сравнительный анализ конверсии газа в жидкие топлива с другими способами монетизации газа, такими как производство сжиженного природного газа, и с технологиями преобразования угля и биомассы в жидкое топливо, что позволило сделать некоторые выводы и рекомендации о значимости, перспективах и необходимости применения таких технологий в России. газ топливо синтетический

Ключевые слова: эффективность использования энергетических ресурсов, монетизация газа, синтетические жидкие топлива

Современные тенденции мировой экономики таковы, что цены на нефть пусть с небольшими колебаниями, но постоянно растут. Кроме того, наращивание запасов нефти происходит за счет месторождений, отличающихся более сложными геологическими и экономическими условиями. Большинство стран-импортеров нефти привязаны к поставкам из стран-членов ОПЕК, часть из которых далеки от стабильности. Вышеуказанные предпосылки способствуют росту издержек на добычу и транспортировку нефти и порождают значительные риски; при этом по прогнозу Международного энергетического агентства объем мирового потребления нефти будет увеличиваться. Стоит отметить, что во многих странах мира резко возросли требования к качеству топлив с точки зрения их экологической безопасности. В сложившихся условиях российским энергетическим компаниям стоит обратить свое внимание на возможности производства синтетических жидких топлив (СЖТ). Существует множество технологий преобразования газа (gas-to-liquids, GTL), угля (coal-to-liquids, CTL) или биомассы (biomass-to-liquids, BTL) в жидкости. Накопленный опыт использования таких технологий в других странах и особенно динамика ввода новых мощностей позволяет сделать определенные выводы и прогнозы потенциала их применения, как в мире, так и в России.

В рамках данной работы автор хотел бы осветить основные события в области производства СЖТ, показать масштабы и динамику ее развития. Также провести сравнительный анализ конверсии газа в жидкие топлива с другими способами монетизации газа, такими как производство сжиженного природного газа (СПГ), и с технологиями преобразования угля и биомассы в жидкое топливо, что позволит сделать некоторые выводы и рекомендации о значимости, перспективах и необходимости применения таких технологий в России.

Следует отметить существующую сложность с расчетами, причина которой заключается в разности трактовок понятия СЖТ и соответственно разности статистических данных. В российской литературе на ряду с СЖТ встречаются многочисленные понятия: альтернативные топлива или искусственные жидкие топлива, основой которых являются сложные смеси углеводородов, получаемые из сырья ненефтяного происхождения. Кроме упомянутых выше технологий GTL, CTL и BTL, для производства СЖТ также используют битуминозные пески Венесуэлы и Канады и горючий сланец. За период с 2000 по 2007 гг. доля производства нетрадиционных видов топлива утроилась и составляла 5% от общего объема глобального производства топлив, что эквивалентно 182,5 млн т. в год1. С 2007 г. были введены значительные мощности, по масштабам превышающие уже существовавшие заводы в несколько раз. Одним из ярчайших примеров является завод Pearl по производству СЖТ из газа по технологии GTL компании Shell в Катаре. Общая мощность завода по выпуску продукции составляет 240 000 баррелей в день, 140 000 из которых приходится на СЖТ. Завод начал свою работу в июне 2011 г. и планирует выйти на полную мощность к середине 2012. Мощность ранее построенных заводов в Южной Африке, Малайзии и Катаре варьируется от 14 000 до 36 000 баррелей в день. Можно предположить, что с накоплением опыта реализации крупных промышленных проектов темпы наращивания мощностей станут только выше. По оценкам экспертов, в период с 2010 по 2020 гг. рынок СЖТ удвоится.

К основным GTL продуктам относятся:

? Синтетическая нефть (обладает очень низким содержанием серы и благоприятным соотношением углеводородных компонентов, превосходит по характеристикам основные марки нефти: арабскую, Brent, WTI).

? Базовые масла (полупродукт для получения смазочных материалов для двигателей; компания Shell является мировым монопольным производителем масла по технологии GTL).

? Парафины и церезины (используются для производства синтетических моющих средства, причем ими можно заменить аналогичные парафины, производимые на нефтеперерабатывающих заводах из дефицитных керосиновых фракций переработки нефти).

? Газойль (используется для выпуска высококачественного дизельного топлива, практически не содержащего серы и имеющее низкое содержание ароматических углеводородов).

? Керосин (имеет высокие эксплуатационные характеристики, может быть использован в качестве топлива для реактивных самолетов или как добавка к нефтяному реактивному топливу).

Из перспективных проектов можно выделить строительство GTL заводов в Алжире, Нигерии, Узбекистане, Австралии, Индонезии, Венесуэле, Тринидад и Тобаго, США и Канаде. Стоит отметить, что реализация проектов в вышеперечисленных странах находится на разной степени готовности, а США и Канада планируют в качестве сырья для переработки использовать не только традиционный газ, но и газ сланцевых месторождений.

Китай, богатый углем, не менее активно наращивает производство СЖТ по технологии CTL: с 2006 по 2030 гг. планируется вложить 130 млрд. долл. США на развитие таких проектов, а к 2020 г. довести долю производимых из угля продуктов до 10% от общего потребления дизельного топлива, бензина, СПГ и олефинов2. Завод Erods CTL компании Shenhua работающий с середины 2009 г. выпускает 20 000 баррелей в день. На данный момент идет строительство завода Shenhua СTL по технологии компании Sasol, который при выходе на полную мощность будет производить 80 000 баррелей в день. В результате в ближайшее время, по оценкам экспертов это будет к 2015 г., производство СЖТ по технологии CTL в Китае будет равно объему производства компании Sasol (разработчика технологии) в Южной Африке на заводе Secunda CTL: 160 000 баррелей в день. Необходимо отметить, что с экологической точки зрения преобразования угля в жидкости является наиболее сложным и вредным процессом, чем GTL технологии.

Предположительно технологии по превращению биомассы в СЖТ не получат столь широкого распространения как GTL или CTL. С технической точки зрения это наиболее сложный процесс, который к тому же не имеет эффекта экономии от масштаба. Основные показатели экономической, энергетической и экологической эффективности уступают своим конкурентам. Кроме того, критическим остается вопрос с продовольственной безопасностью стран и повышением цен продукцию агропромышленного комплекса. Эксперты считают, что только биотоплива второго поколения, основанные на непродовольственных видах сырья (целлюлоза, отходы лесной и деревообрабатывающей промышленности, сельскохозяйственные отходы, водоросли) и более сложных процессах превращения могут диверсифицировать энергетический портфель мира.

Интерес к технологиям получения СЖТ из газа или угля проявляют не только страны, богатые такими ресурсами. В стратегии энергетической безопасности Китая прописано стремление сократить зависимость от импорта нефти за счет разработки собственных ресурсов угля, что не кажется удивительным. Вполне логичным выглядит и желание Катара диверсифицировать поставки и увеличить монетизацию природного газа. Куда более неожиданными кажутся исследования корейских ученых, рассматривающих варианты производства метанола, диметилового эфира и GTL дизеля, принимая во внимание, что Корея импортирует 98% потребляемого страной природного газа в виде СПГ и уровень цен на газ в азиатском регионе (особенно в Японии и Корее) является самым высоким. Но даже при стоимости импортируемого сырья в 7,92 долл. США за ммбту, производство вышеупомянутых продуктов оказывается рентабельным, причем наилучшую окупаемость будет иметь производство GTL дизеля и составит 5,9 года. Если же предположить, что стране хватило бы собственных ресурсов для производства, цена которых составляла бы 3 долл. США за ммбту, то наиболее эффективно можно было бы использовать их для производства диметилового эфира3. Диметиловый эфир и метанол также могут быть использованы в качестве топлива для транспорта. В качестве примера можно привести муниципальные автобусные парки во многих городах Дании и Швеции использующие диметиловый эфир.

Определяющим фактором прибыльности применения GTL, CTL и BTL технологий является цена на нефть. Так для GTL производства важна разница цен на нефть и природный газ. После значительных объемов добычи природного газа из сланцевых пород в США и общего сокращения потребления газа ввиду финансово- экономического кризиса 2008-2009 гг. и образовавшегося избытка СПГ цена на газ существенно снизились. Применение GTL технологий предоставляет уникальную возможность энергетическим компаниям, обладающим газовыми ресурсами, диверсифицировать свои доходы путем выхода на рынок нефтепродуктов и жидкого топлива. Компания Shell, потратив на строительство завода Pearl GTL порядка 19 млрд долл. США, планирует получить около 90 млрд долл. прибыли от реализации проекта. По расчетам компании еще до начала производства продукции при цене на нефть в 70 долл. США за баррель, прибыль проекта будет составлять 6 млрд долл. США в год4. Учитывая, что с момента введения завода в эксплуатацию с июня 2011 г. по настоящий момент цены на нефть марки WTI колебались в пределах от 80 до 105 долл. США за баррель, то можно предположить, что прибыль окажется значительно больше. Считается, что GTL технологии экономически оправданы при нефтегазовом спрэде больше трех. Получается, что помимо благоприятного влияния на экологию и энергетическую безопасность, применение GTL технологий является еще и прибыльным бизнесом.

С ростом цен на нефть интерес к продукции GTL технологий лишь усиливается. Компания Shell ведет активный маркетинг своих продуктов, поставляя дизельную фракцию завода в Малайзии как улучшающую добавку к традиционному дизтопливу. Такое дизельное топливо уже продается в ЮАР, Таиланде, Греции, Германии и других странах под названием V-power diesel и имеет в своем составе 5% GTL дизеля. По мере исчерпания запасов традиционной нефти рынок начнет меняться более динамично: при условии высоких мировых цен на нефть, и относительно невысоких цен на природный газ производство синтетического топлива будет только расти.

Себестоимость барреля конечной продукции для каждого GTL завода своя. В 2008 г. когда цены на нефть били рекорды в 147 долл. США за баррель представители компании Sasol говорили о стоимости барреля GTL продукции равной 88 долл. США. Представители компании StatoilHydro, выступая на конференции в 2009 г. упоминали стоимость барреля GTL продукции в размере 92 долл. США в сравнении со стоимостью барреля продукции нефтепереработки в 73 долл. США, основываясь в своих расчетах на стоимость сырой нефти в 55 долл. США. Но, не стоит забывать, что GTL продукция является высокоэффективной и экологически более чистой, нежели продукция нефтепереработки. Кроме стоимости сырья, огромное значение имеет масштаб и возможности сокращения издержек в зависимости от объема выпускаемой продукции. При современном уровне развития технологии уже в промышленных масштабах сравнимых с Pearl GTL некоторые пишут о себестоимости барреля GTL продукции в 35 долл. США за баррель (CTL -- 50-60 долл. США, а BTL -- 85 долл. США за баррель)5. Местоположение производства и наличие или отсутствие транспортной и иной инфраструктуры также оказывают существенное влияние. Не последнюю роль играют и условия предоставляемые государством, в котором реализуется проект, а именно: наличие инвестиционного соглашения, налоговый режим, возможное освобождение от уплаты таможенных пошлин на ввоз оборудования и многое другое. Если сравнивать между собой капитальные расходы и принять расходы по GTL технологии за единицу, то для CTL коэффициент будет равен 1,5 и выше, а для BTL больше 26.

Часто в научной литературе встречается сравнение экономических показателей GTL технологий с производством СПГ. Но важно сразу упомянуть, что GTL продукция и СПГ это два разных рынка, с различающимися системами маркетинга, стратегиями и условиями функционирования. СПГ в подавляющем большинстве используется для генерации энергии, в качестве топлива для промышленности и домохозяйств, поэтому спрос на него варьируется в зависимости от времени года. Реализуется СПГ как на рынке спот, так и по долгосрочным контрактам с механизмом ценообразования имеющим привязку к нефти. GTL продукция предназначается для транспортной и нефтегазохимической отраслей. Так, например, GTL дизель является торгуемым товаром наряду с дизелем обычной нефтепереработки и конкурирует он не с сырьевыми позициями, а с продуктами переработки. Преимуществом применения GTL продуктов считают тот факт, что процесс практически полностью вписывается в существующую инфраструктуру топливопотребления (системы хранения, транспортировки, заправки, моторостроения) и не требует дополнительных вложений в эту инфраструктуру. С точки зрения максимизации прибыли от использования газовых ресурсов GTL технологии имеют больше возможностей т.к. являются способом производства продукции с высокой долей добавленной стоимости.

Инвестиционные расходы на сопоставимые по масштабу проекты GTL и СПГ примерно одинаковы. Разница заключается в том, что при реализации GTL проекта дороже стоит сам завод, но это компенсируется отсутствием необходимости в специальных дорогостоящих танкерах, как в случае с СПГ, где технология уже отработана и стоимость завода меньше. Что касается операционных расходов, то они выше в процессе производства СПГ. Результат сопоставления прибыли от реализации двух проектов зависит от многих параметров, но важно понимать, что существенного сокращения издержек ввиду технологического развития производства СПГ уже вряд ли стоит ожидать, а вот у GTL технологий этот потенциал еще есть. Энергетическая эффективность GTL производства составляет чуть более 60%, в теории этот показатель может быть доведен до 78%, в ближайшие годы планируется достичь 73% уровня. При производстве СПГ уже достигнуто максимальное значение показателя в 88%. Техническое развитие GTL технологий обещает быть более быстрым, нежели это происходило с развитием технологий производства СПГ. Для сравнения технологий стоит еще упомянуть, что энергетическая эффективность преобразования угля в СЖТ составляет 45-55%. Подводя итоги, можно сказать, что оба варианта монетизации газа являются конкурентоспособными, но реализация GTL проектов выводит компанию на новый уровень диверсификации своих поставок и позволяет сократить риски за счет перспектив проявления гибкости и выхода на рынок готовой продукции с высокой долей добавленной стоимости.

Рассмотрение данных вопросов особенно важно для перспектив развития российской энергетики и экономики в целом. На первый взгляд положение с запасами природного газа в России одно из наиболее благоприятных; но многие сравнительно недавно открытые крупные месторождения труднодоступны и расположены далеко от центров потребления. Монетизация таких месторождений, т.е. поиск путей придания им реальной, а не только потенциальной ценности есть сложная комплексная задача. Принимая во внимание масштабы и протяженность нашей страны важно рассмотреть такой фактор как стоимость транспортировки. Уровень расходов на транспортировку GTL продуктов значительно ниже уровня расходов на транспортировку СПГ или трубороводного газа. Причем с увеличением расстояния транспортировки применение GTL технологии становится более экономически выгодным, что стоит учитывать при планировании разработки Штокманского месторождения, а также месторождений на полуострове Ямал. При дистанции более чем 3500 км строительство трубы или транспортировка СПГ показатели NPV ниже, чем при применении GTL технологий7.

Волатильность цен на природный газ увеличивает риски торговли газом по заранее фиксированной цене. Производство продукции по GTL технологии позволяет газовым компаниям выйти на более глобальный и ликвидный рынок, на котором ввиду большего количества сделок купли-продажи агент может проявлять гибкость, сокращая тем самым свои риски. GTL продукция может быть продана по краткосрочным контрактам, что сокращает взаимозависимость между покупателем и продавцом и соответствует современным условиям развития рынков газа и требованиям европейских партнеров. Процесс либерализации газовых рынков (для России это особенно важно в контексте трудностей в процессе торговых переговоров со странами Европейского союза) делает заключение долгосрочных контрактов все более сложно достижимой целью.

Применение GTL технологий в таких странах как Россия или Венесуэла осложняется вопросами управления рисками. Иностранные компании боятся национализации или изменений правил игры (например, налогового режима) государствами после того как основные инвестиции в проект будут сделаны. Ввиду того, что строительство GTL завода является весьма капиталоемким проектом, то для привлечения компаний, владеющих технологиями необходимо гарантировать стабильность и защищенность их интересов и после того как они вложили миллиарды долларов в создание мощностей. Более сложная ситуация происходит в Нигерии, где высок риск потери производственных мощностей ввиду войны или террористических актов. Добыча сырья для завода Escravos компании Chevron происходит в море, но завод ввиду своих размеров располагается на материке и неоднократно подвергался налетам и кражам, как различных активов, так и людей. Возможно, поэтому сроки ввода производства в эксплуатацию постоянно сдвигаются.

Над развитием GTL технологий работают несколько компаний: Shell, Sasol, Chevron, Syntroleum, Exxon Mobil, BP, Statoil, Rentech, ConocoPhillips и другие. Существует много запатентованных вариантов осуществления процесса конверсии газа в синтетическое жидкое топливо (СЖТ). Лидерами в промышленном производстве GTL продукции несомненно считаются компании Shell и Sasol, но и у них есть ограничения возможности реализации нескольких проектов одновременно. Учитывая, что столь сложные проекты имеют опыт занимать порядка 10 лет на переговоры, создание технико-экономического обоснования, разработку и строительство, то не стоит терять времени и упускать шанс, уступая уникальные возможности другим странам. Рекомендуется привлекать к сотрудничеству вышеупомянутые компании, проявляя инициативу, как со стороны бизнеса, так и на государственном уровне. А так как производство СЖТ по технологии GTL нельзя однозначно отнести ни к объектам upstream сектора, ни к объектам downstream, то чтобы не потерять это направление, министерству энергетики стоило бы создать специальную группу экспертов, курирующих и развивающих данное направление в России. Примером может служить государственная политика Катара в области развития газовой отрасли. Не имея больших возможностей экспортировать природный газ по трубопроводам (ввиду достаточности ресурсов у ближайших соседей), правительство активно разрабатывало различные направления использования национального богатства: производство СПГ, GTL технологии и другие направления переработки газа и газохимии.

Использование GTL-технологий в России будет способствовать разрешению топливно-энергетических проблем удаленных регионов Крайнего Севера, проблемы ограниченности доступа к ГТС, ограниченной пропускной способности ГТС и удаленность месторождений от маршрутов газопроводов. Необходимо наладить выпуск экологически чистых синтетических топлив; интегрировать синтетические топлива в инфраструктуру нефтеперерабатывающих заводов путем компаундирования их с традиционными нефтяными топливами для улучшения экологических характеристик последних, что немаловажно в условиях дефицита авиационного керосина и повышения качества дизельного топлива в России.

Технология GTL может быть использована для утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ), значительные количества которого сгорает на факелах, а также для утилизации низконапорного газа и природного газа небольших месторождений, что внесет свой вклад в социально-экономическое развитие регионов Сибири и Дальнего Востока. Увеличение доли добавленной стоимости продукции, возможность диверсификация экспорта, перспектива завоевания новых сегментов рынка и увеличение поступлений в бюджет скажутся на экономике страны только положительным образом.

Если не развивать GTL направление переработки газа в России, то неизбежны следующие последствия: ущерб экологии регионов, упущенная социально-экономическая выгода (рабочие места, налоговые отчисления), потеря ценного энергетического сырья (сжигание ПНГ), усиление технологического отставания отрасли и исключение возможности формирования нового драйвера роста национальной экономики.

Помимо Газпрома, который, безусловно, обладает наибольшими финансовыми и технологическими возможностями для развития или применения уже запатентованных GTL технологий, ожидается, что к GTL установкам малой и средней мощности проявят интерес российские независимые газовые компании, эксплуатирующие небольшие месторождения, удаленные от газовых магистралей, либо испытывающие затруднения с поставками газа в магистральные трубопроводы Газпрома.

Помимо рассмотренных эффектов от использования GTL технологий на социально-экономическую и экологическую сферы жизни людей, стоит предположить, что положительное влияние будет оказано и на политику и международные отношения. На протяжении всего ХХ века нефть имела особое значение, проявляя себя не только в качестве энергетического сырья в процессе развития экономики, но и на политической арене. Неравномерное распределение столь важного ресурса стало причиной политических и военных конфликтов. Создание ОПЕК, война в Персидском заливе и вторжение в Ирак имели последствия, выходящие за пределы стран участниц данных событий. При распространенном использовании GTL технологий и производстве СЖТ можно ожидать сокращения политической напряженности связанной с обладанием нефтяными ресурсами, ввиду снижения уровня зависимости стран от импорта и диверсификации энергетических источников.

Литература

1 The impact of fossil fuels // ERA Report, November 2009.

2 Theo H. Fleisch A Look at Synthetic Fuel Options Derived from Natural Gas and Coal, Future Fuels for Australia Conference, 19-20 July 2011.

3 Chul-Jin Lee, Youngsub Lim, Ho Soo Kim, Chonghun Han Optimal Gas-To-Liquid Product Selection from Natural Gas under Uncertain Price Scenarios //Industrial & Engineering Chemistry Research, № 48(2), 2009, p. 794-800

4 Al Fin Qatar's Giant Gas to Liquids Plant to Yield Profits of $6 Billion a Year, 19 October 2011, http://oilprice.com/Energy/Natural-Gas/Qatar-s-Giant-Gas-to-Liquids-Plant-to-Yield-Profits-of-$6-Billion-a-Year.html

5 Theo H. Fleisch The End of Stranded Gas: The Emergence of the Gas to Products Option, SPE distinguished lecture, 2007, http://www.spe.org/dl/docs/2007/Fleisch.pdf

6 Указ. соч.

7 Paul Grimmer, Potential Supply of Synfuels via GTL in the Greater Atlantic Region, Atlantic Greenfuels Workshop, 18-19 October 2007.

Размещено на Allbest.ru