Исследование воздействия технологических инноваций на структуру нефтеперерабатывающей промышленности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование воздействия технологических инноваций на структуру нефтеперерабатывающей промышленности

Содержание

Введение

1. Теоретические основы инноваций в промышленности

1.1 Понятие и задачи инновационного менеджмента

1.2 Роль инновационной деятельности в промышленности

2. Анализ и оценка технологических инноваций в нефтеперерабатывающей отрасли

2.1 Анализ состояния отрасли в России

2.2 Сравнение инновационного потенциала нефтепереработки в России и в мире

2.3 Мировые тенденции инноваций в нефтепереработке

3. Перспективы развития инноваций в нефтеперерабатывающей отрасли

России

3.1 Проблемы внедрения инноваций в деятельность предприятий нефтеперерабатывающей отрасли

3.2 Стратегия и перспективы инновационного развития отрасли

Заключение

Список использованных источников

Введение

Проблема эффективной химической переработки невозобновляемого природного сырья (нефть, уголь, сланцы, торф, углеводородные газы) и возобновляемого сырья растительного и животного происхождения имеет первостепенное значение в химической технологии нашего времени. В настоящее время глубина переработки нефти на предприятиях России составляет в среднем 70 %, в то время как в развитых странах - более 90 %. Интенсификация процессов переработки и увеличение эффективности использования углеводородного сырья сопряжено с созданием новых технологий, позволяющих вовлекать в процессы тяжелое сырье (высококипящие фракции нефти, битуминозные нефти и др.). Разработка новых катализаторов и технологий требует использования всего арсенала методов физического и математического моделирования протекающих процессов, применения современных физических и химических методов для их исследования и управления.

При этом химический процесс является важным этапом переработки сырья в целевые продукты. Основными критериями практической перспективности процесса являются: высокая селективность, малые энергозатраты и техногенная безопасность.

В последние годы состояние и структура нефтепереработки в мире радикально изменились. Кувейт, Саудовская Аравия, Объединенные Арабские Эмираты, Китай, Индия активно строят и вводят в эксплуатацию все новые мощности по нефтепереработке и нефтехимии. Общей мировой тенденцией, наиболее ярко выраженной в промышленно развитых странах, стало ужесточение экологического законодательства, направленное на снижение вредных выбросов при сжигании топлив, а также на постоянный рост требований к качеству нефтепродуктов.

Вопрос об углублении переработки нефти всегда стоял на повестке дня. Появлялись новые технологии. При внедрении новых технологий возможно получать огромную дополнительную ежегодную прибыль и экономить сотни и тысячи миллионов тонн сырья ежегодно при полном удовлетворении рынка качественными горюче-смазочными материалами в полном объеме. Другими словами, внедрение таких технологий эквивалентно увеличению мировых запасов углеводородов в несколько раз без затрат на их разведку и добычу при существенном снижении стоимости готовой продукции переработки.

На развитие нефтепереработки и нефтехимии как в России, так и во всем мире, оказывают большое влияние многие факторы, такие как утяжеление сырья, ухудшение его качества, необходимость переработки высоковязких битуминозных и матричных нефтей. Все это влечет за собою необходимость разработки новых инновационных технологий.

Актуальность исследования определяется значительным потенциалом внедрения инноваций в деятельность предприятий нефтеперерабатывающей отрасли. инновационный нефтеперерабатывающий менеджмент

Целью исследования является рассмотрение проблем инновационного развития нефтяной отрасли в России.

Задачи исследования:

- рассмотрение теоретических основ инноваций в нефтеперерабатывающей отрасли;

- анализ и оценка технологических инноваций в нефтеперерабатывающей отрасли России;

- описание ограничений и возможностей перспективного развития нефтяной отрасли.

Предмет исследования - инновационная деятельность в нефтеперерабатывающей отрасли.

Объект исследования - нефтеперерабатывающая отрасль.

В ходе написания работы использовались научные труды современных российских и зарубежных авторов, данные финансовой и статистической отчетности, ресурсы сети Интернет.

1. Теоретические основы инноваций в промышленности

1.1 Понятие и задачи инновационного менеджмента

Инновационный менеджмент сравнительно новое понятие для научной общественности и предпринимательских кругов России. Именно в настоящее время Россия переживает бум новаторства. На смену одним формам и методам управления экономикой приходят другие. В этих условиях инновационной деятельностью буквально вынуждены заниматься все организации, все субъекты хозяйствования [7].

Термин инновация стал активно использоваться в экономике России как самостоятельно, так и для обозначения ряда родственных понятий: иннова-ционная деятельность, инновационный процесс, инновационное решение и т.п.

В литературе насчитывается множество определе-ний. Например, по признаку содержания или внутрен-ней структуры выделяют инновации технические, экономические, организационные, управленческие и др. Выделяются такие признаки, как масштаб инноваций (глобальные и локальные); параметры жизненного цик-ла (выделение и анализ всех стадий и подстадий), зако-номерности процесса внедрения и т.п. [12]

В специальной литературе и официальных документах чаще всего использовались понятия управление научно-техническим прогрессом, внедрение достижений науки и техники в производство и тому подобное, что характерно для централизованно управляемой экономики. В рыночных условиях хозяйствования, где коммерческие организации имеют полную юридическую и экономическую самостоятельность, ни о каком внедрении чего-либо не может быть и речи. Этим принципиальным отличием объясняется различие в содержании отдельных понятий в области инновационного менеджмента [4].

Принято считать, что понятие нововведение является русским вариантом английского слова innovation. Буквальный перевод с английского означает введение новаций или в нашем понимании этого слова введение новшеств. Под новшеством понимается новый порядок, новый обычай, новый метод, изобретение, новое явление. Русское словосочетание нововведение в буквальном смысле введение нового означает процесс использования новшества [6].

Таким образом, с момента принятия к распространению новшества приобретает новое качество - становится нововведением (инновацией). Процесс введения новшества на рынок принято называть процессом коммерциализации. Период времени между появлением новшества и воплощением его в нововведение (инновацию) называется инновационным лагом.

В повседневной практике, как правило, отождествляют понятие новшество, новация, нововведение, инновация, что вполне объяснимо. Новшеством может быть новый порядок, новый ме-тод, изобретение. Нововведение означает, что новшество используется. С момента принятия к распространению новшество приобретает новое качество и становится инновацией [11].

Любые изобретения, новые явления, виды услуг или методы только тогда получают общественное признание, когда будут приняты к распространению (коммерциализации), и уже в новом качестве они выступают как нововведения (инновации).

Для успешного управления инновационной деятельно-стью необходимо тщательное изучение инноваций. Преж-де всего, необходимо уметь отличать инновации от несу-щественных видоизменений в продуктах и технологиче-ских процессах (например, эстетические изменения - цвета, формы и т. п.); незначительных технических или внешних изменений в продуктах, оставляющих неизмен-ными конструктивное исполнение и не оказывающих дос-таточно заметного влияния на параметры, свойства, стои-мость изделия, а также входящих в него материалов и компонентов; от расширения номенклатуры продукции за счет освоения производства не выпускавшихся прежде на данном предприятии, но уже известных на рынке продук-тов, с целью удовлетворения текущего спроса и увеличе-ния доходов предприятия. Новизна инноваций оценивается по технологиче-ским параметрам, а также с рыночных позиций. С уче-том этого строится классификация инноваций [5].

В зависимости от технологических параметров инновации подразделяются на:

- продуктовые инновации, они включают применение новых материалов, новых полуфабрикатов и комплектующих; получение принципиально новых продуктов.

- процессные инновации означают новые методы организации произ-водства (новые технологии). Процессные инновации могут быть связаны с созданием новых организацион-ных структур в составе предприятия (фирмы).

По типу новизны для рынка инновации делятся на:

- новые для отрасли в мире;

- но-вые для отрасли в стране;

- новые для данного предпри-ятия (группы предприятий).

По месту в системе (на предприятии, в фирме) можно выделить:

- инновации на входе предприятия (изменения в выборе и использовании сырья, материалов, машин и оборудования, информации и др.);

- инновации на выходе предприятия (изделия, ус-луги, технологии, информация и др.);

- инновации системной структуры предприятия (управленческой, производственной, технологической).

В зависимости от глубины вносимых изменений выделяют инновации:

- радикальные (базовые);

- улучшающие;

- модификационные (частные).

1.2 Роль инновационной деятельности в промышленности

Известно, что научное сообщество страны выполняет ориентирующую функцию в жизнедеятельности населения, а научный комплекс в целом обеспечивает развитие экономики на основе модернизации и смены технологий. Наука - это мост между настоящим и будущим и его легко разрушить, но для воссоздания необходимы многие годы и значительные усилия. Россия - как крупная держава, обладающая большой территорией, богатыми природными ресурсами и выгодным географическим положением может выдержать острую конкуренцию за мировые, а также за собственные рынки продукции, услуг и высококвалифицированного труда только при развитой науке и мощном инновационном потенциале [3].

Политические и экономические преобразования 90-х годов нанесли научному комплексу огромный, а некоторой части и непоправимый ущерб. Масштаб и глубина кризиса этого сектора превосходят показатели общеэкономического спада. Резко сократился объем проводимых исследований и разработок. Например, по сравнению с 1991 годом численность занятых исследованиями и разработками уменьшилась почти вдвое, капитальные вложения в развитие материально-технической базы науки сократились в десятки раз [7].

Роль и место науки в обществе существенно зависят от уровня развития общественного сознания, информированности населения о возможностях применения результатов научно-технической деятельности для решения социально-экономических задач, а также реально полученных практических результатов такого применения.

Практически по всем составляющим тенденции в сфере инновационной деятельности российской экономики не соответствует тенденциям мировой системы хозяйствования. В целом инновационная деятельность находится на крайне низкой ступени развития и для изменения этого состояния потребуются целенаправленные усилия со стороны государственных органов и всех хозяйствующих субъектов. При этом следует иметь в виду не только резкое изменение уровня оплаты и оснащенности инновационной деятельности, но и необходимость изменения сложившегося общественного сознания. Это, в свою очередь, предполагает переориентацию сферы инновационной деятельности и структурных преобразований экономики в прогрессивном направлении и приведение ее к требованиям, диктуемым проблемами современного состояния цивилизации, таких как высокая экологическая напряженность, исчерпание традиционных ресурсов, необходимость гармоничного освоения территории [8].

Диапазон возможной ориентации отечественной науки может изменяться от активной роли науки и инновационной сферы в реформировании экономики до модели локального сопровождения импортируемых технологий образовательного ценза населения. Этот выбор определяется как позицией руководства страны, так и самоопределением научного сообщества в социальном пространстве, а также отношением населения к роли науки, к ученым и их научной деятельности. Промедление с выбором национальной модели науки неуклонно сужает поле возможных решений, прежде всего, за счет исключения из их числа наиболее позитивных, активных и конструктивных вариантов. Все промышленно развитые страны создали соответствующие их национальных интересам инновационные сферы, позволяющие прежде всего быстро осваивать результаты собственных разработок либо приобретенные патенты и лицензии. Фирмы и компании развитых стран получают значительные налоговые льготы, льготные кредиты и субсидии на выполнение НИОКР, освоение и начальное тиражирование новшеств (на период до 3-х лет). Это позволяет развитым странам с опорой на науку и новые технологии формировать и отстаивать свои цели и национальные интересы, решать вопросы национальной безопасности и роста благосостояния своих стран, содействовать гармоническому развитию общества, заботиться об интересах будущих поколений и решать проблемы экологии [12].

Под инновациями в широком смысле понимается прибыльное использование новшеств в виде новых технологий, видов продукции и услуг, организационно-технических и социально-экономических решений производственного, финансового, коммерческого, административного или иного характера. Период времени от зарождения идеи, создания и распространения новшества и до его использования принято называть жизненным циклом инновации. С учетом последовательности проведения работ жизненный цикл инновации рассматривается как инновационный процесс.

Термины инновация и инновационный процесс близки, но не однозначны. Инновационный процесс свя-зан с созданием, освоением и распространением инноваций. Создатели инновации (новаторы) руководствуются такими критериями, как жизненный цикл изделия и экономическая эффективность. Их стратегия направле-на на то, чтобы превзойти конкурентов, создав новше-ство, которое будет признано уникальным в определен-ной области. Научно-технические разработки и нововведения вы-ступают как промежуточный результат научно-производ-ственного цикла и по мере практического применения превращаются в научно-технические инновации - конеч-ный результат. Научно-технические разработки и изобре-тения являются приложением нового знания с целью его практического применения, а научно-технические инно-вации (НТИ) - это материализация новых идей и знаний, открытий, изобретений и научно-технических разработок в процессе производства с целью их коммерческой реали-зации для удовлетворения определенных запросов потре-бителей. Непременными свойствами инновации являются научно-техническая новизна и производственная примени-мость [4].

Следовательно, научно-технические инновации должны:

- обладать новизной;

- удовлетворять рыночному спросу;

- приносить прибыль производителю.

Распространение нововведений, как и их создание, является составной частью инновационного процесса.

Различают три логические формы инновационного процесса: простой внутриорганизационный (натуральный), простой межорганизационный (товарный) и расширен-ный. Простой внутриорганизационный инновационный процесс предполагает создание и использование новшества внутри одной и той же организации, новшество в этом случае не принимает непосредственно товарной формы. При простом межорга-низационном инновационном процессе новшество выступает как предмет купли-продажи. Такая форма инновационного процесса означает отделение функции создателя и производителя новшества от функции его потребителя. Расширенный инновационный процесс проявляется в соз-дании новых производителей нововведения, в наруше-нии монополии производителя-пионера, что способствует через взаимную конкуренцию совершенствованию потребительских свойств выпускаемого товара. В усло-виях товарного инновационного процесса действуют как минимум два хозяйствующих субъекта: производи-тель (создатель) и потребитель (пользователь) нововведения. Если новшество - технологический процесс, его производитель и потребитель могут совмещаться в од-ном хозяйствующем субъекте [6].

Простой инновационный процесс переходит в то-варный за две фазы:

1) создание новшества и его рас-пространение;

2) диффузия нововведения.

Первая фаза - это последовательные этапы научных исследований, опытно-конструкторских работ, организация опытного производства и сбыта, организация коммерческого про-изводства. На первой фазе еще не реализуется полез-ный эффект нововведения, а только создаются предпо-сылки такой реализации.

На второй фазе общественно-полезный эффект перераспределяется между произво-дителями нововведения (НВ), а также между произво-дителями и потребителями.

2. Анализ и оценка технологических инноваций в нефтеперерабатывающей отрасли

2.1 Анализ состояния отрасли в России

Нефтепереработка в России на сегодняшний день - одна из ключевых отраслей промышленности. Страна занимает третье место в мире по объемам перерабатываемого сырья. Несмотря на это, наблюдается существенное отставание по степени использования нефти, о чем свидетельствует низкий уровень конверсии нефтяного сырья в более ценные продукты переработки: средний показатель глубины переработки нефти на НПЗ России составляет около 71 %. До начала программ модернизации на 11 предприятиях глубина переработки нефти составляла менее 65 % и только на шести НПЗ превышала 80 %, приближаясь к уровню современных зарубежных НПЗ (85-95 %). Отставание отрасли от развитых стран связано, прежде всего, с крайне невысокой долей вторичных процессов - 17 % (на европейских НПЗ - 45-50 %, в США - 55 %).

Преодоление этого отставания в настоящее время связывается с реализацией нефтяными компаниями программ модернизации НПЗ, обеспечивающих достижение показателей, заложенных в Энергетической стратегии России. Уже к 2020 г. предусматривается довести переработку нефти до 290 млн. т./год, а глубину переработки - до 82-85 %.

В связи с вводом в действие нового техрегламента на нефтепродукты нефтяным компаниям необходимо осуществить реконструкцию действующих и строительство новых установок, улучшающих качество топлив, включая установки гидроочистки топлив, изомеризации, алкилирования, риформинга. Другим важным аспектом модернизации является углубление переработки нефти. Актуальность этой проблемы возрастает в связи с резким сокращением рыночной ниши в Европе для российских производителей мазута.

Постоянное ужесточение норм и требований к качеству продуктов переработки нефти и газа, увеличение доли компонентов, произведенных из альтернативного и возобновляемого сырья, в топливах различного типа приводят к необходимости опережающего развития технологий для их производства.

2.2 Сравнение инновационного потенциала нефтепереработки в России и в мире

В настоящее время нефтепереработка России существенно отстает в своем развитии от промышленно развитых стран мира/ В России в настоящее время действует 27 крупных НПЗ (мощностью от 3,0 до 19 млн. тонн нефти в год) и около 200 мини-НПЗ. Часть из мини-НПЗ не имеют лицензий Ростехнадзора и не включены в Государственный реестр опасных производственных объектов. Правительством РФ решено: разработать регламент по ведению Минэнерго РФ реестра НПЗ в Российской Федерации, осуществить проверку мини-НПЗ на соответствие требованиям подключения НПЗ к магистральным нефтепроводам и/или нефтепродуктопроводам. Крупные же заводы России, в основном, имеют длительные сроки эксплуатации: количество предприятий, пущенных в эксплуатацию более 60 лет назад - максимальное (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Сроки эксплуатации российских НПЗ

Качество выпускаемых нефтепродуктов серьезным образом отстает от мирового. Доля бензинов, удовлетворяющих требованиям Евро 3,4, составляет 38 % от всего объема выпускаемого бензина, а доля дизельного топлива, удовлетворяющего требованиям класса 4,5, всего лишь 18 %.

При этом объем переработки нефтяного увеличивается, что при весьма низкой глубине переработки нефти привело к выпуску значительного количества нефтепродуктов низкого качества, которые не востребованы на внутреннем рынке и поставляются на экспорт в качестве полуфабрикатов. Структура же производства продукции на российских НПЗ за предыдущие десять лет практически не изменилась и серьезно отстает от мирового уровня. Доля выработки топочного мазута в России (28 %) в несколько раз выше аналогичных показателей в мире - менее 5 % в США, до 15 % в Западной Европе. Качество автомобильных бензинов улучшается вслед за изменением структуры парка автомобилей в РФ. Доля выпуска низкооктановых автобензинов А-76(80) сократилась с 57% в 2004 г. до 17 % в 2014 г. Увеличивается также количество малосернистого дизельного топлива. Вырабатываемый в России бензин в основном используется на внутреннем рынке (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 - Производство и распределение топлива, млн. т.

При общем объеме экспорта дизельного топлива из России в дальнее зарубежье в количестве 38,6 млн. тонн дизельное топливо класса Евро-5 составляет около 22 % , т. е. остальные 78 % - топливо, не соответствующее европейским требованиям. Оно реализуется, как правило, по более низким ценам или как полуфабрикат. При увеличении общего производства мазута за последние 10 лет резко возросла доля мазута, реализуемого на экспорт.

К 2020 г. рыночная ниша по мазуту в Европе для российских производителей будет крайне мала, поскольку весь мазут будет преимущественно вторичного происхождения. Поставка в другие регионы крайне затратная из-за высокой транспортной составляющей. Вследствие неравномерного размещения предприятий отрасли (большинство НПЗ размещены в глубине страны) увеличиваются транспортные затраты.

Технический уровень большинства НПЗ также не соответствует передовому мировому уровню. В российской нефтепереработке основными проблемами отрасли, после низкого качества получаемых нефтепродуктов, остаются низкая глубина переработки нефти, отсталая структура производства - минимум вторичных процессов, и недостаточный уровень процессов, улучшающих качество получаемых продуктов. Еще одна проблема - высокая степень износа основных фондов, и, как следствие, повышенный уровень энергопотребления. На российских НПЗ около половины всех печных агрегатов имеют КПД 50 - 60 при среднем показателе на зарубежных заводах - 90 %.

Наличие на НПЗ процессов прямой перегонки нефти и установок, улучшающих качество прямогонных фракций, позволяют получить глубину не более 60 %, наличие процессов переработки вакуумного газойля увеличивает глубину переработки до 75 - 80 % , и только переработка гудрона и тяжелых остатков вторичных процессов позволяет перейти рубеж в 85 - 90 % (рисунок 2.3). Модернизация при сегодняшнем уровне развития технологических процессов в России потребует колоссальных затрат.

Из 27 российских НПЗ уже на 18 заводах есть углубляющие процессы. 10 лет назад таких заводов было 11, к 2008 г. стало 16. Перейти рубеж в 75 % сможем при наличии на всех НПЗ вторичных процессов. Основными процессами, углубляющими переработку нефти, являются деструктивные процессы, такие как коксование и все виды крекингов. Каталитический крекинг имеется на 13 заводах, из них только на 8 - современные процессы. На 5 заводах - настоящий гидрокрекинг, на 5 предприятиях - процесс коксования и на 9 - процесс висбрекинга. В 2008 г. таких установок было всего 6.

Рисунок 2.3 - Изменение глубины переработки нефти

Выходом из сложившейся ситуации является ускорение модернизации нефтеперерабатывающей промышленности России в направлении строительства установок, углубляющих переработку.

Вместе с тем, в связи с вводом в действие техрегламента на новые стандарты нефтепродуктов, перед российскими нефтяными компаниями стоят масштабные задачи по модернизации НПЗ, связанной с реконструкцией действующих и строительством новых установок, улучшающих качество топлив, в т. ч. гидроочистки топлив, каталитического крекинга, изомеризации, алкилирования, риформинга.

Еще в 2011 году на заседании правительства была одобрена стратегия «Инновационная Россия -- 2020», разработанная на основе положений концепции долгосрочного социально-экономического развития России на период до 2020 года в соответствии с Федеральным законом «О науке и государственной научно-технической политике». Среди основных целей стратегии выделены проблемы увеличения удельного веса экспорта российской высокотехнологичной продукции на мировой рынок до 2 % в 2020 году с 0,35 % в 2008 году.

Стратегия задает долгосрочные ориентиры развития субъектам инновационной деятельности, а также ориентиры финансирования сектора фундаментальной и прикладной науки и поддержки коммерциализации разработок. Согласно проекту стратегии, реализовывать её предполагается в два этапа. На первом этапе (2011--2013 годы) должна быть решена задача повышения восприимчивости бизнеса и экономики к инновациям в целом. На втором этапе (2014--2020 годы) предполагается проведение масштабного перевооружения и модернизации промышленности, формирование работоспособной национальной инновационной системы. Результатом реализации стратегии должно стать создание эффективных материальных и моральных стимулов для притока наиболее квалифицированных специалистов, активных предпринимателей, творческой молодежи в сектора экономики, определяющие ее инновационное развитие, а также в обеспечивающие это развитие образование и науку. Кроме того, ставится задача адаптации всех ступеней системы образования для целей формирования у населения необходимых для инновационного общества и инновационной экономики знаний, компетенций, навыков и моделей поведения, повышение инновационной активности бизнеса. На этой основе будут обеспечены технологическая модернизация ключевых секторов, определяющих роль и место России в мировой экономике, и повышение производительности труда во всех секторах.

В целом по уровню интенсивности инвестиций в технологические инновации Россия отстает от ведущих европейских стран (для сравнения: в Швеции он достигает 5,5 %, в Германии -- 4,7 %), опережая лишь Болгарию, Исландию, Литву, Грецию и Турцию (0,4-1,3 %).

Многолетними лидерами по масштабам инвестиций в технологические инновации являются добывающие отрасли, а также среднетехнологичные сектора: металлургия, химия, нефтепереработка, автомобильное производство и др. Их суммарный вклад превышает три четверти общих затрат такого рода.

Россия представлена тремя участниками в рейтинге крупнейших по абсолютным затратам на НИОКР компаний мира, который ежегодно составляется Объединенным исследовательским центром ЕС. Это ОАО «Газпром» (83-е место), АвтоВАЗ (620-е) и «ЛУКойл» (632-е).

Инновационными технологиями обладают 88 % компаний с годовым оборотом свыше 1 млрд. долларов и 50 % компаний с оборотом свыше 100 млн. долларов. Инновационная активность напрямую связана с конкурентной ситуацией на рынке. Инновационными технологиями обладают 58 % российских компаний, работающих только на внутреннем рынке, и 85 % компаний, действующих и на зарубежных рынках.

Особую ставку в планах развития инновационной деятельности российское государство делает на крупные госкомпании. Во-первых, госкомпании продолжают занимать командные высоты в целом ряде базовых отраслей: судостроении, авиастроении, энергетике, нефте- и газодобыче и т.д. Поэтому запуск инновационных процессов в них даст импульс к цепной реакции инновационных преобразований в данных отраслях и экономике в целом

Еще в 2010 году Правительством Российской Федерации было поручено крупным госкомпаниям разработать программы инновационного развития и предусмотреть значительное расширение расходов на НИОКР. В 2011 году программы инновационного развития приняли все 46 компаний с госучастием, к которым правительство обратилось с таким поручением. «Газпром» планирует выделить на реализацию своей программы 2,7 трлн. рублей, «Ростехнологии» намерены потратить на инновационное развитие до 2020 года 1 трлн. рублей и создать венчурный фонд объемом до $1 млрд. В 2011--2015 годах инвестиции НК «Роснефть» в инновационную деятельность должны достигнуть 52 млрд. рублей.

Курс России на модернизацию промышленности требует от нефтепереработчиков и нефтехимиков России активных действий для удовлетворения потребностей внутреннего рынка и экспорта высококачественных, обладающих добавочной стоимостью нефтепродуктов, вместо экспорта сырой нефти. Основное направление развития современной экономики России - это высокоэффективная переработка собственных ресурсов.

К числу наиболее важных задач модернизации нефтепереработки и нефтехимии России относятся: переход от торговли сырой нефтью к торговле нефтепродуктами и продуктами нефтехимии; ввод в действие техрегламента на новые стандарты нефтепродуктов; выравнивание пошлин на светлые и темные нефтепродукты; коренная модернизация действующих предприятий с увеличением глубины и комплексности переработки сырья; строительство новых экспортно-ориентированных нефтеперерабатывающих и нефтехимических комплексов; строительство системы для транспортировки углеводородного сырья и продуктов переработки; развитие отечественных технологий переработки газового и нефтяного сырья.

В связи с вводом в действие нового техрегламента на нефтепродукты, нефтяным компаниям необходимо осуществить реконструкцию действующих и строительство новых улучшающих качество топлив установок, включая установки гидроочистки топлив, изомеризации, алкилирования, каталитического риформинга.

Другим важным аспектом модернизации является углубление переработки нефти. Актуальность этой проблемы возрастает в связи с резким сокращением рыночной ниши в Европе для российских производителей мазута. Для достижения к 2020 г. глубины переработки 85 % необходимо строительство новых установок по переработке нефтяных остатков, в т.ч. установок гидрокрекинга и замедленного коксования.

Несмотря на присутствие на российском рынке значительного объема иностранных технологий, можно выделить целый ряд новых передовых отечественных разработок в области переработки нефтяного сырья. Предлагаемые технологии имеют различные стадии готовности: от начальных стадий лабораторных исследований до промышленно внедренных технологий. Реализация инновационных технологий связана с проблемами подготовки высококвалифицированных кадров, отсутствием структуры инжиниринга и инвестиционных компаний, которые должны способствовать реализации разработок и доведению их до промышленного выхода.

Самой серьезной проблемой на пути инноваций является разрозненность участников. Основная масса ученых, разработчиков, творческих коллективов находится на грани выживания и даже не столько от отсутствия инвестиций, сколько от отсутствия заинтересованности российского производства и отечественных нефтяных компаний во внедрении их разработок. Гораздо проще взять импортную технологию, даже если есть аналогичная российская. Импортные разработки объединены компаниями-лицензиарами в единую базовую технологию, оформлены технологическим пакетом, не бюрократизированы.

На консолидацию различных сил направлен новый механизм взаимодействия различно ориентированных структур, который получил название «технологические платформы». Аналогичный механизм уже функционирует в ряде Европейских государств. Такая схема взаимодействия, как технологические платформы, позволит решить целый ряд проблем, существующих сегодня в России, как при разработке новых технологий и доведения их до промышленной реализации, так и при попытке привязать некоторые зарубежные технологии к российскому производству, преодолеть нежелание бизнеса финансировать научные исследования, уменьшить дублирование НИОКР и проектов в нефтяных компаниях, особенно финансируемых за счет государственных средств.

Рассмотрим состояние основных процессов переработки нефти с точки зрения возможности внедрения инновационных разработок. Самый основной процесс - атмосферно-вакуумная перегонка - никем в целом не лицензирован, есть патенты на разработки отдельных узлов, оборудования, разделительных устройств, в связи с чем можно перечислить большое количество компаний и институтов, которые проектируют и предлагают процесс атмосферно-вакуумной перегонки. Интересной разработкой является технология перегонки под вакуумом, позволяющая отбирать вакуумный газойль с очень высокими концами кипениями и минимальным содержанием металлов в вакуумном газойле, что имеет существенное значение для дальнейшего использования продуктов процесса в качестве сырья каталитического и гидрокрекинга.

Все процессы нефтепереработки условно можно разделить на те, которые улучшают качество получаемых фракций и процессы, углубляющие переработку. Из 27 российских НПЗ уже на 18 заводах есть углубляющие процессы. 10 лет назад таких заводов было 11, к 2008 г. стало 16, а к 2011 г. -- 18. Перейти рубеж в 75 % по глубине переработки нефтяного сырья возможно только при наличии на всех НПЗ вторичных процессов. Основными процессами, углубляющими переработку нефти, являются деструктивные процессы, такие как коксование и все виды крекингов.

В настоящее время в России разработаны конкурентоспособные технологии и катализаторы, в том числе наноструктурные каталитические системы для важнейших крупнотоннажных процессов переработки нефти, таких как каталитическая изомеризация, каталитический крекинг, гидрогенизационные технологии.

Однако даже в реализованных отечественных промышленных технологиях и процессах часто используют зарубежные каталитические системы. Это связано, с одной стороны, с проблемами внедрения отечественных разработанных катализаторов для нефтепереработки и нефтехимии, с другой - с невозможностью их производства в промышленном масштабе в связи с незначительным количеством катализаторных производств и устаревшим оборудованием.

В настоящее время большое внимание во всем мире уделяется процессам переработки тяжелого нефтяного сырья и остаточных фракций. Оригинальная технология - процесс гидроконверсии тяжелых углеводородов на суспендированных наноразмерных катализаторах. К отличительным характеристикам технологии следует отнести высокую гибкость процесса по выходу продуктов, среднее рабочее давление - 7-8 МПа и высокую глубину переработки гудрона - 90-92 %. Это конкурентоспособный процесс с большими перспективами, так как доля высоковязкого тяжелого сырья в переработке постоянно увеличивается, а необходимость повышения глубины переработки нефти постоянно усиливается.

Среди отечественных технологий, углубляющих переработку нефти, следует отметить также технологию замедленного коксования ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ». Основным достоинством данной технологии является минимизация затрат энергоносителей (на 25-30 % в сравнении с действующими установками), увеличение межремонтного пробега до 2-х лет, сокращение выбросов. Технология успешно внедрена на 4-х НПЗ.

Группа компаний АТЭК предложила интересную технологию низкотемпературного коксования (LTC) с получением нефтяного пека. Нефтяной пек обладает широким температурным интервалом пластичности, обеспечивает идеальные условия спекания, формирования структуры и технологических параметров металлургического кокса, не требует прокалки и эффективен при производстве различного доменного кокса, крупного литейного кокса и специального кокса для цветной металлургии.

Переработка попутного газа в настоящее время является одной из важнейших проблем, сопутствующих добыче углеводородов. Одной из инновационных технологий является технология переработки попутного нефтяного газа в концентрат ароматических углеводородов с использованием каталитических наноматериалов, предложенная группой разработчиков: ОАО «ВНИПИнефть», Ассоциация делового сотрудничества в области передовых комплексных технологий «АСПЕКТ», Институт катализа СО РАН им. Г.К.Борескова, ОАО «НИПИГазопереработка», ОАО «Татнефтехиминвест-холдинг», ОАО «Новосибирский завод химконцентратов», ЗАО «Самарский завод катализаторов», Институт проблем химической физики РАН. Работа выполнялась в рамках Государственного контракта «Разработка базовой ресурсо- и энергосберегающей технологии и конструкции реакторов с нанопористыми каталитическими мембранами для переработки легкого углеводородного сырья». Предложенная технология позволяет получить до 70 % концентрата ароматических углеводородов.

Инновации в нефтепереработке и нефтехимии -- это залог существования и выживания отрасли в ближайшие 10-15 лет. Для успешной реализации инновационной политики и реализации программы стратегического развития отрасли до 2020 г. необходимо в кратчайшие сроки осуществить крупные проекты модернизации предприятий с внедрением инновационных технологий переработки углеводородных ресурсов. Одним из направлений реализации и внедрения инновационных технологий может являться вариант закупки базовых технологических пакетов и разработки базовых проектов российскими научно-исследовательскими и проектными организациями.

Важной задачей также является повышение доли отечественного оборудования в проектах модернизации российской нефтепереработки. В настоящее время при строительстве новых и модернизации действующих производств большая часть оборудования поставляется из-за рубежа. Вместе с тем продукция российских машиностроительных заводов на 85-90 % соответствует мировому уровню (за исключением уникальных компрессоров и систем автоматизации). Использование отечественных инжиниринговых компаний в качестве генеральных подрядчиков (ЕР-контракторов) позволит увеличить вклад российских производителей оборудования в модернизацию отрасли и снизить затраты на инвестиции.

2.3 Мировые тенденции инноваций в нефтепереработке

Как известно, основные источники и составляющие мировой энергетики - углеводородное сырье (нефть, газ, уголь, продукты растительного происхождения), атомная, термоядерная, водородная, природная энергетика.

Природная, например, ветровая, солнечная энергетика, в промышленных мировых масштабах может привести к необратимому изменению карты распределения температур на поверхности земли, направлений и интенсивности ветров, течений и климата в целом с непредсказуемыми последствиями. Переработка углеводородов растительного происхождения в топливо может привести к серьезным социальным и экологическим последствиям в масштабах всей планеты, т.к. в промышленных масштабах не является возобновляемым источником энергии. Водородная и термоядерная энергетика далеки от завершения фазы экспериментальных работ и серьезного промышленного применения. Атомная энергетика вносит и еще долгое время будет вносить большой вклад в мировую энергетику, однако область ее применения ограничена - в основном, это выработка электроэнергии.

Наиболее применима и широко используется в настоящее время энергетика, основанная на переработке нефти и использовании газа, угля. Переработка нефти дает моторные топлива, сжиженный газ, продукты нефтехимии. Природные газ и уголь используются в основном для выработки тепла и электроэнергии. В плане производства продуктов нефтехимии и моторного топлива у углеводородной энергетики нет и в ближайшем обозримом будущем не предвидится серьезных конкурентов.

Общей тенденцией нефтяной отрасли является уменьшение запасов лёгкой нефти, практически весь прирост запасов происходит за счет тяжелой вязкой сернистой нефти. Потенциал качественного сырья реализован почти на 80 %, сохраняя лишь перспективы небольших открытий. Преобладают запасы тяжелой нефти в России, Казахстане, Китае, Венесуэле, Мексике, Канаде, США и во многих других странах различных континентов.

В настоящее время наиболее широко распространены каталитические процессы углубленной переработки углеводородного сырья, однако даже они не могут предложить достаточно привлекательный технико-экономический баланс для многих нефтепереработчиков при переработке самых тяжелых видов сырья. Более того, с помощью известных и широко применяемых каталитических технологий невозможно в принципе решить задачу 100 % глубины переработки (считается по выходу легких целевых продуктов с температурой конца кипения 350-360 градусов Цельсия), т.к. тяжелые нефтяные остатки будут очень быстро приводить к отравлению и коксованию активной поверхности любого катализатора. Из-за высокого содержания в сырье металлов, асфальтенов наряду с сернистыми, азотистыми соединениями и другими вредными примесями и компонентами, происходит быстрая дезактивация катализаторов, закрываются поры, поверхность катализатора покрывается смолистыми и коксовыми отложениями. Все это существенно снижает селективность и эффективность классического каталитического процесса. Необходимость постоянного изготовления и обновления катализаторов, оперативная их смена и утилизация требует дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат и повышает себестоимость процесса переработки и получаемой продукции. Поэтому глубокая переработка нефти и нефтяных остатков, вовлечение в традиционную переработку газообразных и особенно твердых углеводородов является основной задачей ближайшего времени. Для решения вопроса глубокой переработки, рационального и экономного использования любого углеводородного сырья необходимо не просто улучшать известные углубляющие процессы (термический и каталитический крекинг), а изменить отношение к существующим технологиям нефтепереработки. Необходимо разработать новый подход или новое направление глубокой переработки углеводородного сырья, которое позволит осуществить безостаточную, практически 100 % конверсию любого углеводородного сырья (жидкого, твердого, газообразного) в целевые легкие углеводороды.

3. Перспективы развития инноваций в нефтеперерабатывающей отрасли России

3.1 Проблемы внедрения инноваций в деятельность предприятий нефтеперерабатывающей отрасли

Есть несколько проблем, которые делают внедрение наших инноваций в экономику и промышленность затруднительными. Первая проблема связана с тем, что у нас сейчас отсутствуют алгоритмы испытания новой крупномасштабной техники.

В нефтехимии нельзя обойтись небольшими пилотными установками: испытание проекта переработки гудрона стоит десятки миллионов долларов - и это еще небольшая установка, промышленная стоит 500 млн. долларов и более. Это большие затраты, большие риски, а понятного алгоритма проведения таких испытаний нет. Алгоритм в таких случаях - это схема инвестиций и раздела будущего продукта. Должно быть понятно, в каких условиях партнеры вступают в сделку, как они делят собственность, кто за что отвечает, как они делят полученный интеллектуальный продукт. У нас пока этих навыков нет, поэтому у исследователей очень большая проблема испытать свои технологии, подтвердить их, чтобы их могли купить и внедрить.

Другая проблема связана с тем, что в нефтеперерабатывающей отрасли подавляющее большинство крупных компаний государственные или с большим государственным участием. Это означает, что они нечувствительны к инновациям, у них другие приоритеты. Им важно, чтобы их не обвинили в том, что они взяли какую-то неправильную технологию, что-то украли.
Они пытаются сохранить свою работу, а не продвинуться вперед, потому что у них нет взгляда на дальние перспективы. Это наличие госкорпораций, с одной стороны, облегчает жизнь, потому что можно использовать административный ресурс, а с другой стороны, ухудшает положение, потому что они всеми силами будут сопротивляться инновациям, это их внутреннее противоречие.

3.2 Стратегия и перспективы инновационного развития отрасли

К новым технологиям, позволяющим интенсифицировать процессы, следует отнести регулирование структуры и размеров частиц нефтяных дисперсных систем за счет активирования нефтяного сырья путем изменения интенсивности и способов воздействия на систему, что особенно важно в процессах переработки нефти, использующих катализаторы, в том числе наноразмерные. Данные технологии позволяют при минимальных затратах получать высокие экономические эффекты за счет увеличения выхода и улучшения качества получаемой продукции. Разработки в области технологии фазовых переходов и нефтяных дисперсных систем в настоящее время предлагаются многими исследователями, в том числе РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, Уфимским нефтяным технологическим университетом, ИНХС им. А.В. Топчиева и некоторыми другими.

Процесс каталитического крекинга является основным, направленным на углубление переработки нефти процессом как за рубежом, так и в России. Целевое назначение процесса - получение высококачественного компонента автобензина с ОЧи до 93. В России доля каталитического крекинга в общем объеме нефтепереработки не превышает 10 %, в то время как в США - 35 %, в Китае - более 27 % и в странах ЕС - 14-15 %. При каталитическом крекинге образуется значительное количество газа, богатого пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракциями. Газ каткрекинга используется в качестве сырья для производства полипропилена, высокооктановых эфиров - компонентов бензина, алкилбензина и др.

Россия - одна из стран, создавших свой собственный конкурентоспособный современный процесс каталитического крекинга в прямоточном реакторе на цеолитсодержащем катализаторе. Эксплуатация систем каталитического крекинга Г-43-107 и КТ-1 на Московском, Грозненском, Омском и Уфимском НПЗ, а также в бывших республиках СССР и странах Восточной Европы (на Павлодарском, Бакинском, Лисичанском, Мажейкском, Бургасском НПЗ) подтвердила конкурентоспособность отечественной технологии и показала возможность достижения планируемого уровня глубины переработки нефти в 80 % с получением высококачественных моторных топлив. Конкурентоспособность технологии в настоящий период была подтверждена ее внедрением в ОАО ТАИФ-НК на установке мощностью 880 тыс. т/год при участии альянса научно-исследовательских и проектных организаций (ОАО «ВНИПИнефть»; ИНХС РАН, ОАО «ВНИИ НП»). Была реализована технология переработки тяжелого нефтяного сырья в сочетании с секцией сероочистки бензина. Сероочистка бензина каткрекинга осуществлена раздельно для легкой фракции (НК-70 °С) путем демеркаптанизации и тяжелой фракции (70-215 °С) путем гидроочистки. Следует отметить, что и отечественные катализаторы крекинга, благодаря усилиям ИППУ СО РАН и ОАО «Газпромнефть», занимают в настоящее время 36 % всего рынка, что существенно превосходит масштабы использования отечественных катализаторов в гидропроцессах.

Таблица 3.1 - Основные лицензиары современных процессов глубокой переработки нефти

Процесс	Лицензиары
	Зарубежные	Российские
Каталитический крекинг	вакуумного газойля	Axens, CBI Lummus, KBR, Exxon Mobil, Shell, Stone & Webster, UOP, Haldor Topsoe	ИНХС РАН, ОАО «ВНИИ НП», ОАО «ВНИПИнефть»
	нефтяных остатков	Shevron Lummus, IFP, KBR, UOP	Разрабатывается ИНХС РАН и ОАО «ВНИПИнефть»
Гидрокрекинг	вакуумного газойля	Shevron Lummus, Axens, UOP	Отсутствуют
	нефтяных остатков	UOP, Axens, KBR, Shevron Lummus	ИНХС РАН
Коксование	замедленное	CBI Lummus, Foster Wheeler, Conoco Philips	ГУП «ИНХП РБ»
	непрерывное	Exxon Mobil	Отсутствуют
Производство смазочных масел III группы	Shevron Lummus, Exxon Mobil	Отсутствуют

Увеличение глубины переработки нефти до 93 % и более возможно только при условии внедрения новых технологий переработки тяжелых нефтяных остатков в синтетическую нефть или светлые нефтепродукты. Разработкой современных технологий переработки нефтяных остатков, в том числе технологий каталитического крекинга, гидрокрекинга (производство топлив и производство масел), коксования, производства битума занимаются ведущие российские и зарубежные компании (таблица 3.1).

Современные тенденции развития процесса каталитического крекинга связаны с переработкой утяжеленного нефтяного сырья и остатков, совмещением топливного и нефтехимического вариантов (производство бензина, дизельного топлива, пропилена) и сокращением контакта сырья и катализатора. Перспективными являются разработки компании KBR (процесс Maxofin) и компании UOP (процесс Мillisecond). Большой интерес представляют разработки российских ученых по следующим технологиям получения:

- конкурентоспособных микросферических катализаторов крекинга, в том числе с минимальным содержанием редкоземельных элементов;

- добавок в катализаторы крекинга, в том числе оксидов редкоземельных элементов, для увеличения выхода олефинов и повышения октанового числа, связывания оксидов серы и азота;

- промоторов дожига оксида углерода.

Основные тенденции развития процесса гидрокрекинга, в том числе увеличение выхода жидких продуктов, предполагают осуществление процесса в трехфазном и движущемся слое катализатора. Однако предлагаемые в настоящее время на рынке процессы гидропереработки на традиционных гетерогенных катализаторах из-за высокого содержания в сырье металлов, высокомолекулярных смолистых веществ и асфальтенов характеризуются рядом существенных недостатков, а именно невысокой конверсией сырья, высоким используемым давлением водорода, быстрой дезактивацией катализатора и блокированием его поверхности из-за быстро протекающих реакций коксования и накопления металлов на его поверхности. Поэтому для гидропереработки тяжелого сырья, прежде всего гудрона, был предложен и реализован подход, основанный на отказе от использования традиционных гетерогенных катализаторов и переходе к проведению реакции в сларри-режиме с использованием наноразмерных катализаторов, приготовленных специальным образом.

В настоящее время разработаны принципиально новые каталитические системы в форме дисперсий наночастиц активного компонента. Образование таких частиц происходит непосредственно в реакционной среде. При этом стабилизация самих наноразмерных частиц обеспечивается за счет присутствия в тяжелых нефтяных фракциях смол и асфальтенов, выступающих в качестве своеобразных стабилизаторов наночастиц. Синтез катализатора осуществляется непосредственно в реакционной среде, в атмосфере водорода которой он сохраняет свою стабильность в течение длительного ода времени. Важно, что резкое уменьшение размеров частиц катализатора позволяет снизить необходимое давление водорода при переработке компонентов тяжелого сырья и обеспечивает максимальную конверсию.

Такой подход позволяет создавать катализаторы, которые не только сохраняют стабильность в течение длительного времени, но и проявляют очень высокую активность при низких концентрациях (сотые доли процента) и относительно низких для переработки тяжелого сырья давлениях (до 10 МПа). Это обеспечивает преимущество перед процессами в сларри-режиме, разработанными иностранными компаниями Eni, UOP, KBR и др. Металлы, которые присутствовали в исходном сырье, практически отсутствуют в продуктах, а содержание серы уменьшается в два-три раза. Выход продуктов с температурой кипения до 350 °С составляет более 70 %. Получаемая коллоидная система не теряет своей агрегационной устойчивости при удалении образующихся в процессе легких фракций и может быть направлена на рецикл. Технология прошла испытания на пилотных установках в ОАО «ЭлИНП». Указанный подход также подтвердил свою ценность не только для переработки гудрона, полученного из различных нефтей, но и для тяжелых высоковязких нефтей, битумов.

...