О государственном стимулировании и регулировании эффективного извлечения гелия при разработке уникальных гелиеносных месторождений природного газа на территории Республики Саха (Якутия)

Размещено на http://www.Allbest.ru/

СО РАН

Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова

Отдел проблем энергетики

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова

Кафедра экономики и управления развитием территорий

Национального исследовательского технологического университета «Московского института стали и сплавов»

Кафедра обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья

О государственном стимулировании и регулировании эффективного извлечения гелия при разработке уникальных гелиеносных месторождений природного газа на территории Республики Саха (Якутия)

Ларионов А.В. ведущий инженер

Ноговицын Р.Р. д.э.н., профессор

Попова К.С. магистрант

г. Якутск

Аннотация

В статье показаны направления развития мировой гелиевой промышленности. В связи началом реализации Восточной газовой программы возникает важность формирования единого централизованного хранения невостребованного рынком гелия и сбалансированной системы «извлечение гелиевого концентрата-хранение-очистка-транспорт-сбыт». В статье предлагается и рассматривается решение вопроса «О гелии» на законодательном уровне. Рассматривается опыт создания гелиевой промышленности в США с точки зрения возможности и целесообразности его применения в России. Подчеркивается, что здесь необходимо прямое участие государства в создании системы транспортировки и хранения гелия, а также жесткий контроль за функционированием и использованием данной инфраструктуры

Ключевые слова: гелий, Восточная газовая программа, подземное хранилище, экспорт газа, мембранная технология, газопереработка, «Сила Сибири», Республика Саха (Якутия), гелиевая промышленность - опыт США

Гелий -- редкий невозобновляемый природный ресурс, широко применяемый в различных отраслях мирового хозяйства за счет своих уникальных физико-химических свойств. Гелий можно добывать даже из воздуха, используя специальные технологии, но минимальные энергетические и, соответственно, финансовые затраты при производстве гелия достигаются при его выделении из природного газа уникальных гелийсодержащих месторождений. Мировые запасы гелия в газовых месторождениях оцениваются на уровне 44,2 млрд. куб. м., из них 24,7% сосредоточены на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока Российской Федерации. До настоящего времени отсутствие производственной инфраструктуры, тяжелые климатические условия и иные существенные предпосылки не позволяли осуществить разработку газовых месторождений, расположенных в указанных дальних рубежах России.

Восточная газовая программа -- это не только освоение новых нефтегазоносных провинций и диверсификация экспортных поставок газа, в первую очередь, это формирование газоперерабатывающих и газохимических кластеров, которые, базируясь на сырьевой базе газовых месторождений Восточной Сибири с высоким содержанием гомологов метана и гелия, призваны поставить газовую промышленность страны на инновационную платформу развития [2]. С началом освоения месторождений в Восточной Сибири и строительством газотранспортных систем, поставляющих газ в страны азиатско-тихоокеанского региона, начинается принципиально новый виток развития газовой промышленности России.

В настоящее время ПАО «Газпром» одновременно ведет работу по освоению ряда месторождений на территории Республики Саха (Якутия) и Иркутской области, строительству экспорто-ориентированного магистрального газопровода «Сила Сибири» и газоперерабатывающего завода в Амурской области. Синхронизированный ввод в эксплуатацию указанных промышленных объектов должен обеспечить рациональное использование всех ценных компонентов природного газа, в том числе гелия, поставляемого в магистральный газопровод «Сила Сибири» [1].

Однако, рынок сбыта товарного гелия пока еще ограничен. Для сохранения баланса на мировом гелиевом рынке (поддержания мировой цены ресурса на соответствующем уровне) России необходимо поставлять на рынок ограниченный объем этого газа, сохраняя избыток в специальных хранилищах. Учитывая, что гелий содержится на большом количестве месторождений Восточной Сибири и Дальнего Востока и планы газодобывающих компаний по их освоению начали реализовываться, проблема рационального сохранения невостребованного рынком гелия становится актуальной.

Наиболее высокий уровень развития гелиевая промышленность с точки зрения правового и экономического регулирования, технического развития получила в США.

Государственные органы контролируют и регулируют:

- добычу гелия на федеральных землях;

- транспортировку гелиевого концентрата от месторождений к подземному хранилищу гелиевого концентрата;

- хранение концентрата в подземном хранилище.

Анализ более чем вековой истории развития американской гелиевой промышленности и деятельности Правительства США с точки зрения законодательного обеспечения сохранения и рационального использования ресурсов гелия показывает, что основными этапами эволюции явились следующие события (в хронологическом порядке):

В 1925 году Конгресс США в специальном законе «О гелии» законодательно закрепил статус гелия как стратегически важного ресурса с точки зрения обороноспособности страны. Ответственность за обеспечение федеральных потребностей в гелии была закреплена за горным управлением Министерства внутренних дел. Таким образом, все существовавшие в США гелиевые производства были национализированы и переданы под контроль Горного управления.

В 1960 году были приняты поправки в закон о гелии, суть которых сводилась к формированию принципов государственного регулирования, направленного на стимулирование развития гелиевой отрасли. В соответствии с нею ограничивалась разработка газовых месторождений, содержащих более 0,3% гелия, без его извлечения. Частным компаниям была оказана финансовая помощь для строительства заводов по производству гелиевого концентрата. В свою очередь, правительство обязывалось покупать произведенный частными компаниями гелий по долгосрочным контрактам и транспортировать по специально построенному трубопроводу в государственное хранилище гелия.

Министерство внутренних дел берет взаймы деньги у министерства финансов США для реализации программы по созданию необходимой инфраструктуры для транспортировки и хранения гелия, а также покупки сырья у частных производителей для формирования государственного стратегического запаса гелия. В результате программы правительство США закупило 2,49 млрд. куб. м гелия, из которых 1,47 млрд. куб. м предназначалось для хранения [11].

К 1963 году на территории США частными компаниями было построено 5 заводов по производству гелиевого концентрата для хранения и в результате производство гелия в США увеличилось с 18 млн. куб. м в 1960 году до 130 млн. куб. м в 1966 году.

В 1973 году программа закупок гелия Правительством у частных заводов была досрочно прекращена, а долгосрочные контракты на покупку гелия были расторгнуты. Следствием прекращения программы консервации гелия стала временная приостановка деятельности многих частных заводов по производству гелия. При этом частные американские газовые компании к этому времени контролировали всю цепочку создания добавленной стоимости при операциях с гелием на внутреннем и на мировом рынке. В частности, поскольку новой формулы ценообразования для сокращения ожидаемого дефицита по попутному истощающемуся ресурсу на уровне Конгресса не было найдено.

В 1992 г. Правительство США предложило сохранить государственные мощности в сфере производства гелия, при этом дать возможность правительственным учреждениям удовлетворять потребности государственного сектора в гелии за счет частных поставок.

В 1996 г. произошла приватизация гелиевой промышленности. Согласно Закону о приватизации гелия, доходы от приватизации передаются Казначейству США в счет погашения госдолга, накопленного за годы реализации государственных программ поддержки гелиевой отрасли, которая составляла 1,4 млрд. долл. Кроме того, согласно Закону о приватизации гелия накопленные за годы действия федеральной программы запасы гелия должны быть проданы с таким расчетом, чтобы к 1 января 2015 г. в государственной собственности осталось более 17 млн. куб. м гелия в хранилищах в собственности государства.

В 2003 г. Бюро по управлению землями США получило дополнительный инструмент влияния на цены через «открытые торги» по продаже неочищенного гелия из государственных хранилищ. Данные цены являются отправной точкой для всех игроков рынка и оказывают значительное влияние на формирование стоимости на следующих стадиях технологической цепочки. За 2007-2008 гг. Запасы гелия в хранилищах сократились более чем на 110 млн. куб. м [9].

В результате проводимой государственной политики, направленной на развитие гелиевой промышленности, за сравнительно короткий период времени в стране была создана вся необходимая инфраструктура для надежного обеспечения внутренних потребностей в гелии на долгие годы вперед. Основу данной инфраструктуры составляют следующие объекты:

- естественное подземное хранилище гелия, емкость которого превышает 1 млрд. куб. м, расположенное в отработанном газовом месторождении Клиффсайд;

- разветвленная система трубопроводов протяженностью более 700 км, связывающая гелиевые заводы Канзаса, Оклахомы и Техаса с государственным хранилищем Клиффсайд;

- вспомогательное оборудование для закачки, отбора и очистки гелиевого концентрата из хранилища [5].

Все отмеченные объекты, построенные в 1960-е годы, составляют технологическую основу и до сих пор обеспечивают текущее функционирование гелиевой промышленности США. Ключевой момент, на который стоит обратить внимание, рассматривая опыт создания гелиевой промышленности в США с точки зрения возможности и целесообразности его применения в России -- это прямое участие государства в создании системы транспортировки и хранения гелия, а также жесткий контроль за функционированием и использованием данной инфраструктуры.

Таким образом, чтобы прочно занять лидирующие позиции на рынке гелия необходимо решить проблему его длительного хранения. Длительное хранение гелия в больших объемах возможно лишь при создании подземных хранилищ гелиевого концентрата в различных геологических структурах. Их можно организовать в соляных кавернах или в истощенных газовых месторождениях на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока. В настоящее время ПАО «Газпром» совместно со специалистами ПАО» ВНИПИгаздобыча», ООО «Газпром ВНИИГАЗ» и ООО «Газпром геологоразведка» рассматривает возможные варианты проведения геологоразведочных работ в Восточной Сибири с целью создания подземных хранилищ гелиевого концентрата. Согласно их исследованиям, территория Восточной Сибири находится в зоне распространения Восточносибирского соленосного бассейна, в пределах которого выделяется соленосная формация кембрийско-вендского возраста, которая представлена чередованием пачек каменной соли и пластов, сложенных несолевыми, в основном, карбонатными породами. Исследования, проведенные ООО «Подземгазпром», позволили выделить ряд перспективных участков, пригодных для хранения гелиевого концентрата в соленых кавернах. При выборе возможных мест размещения хранилищ были приняты газотранспортные схемы и расположение газоперерабатывающих заводов, где будет происходить выделение гелиевого концентрата из природного газа месторождений. Намечены три пункта их возможного размещения:

- в Республике Саха (Якутия), в районе Чаяндинского НГКМ;

- в Иркутской области, в районе п. Балаганск и п. Тыреть;

- на территории Красноярского края, в районе п. Богучаны.

Недостатком создания ПХГ в соленых кавернах, как отмечают специалисты, могут быть малые толщины соленосного пласта и его неоднородность, что может привести к потерям гелия при его длительном хранении. гелиевый концентрат хранение транспорт сбыт

Если отметить тот факт, что существование гелия в месторождениях свидетельствует о возможности длительного хранения гелиевого концентрата в малых по объему месторождениях, то по сравнению с организацией хранения гелиевого концентрата в соляных кавернах, создание природного хранилища гелия в гелийсодержащем месторождении, можно осуществить длительное хранение гелиевого концентрата в более сжатые сроки и с существенно меньшими капитальными затратами.

В работе Г.Н. Рубана, В.Л. Бондарева и др. было отмечено, что под природными хранилищами гелиевого концентрата могут подойти небольшие газовые месторождения, находящиеся в Ленском районе Республики Саха (Якутия), например, Отраднинское ГКМ (АО «Сахатранснефтегаз», запасы газа по категории А+В+С1 -- 6,2 млрд. куб. м, по С2 -- 20 млрд. куб. м) или Хотого-Мурбайский лицензионный участок (Фонд «Энергия») [7].

Учитывая, что Отраднинское месторождение в настоящее время разрабатывается и соединено магистральным газопроводом с городом Ленском, можно оперативно доосвоить месторождение и подключить в числе первых к МГ «Сила Сибири». В этом случае за 5-10 лет можно добыть и реализовать основные запасы газа и в дальнейшем использовать Отраднинское ГКМ как хранилище гелия.

Положительным моментом использования малых месторождений является возможность повысить герметичность объекта путем использования специальных герметичных скважин. При закачке гелиевого концентрата в продуктивные пласты, содержащие остаточный газ, концентрация гелия снижается. В большей мере снижение концентрации происходит при возврате гелия в основное разрабатываемое месторождение [8].

Таким образом, опираясь на опыт США, в Республике Саха (Якутия) возможно создание одного или несколько подземных объектов долгосрочного хранения гелия.

При наличии такого гелиевого хранилища, приняв соответствующие нормативно-правовые акты, можно наделить единого оператора исключительными правами на извлечение, хранение и очистку гелия в восточном регионе Российской Федерации для выделения гелиевого концентрата со всего объема газа, транспортируемого по МГ «Сила Сибири». Таким образом, государство сможет создать федеральный стратегический резерв гелия.

Оценивая активность стран-конкурентов на глобальном рынке гелия, следует учитывать падение объемов добычи гелия в США и реализацию нескольких проектов строительства установок по сжижению гелия в Катаре и Алжире до 2020 года. Конкуренция на мировом рынке в ближайшие лет 20-30 может привести к значительному сокращению выручки компаний, действующих в этом сегменте.

Что касается российского рынка, в период до 2030 г. предполагается, что потребление гелия в наибольшей степени будет увеличиваться вместе с ходом научно-технического прогресса и развития экономики. По прогнозам потребление гелия в Российской Федерации к 2030 г. может составить 10 млн. куб. м в год [3]. Оценка потенциала внешнего и внутреннего рынка гелия показывает, что её потенциал оценивается на уровне 40 млн. куб. м в год к 2020 г. и 80 млн. куб. м в год к 2030 г.

Масштаб влияния инвестиций ПАО «Газпром» на развитие Дальнего Востока во многом будет зависеть от того, как различные секторы экономики региона будут готовы к участию в реализации проекта. Необходимо понимать, что в краткосрочной перспективе в регионах Дальнего Востока не появятся крупные трубопрокатные, станкостроительные заводы, способные поставлять необходимые для строительства оборудование и материалы, не создадутся в одночасье и производства, способные в большом количестве потреблять природный газ, гелий и продукцию газохимической и газоперерабатывающей промышленности. В связи с этим, на начальном этапе необходимо сконцентрировать усилия по организации всестороннего развития хозяйственных связей между ПАО «Газпром» и организациями, расположенными на территории региона.

Таким образом, для выработки предложений в адрес государственных структур и бизнес-сообществ, направленных на достижение максимального положительного эффекта в экономике Дальневосточного федерального округа при освоении Чаяндинского НГКМ и строительстве МГ «Сила Сибири», представляется необходимым изучение механизмов взаимодействия различных секторов экономики.

Совокупный мультипликативный эффект от реализации масштабного проекта складывается из следующих эффектов:

- эффект прироста инвестиционного спроса на инвестиционной фазе проекта;

- эффект прироста производственного спроса при эксплуатации месторождения и магистрального газопровода;

- эффект распределения и расходования прироста добавленной стоимости, вызванного приростом выпуска в экономике в связи с реализацией рассматриваемого проекта.

На первом этапе развития гелиевой промышленности существенная часть мультипликативного эффекта будет приходиться на отрасли экономики, которые не имеют большого развития на территории Дальнего Востока. Например, в настоящее время все крупные трубопрокатные заводы, производства мембранных установок, компрессоров расположены в европейской и уральской частях страны. В связи с этим, влияние развития гелиевой промышленности на первом этапе будет заметно только в Амурской области и Приморском крае, где разворачивается масштабное строительство Амурского газоперерабатывающего завода и гелиевого транспортного хаба соответственно.

В Республике Саха (Якутия) и в Иркутской области -- в регионах добычи гелия, мультипликативный эффект от развития гелиевой промышленности будет минимальным. Объем инвестиций в инфраструктуру, обеспечивающую сепарацию гелиевого концентрата от потока добываемого природного газа, транспортировку гелиевого концентрата, долгосрочное хранение не соизмеримы с инвестициями в производства по тонкой очистке гелия и в транспортную инфраструктуру по перевозке товарного гелия (перевозка жидкого гелия).

Но на следующем этапе развития гелиевой промышленности наличие запасов гелиевого концентрата в централизованном хранилище может сыграть определяющую роль в социально-экономическом развитии этих районов. Например, существует большое количество научных изысканий, подтверждающих возможность строительства и применения объектов воздухоплавания, рабочим газом в которых является гелий. Указанные «воздушные корабли» могут быть задействованы в грузо- и пассажироперевозках, могут успешно решить сложную проблематику «Северного завоза». Также принимая во внимание интенсивное развитие научно-технического прогресса, можно с высокой долей вероятности ожидать, что и в условиях Крайнего Севера на базе гелиевого ресурса в ближайшем будущем можно будет создать целый ряд высокотехнологичных производств.

Для стратегического развития гелиевой промышленности Российской Федерации, необходимо обратить внимание на данную проблематику на государственном уровне. Предлагается следующий комплекс мероприятий:

1) разработка соответствующих нормативно-правовых актов, подготовка законодательной инициативы;

2) создание единого оператора по извлечению, хранению и очистке гелия в Восточном регионе Российской Федерации.

3) проведение геологоразведочных и иных изыскательских работ в Ленском районе Якутии, определение перспективного месторождения для создания хранилища гелиевого концентрата;

4) разработка необходимой документации;

5) завершение испытаний мембранной технологии извлечения гелиевого концентрата до 2019 года;

6) размещение мембранной установки на Чаяндинском НГКМ, обратная закачка в пласт месторождения гелиевого концентрата с 2020 по 2025 гг.;

7) выпуск товарного гелия на Амурском ГПЗ;

8) разработка небольшого газового месторождения в Ленском районе Якутии, подключение к МГ «Сила Сибири»;

9) размещение мембранной установки на трассе МГ «Сила Сибири».

10) закачка гелиевого концентрата в единое подземное хранилище гелия в Ленском районе Якутии, начиная с 2025 года.

Реализация указанного крупного нефтегазового проекта преследует социально-экономические, геополитические и макроэкономические цели устойчивого развития России. Важным условием эффективности проекта является консолидация усилий и ресурсов участников для достижения, как государственных стратегических, так и корпоративных целей. Нефтегазовая отрасль должна стать ядром современных кластеров, центром экономического развития Дальневосточного региона.

Литература

1. Ананенков А.Г. Восточная газовая программа -- начало реализации // Газовая промышленность. -- 2008. -- №12. -- С.8-10.

2. Арчегов В.Б. Основы стратегии рационального освоения высококачественных ресурсов гелия Сибирской платформы. Записки горного института. Санкт-Петербург, Издательство Санкт-Петербургского горного университета, 2015, т. 211, сс. 5-15.

3. Крюков В.А., Силкин В.Ю., Токарев А.Н., Шмат В.В. Комплексный реинжиниринг процессов хозяйственного освоения ресурсов гелия на Востоке России. -- Новосибирск: ИЭОПП СО РАН, 2012. -- С.135-136.

4. Хан С.А., Игошин А.И., Казарян В.А., Скрябина А.С., Сохранский В.Б. Подземное хранение гелия. -- Москва-Ижевск: Ин-т компьютерных исследований, 2015. -- 272 с.

5. The Future of Helium as a Natural Resource. Edited by William J. Nuttall, Richard H. Clarke and Bartek A. Glowacki. -- New York, 2012. 330 p.

6. Ноговицын P.P. Недропользование на Севере: социально-экономические проблемы. -- Новосибирск: Наука, 2003. -- 232 с.

7. Ларионов А.В., Павлов Н.В. О необходимости стратегического планирования развития гелиевой промышленности: Сб. Всероссийской науч. конф. «Энергетика России в XXI веке. Инновационное развитие и управление». -- Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2015. -- С.506-510.

8. Рубан Г.Н., Бондарев В.Л., Королева В.П., Королев Д.С. Критерии выбора хранилищ гелиевого концентрата в Восточной Сибири // Георесурсы. -- 2010. -- №4(36). -- С.29-32.

9. Zhiming Cai, Richard H. Clarke, Bartek A. Glowacki, William J. Nuttall, Nick Ward. Ongoing ascent to the helium production plateau--Insights from system dynamics. Resources Policy, 2010, vol. 35, issue 2, pp. 77-89.

10. Ларионов А.В., Павлов Н.В. Попова К.С. Оценка эффективности инвестиционных проектов извлечения, реализации и сохранения гелиевого ресурса на Чаяндинском нефтегазоконденсатном месторождении Республики Саха (Якутия) // Известия ДВФУ. -- 2017. -Вып.3. -- С. 124-136.

11. Analises on Natural Gas Market, Resource, and Pipeline in Northeast Asia Strategy of Natural Gas Trunkline Development. Tokyo: NAGPF, Asian Pipeline Research Society of Japan, 2004.

Размещено на Allbest.ru