Водород и перспективы развития нефтегазовой отрасли России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья

на тему: Водород и перспективы развития нефтегазовой отрасли России

Выполнила:

Шидакова Елена Евгениевна

Аннотация

Современные тенденции в области совершенствования топлива направлены на замещение традиционных видов топлива более экологичными и возобновляемыми. Одним из перспективных видов топлива является водород. Нефтегазовая отрасль совершенствует технологии по его добавке в топлива, следуя мировым тенденциям.

Ключевые слова: водород, перспективные направления развития нефтегазовой отрасли, альтернативные виды топлива.

С развитием техники и технологии человеком постоянно совершаются попытки заместить традиционные виды энергии на альтернативные - более экологически чистые и быстро возобновляемые. Например, водород за рубежом используется как транспортное топливо. Россия использует водород в большинстве случаев на нефтеперерабатывающих и химических заводах.

В марте 2014 года при поддержке Международной и Национальной ассоциаций водородной энергетики компанией CREON Energy была проведена Вторая Международная конференция «Водород 2014». Анастас Гатунок, директор департамента углеводородного сырья CREON Energy, отметил, что Россия постепенно развивает нефтепереработку (увеличиваются мощности предприятий, внедряется гидрокрекинг и гидроочистка) и нефтехимическую отрасль (вводятся новые мощности и модернизируются сами производства). По мнению Анастаса Гатунока, перспективы водорода широки, потому следует обратить внимание всем технологиям, связанным с ним.

По докладу Лолы Огрель, руководителя отдела аналитики CREON Energy, водород занимает около 15% от общего производства газов в России. Водород используется в химии, нефтехимии, металлургии, электронном производстве, стекольной и электротехническая промышленностях, в пищевых технологиях. Запасы водорода просто огромны. Потенциал использования его как топлива для ДВС, как топливного элемента или в газовых турбинах делает идею всё более заманчивой. Водород получают различными методами: химическим, электрохимическим и физическим. Одним из основных методов получения водорода является каталитическая конверсия природного газа (часто установки по добыче водорода можно встретить на производствах аммиака и метанола). Доля России на мировом рынке его производства равна 8%.

Статистика показывает, что за 2004?2013 годы объём производства водорода в России вырос в производстве стекла (более, чем в 3 раза). В общем же доля производства водорода в химической промышленности снизилась с 80% до 70%.

Для примера объёмов производства, потребления и закупки водорода по данным статистики за последние 3 года приведём одноимённую таблицу 1.

Таблица 1 - Производство, потребление и закупка в России цианистого водорода, тыс.тонн [1]

Как видно из таблицы, производство водорода не имело за последние 3 года чёткий тенденций, а потребление его росло: сначала на 18,10% в 2011 году, а затем на 22,25% в 2012 году. Снижение производства водорода на

3, 12% в 2012 году и рост его потребления на 22,25% не могут трактоваться положительно. Закупка дополнительного количества водорода в 2011 году выросла на 4,12%, а на следующий год - на 37,78%. Таким образом, необходимое количество водорода докупалось со стороны, чтобы обеспечить растущую потребность различных производств.

Водород в нашей стране не является товарным продуктом, обычно его производство происходит на тех же предприятиях в том количестве, в котором потребляет это же предприятие. Структурой потребления водорода в 2013 году представлено на графике 1.

График 1 - Потребление водорода на предприятиях

О техническом регулировании водородных технологий поведал Александр Раменский, вице-президент по России и СНГ Международной ассоциации водородной энергетики (IAHE). Регулирующим органом водородных отношений в России является Росстандарт в рамках Технического комитета по стандартизации «Водородные технологии» (ТК029), где введены 11 стандартов на национальном уровне, и которые будут увеличиваться с развитием данного вида сырья. Важным моментом является унификация стандартов, что позволит развивать экспортные отношения более быстрыми темпами без лишних препятствий и излишних затрат. Примером может служить ситуация распространения новых катализаторов в 2015 году, производимых в Европе, Китае, Корее, США и Японии, которые должны быть применимы на водородных установках, и необходимых в России.

По словам Артема Тарасенко, руководителя отдела развития «Линде Газ Рус», компания Linde создаст инфраструктуру для поставок водород. Так одним из проектов компании в России стал совместный проект с компанией «КуйбышевАзот», производящей аммиак и азот: к 2016 году планируется введение новых мощностей, равных 1340 т/сут. и 120 тыс.л/сут соответственно.

Руководитель проекта по развитию водородного бизнеса Air Liquide, Алексей Войнов отметил, что развитие водородного бизнеса будет ощутимым для России уже в 2020 году: ожидается рост внутренних потребителей с 20% до 50%. Сегодня компания руководит тремя заводами по производству водорода в России. Следует принять во внимание и положительное влияние аутсорсинга.

Реализацию проектов для добычи водорода предложил Артем Шахраманян , менеджер по развитию бизнеса подразделения «Печи огневого нагрева» Foster Wheeler. Установки производства водорода (УПВ) действуют на основе химического процесса парового риформинга метана, а различные конфигурации позволяют найти баланс в эксплуатационных и капитальных затратах.

Главный технолог химического завода «АНХК», Дмитрий Дубровский начал доклад с описания роботы установки выделения водорода из водородосодержащего газа. Введение в 2008 году новых требований к экологичности автобензинов, описанных в техническом регламенте «О требованиях к автомобильному и авиационномц бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» усилило требования, после чего нефтеперерабатывающие компании страны резко увеличили инвестиции в реконструкции оборудования. Введение требований увеличило потребления водорода. Завод «АНХК» уже в

2000 году ввел в эксплуатацию установку Меdal (компании Air Liquide) по извлечению водорода, в 2011 году к работе приступила вторая аналогичная установка, а к 2016 году планируется введение в эксплуатацию установки от фирмы Haldor Topsoe для производства водорода при помощи метода риформинга углеводородов. Установки способствуют снижению затрат на закупки дополнительного водорода, увеличивает глубину гидроочистки и повышает качество производимой продукции. [2].

Выступление Олега Черемных, генерального конструктора «Уралкриомаш», было посвящено транспортировке водорода: современные модели, выпускаемые заводом, имеют увеличенную массу перевозок и более низкие потери.

Об использовании жидкого водорода в авиации высказался советник директора департамента авиационной промышленности Министерства промышленности и торговли РФ, ведущий специалист по работе с государственными органами компании «Туполев», Алексей Игнатов. Ещё в СССР на экспериментальном самолёте Ту-155 было проведено около 100 полётов на жидком водороде и сжиженном природном газе, которые доказали возможность использования криогенного топлива. Современные зарубежные испытания самолётов А-380 и Б-52 испытываются синтетическими топливами, которые производят из угля, природного газа и биомасс. Компания Qatar Airways ведёт разработки по замене авиакеросина на природный газ, а компания Boeing - по созданию беспилотного самолёта на жидком водороде. Экологичность водородного топлива очевидна: высокая полнота сгорания позволяет образовывать водяной пар и выхлопные газы, которые не содержат вредных веществ. К тому же высокая теплота сгорания обеспечивает улучшение лётно-технических характеристик.

Использование иных технологий по добыче водорода осветил исполнительный директор центра физико-химических технологий НИЦ «Курчатовский институт», Сергей Коробцев. Он поведал о плазменных и плазменно-каталитических процессах, позволяющих извлекать водород в больших объёмах как из воды, так и из различных иных видов источников, например, сероводорода. Преимущества плазменного метода добычи водорода неоспоримы: он позволяет добывать в 100 раз больше водорода по отношению к каталитическому, малой металлоемкостью, безинерционностью, низкой чувствительностью к различным примесям и экологичностью. Плазменная конверсия природного газа позволяет полученный водород использовать для производства нового перспективного вида топлива? метано-водородной смеси. [3].

Заведующий лабораторией водород-аккумулирующих материалов Института проблем химической физики РАН, Борис Тарасов осветил вопрос о компримировании водорода и его хранении при использовании металлогидридных материалов. Работа металлогидридных аккумуляторов и компрессоров водорода основана на обратимой реакции металла, композитных материалов, сплавов, интерметаллических соединений. Расширенная градация рабочих температур и давлений, более высокое содержание водорода, регулируемые скорости и давления выделения водорода, константное давление при гидрировании и дегидрировании, возможность повторного использовании, небольшие размеры установки и безопасность процесса ? вот основные достоинства таких аккумуляторов. Термокомпрессоры, выполненные из металлогидридных материалов, не имеют смазывающие материалы и движущиеся части, вследствие чего имеют преимущество перед механическими.

О добыча водорода на основе алюминия поведала Марина Навалихина, Старший научный сотрудник ФГБУН «Объединенный институт высоких температур РАН». Использование технологии в относительно малых масштабах позволяет вырабатывать электроэнергию в топливных элементах, а увеличение масштаба даёт возможность достигать выработки производственных объёмов водорода и тепловой энергии в широких диапазонах. Технология экономит затраты на компримирование: давления водороды на выходе составляет 10 атмосфер.

Итак, водород в перспективе является отличным сырьём, при помощи которого возможно достижение нового более совершенного экологического качества в производстве топлива, открывается возможность замены углеводородного топлива. Привлекательность водорода по сравнению с углеводородами очевидна, так как его добыча проще, а запасы велики. Технологии добычи постоянно совершенствуются: безопасность установок и мощности растут. водород энергетика потребление

Таблица 2 показывает расход топлива, начиная с 2008 года. Ужесточение требования к качеству топлива в 2008 году не привело к сильному снижению его потребления, потому показывать предыдущие годы в динамике не представляется необходимым.

Таблица 2 ? Израсходовано топливно-энергетических ресурсов в России, тыс.тонн [1].

Итак, как видно из таблицы, в 2010 году резко упало потребление на керосин, в 2011 году оно продолжалось: падение было равным 372,85%; а в 2012 году рост составил 40,45% по отношению к предыдущему году. Скачок в потреблении автобензина был замечен в 2010 году, где рост составил 143,64%, однако в последующие годы следует спад, но не такой резкий, как подъём. Падение цен на нефть показывает для России не означает снижение цен на бензин, так как затраты остаются прежними, а ужесточения требований к качеству бензинов накладывает дополнительные расходы. Потому введение более дешёвых и совершенных технологий по производству бензинов играет важную роль для экономики как России, так и зарубежных стран.

Гатунок подвёл итог, заметив, что водород постепенно будет увеличиваться в объёмах производства в России в связи с ужесточениями требований к топливам и с увеличением необходимых объёмов для прочих производств. Но темпы больше похожи на стагнацию, нежели прогресс, к тому же существует ещё ряд нерешённых проблем и недоработок.[3].

Водород в данный момент рассматривается как перспективное топливо для автомобилей, различных турбинных агрегатов и ракетоносителей, разгонных блоков космических комплексов. Так же докладчица подчеркнула, что в России технология добычи водорода происходит при помощи технологий, отличных от CTL-технологии за рубежом (газификацией угля); рынок водорода за рубежом развит хорошо; перспективное потребление водорода как топлива создаст потребность в нём, что позволило бы России внести новую статью дохода в бюджет.

Список литературы

1. Единая межведомственная статистическая служба [Электронный ресурс]. -- Режим доступа. -- URL: http://www.fedstat.ru/ (дата обращения: 22.05.2014).

2. Официальная станица компании «Mahler advanced gas system» [Электронный ресурс]. -- Режим доступа. -- URL: http://www.mahler-ags.com/ru/hydrogen/index.htm (дата обращения: 21.07.2014).

3. Информационный портал «Neftegaz.ru» [Электронный ресурс]. -- Режим доступа. -- URL:http://neftegaz.ru/analisis/view/8190(дата обращения: 21.07.2014).

Размещено на Allbest.ru