Версия для печати
Вернуться к списку

НОВЫЕ ПРОЕКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АКАДЕМИЧЕСКИХ ИНСТИТУТОВ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА В XXI ВЕКЕ

В апреле 2019 года в Москве был проведен ряд форумов, на которых рассматривались перспективы сотрудничества институтов Российской академии наук (РАН) и промышленных предприятий в различных сферах. Значимым событием стало проведение XVII Московского международного энергетического форума «ТЭК России в XXI веке», на котором в формате серии заседаний традиционно обсуждались новые проекты взаимодействия академического сообщества и представителей вузовской и промышленной науки.

Форум был посвящен светлой памяти основателя и руководителя научно-производственной компании «ИЛЬМА», организатора форума «ТЭК России в XXI веке» Александра Павловича Епишова (05.03.1961-04.01.2019). Александр Павлович – выпускник (1988) Ленинградского механического института («Военмех») и заочной аспирантуры Московской академии химического машиностроения (1995), сотрудник ЦКБ Машиностроения (1978-2004), кандидат технических наук, автор более пятидесяти изобретений, почетный работник топливно–энергетического комплекса (ТЭК) и ветеран атомной энергетики и промышленности.

Одним из важных направлений научных исследований, возглавляемых заместителем Председателя Правления ПАО «Газпром», заместителем Председателя НТС ПАО «Газпром», членом-корреспондентом РАН О.Е.Аксютиным, является отраслевое взаимодействие с органами власти и оптимизация добычи, транспортировки и реализации газа. Перспективам сотрудничества в данной сфере было посвящено выступление И.А.Фоменкова, заместителя начальника Управления по работе с органами власти и регионами ООО «Газпром межрегионгаз». Игорь Анатольевич отметил новые законодательные акты, направленные на укрепление платежной дисциплины потребителей и повышение надежности газоснабжения, в частности, Федеральный закон от 03.04.2018 № 59-ФЗ «О внесении изменений в Жилищный кодекс Российской Федерации». С принятием данного закона исключение посредника в виде управляющей компании из цепочки платежей за тепло позволит повысить уровень расчетов теплоснабжающей организации с поставщиком газа.

Другой пример – Федеральный закон от 29.07.2018 № 229-ФЗ «О внесении изменений в статью 215.3 Уголовного кодекса Российской Федерации и статьи 150 и 151 Уголовно-процессуального кодекса Российской Федерации». Нормы закона предусматривают уголовную ответственность не только за разрушение или приведение объектов трубопроводного транспорта в негодное для эксплуатации состояние, но и за неоднократное самовольное подключение к нефтепроводам, нефтепродуктопроводам и газопроводам.

Основной предпосылкой принятия Федерального закона от 03.11.2015 № 307-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с укреплением платежной дисциплины потребителей энергетических ресурсов» стал неконтролируемый рост просроченной дебиторской задолженности потребителей за топливно-энергетические ресурсы. Подзаконными правовыми актами являются постановления Правительства «О порядке ограничения подачи (поставки) и отбора газа, об изменении и признании утратившими силу некоторых актов Правительства Российской Федерации» и «О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам обеспечения исполнения обязательств по оплате энергоресурсов».

Для решения проблем по оформлению прав собственности на бесхозяйные газораспределительные сети предлагается решить вопрос о поэтапном проведении предварительной оценки количественных и качественных показателей имущества (предполагаемого к передаче в собственность ГРО) с исключением условий, при которых ГРО передаются объекты, права на которые не зарегистрированы, упростить процедуры оформления права собственности на бесхозяйные сети органами местного самоуправления, определить принципы, механизмы и источники возмещения затрат ГРО на приобретение и содержание бесхозяйных сетей, а также закрепить право (а не обязанность) ГРО на приобретение бесхозяйных сетей в собственность.

Пионером отечественных научных исследований в газовой отрасли является ведущий отраслевой институт ООО «Газпром ВНИИГАЗ», который в течение многих лет возглавлял член Бюро НТС ПАО «Газпром», член-корреспондент РАН А.И.Гриценко. Опыт и перспективы использования СПГ в качестве моторного топлива рассматривались в докладе научного сотрудника ООО «Газпром ВНИИГАЗ» Ю.В. Дроздова. Среди перспективных направлений применения СПГ как моторного топлива рассматривались тяжелая сельскохозяйственная техника, топливо для работы буровых установок (двухтопливный режим) и дизель-электрических станций, топливо для железнодорожного транспорта, карьерная техника, топливо для речных и морских судов и моторное топливо для магистрального и крупногабаритного автотранспорта.

Следует отметить, что при выборе технологий для установок ожижения как на газопроводах, так и на ГРС, будут учитываться в качестве ключевых факторов радиусы возможного охвата потребителей, требования к размещению криогенного оборудования и техническая возможность присоединения КСПГ.

Среди основных преимуществ СПГ как моторного топлива - высокий коэффициент заправщиков СПГ за счет низкого остаточного давления, возможность получения СПГ на местах добычи и на ГРС без компрессоров, отсутствие работающих под высоким давлением сосудов и агрегатов, возможность использования на не охваченных сетевой газификацией территориях, большая взрывобезопасность (по сравнению с КПГ), увеличение полезного коммерческого объема в транспортных средствах, отсутствие большого количества тяжелых толстостенных баллонов (как при КПГ), а также защита топливной системы от коррозии и загрязнений с увеличением дальности пробега автомобилей.

К недостаткам СПГ относятся повышенные требования к квалификации обслуживающего персонала, сложность и высокая стоимость инфраструктуры, работа транспортного средства на определенном маршруте и с определенным графиком работы, значительные потери СПГ при операциях слива-налива, высокая стоимость транспортного средства, а также относительная сложность и высокая стоимость криогенной бортовой системы.

В сравнении с дизельным топливом, при использовании СПГ как газомоторного топлива, в 2,5 раза снижается экологический ущерб и обеспечивается снижение годовых эксплуатационных затрат. Например, в соответствии с Программой ПАО «РЖД» планируется к 2023 году увеличить в 7 (!) раз, с 3 до 22 единиц парк маневровых газотепловозов и магистральных газотурбовозов. ПАО «Газпром» для их заправки построит 2 малотоннажных КСПГ на ГРС в городах Сургут и Тобольск, также будут созданы площадки для передвижных заправщиков на станциях Сургут и Войновка.

Недавно компания «Shell» и группа компаний «Совкомфлот» подписали соглашение о поставках СПГ в качестве топлива для серии первых в мире танкеров типоразмера «Афрамакс», которые будут работать на газомоторном топливе. Поставка на танкеры СПГ–топлива будет производиться у терминала GATE (Gas Access To Europe) в Роттердаме со специализированного бункерного судна, а также на других пунктах заправки судов в акватории Балтийского моря. Двигатель на СПГ выделяет в атмосферу на 15% меньше углекислого газа (CO2), на 80% меньше оксидов азота (NOx) и на 90% меньше оксидов серы (SOx).

Важно отметить, что компания «Газпромнефть Марин Бункер» объявила о запуске пилотного проекта по строительству малотоннажного бункеровщика СПГ. Схема заправки «борт–в–борт» обладает рядом преимуществ: возможностью одновременного проведения бункерных и грузопассажирских операций, высокой скоростью передачи топлива в принимающее судно и гибкостью в отношении времени и места проведения бункерной операции, в т.ч. на рейде. Начало операционной деятельности запланирован на 2019 год, объем емкостей СПГ–танкера составит 3 тыс. куб.м.

Что же сдерживает внедрение СПГ для бункеровки судов? Среди технологических причин, помимо существенного усложнения энергоустановки при использовании СПГ, снижения грузовместимости вследствие особенностей размещение танков хранения и вдвое больших объемов для танка запаса топлива СПГ (в сравнении с дизтопливом) следует отметить, что агрегаты и механизмы, предназначенные для работы энергоустановки на СПГ, далеко не всегда предоставляются с должными сертификатами.

К числу экономических причин следует отнести дополнительные затраты на повышение квалификации персонала, закупку необходимых механизмов и агрегатов (поскольку они изготавливаются пока малыми сериями, то и стоят значительно дороже), плюс перевод судна на СПГ ухудшает его эффективность как транспортного средства.

Наконец, среди логистических причин, сдерживающих внедрение СПГ для бункеровки судов – это то, что нельзя считать обеспеченной возможность бункеровки СПГ (поскольку бункеровка СПГ должна быть также легко осуществима как бункеровка жидким моторным топливом), а также неоспоримый факт: существующие суда с энергоустановками на СПГ для бункеровки используют автотранспорт, либо обслуживаемые ими FPSO, либо вообще на бункеруются (используя выпар груза СПГ).

Социально-экономическая значимость инвестиционных проектов с применением СПГ в АПК обусловлена возможностью интенсификации сельскохозяйственного производства на объектах агропромышленного комплекса субъектов РФ с вовлечением в хозяйственную деятельность глубинных (отдаленных) территорий, сокращением потребления в сельском хозяйстве дефицитных дорогостоящих моторных топлив, улучшением экологической обстановки и качества жизни сельского населения с развитием инфраструктуры и сферы обслуживания.

Весь объем работ по внедрению СПГ в АПК можно разделить на два этапа. В краткосрочной перспективе (5 – 7 лет) необходима проработка нормативно-правовой базы для работы с СПГ с разработкой конструкторской документации, изготовлением и отработкой экспериментальных и опытных образцов машин и оборудования для выдачи СПГ и необходимого газопотребляющего оборудования в АПК. Подготовительная работа позволит в среднесрочной перспективе полномасштабно развернуть работы по проектированию, изготовлению серийных образцов, строительству, монтажу, эксплуатации и гарантийному и постгарантийному обслуживанию.

Примером применения СПГ на сельскохозяйственной технике является трактор К-702 на СПГ с двигателем серии RGK производства ООО «РариТЭК», представленный на отраслевой выставке «Агрофест». Двигатели RGK.ЕС.820 успешно прошли сертификационные испытания в Дмитрове на полигоне НАМИ. В конструкции учтены все требования по выбросам вредных веществ на уровне Euro-5, двигатель RGK выполнен на базе двигателя КАМАЗ.

На Санкт-Петербургском газовом форуме ООО «Кировский завод - Газовые технологии» экспонировало опытный образец трактора «Кировец» К-702МА-ПК6 с двигателем на СПГ. Фронтальный погрузчик оснащен газовым двигателем мощностью 240 л.с.: основное топливо модели – СПГ, дополнительное – КПГ.

Значительно возрастает экономический эффект при применении СПГ на карьерных самосвалах. Поскольку техника эксплуатируются в условиях плохо вентилируемых карьеров с необходимостью обеспечения кондиционирования кабин, новые технологические решения позволяют использовать СПГ как хладагент и моторное топливо. Значительно расширяется рынок сбыта карьерной техники на СПГ: она уже применяется в Белгородской, Кемеровской, Курской, Мурманской и Свердловской областях, а также в Республике Саха (Якутия). После развития СПГ–инфраструктуры в регионах возможно значительное увеличение парка строительной техники на СПГ, что даст соответствующий экономический эффект.

Например, уже с 2015 года занимается переводом карьерных самосвалов на СПГ Ковдорский горно-обогатительный комбинат. Модернизация и техническое перевооружение проводится производителем строительной техники – компанией «БЕЛАЗ», с участием немецкой компании «Хайнцман». Топливные баки поставляются компанией «Гелиймаш». Реализация инвестиционного проекта позволит существенно снизить затраты на ГСМ и значительно повысить уровень экологической безопасности при разработке карьера.

На недавней Международной промышленной выставке «ИННОПРОМ» был представлен газомоторный самосвал «БЕЛАЗ» грузоподъемностью 45 тонн, укомплектованный газопоршневым двигателем «Кунгур-550» разработки уральского предприятия «Технология 1604» на базе дизеля «ЯМЗ-240». В качестве топлива применяется СПГ – метан. Двигатель способен развивать мощность 550 лошадиных сил и обладает газотурбинным наддувом.

Необходимо подчеркнуть, что грузоподъемность и снаряженная масса самосвала «БЕЛАЗ-75476» остались точно такими же, как и у хорошо известного дизельного «БЕЛАЗ-7547». Но при этом газовый самосвал стал на 10 % мощнее, более экономичен и обладает оборудованием для низкого уровня выбросов вредных веществ, что крайне актуально при разработке глубоких карьеров.

В завершение доклада было отмечено, что перевод карьерных самосвалов на природный газ в качестве моторного топлива позволит сократить затраты на моторное топливо, уменьшить расход моторного масла на 30-40%, в 2-3 раза снизить содержание токсичных и канцерогенных веществ в отработавших газах, подавить шум от работы двигателя на 3-5 децибел и увеличить ресурс работы двигателя в 1,5 раза! К 2030 году ожидается рост объемов потребления СПГ по сельскохозяйственной технике – на 8%, железнодорожному транспорту – на 9%, карьерной технике – на 23%, водному транспорту – на 27%, магистрального транспорта – на 33% от общего объема!

Научными исследованиями по множеству направлений в сфере ТЭК, включая вопросы разведки и разработки нефтегазовых месторождений, в течение многих занимается Институт проблем нефти и газа (ИПНГ) РАН, научным руководителем которого является член Бюро НТС ПАО «Газпром» академик РАН А.Н.Дмитриевский. При активном участии и содействии ИПНГ РАН ПАО «Газпром» проводит широкий спектр работ для повышения эффективности работы нефтяной и газовой промышленности, развития энергетической инфраструктуры, роста объемов добычи и поставки энергоресурсов. Проблематика освоения и поиска инновационных решений для месторождений «Заполярное» и «Ямбург» затрагивалась в докладе заместителя главного инженера ООО «Газпром добыча Ямбург» д.т.н. А.К.Арабского. Отмечались потенциальные осложнения при освоении офшорных месторождений: пропахивание дна подводной частью стамух с образованием траншей до 1,5 метров в глубину, высокая прочность пресного льда на сжатие, толщина льда до 2,5 метров, активное торошение льда с появлением сопутствующих ему навалов при подвижках ледяных полей возле неподвижных объектов и подвижки ледяных полей в зимний период.

Среди основных инновационных направлений реализации потенциала ИУС газодобывающих предприятий отмечалась не только интеграция ИУС газового промысла с системами математического моделирования разработки месторождения, но и расширение возможностей ИУС с системой телемеханики для повышения оперативности и точности контроля за разработкой месторождения с повышением надежности существующей ИУС за счет нестандартных и инновационных решений, а также модернизация ИУС за счет ее внутренних резервов до уровня объектно-ориентированной с искусственным интеллектом. При групповых газодинамических исследованиях кустов газовых скважин они контролируются телеметрией в режиме «on–line» на различных уровнях отборов, при этом учитывается реальное взаимовлияние скважин куста «работающих в один шлейф» и исключается выпуск парниковых газов в атмосферу. При испытаниях суммарный дебит скважин остается постоянный, а ИУС позволяет вести прослушивание скважин параллельно стандартным ГДИ с целью уточнения текущих параметров пласта и хранит получаемые результаты в своей БД, при этом весь газ при испытаниях поступает к потребителям и реализовано автоматическое управление прослушиванием добывающих скважин.

В завершение доклада отмечалась роль риск–ориентированного подхода к проблемам действующих газовых промыслов с выявлением основным проблем, связанных с конкретной стадией жизненного цикла месторождения, среди которых – не только определение задач, предварительное решение которых требует организации творческих коллективов с привлечением специалистов из академических институтов РАН и сторонних исследовательских и проектных организаций с перспективой последующего выхода на НИОКР, но и выявление задач, инновационное решение которых можно получить с минимальными затратами на реконструкцию своими силами, а также постановка задач, инновационное и объектно-ориентированное решение которых можно реализовать на базе имеющейся ИУС с телемеханикой своими силами. Успешное сотрудничество институтов РАН и ПАО «Газпром» позволяет оперативно решать масштабные научные задачи для повышения эффективности функционирования ТЭК РФ.

Также на серии заседаний были представлены другие доклады. Информационным партнером форума «ТЭК России в XXI веке» традиционно выступил Международный научно-технический журнал «Нефтегазопромысловый инжиниринг».

Выводы и рекомендации:

1. Среди проблем, сдерживающих развитие ТЭК РФ, следует отметить законодательные недоработки, например, правовые пробелы и внутренние и внешние противоречия в текстах нормативно-правовых документов (НПД). Например, в НПД отсутствует описание комплексного подхода, связанного с использованием СПГ и размещением объектов по его производству.

2. Масштабное внедрение СПГ должно проходить в соответствии с разработанной и научно обоснованной концепцией, утвержденной Правительством РФ. Необходимо провести подробный анализ состояния промышленных, финансовых и социально-экономических сфер Субъектов Федерации РФ. Предварительный анализ данных свидетельствует о наличии стабильно растущего рынка потенциальных потребителей СПГ.

3. Мероприятия по внедрению СПГ должны проходить строго в соответствии с утвержденными НПД Концепциями развития регионов РФ. Необходимо расширение доступа к специальным научно-техническим и экономическим изданиям по тематике СПГ.