Коли сланцева революція знищить «Газпром»?

1. ЧАСТИНА 1. Фізична
2. ЧАСТИНА 2. Про ТЕРМІНОЛОГІЇ
3. ЧАСТИНА 3. ПРИРОДНІ ГАЗИ - ЯКІ ВОНИ?
4. ЧАСТИНА 4. БАГАТОЛИКИЙ сланцевий газ
5. ЧАСТИНА 5. ЕКОЛОГІЧНА
6. ЧАСТИНА 6. «ГАЗПРОМ» - ЧИЙ ОН?

© Robert Nickelsberg / Reuters

Людство на порозі «сланцевої революції»: газ зі сланцевих товщ скоро витіснить природний, і в той день впаде колос «Газпрому». Такого роду статті регулярно з'являються в російських і європейських ЗМІ. А в США, на батьківщині сланцевого буму, знімають про це не тільки документальні, а й художні фільми . Правда, досить критичні. Тобто газове питання набуває не тільки виробниче, а й культурологічне значення. Хоча часто виникає враження, що люди, що міркують про сланцевий газ, говорять про різні корисних копалин, а то і взагалі - живуть на різних планетах. Спробуємо розібратися з «сланцевої революцією» по пунктам.

ЧАСТИНА 1. Фізична

Що взагалі таке «газ»? Це один зі станів речовини, при якому воно не має своєї певної форми та об'єму. Все на світі може бути газом - питання тільки в температурі і тиску.

Cамий поширений газ у Всесвіті - це водень, термоядерна паливо зірок. За ним по поширеності йде гелій і два складних газу, тобто складених з атомів різних речовин, - це аміак (нітрид водню) - NH3, і метан - СH4. Саме вони складають основу газових планет-гігантів: Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна. А на супутнику Сатурна Титані метан навіть формує річки і озера.

На Землі теж багато метану. Цей безбарвний, без смаку і запаху газ утворюється самим різним шляхом і залягає в суміші з іншими газами в самих різних формах. Саме він має здатність горіти в кисневої (тобто земної) атмосфері, виділяючи в чистому вигляді 55 МДж / кг теплової енергії, що робить його одним з найбільш ефективних видів палива. Для порівняння: водень дає 141 МДж / кг, бензин - 47, вугілля - до 30, дерево - до 17 МДж / кг.

Метан легше повітря, в нормальних умовах він піднімається вгору, слаботоксічен. У метанової атмосфері людина швидше задихнеться від відсутності кисню, ніж отруїться. Зате в суміші з повітрям метан вкрай вибухонебезпечний. Саме тому в нього додають спеціальні «вонючки»: запах газу відчувається навіть тоді, коли ще немає його небезпечної концентрації в повітрі.

Метан має «родичів», званих алканами: етан - С2Н6, пропан - С3Н8, бутан - С4Н10. Бутан при нормальному тиску і температурі нижче 0 ° С - легка рідина. А ось, наприклад, октан - С8Н18 - взагалі кипить при температурі вище температури кипіння води - 125 ° С. Тому від складу газового коктейлю з метану та інших алканів залежать споживчі властивості цієї суміші: як вона буде скраплюватися і вести себе в трубопроводах і паливної арматури.

Метан використовується для виробництва мінеральних добрив, азотної кислоти, барвників, вибухових речовин, метанолу, технічної сажі (в тому числі для автопокришок), поліетилену і багатьох інших корисних речовин. Газохімії метану і алканів - це особливий напрямок промисловості.

ЧАСТИНА 2. Про ТЕРМІНОЛОГІЇ

Ми постійно чуємо дзвінкі терміни: природний газ, біогаз, сланцевий газ. Але в переважній більшості випадків мова йде не про різні речовини, а про одне й те ж метані, просто отриманому з різних джерел. У західній літературі, намучившись з цієї газової плутаниною, стали говорити простіше: conventional natural gas - тобто «звичайний природний газ», і unconventional - тобто «незвичайний», уточнюючи, який саме.

Але перш за все газоподібне паливо на основі метану розділяється на природне (тобто здобуте з його природних покладів) і штучне, яке вироблене людиною.

Наприклад, метан, отриманий з звалищ і спеціальних заводів по газифікації відходів, зрозуміло, створений бактеріями, але умови для їх плідної життєдіяльності їм створила людина. Тому що виходить таким чином біогаз, на 60-80% складається з метану, можна вважати штучним продуктом.

ЧАСТИНА 3. ПРИРОДНІ ГАЗИ - ЯКІ ВОНИ?

Природний газ може перебувати в земній корі у вигляді родовищ, де він сконцентрувався за мільйони років. А може бути в розсіяною формі, - наприклад, в товщі сланцевих порід. Газ може бути розчиненим у нафті, виділяючись з неї на поверхні, а може мати власні родовища. Залежно від цього змінюється і його хімічний склад.

Сучасна наука переконана, що природний газ пов'язаний з процесом розкладання органічної матерії. Просто у випадку зі звичайним газом цей процес проходив в умовах високопористих порід, що дозволило йому сконцентруватися в дуже великих обсягах в особливих пастках. Якщо знайти таку пастку, то можна отримувати з неї газ довгі роки. За мільйони років сталася природна сепарація і змішання газів, завдяки чому ці гази мають дуже високий відсоток метану (до 99%) і досить однорідні за своїм складом.

У випадку зі сланцевим і вугільним газом, він виявився замкненим в породі з низькою проникністю, і в ній же збагатився сторонніми газами, набір яких залежить від складу порід, що вміщають і від початкового складу органічного матеріалу.

Тут саме час сказати, що таке сланці. Це колишні глинисті породи, які утворилися на суші або на мілководді, збагачені відмерлої органікою. В силу тектонічних процесів вони виявилися свого часу на великій глибині, де зазнали впливу високих температур і тисків.

В результаті вийшла порода, досить міцна, яка може містити значну кількість бітумів (розклалася органіки) і для якої характерна сланцеватость - тобто здатність розколюватися на тонкі паралельні пластинки. Газ зосереджений в мізерних кількостях саме там, в товщі цієї породи. Фільтрація газу в такій породі в десятки тисяч разів повільніше, ніж в піщаних товщах, де і накопичується звичайний газ.

Тому, щоб добувати такий газ, потрібно пробурити достатню кількість свердловин і збільшити проникність породи, щоб полегшити вихід газу. Це можна зробити, застосовуючи метод гідророзриву пласта. Тобто закачавши в свердловину воду з присадками і піском і давши різке надлишковий тиск (наприклад, підірвавши мікрозаряд), яке розірве сланцевий моноліт на листи, а пісок не дасть пластин схлопнуться, після чого газ зможе вийти на поверхню.

Саме тому видобуток газу зі сланців на протязі майже 100 років була забута, хоча найперші газові свердловини були пробурені в США в першій третині XIX століття саме в сланцях. З появою технологій горизонтального буріння, коли з однієї вертикальної свердловини навчилися на заданій глибині робити віяло горизонтальних відгалужень, стало можливо повернутися до цієї видобутку. Але тут газовиків чекала нова проблема.

ЧАСТИНА 4. БАГАТОЛИКИЙ сланцевий газ

Оскільки сланцевий газ утворився з тієї органіки, яка була в породі спочатку, і фільтрація його в масиві з наступним перемішуванням просто неможлива, він в кожному конкретному родовищі володіє своїми власними властивостями. Про цю проблему знають американські газовики, які відродили видобуток сланцевого газу в 2000-х роках.

Зокрема, в професійному журналі Pipeline and Gas Journal (July 2011, Vol. 238 No. 7) у статті «Shale gas measurement and associated issues» обговорюється проблема транспортування і використання в теплових приладах сланцевого газу. Наприклад, наводяться дані за хімічним складом сланцевого газу для дев'яти різних джерел. Вміст метану в зразках варіюється від 79,4% до 95,5%. Частка негорючих газів (азоту і вуглекислоти) досягає 9,3%, а частка етану (С2Н6) може становити або 0,1%, або 16,1%.

При цьому в стандартному або звичайному природному газі в США прийнятий рівень вмісту метану - 94,3%, етану - 2,7%, а інертних газів - 2%. Але справа, звичайно, не в різному складі, хоча і це має значення при транспортуванні газу.

Вся газова арматура теплових машин - плит, печей, котлів - розрахована на газ з певної тепловіддачею. На стандартний природний газ, у якого теплотворна здатність становить 1035 BTU / SCF (британських паливних одиниць на кубічний фут). А у деяких зразків сланцевого газу ця величина падає до 961 BTU / SCF, зате у інших - піднімається до 1134 BTU / SCF. Тобто коливання складають від мінус 7% до плюс 9,5% щодо стандарту. А це вже тривожно - паливна апаратура може просто не витримати.

Але така різниця - ще не межа. За даними геологічної служби штату Арканзас, теплотворна здатність сланцевого газу коливається у них від 700 до 1200 BTU / SCF. А це вже сорокавосьміпроцентний розмах властивостей. З одного боку, газ може бути на 20% більше теплотворної, ніж розраховано (що небезпечно для пальників), з іншого - на третину менше теплотворної. Чайник скипати на такому газу буде довше - ви готові платити за такий газ стару ціну?

Саме про це писали швейцарські експерти з Credit Suisse, аналізуючи використання «убогого» нетрадиційного газу, теплотворна здатність якого на 20% нижче звичного стандарту. Для того щоб підняти теплотворну здатність «незвичайного» газу, до нього додають зріджений природний газ. Самим теплоеффектівності природним газом є газ, що надходить з родовищ Сахалін-2.

Зрозуміло, всі ці проблеми можна вирішити. Газ можна очистити, зробити усереднену суміш, додати, як японці, дещицю природного «звичайного» газу - і використовувати його собі на втіху. Тому що будь-який газ-коктейль з метану - це найчистіше і найефективніший спалюється органічне паливо. Але у екологів є свої заперечення, які стосуються не стільки самого газу, скільки способів його видобутку.

ЧАСТИНА 5. ЕКОЛОГІЧНА

Перш за все, сумніви екологів викликає сам метод гідророзриву пласта (гідрофракінга). Адже в свердловину нагнітають не чисту воду, а суміш, в якій можуть бути сіль, кислоти, різні поверхнево-активні речовини, а іноді і такі хімікати, як бензол і толуол. Вода в джерелах виявляється збагаченої метаном, відбувається її засолення і забруднення хімічними речовинами. В процесі роботи забруднюється і повітря. Через роботу бурових установок і важкої техніки руйнуються значні площі. Всі разом вкрай несприятливо позначається на довкіллі.

У США і Західній Європі почалася активна пропагандистська боротьба газовиків і екологів. Cначала вийшов документальний фільм Джоша Фокса Gasland ( «Газова земля») про проблеми, що виникають в сільській місцевості, де йдуть роботи із застосуванням гідророзриву пластів. На це відповіли вже газовики - фільмом Truthland ( «Земля правди»), сюжет якого побудований на пошуку неточностей і перегинів у фільмі Gasland. дискусії йдуть і в університетській пресі, де намагаються знайти компроміс між прагненням до екологічного існування і розвитком американської економіки.

Найбільш неупередженим представляється аналіз німецького експерта Вернера Ціттеля, який на травневому засіданні Асоціації по дослідженню нафти і газу (ASPO) навів дані , Які порівнюють щільність населення з щільністю необхідної сітки свердловин для видобутку сланцевого газу, яка, до речі, в Німеччині вже ведеться. Наприклад, в США на одного жителя припадає близько 30 000 м² площі країни, а в Німеччині та Британії - менше 5000. При цьому в США на 1000 км припадає 85 свердловин, а в Німеччині та Британії - менше 15. І збільшувати густоту сітки просто неможливо : там, де є сланці, - дуже щільна сільська забудова і угіддя. І це при тому, що, за найоптимістичнішими прогнозами, сланцевого газу вистачить лише на 10-15 років - до середини 20-х років цього століття. А його частка в загальному споживанні складе всього кілька відсотків.

ЧАСТИНА 6. «ГАЗПРОМ» - ЧИЙ ОН?

Тут автор підходить до кордону своєї компетенції. Нехай про ціни судять фахівці-економісти. Але якщо у відкритій пресі йдеться , Що собівартість видобутку газу для «Газпрому» становить $ 30 доларів за 1000 кубометрів газу, а продає він його на експорт за $ 300, то у нього явно є резерв до відступу. І він, відступивши, як великий гравець, може просто обрушити ринок, поставивши сланцевих конкурентів в глухий кут. Інші гравці на ринку традиційного газу, такі як Катар або Норвегія, теж отримають від цього свою вигоду. Але це, повторюся, вже тема інших авторів.

Але ось що дивує. Зрозуміло, коли політика «Газпрому» дратує європейців, - нам же платити за газ. Але чому багато росіян просто злорадно радіють тому, що «гряде сланцева революція», яка скине «Газпром» з п'єдесталу? Адже ваш добробут, панове росіяни, пов'язано саме з експортом газу - навіть якщо ви безпосередньо з цим бізнесом не пов'язані. І навіть якщо завтра станеться диво - і креативний клас займе місця в Думі та Кремлі, всім їм відразу ж доведеться шукати способи наповнення державної скарбниці. І якщо споживач готовий платити $ 300 за 1000 кубів - нехай платить. «Газпром», може, і потребує розвитку і оновленні, але не в руйнуванні. Як говорили знайомі норвежці про свою монополії - Statoil - «якнайкраще, але не було б гірше».

Чекаючи «сланцеву революцію», блаженно мріючи про те, що «Єдина Росія» і сам ВВП випробують величезні проблеми (як ніби решту Росію це не торкнеться), можна дійсно прогледіти важливий момент «нового газового пришестя». Газ все частіше розглядається як альтернатива бензину в якості палива для машин, морських суден і навіть літаків. Газ метан - паливо, яке існує і в глибинах океанів у вигляді так званих газогідратів, і в товщі вічній порід, виділяється при гнитті звалищ і життєдіяльності корів. Тобто на даний момент його запаси дійсно невичерпні. І нові технології використання можуть змінити структуру його споживання. До цього вже пізно готуватися - потрібно включатися в роботу. Подешевшав газ буде купуватися в усі великих обсягах, а значить - добувати його Росії буде як і раніше вигідно. Але ще вигідніше було б уміти їм грамотно користуватися. Але і це - за межами моєї компетенції.