Главная
Статьи
Мероприятия
Новости
Партнеры
Авторы
Контакты
Вакансии
    Рекламодателям    
    Архив    
         
         
         
 
  return_links(1); ?>
 

Журнал "Мировая энергетика"

Архив Статей

Март 2009 г.

 
     
 

Еще раз про попутный газ…

 
   

 
 

Владимир АРУТЮНОВ
профессор, Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

 
   

Наиболее профессионально Очередной всплеск активности вокруг закона «О попутном нефтяном газе», призванного положить конец или хотя бы существенно ограничить сжигание ПНГ в России, возможно, породил надежды на то, что неоднократно предпринимавшиеся на протяжении двух последних десятилетий попытки решения данной проблемы наконец увенчаются успехом. Однако, сколь бы замечательные пункты и суровые меры наказания ни были в нем прописаны, по большому счету скорее всего, ничего не изменится, а «окончательный срок» решения проблемы и начало применения суровых мер наказания виновных в его нарушении и дальше будут отодвигаться на неопределенное время. И дело даже не в нашей известной исторической традиции, по которой «суровость законов российских смягчается необязательностью их исполнения». Принимая закон, законодатель обязан сначала убедиться в физической возможности его исполнения.

  return_links(1); ?>



При обсуждении закона «О попутном нефтяном газе» дискутируется почти исключительно юридическая сторона вопроса. Но имеются ли у отечественных нефтяников технические возможности его выполнения? Почему принимавшиеся ранее постановления и лицензионные соглашения об утилизации 95—98% ПНГ тихо забыты? Появилось ли что-то новое в арсенале наших нефтяников и газовиков, дающее законодателям основание полагать, что новый закон будет все-таки исполняться, а не разделит бесславную судьбу своих предшественников?

Давайте все-таки сначала зададим простой вопрос: а почему жгут ПНГ в России? Все ли дело только в нерадивости и технологической отсталости наших нефтедобывающих компаний, их нежелании вкладывать свои «сверхприбыли» в защиту окружающей среды и утилизацию ПНГ и в противоречиях между газовиками и нефтяниками, борющимися за доступ к газовой трубе? И вообще, что такое попутный газ и сколько мы его добываем?

Не вдаваясь в детали генезиса и химического состава нефти, отметим лишь, что в ней почти всегда в той или иной степени представлен широкий набор углеводородов, от более тяжелых жидких фракций до легких газообразных С1—С4 (последние под высоким давлением в нефтяных залежах растворены в жидкости). При извлечении нефти на поверхность происходит ее дегазация. При большой вариации показателя газового фактора (числа кубических метров газа, растворенных в тонне нефти) в различных месторождениях его среднее значение для отечественных месторождений близко к 100. Это позволяет даже при отсутствии строгих учетных данных, только на основе известного объема нефтедобычи в стране оценить объем наших ресурсов ПНГ примерно в 50 млрд м3/год. По объему это 10% от российской добычи природного газа, а с учетом высокого содержания в ПНГ жирных фракций — еще больше.

  return_links(); ?>


Не будем дискутировать на тему объемов сжигаемого в России ПНГ — оценки различаются почти в 4 раза, но полюбоваться зрелищем горящих факелов может каждый пролетающий над Западной Сибирью и не только над ней. Гораздо важнее вопрос: а почему жгут? Что еще прикажете с ним делать? Собирать и передавать на газоперерабатывающие заводы, как это предполагает разрабатываемый закон? А где эти заводы, сколько их и, главное, каково расстояние от промысла до этих заводов? Ведь стоимость километра газопровода приближается к сотням тысяч долларов. И строить газопровод длиной даже в сотню километров для перекачки нескольких десятков миллионов кубометров газа в год (типичный объем ПНГ с небольшого месторождения) абсолютно нерентабельно. В США и Канаде, которые часто ставят нам в пример, более 1500 газоперерабатывающих заводов, да и территория освоена не в пример нашей. В России газоперерабатывающих заводов — чуть более 20.

На Ближнем Востоке, в Европе и многих других регионах высокая концентрация нефтепромыслов на небольших и хорошо освоенных площадях позволяет организовать рентабельный сбор и утилизацию ПНГ. А там, где это нерентабельно, его жгут точно так же, как и у нас. Часто обсуждается возможность обратной закачки ПНГ в пласт. Но в большинстве случаев это крайне дорогостоящее и тоже заведомо убыточное мероприятие, требующее предварительной подготовки газа, дорогостоящих компрессоров и огромного расхода энергии. Очень привлекательно выглядит возможность переработки ПНГ в электроэнергию. Но непосредственно на удаленных промыслах в таком объеме она не нужна, а тянуть сотни километров ЛЭП так же дорого, как прокладывать газопровод. Кроме того, для использования попутного газа в энергетике необходима его сложная и дорогостоящая подготовка. Так что и тут игра редко стоит свеч.

Казалось бы, имеется интересное и перспективное решение — переработка этого ценнейшего нефтехимического сырья на месте на малотоннажных модульных установках в более ценные и легко транспортируемые жидкие химические продукты и топливо, в первую очередь, для удовлетворения в них местных потребностей. Это было бы замечательно. О необходимости этого говорят уже без малого 20 лет. Но пока таких промышленно освоенных, достаточно простых и рентабельных технологий, несмотря на интенсивные исследования в области так называемой «малотоннажной газохимии», нет. И именно это является сейчас основным реальным препятствием на пути утилизации российского попутного газа.

На самом деле утилизация ПНГ распадается на два самостоятельных направления. Первое — на крупных и относительно компактно расположенных нефтедобывающих предприятиях, на которых имеет смысл организовать сбор и централизованную переработку ПНГ вплоть до создания на базе этого сырья крупных газохимических комплексов. И утилизация ПНГ на небольших рассредоточенных добывающих предприятиях, где централизованный сбор и крупномасштабная переработка ПНГ заведомо убыточны. Причем по мере выработки крупнейших нефтяных месторождений доля небольших предприятий и в добыче нефти, и в производстве ПНГ будет постоянно нарастать.

Сегодня имеется обстоятельное технико-экономическое исследование различных путей утилизации ПНГ для месторождений в Поволжском федеральном округе. Даже в таком хорошо освоенном промышленном регионе с развитой инфраструктурой они все абсолютно убыточны и различаются только размером ежегодных убытков. Причем эти убытки значительно выше текущих и даже планируемых платежей за сжигание ПНГ. Поэтому заставить компанию пойти на реализацию одного из этих вариантов можно только угрозой отзыва лицензии. Но тогда может встать вопрос о рентабельности добычи нефти и целесообразности продолжения деятельности компании.

А теперь вернемся к законотворческой деятельности вокруг «Закона о попутном газе». Можно принять сколь угодно суровый закон с драконовскими мерами против его нарушителей, но единственное, к чему это приведет — остановке небольших и удаленных промыслов, ставших нерентабельными. Создается впечатление, что мы опять пытаемся поставить телегу впереди лошади и вместо того, чтобы сделать «как лучше», сделаем «как всегда». Прежде чем разрабатывать санкции против потенциальных нарушителей закона, надо дать им возможность его выполнения. А для этого необходимо создать эффективные малотоннажные технологии утилизации попутного газа. А пока у нас не только нет инструмента для утилизации ПНГ (соответствующих технологий), но и инструмента для создания такого инструмента (финансовых и законодательных мер стимулирования усилий по разработке таких технологий). А без таких инструментов любой закон о ПНГ заранее обречен на невыполнение.

Что делать? Направить усилия законодателей в то русло, о котором уже более 10 лет, после предыдущего кризиса 1998 г., рассуждают все ветви нашей власти — создать наконец реальные законодательные и финансовые условия для инновационной деятельности в стране. Причем не в области мифических нанотехнологий с вполне ожидаемым для национальной экономики практическим наноэффектом, а, в первую очередь, в области энергетики и глубокой переработки отечественных ископаемых ресурсов. Примером эффективности такой государственной поддержки могут служить широко известные меры стимулирования инновационной деятельности, принятые США в 1980-х гг. Последовавший в результате этих мер небывалый взлет инновационной активности показывает, чего можно добиться в этой сфере, если перейти наконец от разговоров к реальной законодательной деятельности.

Закон о ПНГ России, безусловно, нужен. Но если хотя бы часть тех средств, энергии и внимания, которые были уделены за последние годы его разработке, пошли на стимулирование работ по созданию технологий утилизации ПНГ, мы бы значительно дальше продвинулись в решении этой важнейшей проблемы. Причем без поддержки государства и крупнейших отраслевых компаний, на основе лишь частной инициативы разработчиков и ограниченных ресурсов мелких компаний-потребителей такого оборудования проблема не будет решена. Необходимы новые организационные формы, новые организационные, правовые и финансовые инструменты, новые стимулы, которые объединили бы разработчиков оборудования по утилизации ПНГ, его потенциальных производителей и потребителей для реализации этой задачи, сейчас более актуальной, чем сам закон о ПНГ.

Это может стать основой реальной инновационной программы в важнейшей для страны нефтегазовой отрасли с перспективой создания принципиально новых наукоемких отечественных технологий. Причем не только для отечественного, но и мирового рынка. И без непосредственного участия государства, причем не только финансового, но и законодательного, налогового и т.п., стимулирующего разработку, производство и эксплуатацию оборудования по утилизации ПНГ как одну из важнейших национальных задач, одним лишь репрессивным законодательством, эту проблему не решить.компетентным лицом в правительственной комиссии был заместитель ее председателя, доктор технических наук Александр Григорьевич Мешков, первый заместитель министра среднего машиностроения, работавший в этой отрасли начиная с 1948 г., прошедший все ступени от простого до главного инженера и директора атомных реакторов в Челябинске-40, Томске-7, Красноярске-65. Эта комиссия вошла в историю как «комиссия Мешкова». Но незадолго до 1986 г. ЧАЭС, в числе других АЭС, ранее подчиненных Минсредмашу, была передана в Минэнерго СССР. Работники Минсредмаша связывали произошедшее с более низким уровнем дисциплины в Минэнерго вообще и с непродуманной программой эксперимента на ЧАЭС в частности.


от основной вывод комиссии Мешкова: взрыв произошел через 42,5 секунды после закрытия пара на турбину 4-го блока в ночь на 26 апреля 1986 г. в 1 ч 23 мин 46,5 с. «Наиболее вероятной причиной взрыва явилось запаривание активной зоны реактора с быстрым обезвоживанием технологических каналов вследствие кавитационного режима работы ГЦН (главных циркуляционных насосов)». Поясним. При подготовке 4-го блока к инерционному выбегу с последующей остановкой были отключены две турбины К-500. В этом случае пар, перегретый за счет охлаждения активной зоны реактора водой, прекращает поступать на турбины, и они вращаются только по инерции. Комиссия посчитала, что к аварии привел избыток пара в системе охлаждения реактора. В турбулентной смеси пара и воды образовывались и схлопывались пузырьки (т.н. кавитация), что вредно влияет на работу турбин и насосов.

Г.А. Шашарин отказался подписать акт комиссии. Группа сотрудников из институтов, подчиненных Минэнерго — Гидропроекта, ВНИИАЭС, Всесоюзного теплотехнического института, — и конструкторов ГНЦ провела собственное расследование, в результате которого через 10 дней появился документ под названием «Дополнение к акту расследования», его неофициально именуют как «акт комиссии Шашарина». По сути это была внутренняя комиссия Минэнерго. В акте доказывается, что кавитации на ГЦН не было, а авария началась после нажатия кнопки аварийной защиты АЗ-5.

Основной же причиной аварии называется принципиально неверная конструкция стержней СУЗ (системы управления и защиты) и положительный паровой эффект реактивности. Дело в том, что в основу реактора большой мощности кипящего (РБМК), предназначенного для выработки электроэнергии, была положена схема промышленного реактора для производства оружейного плутония. А это разные технические задачи. Рабочая зона РБМК оказалась слишком большой, неоднородной по высоте и слишком низкоинерционной для регулирования цепной реакции при снятии огромного энерговыделения.

Получив две противоположные точки зрения, правительственная комиссия встала в тупик, и вся дальнейшая ее деятельность по расследованию причин чернобыльской катастрофы в течение следующих двух месяцев состояла в попытках примирить противоречия, выработать единую точку зрения и, соответственно, выпустить заключение комиссии. Но единое заключение правительственной комиссии так и не было сформулировано, и вопрос пришлось решать на Политбюро. В результате появился компромиссный документ. В августе 1986 г. он и был представлен на совещании экспертов МАГАТЭ как официальная информация от имени СССР.

В ночь с 25 на 26 апреля у центрального пульта 4-го блока находился заместитель главного инженера ЧАЭС по эксплуатации реактора Анатолий Степанович Дятлов, который руководил экспериментом, повлекшим катастрофу. Он же командовал на ЧАЭС в первые часы после взрыва. Этот человек умер в 1995 г. Он получил дозу 550 бэр, полгода лечился в Москве, в 6-й спецбольнице, затем был осужден и провел 4 года в колонии. После досрочного освобождения из заключения директора ЧАЭС и еще пяти руководящих работников станции (за это усиленно ходатайствовали А.Д. Сахаров и Р.М. Горбачева) А.С. Дятлов написал книгу «Чернобыль, как это было» (2000). Его версия расходится с выводами комиссии Мешкова и ведущих ученых-атомщиков из Курчатовского института и Научно-исследовательского и конструкторского института энергетической техники (НИКИЭТ).

Суть злосчастного эксперимента, который запланировали провести в процессе останова 4-го блока ЧАЭС для профилактического ремонта и который был расписан в «Программе выбега турбогенераторов (ТГ)», состояла в следующем. При отключении ТГ от энергосистемы региона турбогенераторы продолжают вращаться по инерции и вырабатывают энергию, это называется выбегом ТГ. На время выбега решили замкнуть ТГ только на внутренние нужды 4-го блока, на питание насосов воды для охлаждения реактора. Собирались выяснить, сколько времени и насколько полно ТГ сможет обеспечивать внутренние нужды 4-го блока, вращаясь по инерции. К середине дня 25 апреля мощность ТГ снизили вдвое. При этом в резерве оставалось 24 стержня-замедлителя нейтронов. Этого числа было вполне достаточно для регулирования интенсивности ядерной реакции.

«До 1 ч 23 мин 40 с не отмечается изменения параметров на блоке. Выбег проходит спокойно, ― пишет А.С. Дятлов. ― Саша Акимов приказал глушить реактор и показал пальцем: дави кнопку. В 1 ч 23 мин 40 с зарегистрировано нажатие кнопки аварийной защиты реактора. Эта кнопка используется как в аварийных ситуациях, так и в нормальных. Стержни системы управления и защиты в количестве 187 штук пошли в активную зону и по всем канонам должны были прервать цепную реакцию. Но в 1 ч 23 мин 43 с зарегистрировано появление аварийных сигналов по превышению мощности. По этим сигналам стержни АЗ должны идти в активную зону, но они и без того идут от нажатия кнопки АЗ-5. Появляются другие аварийные признаки и сигналы: рост мощности, рост давления охлаждающей воды в первом контуре… В 1 час 23 мин 47 с — взрыв, сотрясший все здание, и через 1—2 с еще более мощный взрыв. Стержни АЗ остановились, не пройдя и половины пути. Все!»

А.С. Дятлов обвиняет в происшедшем конструкторов и ученых, разработчиков реактора РБМК. «А как можно понять такое? В нормальной ситуации, без каких-либо аварийных признаков, нажимается кнопка для глушения реактора, а получаем взрыв. Это прямая заслуга Научного руководителя А.П. Александрова и Главного конструктора Н.А. Доллежаля». Действительно, академику Александрову приписывают утверждение, что РБМК можно ставить даже на Красную площадь в Москве.

Доктор технических наук Б.Г. Дубовский, возглавлявший в течение 14 лет службу ядерной безопасности страны, передал письмо М.С. Горбачеву, в котором написал: «Продолжающееся несправедливое взваливание на Чернобыльский персонал ответственности исключает дальнейшее развитие энергетики — невозможно в будущем исключить ошибки персонала. Допущенные

персоналом нарушения, при минимальном соответствии защиты реактора своему назначению, свелись бы только к недельному простою. Командно-административная околонаука ввела в заблуждение народ». Дубовский говорит, что разработчики проекта реактора не полностью разобрались в нейтронных процессах и допустили ошибки в конструировании аварийной защиты. Время срабатывания поглотителей нейтронов АЗ превышало 18 с, в то время как развитие аварийных процессов в этом реакторе происходит за 3—4 секунды.

Необходимо было глубоко разобраться и с причинами аварии на 1-м блоке той же Чернобыльской АЭС, имевшей место в 1982 г. Эту аварию, как и аварию на Ленинградской АЭС в 1975 г., проф. Дубовский назвал репетицией катастрофы на ЧАЭС 26 апреля 1986 г. ввиду идентичности причин всех этих трех аварий на аналогичных реакторах РБМК-1000. Лишь по счастливой случайности аварии 1975 и 1982 гг. не имели тяжких последствий, но явились грозным предупреждением, которому не вняло руководство отрасли, а сам фа

кт этих аварий был засекречен. В своих показаниях Н.А. Доллежаль, в частности, сообщил, что после аварии на 1-м блоке Ленинградской АЭС стало понятно, что система контроля за энерговыделением на реакторе несовершенна.

В 1993 г. уголовное дело работников ЧАЭС было прекращено старшим следователем по особо важным делам при Генпрокуратуре РФ Б.И. Уваровым. Он заявил: «Насколько мне известно, многие из тех конструктивных недоработок, которые способствовали возникновению и развитию аварии, устранены. Так, увеличена скорость опускания графитовых стержней, сделано устройство для сброса избыточного пара, проведен и ряд других модернизаций».

 
     
 

Журнал "Мировая Энергетика"

Все права защищены. © Copyright 2003-2011. Свидетельство ПИ ФС77-34619 от 02.12.2008 г.

При использовании материалов ссылка на www.worldenergy.ru обязательна

Пожелания по работе сайта присылайте на info@worldenergy.ru