Роль газовой промышленности в топливно-энергетическом комплексе России

Особенности применения газа в промышленности и народном хозяйстве

Газ – лучший вид топлива. Его отличают полнота сгорания без дыма и копоти; отсутствие золы после сгорания; легкость розжига и регулирования процесса горения; высокий коэффициент полезного действия топливоиспользующих установок; экономичность и простота транспортировки к потребителю; возможность хранения в сжатом и сжиженном состоянии; отсутствие вредных веществ.

Немалую роль играет и низкая стоимость добычи газа по сравнению со стоимостью добычи других видов топлива – угля, торфа, нефти.

Если принять стоимость угля (в пересчете на 1 т условного топлива) за 100%, то стоимость газа составит только 10 %.

Благодаря высоким потребительским свойствам, низким издержкам добычи и транспортировки, широкой гамме применения во многих сферах человеческой деятельности, природный газ занимает особое место в топливно-энергетической и сырьевой базе. В этой связи наращивание его запасов и потребления идет высокими темпами.

Газовая промышленность – наиболее молодая отрасль топливного комплекса. Газ применяется в народном хозяйстве в качестве топлива в промышленности и в быту, а также и как сырье для химической промышленности. В народном хозяйстве используется природный газ, добываемый из газовых месторождений, газ, добываемый попутно с нефтью, и искусственный газ, извлекаемый при газификации сланцев из угля. Кроме того, используется газ, получаемый при производственных процессах в некоторых отраслях металлургической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Газ в больших количествах используется в качестве топлива в металлургической, стекольной, цементной, керамической, легкой и пищевой промышленности, полностью или частично заменяя такие виды топлива, как уголь, кокс, мазут, или является сырьем в химической промышленности.

Крупнейшим потребителем газа в промышленности является черная металлургия. В доменных печах частичное применение природного газа дает экономию дефицитного кокса до 15% (1 куб. м природного газа заменяет 0,9 – 1,3 кг кокса), повышает производительность печи, улучшает качество чугуна, снижает его стоимость. В вагранках применение газа снижает расход кокса вдвое[1].

Способ прямого восстановления железа из руд также основан на использовании газового топлива.

В металлургии и машиностроении природный газ используется также для отопления прокатных, кузнечных, термических и плавильных печей и сушил. В металлообработке использование газа повысило коэффициент полезного действия печей почти в 2 раза, а время нагрева деталей сократилось на 40%. Применение газа в металлургии, кроме того, удлиняет сроки службы футеровки. Снижается количество серы в чугуне.

Применение природного газа в стекольной промышленности взамен генераторного газа повышает производительность стекловаренных печей на 10 – 13% при одновременном снижении удельного расхода топлива на 20 – 30%. Себестоимость цемента снижается на 20 – 25%. В кирпичном производстве цикл сокращается на 20%, а производительность труда возрастает на 40%.

При внедрении природного газа в стекловарении требуются специальные меры по доведению светимости газа (то есть по повышению теплоотдачи от факела к стекломассе) до уровня светимости факела на жидком топливе, то есть в 2 – 3 раза, что достигается путем сажеобразования в газовой среде.

В пищевой промышленности газ применяется для сушки пищевых продуктов, овощей, фруктов, выпечки хлебобулочных и кондитерских изделий.

При использовании газа на электростанциях уменьшаются эксплуатационные расходы, связанные с хранением, приготовлением и потерями топлива и эксплуатацией системы золоудаления, увеличивается межремонтный пробег котлов, не занимаются земли для золоотвалов, снижается расход электроэнергии на собственные нужды, уменьшается количество эксплуатационного персонала, снижаются капитальные затраты.

Итак, продукция рассматриваемой отрасли обеспечивает промышленность (около 45% общего народнохозяйственного потребления), тепловую электроэнергетику (35%), коммунальное бытовое хозяйства (более 10%). Газ – самое экологически чистое топливо и ценное сырье для производства химической продукции.

Состав газовой промышленности Российской Федерации

Рассмотрим состав газовой промышленности Российской Федерации. В состав газовой промышленности РФ входят следующие элементы:

-       добыча природного газа;

-       добыча попутного газа;

-       производство горючего газа из угля и сланцев;

-       хранение газа.

Природный газ занимает сейчас особое место в структуре мировой энергетики и международном топливном балансе: он относится к группе активно используемых энергоносителей и экологически чистым ресурсам энергии. Несмотря на большое распространение разведанных запасов газа на земном шаре, основные доказанные источники сосредоточены в двух регионах — в странах СНГ и Ближнего Востока. Разведанные запасы газа в России (свободный газ и газовые «шапки») составляют примерно 48 трлн куб. м. Из общего объема разведанных запасов на Западную Сибирь приходится 36,2 трлн куб. м (77,7%), на шельф северных морей — 3,2 трлн куб. м (6,8%), на Восточную Сибирь и Дальний Восток — 2,8 трлн куб. м (6%)[2] (рис. 1).

Распределение начальных суммарных ресурсов газа в России

Рисунок 1. Распределение начальных суммарных ресурсов газа в России

Почти 73% запасов газа сосредоточено в 22 уникальных (свыше 500 млрд куб. м газа) месторождениях, таких как Оренбургское, Уренгойское, Ямбургское, Заполярное и др. В 104 крупных месторождениях содержится около 24% запасов газа, и лишь 3% разведанных запасов приходится на многочисленные (663) мелкие и средние месторождения.

В районах с развитой газовой инфраструктурой сосредоточено около 51% разведанных запасов газа. Перспективное для Газпрома развитие добычи газа связано, прежде всего, с освоением газовых ресурсов полуострова Ямал, Надым-Пур-Тазовского района и шельфа арктических морей. В Восточной Сибири и на Дальнем Востоке разведано свыше 2,7 трлн куб. м запасов газа, из которых разрабатывается только 7,4%. Газпром ведет добычу газа, конденсата и нефти из недр на 72 газовых и газовоконденсатных месторождениях, 3 из которых являются базовыми — Уренгойское, Ямбургское и Медвежье. Более 70% газа добывается компанией на месторождениях, находящихся в стадии падающей добычи [3] (табл.2).

Таблица 2

Выработанность крупнейших месторождений ГАЗПРОМА

Месторождение

Выработанность

Уренгойское

56

Заполярное

0,3

Ямбургское

35,8

Медведжье

72,4

Оренбургское

54,5

Ямсовейское

14,5

Выктульское

82,3

Выынгапурское

74,7

Юбилейное

18,4

По оценкам Мирового энергетического сообщества, сегодня природный газ — самая быстрорастущая составляющая в мировом потреблении энергоресурсов. За 1991—2001 гг. объем его потребления в мире увеличился практически на 400 млрд куб. м — с 2007,2 млрд до 2404,9 млрд куб. м. По прогнозам, в 2007—2030 гг. рост будет продолжаться, доля газа в мировом энергобалансе увеличится в 2 раза. [4] (рис. 2).

Прогноз структуры мирового топливно-энергетического баланса

Рисунок 2. Прогноз структуры мирового топливно-энергетического баланса

Ускоренному развитию газовой промышленности в мире способствует наметившееся за последние 20 лет быстрое становление рынка сжиженного природного газа. Поставки сжиженного газа танкерами по сравнению с трубопроводной поставкой имеют преимущества для тех стран, которые находятся на больших расстояниях от ресурсов газа, расположенных в других странах. По данным BP Statistical Review of World Energy[5],в 2001—2004 гг. доля сжиженного природного газа составила примерно 26—30% от общего объема мировой торговли метаном.

Темпы прироста производства сжиженного газа в ближайшие 10 лет будут в 1,2—1,4 раза превышать темпы потребления природного газа и вырастут с 130 млрд в 2000 г. до 250—260 млрд куб. м к 2015 г., хотя его доля в общем объеме производства природного газа не превысит 8%.

Попутные газы не могут быть направлены в магистральный газопровод, потому что тяжелые углеводороды при охлаждении или сжатии выделяются в трубе в виде жидкости, которая при контакте с влагой образует гидратную пробку, уменьшающую сечение газопровода или полностью закупоривающую его. Поэтому эти газы направляются на газоперерабатывающие (газобензиновые) заводы, где из них извлекаются тяжелые углеводороды и другие компоненты, после чего отбензиненный (сухой) газ, состоящий в основном из метана, направляется потребителям. [6]

Подземное хранение газа также является неотъемлемой частью инфраструктуры газового рынка. Проблема накопления газа в больших количествах была решена, когда был разработан способ создания подземных хранилищ газа.

Потребление газа не бывает равномерным в течение года, снижается в летние месяцы и повышается – в зимние. Для сглаживания неравномерного потребления и создания аварийного запаса газа у крупных потребителей, например в городах, строили специальные хранилища – газгольдеры, в которых накапливался избыточный газ. Газгольдеры имеют ряд существенных недостатков – они дороги, занимают большие площади и недостаточны по объему.

В России создана развитая система подземного хранения газа, которая является составной частью Единой системы газоснабжения России (ЕСГ) и выполняет следующие функции: [7]

-       регулирование сезонной неравномерности газопотребления в России;

-       хранение резервов газа на случай аномально холодных зим;

-       регулирование неравномерности экспортных поставок газа;

-       обеспечение подачи газа в случае нештатных ситуаций на ЕСГ;

-       хранение долгосрочных резервов газа на случай форс-мажорных обстоятельств в добыче или импорте газа.

На территории РФ в эксплуатации находится 25 объектов подземного хранения газа (ПХГ) с объемом товарного газа 63 млрд. куб. м и потенциальной суточной производительностью на начало сезона отбора до 600 млн. куб. м.