14 мин
132
0

Трансформация индустрии СПГ в рамках декарбонизации мирового ТЭК

В статье затрагивается роль природного газа как переходного топлива на пути к более перспективным видам “чистой” энергии. Показано, что индустрия СПГ должна внести свой вклад в декарбонизацию мировой энергетики. Рассматриваются два способа снижения углеродного следа: компенсационный и технико-технологический. Авторами отмечается, что для реализации политики декарбонизации необходимым условием является разработка механизма подсчета выбросов парниковых газов.

Трансформация индустрии СПГ в рамках декарбонизации мирового ТЭК


Принято считать, что выбросы углекислого газа при сжигании ископаемого топлива являются крупнейшим источником парниковых газов, а прямые выбросы метана при добыче природного газа добавляют свои объемы к общему количеству выбросов. Несмотря на то, что гипотеза антропогенного воздействия на изменение климата до сих пор не доказана, Парижское соглашение 2015 года в настоящее время ратифицировано 175 странами.

В настоящее время важнейшими вопросами является переход на чистую энергию, уменьшение углеродного следа, сохранение экологии. Именно газ является тем топливом, которое обеспечивает наименее безболезненный переход на более перспективные, с точки зрения экологии, виды энергии. Газ может служить мостом между экономикой, работающей на угле, и экономикой, работающей на возобновляемых источниках энергии или водороде. С ростом индустрии сжиженного природного газа (СПГ) рынок газа перестал быть локальным и привязанным к трубопроводу, что позволяет говорить о газе, как о действительно переходном топливе. В таком контексте снижение эмиссии парниковых газов становится непременным условием для обеспечения роли газа в энергетическом переходе и для реализации амбиций декарбонизации [1,2].

Именно поэтому перед отраслью СПГ стоит стратегическая задача - сократить выбросы не только парниковых газов, но и вредных газов, таких как оксиды серы или азота, чтобы сохранить свою роль в декарбонизации энергетического сектора. Производители СПГ могут начать с количественной оценки своих выбросов по сравнению с конкурентами и изучения лучших вариантов их сокращения. Во многих случаях снижение выбросов и затрат могут идти рука об руку, например, с при помощи повышения энергоэффективности [3].

У нефтегазовых корпораций наличествует очевидный импульс к тому, чтобы декарбонизировать свои цепочки поставок и продемонстрировать клиентам и заинтересованным сторонам, что они являются максимально экологически устойчивыми. Это обусловлено как потребительским спросом, так и различными государственными политиками по всему миру, включая те, которые закрепляют в законе обязательства Парижского соглашения.

В настоящее время существуют два способа смягчения углеродного следа СПГ:

· компенсация выбросов парниковых газов;

· сокращение выбросов парниковых газов [4,5].

 

Компенсация выбросов парниковых газов

Первый способ - компенсация выбросов природного газа и СПГ таким образом, чтобы снизить его вредное воздействие на окружающую среду. Такому «декарбонизированному» сжиженному газу даже дали название – «зелёный СПГ». Первый способ содержит в себе несколько вариантов: 

•          сокращение выбросов парниковых газов, связанных с добычей природного газа;

•          улавливания и хранение объёмов СО2, которые возникают при добыче природного газа, в процессе сжижения и в процессе регазификации; 

•          компенсация выбросов СО2 на протяжении всей цепочки создания СПГ;

•          использование альтернативных источников природного газа, таких как био-СПГ и СПГ, смешанный с водородом. 

Возможно, самым важным событием в сфере «зеленого» СПГ является появление интегрированной компенсации выбросов углерода при продаже грузов СПГ. Это подразумевает компенсацию выбросов СО2, связанных с грузом СПГ, путем приобретения проверенных/добровольных сертификатов сокращения выбросов («VER»), каждый из которых эквивалент компенсации одной метрической тонны СО2. Сертификаты VER отличаются от углеродных кредитов, полученных в соответствии с требованиями EU Emissions Trading Scheme, UK Emissions Trading Scheme или Regional Greenhouse Gas Initiative.

Рынок взаимозачета зелёных сертификатов для СПГ является индивидуальным для каждого груза, и размер взаимозачёта может быть подобран таким образом, чтобы покрыть предпочтительный объем выбросов производителя. К ним относятся: 

Категория 1 - прямые выбросы, возникающие в результате деятельности отчитывающейся стороны; 

Категория 2 - косвенные выбросы, возникающие в результате деятельности отчитывающейся стороны;

Категория 3 - все другие косвенные выбросы в цепочке создания стоимости отчитывающейся компании, которые не входят в Категорию 2.

В таблице ниже представлены различные уровни выбросов углекислого газа в цепочке создания стоимости СПГ:

Таблица 1 Уровни выбросов углекислого газа в цепочки создания стоимости

Участники цепочки создания стоимости СПГ заключили ряд масштабных соглашений о компенсации, в основном на спотовом рынке. Есть признаки того, что эта практика может выйти за пределы спотового рынка и распространиться на долгосрочные договоры купли-продажи СПГ. Так, Shell подписал соглашение с PetroChina на поставку грузов СПГ с компенсацией выбросов СО2. Американская компания производства СПГ Tellurian объявила о начале сотрудничества с Национальным лесным фондом США в рамках пятилетнего плана стоимостью 25 миллионов долларов США по восстановлению лесов и другим проектам по всей территории США. Одним из первых проектов будет восстановление деревьев в Национальном лесу Кисатчи. 

Компенсация выбросов критикуется, потому что она позволяет не модернизировать производства и работать, как обычно, а эксперты считают, что следует направлять больше усилий на полный отказ от использования ископаемых видов топлива. Другие критикуют компенсацию как неэффективное средство смягчения экологических последствий продолжающегося использования ископаемого топлива, когда любые выгоды не станут очевидными в течение нескольких лет или вместо этого отмечают практическую реальность того, что такое решение компенсации как, например, лесопосадки, которые подвергаются лесным пожарам, не могут быть эффективным средством улавливания СО2 в долгосрочной перспективе. Это также сопровождается озабоченностью по поводу «углеродного учета», на основе которого стороны рассчитывают выбросы, подлежащие компенсации, и неспособностью учесть все нюансы.

Существует целый ряд вариантов компенсации, некоторые из которых меньше подвержены критике, чем другие. В таблице приведен перечень различных доступных вариантов. 

Таблица 2 Примеры различных компенсации


  В то время как появление «углеродонейтральных углеводородов» привлекло внимание общественности, грузы СПГ с компенсированными выбросами остаются незначительной частью общего рынка СПГ: с 2019 года было согласовано около 30 грузов СПГ с компенсацией выбросов углерода. В сентябре 2021 года стоимость компенсации выбросов за весь жизненный цикл среднего груза достигла примерно $1,8 млн [6]. 

Международная группа импортеров сжиженного природного газа (International Group of Liquefied Natural Gas Importers – GIIGNL) в ноябре 2021 года запустила комплексную систему с целью стандартизации подхода, применяемого в отношении «углеродных нейтральных» сделок СПГ. Целью GIIGNL является поощрение, избегание и сокращение выбросов, а также создание процессов декларирования углеродно-нейтральных грузов. Создание рамочной основы показывает растущее значение «углеродно-нейтрального СПГ» и будет способствовать распространению передового опыта в секторе СПГ в отношении этого продукта.

Альтернативные источники метана. Метан может быть получен в результате промышленных процессов, а также при добыче из недр земли. Органические вещества такие как пищевые отходы, могут разлагаться в среде с недостатком кислорода. В ходе данного процесса образуется биогаз, который в дальнейшем может быть переработан в биометан, который часто называют возобновляемым природным газом. Аналогичным образом, выбросы со свалок могут быть уловлены и переработаны в биометан. Затем этот биометан можно использовать так же, как и природный газ, или производить био-СПГ.

Био-СПГ можно смешивать с обычным СПГ. Использование смешанного био-СПГ в настоящее время применяется в небольших масштабах, например, как топливо для грузовых автомобилей, что позволяет сократить некоторые выбросы, производимыми традиционными видами топлива, такими как дизельное топливо. Уровень производства биометана в настоящее время относительно низкий [7].

Как и в случае с биометаном, водород можно смешивать с природным газом для снижения выбросов. В Великобритании компания «HyDeploy» завершила успешный пробный проект «HyDeploy», в рамках которого исследовалось подмешивание водорода в существующие газовые сети с долей водорода до 20%. В масштабах коммунального хозяйства компания JERA объявила о проведении технико-экономического обоснования для изучения возможности замещения 30% СПГ, который регазифицируется и сжигается на тепловых станциях в Японии, водородом и аммиаком. В этом случае водород будет смешиваться с регазифицированным СПГ на приемном терминале, таким образом будут сокращаться выбросы только от сжигания топлива, но не от производства и транспортировки.

Если предположить, что водород или аммиак используемые при любом смешивании, являются «зеленым» или «голубым» водородом, который имеет более низкие или нулевые выбросы СО2, то такое смешивание предназначено для снижения углеродоемкости сжигания природного газа и (в случае водорода) снижения загрязнения твердыми частицами. 

Сокращение выбросов парниковых газов

Второй способ декарбонизации СПГ – снижение выбросов углерода по всей производственно-сбытовой цепочке сжижения газа. При производстве СПГ порядка 50-80 % CO2 выбрасывается на этапе подготовки и сжижения, 10-40 % – при транспортировке танкерами и около 2-15 % при регазификации на приемном терминале [8]. На рисунке 1 представлен вклад различных этапов производственно-сбытовой цепочки СПГ в эмиссию парниковых газов, который, в основном, согласуется с вышеприведенными цифрами.

Рис. 1 Углеродоемкость цепочки поставок СПГ [9]

Если говорить в целом о СПГ, то уже одна только замена высокоуглеродных энергоресурсов, таких как нефть или уголь, на низкоуглеродный природный газ является существенным вкладом в декарбонизацию мировой энергетики. 

Добыча и последующее сжижение природного газа – энергоемкий процесс. Электрификация нефтегазовых месторождений с использованием энергии из нетрадиционных источников (атомная энергия и возобновляемые источники энергии (ВИЭ)) имеет потенциал для значительного снижения выбросов, связанных с добычей ископаемых. Дальнейшая электрификация инфраструктуры добычи и сжижения природного газа способна значительно сократить выбросы парниковых газов с дополнительным преимуществом сохранения природного газа для сжижения, а не использования для производства электроэнергии. 

Одним из способов, с помощью которого производители СПГ стремятся минимизировать выбросы парниковых газов, является улавливание и хранение выбросов СО2. Секвестрация углекислого газа производится в три этапа: захват, транспортировка и захоронение. В работе [10] представлено множество альтернативных комбинаций осуществления указанных этапов, представляется расширенный круг возможностей для подбора наиболее эффективной и выгодной технологии в рамках создания новых и повышения эффективности имеющихся проектов.

По сравнению с нефтеперерабатывающими и нефтехимическими заводами, завод СПГ является относительно чистым предприятием с точки зрения выбросов. Тем не менее, выбросы парниковых газов от заводов СПГ существуют. Среди источников эмиссии - установки подготовки и сжижения газа, генерация электроэнергии для собственных нужд завода. Основными источниками выбросов углекислого газа являются газовые турбины, которые применяются как на установках сжижения для вращения компрессоров, так и при выработке электроэнергии. Газовые турбины также служат источником выброса большого количества тепла в атмосферу.

На этапе транспортировки СПГ источником эмиссии углекислого газа, оксидов серы и азота служат силовые установки танкеров-газовозов, на этапе регазификации СПГ - испарители погружного типа с горелкой, где подогрев СПГ осуществляется за счет сжигания природного газа.  

Задачу снижения выбросов парниковых газов по всей производственно-сбытовой цепочке СПГ, помимо прямого улавливания и утилизации СО2, можно решить с помощью повышения энергоэффективности производства, транспортировки и регазификации СПГ. К мероприятиям по повышению энергоэффективности можно отнести:

·                     внедрение более эффективных технологий и оборудования, например, авиационных газовых турбин, более совершенных холодильных циклов на смесевых хладагентах, водяного охлаждения вместо воздушного в холодильных циклах, электростанции комбинированного цикла;

·                     использования альтернативных видов энергии для обеспечения производства, например, гидро- или атомных электростанций, а также ВИЭ;

·                     утилизацию отработанного тепла; 

·                     внедрение более эффективных силовых установок на судах-газовозах;

·                     утилизацию холода при регазификации СПГ, например, при разделении воздуха или электрогенерации с использованием двигателей Стирлинга. 

Уже сейчас мировыми компаниями проводятся мероприятия по снижению выбросов СО2 за счет внедрения инновационных технологий и использования альтернативных источников энергии. В Российской Арктической Зоне ПАО «НОВАТЭК» использует ВИЭ на базе солнечных панелей и ветрогенератов, которые питают пункты систем телемеханики для управления крановыми узлами магистральных трубопроводов и кустовых площадок газоконденсатных месторождений. Кроме того, ПАО “НОВАТЭК” и компания Baker Hughes подписали соглашение о сотрудничестве по переводу газовых турбин на водородсодержащие смеси топливного газа с целью сокращения выбросов углекислого газа на объектах СПГ [11].


В норвежском Хаммерфесте для сжижения газа на заводе мощностью 4,3 млн т в год применяются электроприводы, а создание интегрированного проекта использования энергии гидроэлектростанций для производства экологически чистого СПГ продвигается Канадой. Также рассматриваются проекты электрогенерации с использованием СПГ и проекты энергообеспечения СПГ-производств посредством произведенной на атомной электростанции энергии [12,13].

Хотя вышеперечисленные мероприятия позволяют свести к минимуму выбросы парниковых газов, основная масса выбросов приходится на долю конечных потребителей природного газа. Эти выбросы можно снизить только за счет энергосбережения.

О системах мониторинга и подсчета выбросов парниковых газов

Декарбонизация производственно-сбытовой цепочки СПГ сталкивается с определенными трудностями.

Одним из опорных условий снижения углеродного следа является надежная система мониторинга выбросов, отчетности и постоянных проверок оборудования, которая будет обеспечиваться на регулярной основе данными, которые в свою очередь будут способствовать пониманию последствий выбросов в цепочке поставок. Однако, на данном этапе не существует такой национальной или мировой системы, а при недостатке данных сложно добиться декарбонизации всей цепочки поставок.

Отсутствие глобальной системы контроля выбросов — это не единственная проблема, с которой придется столкнуться при декарбонизации:

·           фрагментированная цепочка создания стоимости газа, где отчетность и обязательства компаний часто охватывают только их собственные операции, а не всю цепочку;

·           отсутствие последовательной методологии для измерения выбросов;

·           отсутствие соответствующих сертификационных органов, обеспечивающих достоверность оценок выбросов по различным элементам производственно-сбытовой цепочки [6].

Отраслевые организации и компании начинают заполнять данные пробелы, разрабатывают свои собственные методологии и устанавливают свои целевые показатели выбросов.

Первым шагом к решению проблемы выбросов парниковых газов, связанных с производственно-сбытовой цепочкой, является точное определение этих выбросов. Поскольку цепочки поставок являются глобальными и не полностью интегрированы, выполнение этого расчета может быть сложной задачей, и для многих секторов очевидна необходимость в разработке практических и точных подходов к его определению.

Сделка, объявленная компаниями Pavilion Energy и Qatar Petroleum Trading (QPT) в ноябре 2020 года, является ярким примером того, как отслеживать и составлять отчеты о выбросах в секторе СПГ. Сообщается, что QPT согласился продать, а Pavilion согласился закупить до 1,8 млн т СПГ в год в течение десяти лет, при этом каждый доставленный груз должен сопровождаться отчетом о выбросах парниковых газов, измеренных от скважины до порта разгрузки. Методологическая работа, необходимая для реализации этого, основана на различных отраслевых инициативах последних лет.

Однако, при всей необходимости внедрения политики декарбонизации в индустрии СПГ, до сих пор не существует отраслевого органа, который был бы создан для разработки руководящих принципов измерения, отчетности и проверки требований к выбросам углерода от грузов СПГ и углеродно-нейтральным грузам СПГ. Энергетические компании добровольно предоставляют гранты на проведение сторонних научных исследований с целью получения знаний об эмиссиях в цепочках создания стоимости. 

Основные проблемы продавцов заключаются в поиске путей сокращения выбросов углекислого газа при производстве СПГ в долгосрочной перспективе, поскольку покупатели могут все чаще искать поставки с самым низким уровнем выбросов, а также учитывать это в контрактной цене.

Политика регулирования в разных странах различна в отношении того, что учитывается в цепочке производства, транспортировки и потребления СПГ. Регулирование выбросов парниковых газов постоянно развивается, и правительства могут начать регулировать трансграничные выбросы углерода. Некоторые правительства выплачивают субсидии на создание поглотителей углерода и установок по связыванию углекислого газа, и такие субсидии, вероятно, будут расти.

Общественные меры по сокращению выбросов как в странах-экспортерах, так и в странах-импортерах СПГ усиливают неопределенность в отрасли, а изменения государственной политики представляют существенный риск. Тем не менее, покупатели и продавцы продолжают заключать 20-летние долгосрочные контракты, в которых прямо не рассматривается потенциальное влияние декарбонизации, будь то коммерческое, нормативное, масштабное или юридическое.

Для реализации политики декарбонизации СПГ необходимо разработать комплексную модель, которая будет обеспечивать финансовую жизнеспособность и сокращение выбросов. Для того, чтобы начать производить и поставлять экологически чистый газ, технологические и нормативные изменения должны быть осуществлены на каждом этапе цепочки: от скважины до доставки потребителю.

Заключение

Экспорт российских природных ресурсов на мировой рынок требует от сектора природного газа определенных действий по сокращению выбросов углерода.

Нормативные требования могут усилить внимание к выбросам парниковых газов в цепочке поставок СПГ. Кризис Covid-19 и растущая осведомленность клиентов и инвесторов также могут усилить интерес к устойчивости и спрос на низкоуглеродные виды деятельности. Таким образом, поставщики и покупатели могут добровольно использовать компенсационные решения для поддержания стоимости своей продукции и даже создания конкурентного преимущества, что делает СПГ продуктом премиум-класса и фактором дифференциации. В этом контексте «углеродно-нейтральная» торговля СПГ, достигаемая с помощью механизмов компенсации выбросов, вероятно, станет более частой, независимо от уровня цен на СПГ.

Количественная оценка и сертификация выбросов в цепочке поставок СПГ - сложная, но не невыполнимая задача. Для этого необходимо внедрение надежной и общепризнанной системы мониторинга, отчетности и проверки. Это потребует сотрудничества между продавцами и покупателями и усилий с обеих сторон. 

Наконец, до любых компенсаций, предотвращение и сокращение выбросов в производственно-сбытовой цепочке СПГ должно оставаться приоритетом, поскольку они являются наиболее быстрыми, эффективными и устойчивыми способами снижения углеродных выбросов. Механизмы компенсации выбросов углерода не должны заменять сокращение выбросов, но они вполне могут стать важной частью усилий отрасли по оздоровлению экологии.

Новая государственная политика и деловая практика необходимы, чтобы изменить правила игры и способствовать более рентабельному и продуктивному переходу к низкоуглеродному будущему. Правительство должно усилить поддержку исследований, разработок и демонстраций низкоуглеродной энергетики, а затем разработать последовательный политический подход для поддержки коммерциализации чистых энергетических технологий таким образом, чтобы обеспечить справедливый доступ к энергии для всех.

Рост промышленности СПГ за последнее время — это история успеха, которая сыграла критически важную роль в удовлетворении растущих потребностей мира в энергии, но сейчас важно то, насколько эффективно отрасль решит проблему декарбонизации, именно этот станет решающим фактором в определении успеха СПГ в ближайшие десятилетия.



Статья «Трансформация индустрии СПГ в рамках декарбонизации мирового ТЭК» опубликована в журнале «Neftegaz.RU» (№4, Апрель 2022)

Авторы:
Комментарии

Читайте также