Сланцевый газ что это такое вред и польза
Сланцевым газом называют природный газ, который добывается из горючих сланцев. В его составе преобладает такой углеводород, как метан. Лидером в области добычи этого газа была и остается Америка. Сегодня мы с вами подробнее узнаем, что такое сланцевый газ, а также познакомимся с историей, технологией и перспективами его добычи.
Терминология
Многие задаются вопросом: «В чем отличие сланцевого газа и природного газа?» На самом деле этот вопрос некорректен. Дело в том, что сланцевый газ тоже является природным, так как добывается из недр земли. Поэтому правильнее сказать, что голубое топливо бывает традиционным и сланцевым. Разница между двумя видами состоит в способе их добычи и составе. Традиционный газ добывают в основном из газовых залежей или же особых участков нефтяных месторождений, которые называют газовыми шапками. Он может состоять из разных газов (метана, этана, пропана или бутана) в различных пропорциях. Преобладающим углеводородом, как правило, выступает метан. А что такое сланцевый газ? Этот вид горючего добывают из газоносных осадочных пород, представленных главным образом сланцами. Доля метана (CH4) в нем гораздо выше, чем в традиционном голубом топливе. Вот и вся разница.
История
Первая коммерческая скважина по добыче газа из сланцевых пластов была пробурена в 1821 году во Фредонии (США) Уильямом Хартом. Масштабная добыча сланцевого природного газа (СПГ) в Америке была инициирована Томом Уордом и Джорджем Митчеллом. В 2002 году в Техасе компания Devon Energy впервые использовала наклонно-направленное бурение в комбинации с многостадийным подрывом пласта. Объемы извлечения сланцевого газа в США стали резко расти. СМИ стали называть этот процесс «газовой революцией». В результате в 2009 году Америка стала мировым лидером по добыче газа (745,3 млрд м3). При этом на нетрадиционные источники (сланцевые и угольные пласты) приходилось 40 % добычи. Вскоре весь миру узнал о том, что такое сланцевый газ.
В 2010 году крупнейшие топливные компании с разных уголков планеты вложили в общей сложности 21 миллиард долларов в активы, связанные с добыванием газа из сланцев. Когда процесс начал набирать крупных оборотов, цена сланцевого газа в Америке стала стремительно падать. К началу 2012-го она была ниже, чем себестоимость добычи СПГ. В результате крупнейшая компания в этой сфере – Chesapeake Energy сократила производство на 8 %, а объем капитальных вложений – на 70 %.
В конце 2012 года газ в Америке стал стоить даже дешевле, чем в России. Лидеры отрасли стали массово сокращать добычу из-за финансовых трудностей. А компания Chesapeake Energy и вовсе оказалась на грани банкротства.
Как добывают сланцевый газ?
Затраты на поиск месторождений СПГ в значительной степени превышают затраты на проведение аналогичных работ с традиционным «голубым топливом». Из-за большой глубины залегания многие привычные методы исследования здесь оказываются неэффективными.
В целом разведка сланцевого природного газа происходит в три этапа:
- Бурение скважины, в которой производится гидроразрыв.
- Выкачивание пробной партии газа и ее анализ, направленный на поиск подходящей технологии добычи.
- Опытным путем определяется продуктивность той или иной скважины.
Так как СПГ залегает в породе, обладающей низкой пористостью, его извлечение традиционными способами не представляется возможным.
Добыча сланцевого газа производится с использованием сразу трех технологий: это наклонно-горизонтальное бурение, многостадийный подрыв пласта и сейсмическое моделирование. Иногда второй метод заменяют более дорогим безводным пропановым фрекингом. Так как концентрация сланцевого газа невелика (0,2-0,3 млрд м3/км2), для добычи значительных объемов необходимо покрыть скважинами большие площади земли.
Гидроразрыв производится следующим образом. К залежам газа прокладываются трубы. По ним в недра земли закачивается вода, реагенты (загустители, кислоты, ингибиторы коррозии, биоциды и многое другое), а также специальные гранулы (керамика, сталь, песок или пластик) диаметром до 1,5 миллиметров. В результате химической реакции, возникающей при смешивании всех реагентов, получается тот самый гидроразрыв. Из-за него в породе возникает огромное количество трещин, которые перекрываются гранулами и уже не могут сойтись. Осталось лишь выкачать воду (она фильтруется и применяется повторно) и газ, метан в котором является преобладающим углеводородом.
Перспективы
Запасы сланцевого газа оцениваются примерно в 200 трлн м3. Однако лишь малую часть из этих ресурсов можно извлечь. На сегодняшний день СПГ является региональным фактором и оказывает влияние только на североамериканский рынок.
Среди факторов, положительно влияющих на перспективу добычи газа из сланцев, можно отметить:
- Близость месторождений к возможным рынкам сбыта.
- Внушительные запасы.
- Заинтересованность ряда государств в снижении импорта топливно-энергетических ресурсов.
Вместе с тем у этого топлива есть и ряд недостатков:
- Высокая по сравнению с традиционным газом себестоимость.
- Непригодность к транспортировке на дальние дистанции.
- Стремительная истощаемость месторождений.
- Незначительная доля доказанных запасов в общем количестве.
- Серьезные экологические риски от добычи.
Согласно оценке компании IHS CERA, в 2018 году добыча сланцевого газа может составить примерно 180 млрд м3.
Рассмотрим положение вещей в разных странах земного шара.
Америка
В 2007 году запасы природного сланцевого газа в США были оценены в 24 трлн м3, из которых технически извлекаемыми признали 3,6 трлн м3. В 2014 году, с учетом открытия новых месторождений, извлекаемые запасы оценивались в 4 трлн м3, а разведанные недоказанные – в 23 трлн. Ведущей Американской корпорацией по добыче этого полезного ископаемого стала фирма Chesapeake Energy. В 2009 году производство СПГ в США составило 14% от всего горючего газа, что привело к перераспределению мирового газового рынка и образованию избыточного предложения. К 2012 году в Америке было добыто 290 млрд м3 сланцевого газа, что составило уже 40 % от общей выработки.
В результате пара новых терминалов для импорта сжиженных газов, построенная в Америке в дополнение к 10 работающим, создала избыток «голубого топлива». В 2010 году некоторые терминалы даже пробовали наладить экспорт горючего. В частности, фирма Freeport LNG Development подписала контракт с Южной Кореей и Японией о поставке 2,2 млн м3 СПГ в год.
По предположению Международного энергетического агентства, добыча сланцевого газа в Америке к 2030 году будет составлять порядка 150 млрд м3 в год. Тривиальный расчет, произведенный в 2014 году, показывает, что доказанных извлекаемых запасов СПГ в США при добыче на таком же уровне, как в 2014 году (330 млрд кубометров), хватит на 12 лет. Недоказанных же запасов должно хватить на 70 лет. Крупнейшие американские месторождения сланцевого газа: Barnett, Haynesville, Marcellus, Eagle Ford, и Fayetteville.
Европа
В ряде государств Европы также обнаружены крупные месторождения сланцевого газа. Речь идет о Польше, Австрии, Англии, Германии, Венгрии, Швеции и Украине.
В начале 2010 года появилась информация об открытии значительных запасов СПГ в Польше. В мае того же года планировалось начать освоение месторождений. В 2011 году издание Stratfor (США) ответило, что полякам потребуется вложить десятки миллиардов долларов, чтобы создать инфраструктуру, необходимую для нормальной деятельности по добычи вывяленных запасов. Издание отметило, что на эту работу у Польши могут уйти года или даже десятилетия. В конце 2011-го компания ExxonMobil пробурила на территории Польши пару экспериментальных скважин, однако уже в следующем году проект был закрыт из-за нерентабельности.
В остальных же европейских государствах вопрос по выработке сланцевого газа находится еще на стадии разведки. Согласно прогнозу Международной энергетической ассоциации, к 2030 году добыча СПГ в Европе может достичь 15 млрд кубометров за год.
Россия
В марте 2010 года Комитетом по энергетике был проведен круглый стол, на котором поднималась тема перспективы освоения ресурсов СПГ. Участники мероприятия предложили Правительству организовать работы по: оценке газосланцевого потенциала РФ, изучению передовых технологий по добычи нетрадиционного газа, а также оценке проблем, которые могут возникнуть в связи с развитием сланцевой промышленности в США и вероятной ее организацией в ряде других государств.
Руководство Газпрома заявило, что в ближайшие десятилетия разработка сланцевых месторождений на территории РФ не планируется. Это заявление подкреплялось тем фактом, что традиционные резервы компании эффективнее в 10 раз, нежели разработка нетрадиционных месторождений. В этой связи в 2012 году Александр Медведев – заместитель председателя правления компании, отметил, что к вопросу добычи СПГ Газпром если и вернется, то лет через 50-70.
Многие председатели Газпрома и высокопоставленные чиновники не единожды заявляли что «сланцевая революция» является пиар-компанией, призванной подорвать авторитет России на международном топливном рынке. Сергей Шматко, министр энергетики РФ, в 2010 году заявил, что вокруг данного вопроса образовался «ненужный ажиотаж». По его мнению, развитие производства сланцевого газа в Америке не сможет повлиять на мировой энергобаланс.
Первым высокопоставленным лицом, высказавшим в 2010 году обратную позицию, стал Юрий Трутнев – министр природных ресурсов и экологии. Он заявил, что рост выработки СПГ может стать проблемой для Газпрома и РФ. В августе 2012-го заместитель министра экономического развития Андрей Клепач отметил, что ранее масштабы «сланцевой революции» в РФ были недооценены, и пришло время отнестись к ней со всей серьезностью. В октябре того же года с подобным заявлением выступил и Владимир Путин. В этой связи он поручил Министерству энергетики скорректировать план по развитию отрасли до 2030 года.
Ряд экспертов утверждает, что ожидающиеся в ближайшие несколько лет поставки сланцевого газа из Америки в Евразию не станут угрозой для экспорта российского газа, так как последний более конкурентоспособен ввиду куда более низких расходов на добычу и транспортировку. Тем не менее в 2012 году Олег Дерипаска, крупный российский бизнесмен, полагал, что у РФ осталось 3-4 «сытых года», после чего сланцевый газ и нефть смогут быть конкурентными в реалиях ВТО.
Академик РАН Анатолий Дмитриевской считает, что в РФ выработка СПГ целесообразна только для местных нужд, на территории, которая находится в значительном удалении от действующих газотранспортных магистралей. Там разведка и организация добычи нетрадиционного голубого топлива могут оказаться более целесообразными, нежели прокладывание газопровода.
Украина
В 2010 году в Украине лицензию на разведку сланцевых месторождений получили компании Shell и Exxon Mobil. В мае 2012 года были выявлены победители тендера на разработку Юзовской (восточная Украина) и Олесской (Западная Украина) газовых площадей. Первый участок достался компании Shell, а второй – Chevron. Предполагалось, что активная добыча на этих территориях начнется в 2018-2019 годах. 24 января 2013 года фирма Shell подписала с фирмой «Надра Юзовская» соглашение о разделе сланцевого газа, добытого на территории Харьковской, Донецкой и Луганской областей. При подписании присутствовал и президент Украины Виктор Янукович. Осенью 2015 года компания пробурила первую скважину в Харьковской области.
Практически сразу после подписания договора в указанных областях начались пикеты и акции, участники которых были против разработки сланцевого газа, а также против предоставления этой возможности зарубежным фирмам. В. Волошин, ректор Приазовского университета, заявил, что добыча СПГ может производиться без ущерба для окружающей среды, но необходимо провести дополнительные работы по поиску наиболее подходящей технологии добычи.
В 2014 году, когда на Юго-Востоке Украины начался вооруженный конфликт, фирма Chevron в одностороннем порядке расторгла заключенные ранее договоры, сетуя на неисполнение украинским правительством обязательств по подготовке нормативной базы. Компании Shell временно приостановила свою деятельность по разработке сланцевого газа на Донбассе из-за сложившихся событий, однако от контракта пока что не отказалась.
Другие страны
Мировые залежи сланца довольно велики. Они сосредоточены главным образом в таких странах, как Австралия, Индия, Китай и Канада. Из перечисленных государств, только Китай вплотную занялся разработкой сланцевых месторождений. Компании страны начали работать в этом направлении в 2012 году и поставили себе цель выйти к 2020 году на уровень 30 млрд м3 газа в год. Таким образом страна смогла бы покрыть лишь 1 % от своих энергетических потребностей.
Запрет на добычу
Во Франции и Болгарии разработка сланцевых месторождений запрещена в связи с вероятностью нанесения ущерба окружающей среде. На этом же пути стоят Германия и некоторые штаты США.
Заключение
Сегодня мы с вами узнали, что такое сланцевый газ, а также познакомились с технологией его добычи и странами-фигурантами в этой отрасли. Напоследок стоит отметить, что СПГ является вполне перспективной альтернативой традиционному газу, однако на данный момент его выработка связана с рядом трудностей, которые не позволяют многим странам наладить процесс так, чтобы получаемый продукт был конкурентоспособным. Также мы с вами убедились, что вопрос об отличиях сланцевого газа и природного газа крайне некорректен.
В посте про сланцевую революцию каждый пятый комментатор спрашивал про экологию. Давайте разберемся, какую опасность для окружающей среды представляет добыча сланцевого газа.
Для начала нужно сказать, что вероятную опасность окружающей среды представляет, естественно, не сам факт добычи сланцевого газа, сколько применение технологии гидроразрыва пласта (“фрэкинг”), так как она связана с закачкой под землю больших объемов воды с химикатами.
В 2004 году Агентство экологической безопасности (АЭБ) США выпустило доклад, согласно которому технология гидравлического разрыва не представляет угрозы для окружающей среды. На основании заключений агентства Конгресс США в 2011 году принял решение о полном выводе технологии из-под государственного регулирования. Теперь для ее применения не требовалось получать каких-либо бумажек.
Минуточку! Но в 2004 году только 2% газа в США добывалось из сланцев, а сейчас ведь уже более 40%! Кроме того, по телеку показали, что добыча сланцевого газа отравляет воду, вызывает неприятные запахи и вообще портит пейзаж. Поэтому и разговор должен быть другой! Экологические организации потребовали от Агентства экологической безопасности разобраться повторно.
Агентство с душой взялось за дело. В 2011 году там разработали план проведения исследований, который предполагает сбор данных с добывающих компаний, проведение лабораторных исследований, анализ токсичности применяемых при добыче газа химических элементов, моделирование ситуаций и проведение исследований непосредственно на месте добычи. Кстати, объем плана – 190 листов! У нормального человека подозрения должны были возникнуть уже на этой стадии. Американское агентство так увлеклось исследованиями, что в декабре 2012 вместо окончательного доклада выпустило только “Прогресс репорт”, то есть доклад о том, как идет подготовка доклада. И он получился уже на 270 листов! Понятно, что прочитать это просто невозможно.
Поэтому все нормальные люди
просто забили на доклад АЭБ и читают другие доклады, объем которых не превышает 10 страниц. Например, доклад Шонкофа, Хейса и Финкеля, выпущенный в августе 2014 года в журнале “Энвайронментал хэлс перспективс”.
Эти ребята провели исследование 211 научных источников и еще большее число источников “серой литературы” (так они называют правительственные пресс-релизы и доклады), в которых описываются все риски на всем процессе добычи сланцевого газа. А именно:
1. При транспортировке химических компонентов к месту добычи и с места добычи к местам хранения после завершения бурения;
2. При добыче сланцевого газа, в том числе бурении, произведении гидроразрыва, обработке полученного материала, утилизации воды;
3. При передаче газа потребителю и его реализации.
Выяснилось, что риски существуют! Ага! По телеку-то врать не будут!
1. Во-первых, установлено, что при проведении гидроразрыва используются химикаты! Уже одно это открытие стало просто сенсацией! Подумайте, ведь химикаты могут быть опасны для здоровья. Особенно если они куда-нибудь утекут. Утечь они могут следующими способами: во время транспортировки, при неправильном хранении или при неправильном применении (например, при разливе). Основные риски, как выяснилось, связаны с транспортировкой химических элементов грузовиками до места добычи. Например, в одних только США ежегодно производится 292 миллиона выездов грузового транспорта для перевозки опасных веществ, при этом аж целых 5200 таких грузовиков попадают в аварию! Необязательно, правда, с разливом перевозимых жидкостей, но все равно, это же целых 0,00001% вероятности! Кстати, разлив жидкости происходит при менее, чем 1% ДТП таких грузовиков. То есть даже не 0,00001%, а 0,0000001%. Опасность не так велика, но осадочек-то остался!
2. Никто не будет отрицать, что химикаты могут утечь в воду во время проведения самого бурения. Ведь под землей есть источники питьевой воды, а мы туда химикаты заливаем! Некоторые странные исследователи утверждают, что питьевая вода залегает на глубине до 1000 м, а бурение сланцевого газа происходит на глубине 1500-3000 м. Но все равно, а если протечет? Ушлые исследователи решили доказать сами себе, что математику они учили не зря и взялись подсчитывать, сколько раз при бурении вообще любых нефтегазовых скважин вообще когда бы то ни было что-либо попадало в питьевую воду. И выяснили! В диапазоне от 2*10-5 до 2*10-8. То есть от 1 раза в 50 000 раз бурения до 1 раза в 50 000 000 (50 миллионов) раз бурения. Ну и что? А что, химикаты могут только снизу затекать, что ли? Любому ясно, что они и сверху могут затечь (как-нибудь).
3. Так-так-так. Ну а что происходит с хранением воды с химикатами после того, как бурение завершено? Конечно, отдельные посетители кафе “Старбакс”, глядя на подстаканники из переработанной бумаги прониклись духом необходимости делать рисайкл всего, включая жидкости из скважин после бурения с “фрэкингом”. Но таких сознательных (ужас!) менее 1%. Обычная картина по утилизации вредных жидкостей выглядит следующим образом: на одном из крупнейших месторождений Марселус в период с 2009 по 2010 годы такой отравленной воды оказалось 729 000 кубометров, из них почти 80% отправили в специальные частные резервуары, 15% отправили в другие скважины для повторного использования и еще 5% отправили в специальные муниципальные резервуары. “Вот дураки, надо было просто в речку слить!” – подсказывает китайский газопромышленник Ван Чжили.
4. Наконец, после долгих мучений обнаружена страшная брешь в экологической безопасности. Это содержание вредных веществ в воздухе! Например, в штате Юта в 2011 году 68 дней в году было зафиксировано превышение содержания частиц озона. А исследования на 111 буровых установках в 51% случае выявило превышение содержания кварца. Что касается метана, то при любой добыче нефти и газа в его содержание в воздухе в районах бурения, как правило, увеличивается в 2,6-4,9 раза.
С другой стороны, не стоит забывать, что природный газ принято считать “чистым” источником энергии. Наиболее частое применение природного газа – в электрогенерации, где он заменяет уголь. А по выбросам СО2 газ в 2 раза чище, чем уголь. В 2003 году более половины электростанций работали на угле, а в 2012 году – только 37%. Нетрудно догадаться, что заменило уголь (εɐɹ ņıqʚǝǹнɐvɔ). И куда же поехал неиспользованный в США уголь? В страны, где (тадам!) запрещена технология “фрэкинга” – Германию и Францию.
Возможно, вас это не убедило (и правильно!). Вот, например, мнение бывшего министра энергетики России Игоря Хануковича Юсупова (на сайте “Газпрома”):
“Я считаю, что сланцевый газ — это очень тяжелый бизнес, очень убыточный бизнес на сегодня ввиду имеющихся технологий и очень ущербная вещь для окружающей среды… Потому что использующиеся химикаты при гидроразрыве оставляют негативные последствия для окружающей среды и для пластов воды, которые находятся. Поэтому перспективы сланцевого газа очень призрачны. Они нечувствительны и не могут повлиять на газовый баланс в мире. В «Газпроме» существуют свои технологии. «Газпром» проводит экспериментальное изучение аналогичных технологий”.
Все понятно? Бизнес убыточный, ущерб большой, перспективы призрачные, поэтому “Газпром” проводит аналогичные исследования! Спасибо, дорогой Игорь Ханукович 😉
P.S. Кстати, в комментариях предлагаю выяснить, кто же заказал мне пост про сланцевый газ. Ну не мог же я вот просто так взять и написать про это. Госдеп? Газпром? Администрация президента? Ваши версии.
Предыдущие выпуски: Почему падают цены на нефть, Сланцевая революция