ЭКиП № 6. ЗАДАЧИ РАЗВИТИЯ ГАЗОХИМИИ В РОССИИ
В последнее время большинство средств массовой информации стран Европы и России с большой заинтересованностью ведут мониторинг цен на природный газ. Надо полагать, ни один крупнотоннажный энергоноситель не испытывал таких скачков цен от 140–150 долл. за 1000 м3 в 2019 г. до 3800–3900 долл. за ту же 1000 м3 в 2022 г. Где же так необходим природный газ? Примерно 30–40 % всего природного газа в мире потребляется энергетикой. Сопоставимая доля (30–35 %) приходится на производство минеральных удобрений, химическую промышленность и металлургию. Немалые объемы природного газа задействованы в бытовом секторе — 20–30 %. В ближайшей перспективе вряд ли удастся найти эквивалентную замену природному газу в мировой экономике. Каждый год спрос на него в мире увеличивается на 1,5–2 %, а за период 1981–2020 гг. вырос почти в 2 раза (а нефти всего на 45–50 %!).
На международном рынке сложилась устойчивая система торговли природным газом. Например, 60 % нужд Европы удовлетворяется за счет поставок из России (40–45 %) и Норвегии (15–20 %). При такой зависимости европейской экономики от импорта газа невозможно в один момент отказаться от его закупок и перейти на "зеленую" энергетику. Заявлять об отказе от этого энергоносителя могут только политики, но вряд ли бизнесмены. Однако сокращение потребления газа в Европе, пожалуй, неизбежно. В настоящее время Россия поставляет в европейские страны ежегодно 160–180 млрд м3 природного газа. Китай пока не столь же значимый потребитель природного газа из России. Освоение всего потенциала газопровода "Сила Сибири" к 2024–2025 гг. обеспечит ежегодные поставки в Китай не более 38 млрд м3 природного газа. С учетом заявленного в Европе объема сокращения потребления природного газа можно предположить появление к 2040–2045 гг. перепроизводства газа в России на уровне 45–50 млрд м3 в год.
Для достижения приемлемых темпов роста экономики РФ необходимо найти направления эффективного применения природного газа внутри страны. Какие же отрасли экономики могут отвечать этой задаче? Для оценки значимости будущей проблемы можно привести данные по затратам природного газа на производство аммиака — основы большинства минеральных удобрений. На получение 1 т аммиака расходуется около 1000 м3 газа. Следовательно, избыток природного газа мог бы обеспечить выработку в России дополнительных 45–50 млн т аммиака! Это почти 1/3 всего мирового производства аммиака. И вряд ли мировой рынок ждет такого подарка. Еще одним крупнотоннажным продуктом, получаемым из голубого топлива, является метанол — потенциально весьма перспективное сырье для нефтехимии.
Масштаб вызовов, которые возникают перед наукой и бизнесом в нашей стране, диктует поиск новых путей глубокой переработки и высокотехнологического использования природного газа. Эта серьезная цель несколько напоминает ту, которая стояла перед человечеством в начале ХХ в. Тогда почти половина химиков мира занималась решением вопроса связывания атмосферного азота в соединения, позволяющие производить минеральные удобрения для гарантированного продуктового будущего человечества. Так был разработан процесс синтеза аммиака. Разработан и освоен вопреки существовавшим в то время ограничениям по оборудованию и материалам.
Наверное и сейчас российским ученым и бизнесменам, занятым в сфере глубокой переработки природного газа, не следует оглядываться на имеющиеся технические ограничения. Создание высокомаржинальных и востребованных на внутреннем и мировом рынке продуктов станет драйвером для их промышленного выпуска.
Какие же направления наиболее приоритетны в этом аспекте? Крупным потребителем природного газа может стать производство стали. В России сейчас действует только один завод, на котором сталь получают из руды путем ее прямого восстановления водородом. Еще один такой же завод начинает строиться на Урале. Для подобного производства высококачественной, уникальной по своим свойствам стали на каждый миллион тонн металла затрачивается несколько миллиардов кубических метров газа.
В 70–80-е годы XX в. были разработаны научные основы биотехнологической переработки природного газа в белково-витаминный концентрат — гаприн (название от слов газ + протеин). Такой кормовой белок позволит навсегда забыть о проблеме с кормами. Пожалуй сейчас удобное время вернуться к такой технологии?
Переработка природного газа в аммиак или метанол, использование его в металлургии неизбежно повлечет за собой выбросы углекислого газа. При производстве аммиака выбросы CO2 в 1,5–2 раза больше, чем при синтезе метанола. Неужели единственный вариант — выбросы углекислого газа в атмосферу? Может быть стоит попробовать получать из метанола и CO2 диметилкарбонат — безопасный растворитель, сырье для пластиков, октаноповышающая добавка для бензина. Стоимость такого продукта из метанола и CO2 расширит диапазон его использования и даст новые возможности природному газу для замены нефти.
По всей видимости, XXI в. имеет все шансы стать эпохой прогресса газохимии, когда технологии глубокой переработки природного газа приведут к кардинальным изменениям в экономике самых разных отраслей промышленности. И Россия, ее ученые, инженеры, предприниматели способны быть в авангарде данных инноваций.
А.С. Носков
Зам. директора по научной работе
ФИЦ "Институт катализа
им. Г.К. Борескова СО РАН",
д-р техн. наук, профессор,
главный редактор журнала ЭКиП