Представлена информация о распределении активных, завершенных, приостановленных, остановленных по решению менеджмента, планируемых к реализации, проектов улавливания, захоронения и улавливания и захоронения CO2 по частям света. Полученные результаты позволили выявить, систематизировать особенности действующих проектов секвестрации СО2. В процессе исследования были использованы кабинетные исследования, системный и сравнительный анализ, а теоретической и методологической основой работы явились исследования зарубежных и отечественных авторов, Интернет-ресурсы компаний, базы данных проектов.
Дискуссия о глобальном потеплении между ведущими учеными мира ведется примерно с середины прошлого века. Многие специалисты изменение климата на планете связывают с эмиссией техногенных парниковых газов, к которым относится углекислый газ. Однако, некоторые специалисты, например, международная группа ученых из Принстонского университета (США) и Института химии имени Макса Планка (Германия) пришла к выводу, что глобальное потепление связано не с деятельностью человека, а с высвобождением углекислого газа (CO2) из вод Южного океана.
Тем не менее, большинство ученых связывают климатические изменения на планете с выбросами парниковых газов, преимущественно CO2, которые возникают под действием антропогенных факторов, основными из которых являются:
- добыча и сжигание нефти, угля, газа и других полезных ископаемых;
- первичная переработка газа, переработка и обогащение нефти;
- восстановление железа;
- производство и использование удобрений.
Для решения проблемы глобального потепления разработан ряд способов, среди которых:
- отказ от использования органического топлива для выработки электроэнергии и удовлетворения прочих нужд мирового хозяйства;
- сокращение традиционной угольной энергетики;
- полный или частичный переход на возобновляемые источники энергии;
- развитие атомной энергетики;
- секвестрация
При этом, по мнению специалистов секвестрация углекислого газа, (улавливание и захоронение CO2 – Carbon capture and storage - CCS), которая заключается в улавливании, подготовке, транспортировке, захоронении и мониторинге CO2, является критически важной для достижения цели сдерживания роста температуры на планете до 1,5˚С. По прогнозам, вклад технологий секвестрации CO2 в снижение накопления СО2 в мировом масштабе к 2050 г. должен составлять не менее 13%.
CCS технологии постепенно развиваются по всему миру, происходит их внедрение на объекты, относящиеся к различным отраслям народного хозяйства. Опыт применения проектов CCS говорит о том, что секвестрация CO2 представляет собой технологию, способную в перспективе решить проблемы выбросов углекислого газа на предприятиях, относящихся к различным отраслям промышленности.
В основу гипотезы исследования заложено предположение о целесообразности и перспективности масштабной реализации проектов секвестрации CO2. Предполагается, что проекты секвестрации CO2 могут внести значительный вклад в снижение накопления CO2 в мировом масштабе.
Целью исследования было на основе всестороннего анализа, обобщения, систематизации информации о реализованных и реализуемых проектах секвестрации CO2, выявить и оценить особенности реализации действующих проектов секвестрации в мире.
Проекты секвестрации достаточно подробно рассмотрены в зарубежных источниках, где эти проекты классифицируются по различным признакам, и исследуются проблемы возможности распространения данной технологии по всем странам мира. Однако, в отечественной литературе данный вопрос практически не освещается, что делают данное исследования безусловно актуальным.
Согласно базе данным Национальной лаборатории энергетических технологий (the National Energy Technology Laboratory – NETL) по сбору и хранению углерода [9], по состоянию на апрель 2018 года в мире насчитывалось порядка 305 проектов CCS1, из которых в открытом доступе имеется информация по 299 проектам. База данных включает сведения обо всех активных, планируемых и реализованных проектах CCS, что дает представление обществу об усилиях различных отраслей, групп и правительств, которые предпринимаются в целях развития и широкого внедрения технологии CCS.
Данные проекты реализуются более чем в 30 странах мира, на 6 континентах и включают 76 проектов по улавливанию углерода, 76 проектов по захоронению углерода и 147 проектов по улавливанию и захоронению углерода. Из общего числа проектов, 93 проекта являются активными, 77 проектов завершены, 58 проектов остановлены по решению менеджмента, 36 проектов планируются к реализации и 35 проектов приостановлены.
На рисунках 1-4 представлено географическое распространение таких проектов в зависимости от состояния проекта.
Рис. 1 – Распределение активных проектов улавливания, захоронения и улавливания и захоронения CO2 по частям света (ед.)
Как видно из рисунка 1 наибольшее количество активных проектов улавливания, захоронения и улавливания и захоронения CO2 приходится на Северную Америку, так в Соединенных Штатах Америки (США) реализуются порядка 30 проектов. Большое количество проектов реализуется также в Европе, при этом на Норвегию приходится проекты, большинство из которых относятся к крупномасштабным. На африканском континенте на сегодня реализуется один проект.
Рис. 2 – Распределение завершенных проектов улавливания, захоронения и улавливания и захоронения CO2 по частям света (ед.)
Как видно из рисунка 2 наибольшее количество завершенных проектов улавливания, захоронения и улавливания и захоронения CO2 также приходится на Северную Америку, так в США завершено 49 проектов. В Южной Америке, а также в Африке пока нет ни одного завершенного проекта.
Рис. 3 – Распределение проектов улавливания, захоронения и улавливания и захоронения CO2, остановленных по решению менеджмента по частям света (ед.)
Как видно из рисунка 3 наибольшее количество остановленных по решению менеджмента проектов приходится на Северную Америку, а именно на США, так в США остановлено 25 проектов. Большое количество проектов также заморожено в Европе.
Рис. 4 – Распределение планируемых к реализации проектов улавливания, захоронения и улавливания и захоронения CO2 по частям света (ед.)
Как видно из рисунка 4 наибольшее количество проектов, планируемых к реализации, приходится на Северную Америку. В Европе и Азии (преимущественно Китай) также планируется к реализации достаточное количество проектов улавливания, захоронения, а также улавливания и захоронения CO2.
Таким образом, проекты улавливания, захоронения и улавливания и захоронения имеют достаточно широкую географию распространения. Лидирующую роль по количеству проектов занимают США, при этом интерес к проблеме также растёт в таких странах, как Австралия, Норвегия, Великобритания, Китай, Япония, Канада, Нидерланды.
На основе проведенного анализа действующих проектов секвестрации c использованием отечественных исследований [3,5,6], зарубежных открытых интернет ресурсов и баз данных [7,8] был составлен реестр, включающий такую информацию о проектах как наименование проекта, источник выбросов, технологические особенности, и другие особенности.
Таблица 1 - Особенности уникальных проектов секвестрации CO2
№ |
Наименование проекта |
Источник выбросов, технологические особенности |
Особенности |
1. |
Sleipner Carbon Dioxide Capture and Storage Project |
СО2 выделяется во время первичной переработки природного газа, улавливается до сжигания, в трубопроводном транспорте нет необходимости (прямая закачка) |
Первый успешный коммерческий проект, важный демонстрационный проект |
2. |
Snøhvit CO2 Storage Project |
СО2 выделяется во время первичной переработки природного газа, улавливается до сжигания, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Самый северный проект в мире, а также первый проект, согласно которому углекислый газ проходит через самый протяженный в мире однониточный подводный трубопровод |
3. |
Petrobras Lula Oil Field CCS Project |
СО2 выделяется во время первичной переработки природного газа, улавливается до сжигания, в трубопроводном транспорте нет необходимости (прямая закачка) |
Лула – первое сверхгигантское месторождение, расположенное в сверхглубоких водах и самый значительный проект CCS в Бразилии. |
4. |
Abu Dhabi CCS Project |
CO2 образуется в процессе прямого восстановления железа на сталелитейном заводе, для улавливания используется промышленная сепарация, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Первый в мире коммерческий проект по улавливанию СО2 на сталелитейном заводе. |
5. |
In Salah Carbon Dioxide Capture and Storage Project |
СО2 выделяется во время первичной переработки природного газа, улавливается до сжигания, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Первый промышленный проект в мире по хранению СО2 в водяной оторочке газового месторождения, важный демонстрационный проект |
6. |
Gorgon Carbon Dioxide injection project |
СО2 выделяется во время первичной переработки природного газа, улавливается до сжигания, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Самый крупномасштабный проект в мире, направленный на значительное сокращение выбросов CO2 путем подземного захоронения |
7. |
Boundary Dam Carbon Capture Project |
СО2 выделяется на электростанции, улавливается после сжигания, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Первая электростанция в мире, которая успешно использует технологию CCS |
8. |
Quest project |
СО2 выделяется при производстве водорода на заводе по производству синтетической нефти, улавливается путем промышленной сепарации, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Первый в мире коммерческим проектом CCS, где CO2 выделяется в процесс переработки битуминозных песков |
9. |
Alberta Carbon Trunk Line (ACTL) with Agrium CO2 Stream |
СО2 выделяется при производстве удобрений, улавливается путем промышленной сепарации, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Проект представляет собой сеть, обеспечивающая множественные точки входа для сбора СО2 из различных источников. Выход на полную проектную мощность (14,5 млн тонн в год) сделает это проект крупнейшим проектом CCS в мире |
10. |
Alberta Carbon Trunk Line (ACTL) with North West Sturgeon Refinery CO2 Stream |
СО2 выделяется при переработки нефти, улавливается путем промышленной сепарации, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
|
11. |
Great Plains Synfuel plant and Weyburn- Midale project |
СО2 выделяется при газификации угля, улавливается до сжигания, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Уникальный проект в силу того, CO2 выделяется при газификации угля, улавливается, транспортируется на месторождения с целью повышения нефтеотдачи |
12. |
Enid Fertilizer CO2-EOR Project |
СО2 выделяется при производстве удобрений, улавливается путем промышленной сепарации, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Использование EOR на месторождениях Northeast Purdy и Brady Unit началось еще в 1982 году, однако только в 2003 году для этих целей стал использоваться СО2, полученный на заводе удобрений. |
13. |
Shute Creek Gas Processing Facility |
СО2 выделяется во время первичной переработки природного газа, улавливается путем промышленной сепарации, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
В рамках этого проекта для сепарации газа и удаления сероводорода применяется новая технология «Контролируемая зона замораживания». |
14. |
Century Plant |
СО2 выделяется во время первичной переработки природного газа, улавливается путем промышленной сепарации, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Проект является крупнейшим промышленным заводом для улавливания CO2 в Северной Америке. |
15. |
Petra Nova Carbon Capture Project |
СО2 выделяется при производстве электроэнергии, улавливается после сжигания, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Установка Petra Nova является одной из двух действующих электростанций с улавливанием и хранением углерода (CCS) в мире и единственной в США. |
16. |
Air Products Steam Methane Reformer EOR Project |
СО2 выделяется при производстве водорода, улавливается путем промышленной сепарации, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Первый проект по улавливанию СО2 на установках по производству водорода. |
17. |
Coffeyville Gasification Plan |
СО2 выделяется при производстве удобрений, улавливается путем промышленной сепарации, для транспортировки требуется трубопроводный транспорт |
Применяется установка для сжатия CO2 на заводе, которая разработана компанией Blue Source |