Станция Земля

НОВЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ЖИДКИЙ КАПИТАЛ: стоит ли экологам приветствовать сжиженный газ?

© Аманда Гриском / 6 ноября 2003 г. C 2003, Grist Magazine, Inc.

 

Cжиженный природный газ (СПГ) - это товар с сочетанием противоположных свойств, о чем говорит одно лишь его название, однако его химическое состояние - только один из многих парадоксов этого энергоносителя, становящегося все более популярным. С одной стороны, при сжигании газ является самым чистым из всех видов ископаемого топлива и наиболее выгодной ближайшей альтернативой углю (который сейчас в США дает более 50% топлива для выработки электроэнергии). СПГ отстаивали и защищали многие природоохранные организации - именно как энергоноситель, оказывающий минимальное воздействие на глобальный климат и, в сравнении с другими видами ископаемых видов топлива, слабо загрязняющий атмосферу.

Однако есть и другая сторона медали: природоохранные организации в США уже давно борются за то, чтобы закрыть для добычи богатые газом экологически уязвимые территории (например, прибрежные районы и Скалистые горы), и ведут войну против некоторых методов извлечения природного газа - таких, как добыча метана из угольных пластов (загрязнившая грунтовые воды и нарушившая структуру земель в бассейне реки Паудэр в штате Вайоминг).

Здесь мы имеем две трудно примиримые между собой альтернативы. Если экологи хотят использовать природный газ вместо, скажем, угля и нефти, то большая часть топлива должна откуда-то ввозиться. Но если США не разрешат интенсивно разрабатывать под газ свои территории, то резко усилится ввоз газа из других стран, и тем самым американцы будут экспортировать негативные экологические последствия газодобычи в другие страны, которые могут иметь более слабые законы по экологической защите.

Эта дилемма резко обозначилась в последнее время – и по двум причинам. Во-первых, объемы добычи газа в США вышли на плато, а потребность в газе растет. Сегодня к сети подключается более 90% новых электрогенераторов, работающих на природном газе – причем часто для полной замены более грязных и менее эффективных угольных электростанций. Поэтому ясно, что достаточно скоро (даже при проведении агрессивных программ повышения эффективности использования энергии) нам потребуется либо открыть для добычи газа больше охраняемых территорий, либо начать импортировать газ из-за границы.

Во-вторых, ввоз газа стал финансово выгодной альтернативой совсем недавно. Раньше добыча газа была производством, ограниченным рамками государства или материка: молекулярная форма газа обуславливала его распространение только по наземным трубопроводам. Почти столетие назад ученые обнаружили, что газ может быть охлажден до сжиженного состояния – и в таком виде может перекачиваться, как нефть, к отдаленным потребителям. Однако лишь в последние несколько лет технология подешевела так, что это стало выгодной альтернативой использованию угля.

Конечно, совсем скоро и само это не произойдет, утверждают аналитики в области энергетики Дэниэл Ергин и Майкл Стоппард в статье под названием «Следующий приз», вышедшей в ноябрьско-декабрьском выпуске «Foreign Affairs». "Для того чтобы избежать в ближайшее десятилетие серьезных диспропорций в газовых рынках и экономике, необходимо как можно быстрее вложить в СПГ инвестиции", – пишут аналитики. Это перекликается с заявлением, сделанным в июле председателем федерального резерва Аланом Гринспаном, который сказал, что сокращение отечественных запасов природного газа – это «очень серьезная проблема», и разъяснил, чем угрожает эта проблема экономике США. Действительно, в Соединенных Штатах цены на газ со второй половины 1990-х годов возросли в два раза – и это слишком хорошо известно всем, кто оплачивает квитанции за газовое отопление. Последние пять лет объемы производства газа в США держатся на постоянном уровне, показывая, что добыча достигла пика, и отечественные запасы начали истощаться (то же, что произошло 30 лет назад с запасами отечественной нефти).

В отношении природного газа США почти полвека были в основном самодостаточны, за исключением небольших объемов импорта из Мексики и Канады, которые составляли всего 15% от американских запасов. Ергин и Стоппард предсказывают, что теперь зависимость США от иностранных поставок газа будет только возрастать: "В следующие пять лет мы [США], скорее всего, станем крупным импортером газа: через 10 лет мы обгоним в этом нынешнего крупнейшего в мире импортера - Японию".

Ергин - не только автор получившей Пулитцеровскую премию книги «Добыча: Всемирная история борьбы за нефть, деньги и власть» (хроника бурного роста нефтяной промышленности за последнее столетие), но и председатель правления фирмы, консультирующей энергетические компании и называющейся "Cambridge Energy Research Associates" (Стоппард является директором фирмы). Как представитель фирмы, Ергин открывает себя для критики: ведь его анализ отражает представления и предубеждения энергетической промышленности, например, в том, что ставит проблемы роста производства выше проблем охраны природы и повышения энергоэффективности.

Ясно, что добыча природного газа – это одна из тех областей, где неизбежно перекрываются промышленные интересы и интересы природоохранников, вне зависимости от того, сколько внимания мы уделяем эффективности использования энергии. Многие организации – начиная от Совета по защите природных ресурсов (СЗПР) до Гринписа – защищали природный газ как самый удобный источник ископаемого топлива для перехода к водородной экономике.

"Мы поддерживаем строительство новых [комбинированной выработки электроэнергии и тепла и с сопутствующими производствами] газовых электростанций, потому что они гораздо чище, чем угольные, - сказал Ральф Каванаг, старший юрист СЗПР и член государственной комиссии по энергетической политике. – И чтобы заменить угольные станции, нам нужны надежные, выгодные для добычи источники природного газа". Этот вопрос, как добавил Каванаг, неизбежно трансформируется в проблему «где и как нам достать топливо». Если мы хотим продолжать сохранять особо уязвимые территории, такие как Скалистые горы и побережья, имеющие крупные неосвоенные запасы газа, закрытые для промышленников, "тогда мы должны серьезно рассмотреть значение импорта СПГ из-за границы".

Газ всегда зеленее ...

Действительно, газ – самый чистый из ископаемых видов топлива: при его сжигании для производства электроэнергии испускается всего 40% той двуокиси углерода, что получается при сгорании угля. Другим экологическим преимуществом газа является использование газовых турбин комбинированного цикла (CCGT) – новой технологии для газовых электростанций, перенятой от реактивных двигателей и почти вдвое более эффективных, чем обычные электростанции (эффективность работы 70%, а у электростанций, работающих на сгорании угля или нефти - всего 30-40%). Газотурбинные станции также значительно более удобны для финансирования, их быстрее строить, кроме того, они могут располагаться близко к городам, так как гораздо меньше и экологически чище, чем обычные электростанции.

"Природный газ – это единственно возможная альтернатива в экологически «ненормативных» районах вроде Северо-Запада и Северо-Востока США, у которых нет другого выбора, кроме как развивать самые эффективные и самые экологически чистые из имеющихся производств, чтобы следовать нормативам по чистоте атмосферы", - заявил Дэвид Маннинг, старший вице-президент по корпоративным делам энергетической компании «КиСпан», крупнейшего продавца газа на Северо-Востоке США (экологически «ненормативные»» районы – это те, в которых не выполняются стандарты федерального закона о чистом воздухе).

Однако те же природоохранники, что поддерживают газ и отстаивают его преимущества перед углем, согласны с И. Кайлом Даттой, управляющим директором по исследованиям и консультациям в негосударственном Институте Скалистых гор, в том, что для окружающей среды, да и самой экономики лучше не увеличивать производство энергоносителей, а снизить их потребление за счет роста эффективности. "Самое легкое и самое лучшее, что надо делать для решения проблемы дефицита газа - это экономить его, снижая электронагрузку, - сказал Датта, ссылаясь на недавнее исследование, показавшее, что к 2005 году мы можем легко снизить потребление электроэнергии на 15% по цене 5 центов за киловатт-час. – Повышение эффективности использования топлива могло бы заменить все рассматриваемые проекты по СПГ, причем при гораздо меньших затратах и дав гораздо большую окупаемость».

Без сомнения, этот план должен быть приоритетом номер один. Экологи постоянно заявляют о том, что единственной и самой главной реакцией на надвигающиеся энергетические кризисы должно стать повышение эффективности использования энергоносителей. В то же время, даже при таком повышении эффективности, которое смогло бы скомпенсировать планируемый рост спроса на газ примерно на 2% в год, остается еще один неопровержимый факт. Дело в том, что свыше половины энергии в США производится устаревшими электростанциями, работающими на угле и сильно загрязняющими среду (которые сейчас по недавнему распоряжению правительства, пересмотревшего нормативы и правила Закона о чистом воздухе, освобождены от необходимости производить усовершенствования и реконструкции в технологии контроля загрязнений).

"Нам нужно следить за главным злодеем, а им является стареющая флотилия экологически грязных угольных электростанций, - сказал Каванаг. – Необходимо вплотную заняться планом замены этих электростанций. Раньше высокие цены на газ не позволяли большинству потребителей с охотой относиться к идее перехода станций на газ вместо угля. А именно такой переход считается большинством экологов правильной мерой, по крайней мере, как временный паллиатив перед переходом на водородное топливо. СПГ позволяет держать цены на газ более стабильными и достаточно низкими, что жизненно важно для того, чтобы сделать наш план замены угольных электростанций газовыми экономически выгодным».

Другими словами, природный газ является единственной ближайшей и конкурентно способной по затратам альтернативой производству угля, способной обеспечить население и промышленность более экологически чистыми и надежными базисными энергоносителями. А базисными являются такие энергоносители, которые могут обеспечить бесперебойную нагрузку 24 часа в сутки, в отличие от возобновимых источников энергии, которые могут производить электроэнергию, только когда светит солнце или дует ветер.

"Ну и конечно, в конце концов вопрос упирается в то, как быстро мы можем уйти от всех ископаемых видов топлива и перейти к возобновимым видам энергии? – спрашивает Ашок Гупта, старший директор по энергетике в СЗПР. – Это будет долгий, тяжелый процесс, одновременно с которым нам придется вводить переходные технологии. Следует сделать основной упор на резком усилении эффективности использования энергоносителей, а также на рост использования газа, при этом как можно быстрее переходить к возобновимым источникам топлива и водороду».

На самом деле, именно на природном газе должна проходить начальная стадия "водородной революции". Дело в том, что самый дешевый и наиболее обычный способ производства водорода – это паровая конверсия (риформинг) метана - процесс, который заключается в извлечении атомов водорода из молекул природного газа. Базирующая в штате Вирджиния компания «H2-Ген» уже разработала портативные топливные станции, которые могут подключаться к существующим газопроводам и, используя паровую конверсию метана, получать из синтез-газа водород и доставлять его потребителю. Цена на такое топливо при этом вполне конкурентноспособна с бензином. Есть надежда, что в конце концов для производства водорода будет использоваться солнечная и ветровая энергия, но уже и сейчас портативные станции компании «H2-Ген» - это чудесное изобретение.

Однако естественно, что производство водорода определяет лишь малую часть роста в спросе на природный газ, львиная доля же получается за счет потребностей производства электроэнергии. "Использование природного газа при производстве электроэнергии возросло с 90-х годов в целом почти на 40%, и этот рост только продолжится", - пишут Ергин и Стоппард. Недавно в США была построена и только что вошла в строй громадная электростанция мощностью 200 тыс. мегаватт, работающая на газе. Она производит колоссальное количество электроэнергии, эквивалентное более чем четверти всех имеющихся мощностей страны 2000 года, и больше, чем все электростанции Великобритании и Франции вместе взятые.

И это только начало. По данным Администрации энергетической информации (ведающей официальной статистикой для Департамента энергетики США), планируется, что в ближайшие два десятилетия спрос на природный газ вырастет почти на 50%, а объемы импорта возрастут более чем в 2 раза. Доля же использования СПГ при этом вырастет с сегодняшнего уровня в менее 1% до почти 30% в 2025 году.

"Рост использования СПГ экономически выгоден, потому что сегодня он конкурентоспособен с перекачиваемым по трубам бензином, - объяснил Маннинг из организации «КиСпан». – Если бы газ был столь же дорог, как он был в 90-е годы (когда цена на него составляла примерно 2 доллара за тысячу куб. футов), то СПГ не был бы столь привлекательной альтернативой, но сегодня цены на него упали".

Недавние усовершенствования в технологии и строительстве привели к снижению цен на СПГ фактически более чем на 30%. "Большая часть этого падения цен вызвана удешевлением процесса сжижения, - объяснил Стоппард, - который является самой энергоемкой процедурой в производстве СПГ". Перед перевозкой газ должен быть охлажден до минус 260 градусов по Фаренгейту (-128 С) - температуры, при которой он превращается в жидкую форму и теряет свой объем. Будучи сжиженным, газ, "количество которого в газообразной форме могло бы заполнить футбольный мяч, может поместиться в теннисный мячик," как написано в статье из «Times», озаглавленной "В США истощаются запасы энергии» (за 21 июля 2003 г.). После перевозки в терминалы США жидкость медленно нагревается до превращения в газообразное состояние, а затем перекачивается по трубопроводам в распределительные точки.

Такой процесс мог бы показаться абсурдно энергоемким и затратным, но на практике он удивительно эффективен. Так, в нем не требуется постоянного охлаждения, потому что если газ сжижен, его просто помещают в гигантские изолируемые контейнеры (термосы). При перевозке жидкость нагревается очень медленно и часть газа выходит из контейнеров, однако эти отходы захватываются и используются при работе двигателя судна. Процесс перевода СПГ в газообразное состояние заключается в простом нагревании газа до комнатной температуры и требует очень малого количества энергии.

«В процессе хранения и перевозки СПГ теряется удивительно незначительное количество первоначально произведенного газа – фактически гораздо меньше, чем мы теряем сегодня в трубопроводах, тянущихся тысячи миль из Канады или Мексики", – сказал Каванаг.

По сравнению с трубопроводным газом, у СПГ есть и другое преимущество - это постоянство его цен, потому что перевозки СПГ базируются на 20-30-летних контрактах. Обычно цены на природный газ высоко изменчивы, в основном потому, что они зависят от погодных факторов (очень холодные зимы или очень жаркие летние сезоны вызывают резкие скачки в спросе на газ, и соответственно, в ценах на электроэнергию). Возведение установок по хранению, погрузке и перекачиванию СПГ требует инвестиций в технику и строительство инфраструктуры до 5 млрд. долларов, но эти сооружения возводятся при существовании долговременных обязательств на поставки. Эти же обязательства позволяют стабилизировать цены, что благоприятно как для потребителей, так и в целом для экономики.

Является ли газ наполовину полным или наполовину пустым?

Так же как и любой другой энергоноситель, СПГ имеет и свои недостатки. Главный из них – это сложности при перевозке. Танкеры, способные перевозить СПГ, достигают длины в среднем 350 м – это не тот тип судна, который вы можете легко поставить в порту Манхэттена или любом другом крупном портовом городе. В то же время в газе больше всего нуждаются самые заселенные урбанистические районы. Решение этой проблемы, как многие считают, состоит в приеме танкеров и строительстве установок для переработки СПГ в более отдаленных районах и использование для перекачки этого газа уже существующих трубопроводов, однако даже при этом очень трудно найти места постройки газораспределительных станций и терминалов.

Озабоченный вопросами такого размещения и жаждущий начать освоение отечественных запасов газа, Департамент внутренних ресурсов США собирается открыть для добычи газа больше федерально охраняемых земель в Соединенных Штатах. "Если мы не увеличим наши запасы газа, возникнут серьезные последствия, и СПГ будет частью решения этой проблемы, - заявил Бад Данненбергер, руководитель отдела инженерных и операционных работ в Службе управления полезными ископаемыми Департамента. -Однако прямо у нас под носом лежит гораздо лучшее решение. У нас есть значительные ресурсы газа, например, на континентальном шельфе США, 85% которых сейчас закрыты мораторием. Следует посмотреть правде в лицо и понять необходимость открытия этих территорий под разработку. Зачем нам ввозить газ, если мы можем добывать его прямо здесь?"

Американским экологам следует тщательно проанализировать соотношение выгод и потерь при сравнении двух альтернатив - стоит ли экспортировать экологический ущерб или сохранять его внутри своей страны. Негативные экологические последствия добычи газа на наших побережьях, вероятно, ничем не хуже – а возможно, и лучше – чем взятие ресурсов у другой, импортирующей страны, потому что масштабы потенциального ущерба зависит от уязвимости региона и строгости мер экологической защиты. "Ясно, что нам нужно разработать дипломатические и международные способы решения этой проблемы, - сказал Гупта из СЗПР. - Необходимо гарантировать, что все операции [добыча и экстракция] экологически оптимальны и соответствуют всем природоохранным правилам не только в нашей стране, но и за рубежом».

Учитывая, что импорт СПГ в ближайшие годы вырастет, экологам надо сотрудничать в вопросах оптимизации процессов получения, перевозки и размещения объектов переработки СПГ, которые становятся в последнее десятилетие гораздо более сложными. Это приводит к тому, что"продолжительность времени, требующегося на получение лицензии [на сооружение установок по шельфовому бурению и разуплотнению газа], возросла в два, а то и в три раза", как сказал Ергин. "Природоохранные противоречия вокруг проблем лицензирования и размещения объектов могут оттолкнуть инвесторов, поэтому применять правила и нормативы следует тонко и синхронно с операциями", добавил он. Другими словами, как разъяснил Конгрессу Гриспан, «видя перспективы поступления в США больших количеств импортного СПГ, мы не можем не поощрять добывать этот экологически "зеленый" энергоноситель и в нашей стране".

Однако даже если контролирующие органы введут сильно упрощенные правила, а импорт СПГ ускорится, даже если энергоустановки на газовом топливе начнут все больше заменять угольные электростанции, а качество воздуха станет улучшаться, останется еще один зловещий аспект нового всемирного газового бизнеса: национальная безопасность. "Что вероятно делает СПГ менее привлекательным – так это риск террористического акта или несчастного случая, - заявил Амори Ловинс, председатель правления Института Скалистых гор. – Если 300-метровый танкер, перевозящий СПГ, будет взорван [крылатой ракетой], то это вызовет взрывную волну мегатонной силы. Такой пожар – это не то, что бы вы хотели иметь где-нибудь рядом с городом".

До сих пор компании устанавливали установки по разуплотнению газа на безопасном расстоянии от крупных городов и подключили газ к имеющимся трубопроводным инфраструктурам, однако это не гарантия отсутствия аварий. Более того, тот же аргумент о безопасности можно привести и по поводу нефтяных танкеров, прибывающих на берега США ежедневно. Чтобы защитить себя от подобных катастроф, нам следует разработать безопасные технологии и материалы – такие как пуленепробиваемые контейнеры, и нет причин не использовать сходные приемы при транспортировке СПГ.

Есть еще один факт, который как минимум столь же опасен, что и угроза терроризма. Он заключается в том, что уже 30 лет назад, вскоре после вступления США в мировой нефтяной рынок, наша страна быстро покинула ряды слабых импортеров нефти и стала крупнейшим импортером. Как заметили в своей статье Ергин и Стоппард, небывало растущий импорт нефти помог стране удержаться перед нефтяными кризисами 1970-х годов и создал опасную зависимость от стран-экспортеров, которая сегодня более чем всегда, угрожает не только окружающей среде, но и нашей экономике и безопасности. Рост интереса к СПГ может привести к сходной ситуации, когда у США резко усилится зависимость - вместе со всеми связанными с этим последствиями в нарушении природы и иностранной политике.

На этот счет, однако, Ергин настроен оптимистично. "Я думаю, что мы можем научиться на ошибках истории и предвосхитить часть тех кризисов, с которыми мы столкнулись при росте своей нефтяной зависимости", – заявил он. Далее он разъяснил, что регионы, богатые природным газом - Индонезия, Алжирская пустыня, моря Тринидада и Нигерии, восточной части России, северной Норвегии и подножий Андов – гораздо более разнообразны и децентрализованы, чем Ближневосточный регион, контролирующий свыше двух третей нефтяных ресурсов всего мира. В итоге поддержание разнообразия в источниках природного газа может спасти нас от этого типа проблем государственной и экономической безопасности, которые встали перед нами из-за нефти.

Однако поддержка растущего производства природного газа включает в себя множество компромиссов – экологических и другого рода. Особенно заметен ущерб земельным и водным ресурсам, связанным с извлечением и добычей природного газа, а также угроза того, что даже если мы уберем этот процесс из своей страны, он моментально экспортируется в другие страны. Кроме того, при этом резко усиливается угроза безопасности, связанная с возрастанием зависимости от иностранных ресурсов. Самым экологически чистым и наименее противоречивым решением этой проблемы следует считать агрессивный план повышения эффективности использования энергии, однако он один вряд ли поможет удовлетворить все наши потребности в газе. При рассмотрении всех этих сложных экологических вопросов важно помнить совет Ральфа Каванага: «следите за настоящим злодеем».

Пер. с англ. А.В. Беликович