Третья газовая революция: новые энергоресурсы скоро изменят мотивы для «демократических» войн

Мировое потребление энергоресурсов постоянно растет и понятно желание энергодефицитных стран обнаружить у себя потенциальные источники энергии. По прогнозам Energy Information Administration, мировое потребление энергии к 2030 году увеличится на 40–50%. Однако производство традиционных нефти и газа не сможет обеспечить растущий спрос, поэтому в ближайшие десятилетия тема использования нетрадиционных источников газа станет одной из ключевых. После первой и второй газовых революций (использование  уже привычного нам природного и сланцевого газа), похоже, наступает третья – газогидратная.

Газовые гидраты – это соединения воды и метана, которые образуются при высоком давлении и низких температурах, что обеспечивает им термостатическое равновесие. Поэтому в природе они встречается либо на глубине в несколько сотен метров в зонах вечной мерзлоты (около 2%), либо на глубоководье в осадках морских акваторий (до 98%).

Внешне и по физическим свойствам газогидраты напоминают мокрый снег или лед, причем, этот «лед» хорошо горит. И это понятно: на один объем газогидрата приходится до 300 объемов метана. Таким образом, газогидраты – это как бы замерзшая газировка. Следует однако отметить, что при обычном давлении и температуре газогидраты быстро разрушаются, поскольку относятся к метастабильным соединениям.

Запасы газогидратов значительно превосходят запасы природного газа (до 600 трлн м³) на планете и оцениваются в 2800-25000 трлн м³. Таким образом, это нетрадиционное горючее ископаемое, потенциально доступное многим странам, в перспективе может стать практически неисчерпаемым источником природного газа.

Следует отметить, что свойства природного газа в определенных условиях образовывать твердые соединения активно используются в сфере новых технологий. Так, в Норвегии, например, разработали технологию преобразования природного газа в газогидрат, позволяющую транспортировать его без использования трубопроводов и хранить в наземных хранилищах при нормальном давлении.

Проблемы добычи

На сегодняшний день в мире на шельфах океанов и морей открыто свыше 220 месторождений газогидратов. Они обнаружены вблизи берегов США, Канады, Коста-Рики, Гватемалы, Мексики, Японии, Южной Кореи, Индии и Китая, а также в Средиземном, Черном, Каспийском, Южно-Китайском морях. Однако промышленной технологии извлечения газа из газогидратов еще нет. Имеющиеся способы добычи недостаточно эффективны. Расчеты показывают, что пока метан, поднятый со дна моря, не может конкурировать с природным газом, добываемым традиционными методами. По некоторым оценкам, добыча газогидратов будет обходиться в шесть раз дороже, чем эксплуатация обычных газовых месторождений.

Однако ученые пришли к главному принципу технологии его добычи – газ из твердого состояния в свободное должен переводиться непосредственно в пласте. Такой перевод можно осуществить снижением пластового давления, повышением температуры или вводом в пласт антигидратных жидкостей – растворов солей, спиртов. Но пока разработка месторождений сопряжена со значительными техническими трудностями и материальными затратами, поскольку контролировать и влиять на давление и температуру пласта очень сложно.

Помимо низкой еще экономичности, есть и другая проблема – безопасность. В частности, разработка месторождений может вызвать дестабилизацию гидратов и превращение сцементированных ими пород на дне моря в разжиженную массу с масштабными подводными обвалами и оползнями и, как следствие, разрушительными приливными волнами-цунами. Нельзя не считаться и с возможностью выбросов огромных масс метана с морского дна в атмосферу, что чревато усилением парникового эффекта и грандиозной экологической катастрофой.

Кроме того, газогидраты обладают весьма неприятной способностью «детонировать» при самых незначительных сотрясениях. При этом кристаллы быстро сублимируют в газообразное состояние и обретают объем, в несколько десятков раз превышающий исходный. Именно это привело в свое время к разрушению добывающих платформ в Каспийском море. Так, завалившаяся в начале 1980-х годов буровая установка нефтяников и по сей день лежит на дне моря в окружении струй, восходящих из недр газов.

Таким образом, высок риск аварийности, а, следовательно, и резкое снижение рентабельности разработки гидратных месторождений. Однако все идет к тому, что время и ситуация на мировом рынке будут поддерживать заинтересованность компаний в освоении нового источника углеводородов. Большинство экспертов сходятся в том, что «эпоха газовых гидратов» может наступить через 10-20 лет.

Газогидратный спринт

Изучением промышленного использования газогидратов активно занимаются в Японии, Индии, России, Канаде, США, о планах в этой области заявляют Китай и Южная Корея. В этих странах действуют финансируемые государством с привлечением частного капитала национальные программы. В США, где ресурсы газа газогидратных залежей на суше и шельфе оценены Геологической службой в 6000 трлн. м³, эта программа носит (наравне с космической и ядерной) приоритетный характер. Разрабатываются проекты добычи газа из гидратов в Мексиканском заливе и на Аляске. Запасы газогидратов на Аляске достигают 67 трлн. м³, в Мексиканском заливе выявлено более 1 трлн. м³ метана в виде газовых гидратов.

В Германии изучение газогидратов активно ведут Научно-исследовательский центр «ГЕОМАР» (г. Киль), Институт полярных и морских исследований (г. Потсдам), Бременский и Геттингенский университеты.

В СССР до середины 80-х годов существовала государственная программа изучения газогидратов. Гидраты были выявлены на Ямбургском газоконденсатном месторождении (ГКМ), Бованенковском ГКМ, золотоносных россыпях Колымы, Чукотке. Многочисленные и активные выходы метана обнаружены на северо-восточном шельфе Сахалина и материковом склоне Охотского моря. Ресурсы природного газа в гидратах континентальной и шельфовой части России оцениваются от 100 до 1000 трлн. м³.

Работы по проблемам газогидратов проводятся в МГУ имени М. В. Ломоносова (Москва), Институте криосферы Земли СО РАН (г. Тюмень), Институте океанологии РАН (Москва), Институте проблем нефти и газа РАН (Москва), Тихоокеанском океанологическом институте ДВО РАН (г. Владивосток) и ряде других. Вопросами поиска месторождений и разработки технологий добычи занимается и ОАО «Газпром». Тем не менее, на сегодняшний день проблеме освоения нетрадиционных источников природного газа в России уделяется недостаточное внимание.

Лидер – Япония

Ближе всех к экспериментальной эксплуатации газогидратов продвинулась Япония, где принято несколько программ по их поиску и освоению. В частности, в рамках второй государственной программы (рассчитанной на 2001-2016 гг.) образован Исследовательский консорциум по ресурсам гидратов метана, куда входят представители правительства, промышленности, Академии наук и международных нефтяных компаний. На шельфе Японии уже на протяжении нескольких лет ведутся активные разведочные работы. В целом объем газогидратов по шельфу Японского моря оценивается от 4 трлн. до 20 трлн. м³.

В марте 2013 года Япония объявила о первой в мире успешной опытной добыче газа из морских залежей газогидратов. Добыча газа была осуществлена в 80 км к югу от полуострова Ацуми. Работы проводило исследовательское судно «Тикю» на глубине 1 тыс. метров. С помощью специальной технологии снижения давления (декомпрессии) газовые гидраты разлагались. Пробная добыча длилась всего 6 дней и было добыто 120 тыс м³ газа. Министерство экономики, торговли и промышленности Японии охарактеризовало результаты добычи как «впечатляющие»: выход намного превысил ожидания японских специалистов.

Полномасштабное промышленное освоение месторождения планируется начать в 2018-2019 году. Если к этому времени японцы смогут получить уже отработанную технологию добычи газа из залежей гидратов, то тогда в полной мере можно будет говорить о третьей – газогидратной революции.

Безусловно,  пока технология разработки газогидратов еще очень сырая. Для того, чтобы добыча оказалась рентабельной необходимо решить еще множество технических проблем. В частности, кроме добычи газа, необходимо будет его сжимать либо сжижать, для чего потребуется установка на судне мощного компрессора или криогенного оборудования.

Впереди передел рынков?

По мнению специалистов Института исследования проблем газа (США), предпринимаемые в настоящее время усилия по освоению залежей гидратов метана и месторождений газа, расположенных на больших глубинах, вскоре начнут заметно влиять на энергообеспечение. Они считают, что газ, добываемый с больших глубин, и метан угольных пластов, вероятнее всего, приобретут первостепенное значение среди «нетрадиционных» углеводородных источников энергии уже в среднесрочной – на 20-30 лет – перспективе.

Ситуация сильно напоминает историю со сланцевым газом. Еще лет десять назад в США его добычей занимались только венчурные (то есть изначально идущие на большой риск) компании, приносившие одни убытки. Но, в конце концов, специалисты нашли подходящий способ добычи и в 2009 году США обошли по объемам добычи газа Россию – благодаря 80 млрд м³ сланцевого газа, извлеченного американскими компаниями.  

Газовые гидраты являются единственным еще не разрабатываемым источником природного газа на Земле, который может составить реальную конкуренцию традиционным месторождениям в силу огромных – в сотни раз превышающих запасы нефти и природного газа – ресурсов. Поэтому разработка газогидратных месторождений, учитывая их сосредоточенность вблизи основных потребителей, может развернуть мировой энергетический баланс в сторону от доминирования Ближнего Востока и стать началом нового передела мировых рынков газа.