Амурский газоперерабатывающий завод: начало новой эпохи российской газопереработки

Москва, 22 июн - ИА Neftegaz.RU. 9 июня 2021 г. Президент России Владимир Путин и глава Газпрома Алексей Миллер дали старт работе одного из крупнейших в мире газоперерабатывающих предприятий Амурского ГПЗ. Заработала первая технологическая линия нового завода, который расположен рядом с г. Свободным Амурской области. Он станет якорным предприятием крупного центра глубокой переработки газа, возводимого на Дальнем Востоке России.


                                           Церемония запуска первой технологической линии Амурского ГПЗ

Амурский ГПЗ будет перерабатывать до 42 млрд м³ газа/год и выделять ценные компоненты из сырьевого газа месторождений Восточной Сибири - Чаяндинского (Якутия), а в дальнейшем и Ковыктинского (Иркутская область). На полную мощность завод выйдет с 2025 г.

Очищенный метан будет поступать обратно в Силу Сибири и направляться в КНР согласно контракту. А продукцией ГПЗ при полной загрузке станут 2,4 млн т этана, 1,5 млн т сжиженных углеводородных газов (СУГ) пропана и бутана, 200 тыс. т пентан-гексановой фракции. Основным потребителем этана и СУГ Амурского ГПЗ будет Амурский газохимический комплекс (совместный проект СИБУРа и Sinopec).

По выпуску гелия 60 млн м³/год Амурский ГПЗ станет мировым лидером.
К реализации проекта было привлечено порядка 1000 поставщиков оборудования и свыше 500 подрядных организаций, на строительной площадке занято порядка 35 тыс. человек.

Газификация, как основа

В 2015 г. в Газпромом была создана дочерняя компания Газпром переработка Благовещенск, которая является инвестором и заказчиком проекта строительства завода, а в последующем станет эксплуатирующей организацией Амурского ГПЗ. В этом же году забили первую сваю в фундамент завода. Впрочем, идея этого гигантского проекта обсуждалась в недрах правительства и Газпрома задолго до этого было понятно, что для развития Дальнего Востока страны нужна газификация. Эту проблему пытались решить еще в СССР. Но населения и промышленных предприятий в этом регионе существенно меньше, чем на территориях до Урала. Соответственно обеспечить необходимый для разработки восточных месторождений объем потребления газа было крайне сложно. Контракт с КНР и строительство Силы Сибири дало возможность вплотную подойти к решению проблемы газификации Дальнего Востока.

О газификации сейчас много пишут журналисты и эксперты отрасли, а правительство дорабатывает национальную программу, которая должна максимально полно решить эту проблему. Критики по поводу, якобы, слишком медленных темпов газификации предостаточно, вот только при этом подавляющее большинство критиков отказываются принимать во внимание несколько очевидных фактов. По состоянию на конец 1991 г. уровень газификации территории нашей огромной страны едва превышал 50%. Это объективный результат четырех пятилеток времен СССР, если считать, что эпоха большого газа началась с момента открытия и разработки гигантских месторождений природного газа в Сибири. При этом газифицировалась тогда, прежде всего, европейская часть России, поскольку именно в этом проложили магистральные газопроводы в том направлении, куда полвека назад и начались экспортные поставки. Пресловутая газовая игла не является результатом работы правительства Российской Федерации, ее отковали еще во времена плановой экономики. Уровень газификации Восточной Сибири и Дальнего Востока при Советской власти был просто нулевым, выработка тепловой и электрической энергии по ту сторону Урала осуществлялась за счет ГЭС и угольных электростанций (единственное исключение геотермальные электростанции на Камчатке). С 1992 г. в России нет министерства газовой промышленности, с этого же времени в газификацию России перестали вкладываться средства из государственного бюджета, вся работа шла преимущественно за счет газовых компаний. Да, в советские времена в РСФСР было министерство геологии, которое проводило в разы большее количество разведочных работ, чем нынешняя Росгеология это тоже факт. В 70-80 гг. прошлого века Дальневосточная морская экспедиция разведочного бурения открыла более трех десятков месторождений нефти и газа на северо-восточном шельфе Сахалина, в 1987 г. было открыто Ковыктинское месторождение в Иркутской области, в 1989 г. Чаяндинское в Якутии, однако это не привело к началу массовой газификации этих регионов. Даже у СССР не хватало средств на подобную программу об этом стоит помнить всем тем, чья критика в адрес Газпрома сводится к лозунгу Хочу все и сразу, кто мне этого не дает тот бяка. Иркутские и якутские месторождения не были объединены с ЕСГ - единой системой газоснабжения. Европейским потребителям вполне хватало газа, добываемого в Западной Сибири. Населения и промышленности в дальневосточном регионе по сравнению с европейской частью страны было существенно меньше и в советские времена. Газификация в европейской части России шла по принципу есть магистральный газопровод будут и распределительные сети, а на нет и суда нет. Те территории, которые газифицирует прежде всего Газпром, не были знакомы с природным газом в советские времена это просто данность, нравится она кому-то или нет.

Восточная программа Газпрома

В 2007 г. была принята государственная Программа создания в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке единой системы добычи, транспортировки и газоснабжения с учетом возможного экспорта на рынки Китая и других стран Азиатско-Тихоокеанского Региона. Реализация была поручена Газпрому, что само по себе достаточно интересно. Газпром уже давно не является монополистом отрасли на внутреннем рынке не менее 30% рынка занимают НОВАТЭК, Роснефть, ЛУКОЙЛ и ряд других, менее крупных компаний. Газпром является монополистом только трубопроводных экспортных поставок природного газа. Это, конечно, привилегия, но рассчитывается за нее наш государственный газовый концерн тем, что несет на себе колоссальную социальную нагрузку. В том числе обеспечивает возможность проведения газификации вышеупомянутого огромного региона, строит объекты социальной инфраструктуры.

Реализация программы не могла быть простой и быстрой. Запасы газа промышленных категорий на лицензионных участках Газпрома в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке превышают 4 трлн кубометров. Но месторождения отнюдь не распределены по этой территории равномерно. Более половины запасов это всего два месторождения: Чаяндинское (1,2 трлн м³) в Якутии и Ковыктинское (1,8 трлн м³) в Иркутской области. Соответственно, без разработки и создания системы транспортировки газа двух этих месторождений о реализации Восточной программы даже думать не приходилось. Однако в 2007 г. Чаяндинское месторождение находилось в нераспределенном фонде, а лицензия на разработку Ковыктинского месторождения принадлежала компании РУСИА Петролеум, с контрольным пакетом акций у ТНК-ВР. Только спустя четыре года, в 2011 г., Газпром сумел получить контроль над этими месторождениями. То есть первые четыре года реализации Восточной программы ушли на решение организационных вопросов, о чем не стоит забывать всем, кто считает, что низкий темп газификации этого региона некая нерасторопность Газпрома.


                                                Установка подготовки газа 102 Ковыктинского месторождения

Инвестиционное решение по разработке Чаяндинского и Ковыктинского месторождений не могло быть сформировано быстро. Чтобы понять это, достаточно посмотреть на низкую плотность населения Восточной Сибири и Дальнего Востока, оценить, где именно располагались промышленные предприятия, которые могли бы стать достаточно крупными потребителями. Но в названии государственной программы далеко не случайно имеются слова о возможном экспорте российского газа на рынок Китая. Уже в нулевые годы было очевидно, что темп развития экономики КНР значительно превышает мировые показатели. Специалисты отрасли понимали, что собственной добычи природного газа Китаю будет недостаточно, чтобы расти дальше. Принцип тот же, что был использован в советское время основой для газификации региона станет экспортный магистральный газопровод, который позволит разработать бизнес-план, не только определить объем необходимых инвестиций, но и сроки их возврата. Напомним, что даже при той плотности населения и уровне развития промышленности, которые были у советской Украины, базой для ее газификации стали именно экспортные газовые магистрали. Это стоит иметь в виду, прежде чем пытаться удивиться тому, что Газпром действует так, а не как-то иначе. Только после того, как появился и был реализован проект строительства МГП (магистрального газопровода) Сила Сибири, Газпром инициировал подписание новых соглашений с субъектами федерации региона о пятилетних планах газификации иного варианта быть не могло.

Уникальный газ Чаянды и Ковыкты

При этом Восточная программа изначально имела специфику, заданную тем, из каких компонентов состоит газ Ковыктинского и Чаяндинского месторождения - с повышенным содержанием этана, пропана, бутана, пентана и гексана. Его поставки в Китай без переработки привели бы к потере дополнительной рентабельности, лишили бы Россию возможности развивать газохимическое производство в Дальневосточном регионе, возможность наращивать несырьевой экспорт. Сейчас мало кто вспоминает, но планы компании РУСИА Петролеум поставлять газ в Китай никакой глубокой переработки не предполагали весь богатый компонентный состав в виде скважинной жидкости (были и такие термины в смутные времена) ушел бы в Поднебесную.

Но и это не все, у газа Чаяндинского и Ковыктинского есть еще одна уникальная особенность, о которой стоит рассказать подробнее, поскольку именно она делает проект Амурского ГПЗ уникальным не только в России, но и в мире. Речь о солнечном газе гелии, спрос на который растет с каждым годом, а вот количество его поставщиков на мировой рынок крайне ограничено. Именно по этой причине прежде, чем анализировать ход исполнения Восточной программы, мы постараемся хотя бы в общих чертах познакомить с тем, как Газпром подготовился к реализации своего гелиевого проекта.


                                                                   Строительная площадка Амурского ГПЗ

Прежде чем приступить непосредственно к строительству Амурского ГПЗ газовому концерну пришлось построить с нуля инфраструктуру доставки оборудования и стройматериалов (авто и ж/д пути) и начать строить новый жилой микрорайон в Свободном. Однако удивляться такой универсальности Газпрома после того, как он собственными силами построил самую северную в мире железную дорогу от станции Обская до станции Карская протяженностью 572 км, уже не приходится. А вот то, насколько гармонично проект строительства Амурского ГПЗ вписывается в реализацию Восточной программы, насколько четко оказались уложены в календарный график составные части проекта ГПЗ, как дисциплинированно выполняют свои части работы дочерние компании концерна, позволяя четко по плану реализовать гигантский проект, вызывает заслуженное уважение. Составных частей было действительно много: промышленная разработка уникальных газовых месторождений, строительство магистрального газопровода по сложнейшему маршруту, строительство газовой теплоэлектростанции мощностью 160 МВт четко к тому сроку, когда технологические линии завода потребуют снабжения горячим паром. География проекта диктовала его особенности. Например, крупногабаритное оборудование можно доставить только по воде. Город Свободный стоит на берегу реки Зея, на которой гарантированные глубины судового хода составляли всего 1,1 м. Компания Газпром переработка-Благовещенск для доставки крупногабаритного оборудования должна была провести дноуглубительные работы и построить причал для разгрузки. Также было построено 27 км автомобильных дорог, железнодорожная ветка к Транссибу и ж/д мост. При этом Газпром побеспокоился еще и об образовательной программе для школьников и студентов Амурскому ГПЗ требуются квалифицированные специалисты. Подробности всего того, что успел сделать Газпром за последние пять лет в Амурской области расскажем позднее, это действительно интересно. Но пока продолжу о солнечном газе.

Мировой рынок солнечного газа

В составе газа Чаяндинского месторождения содержится 0,45% гелия, в газе Ковыктинского месторождения гелия до 0,28%. Для сравнения: на день сегодняшний весь объем производства гелия в России сосредоточен на Оренбургском ГПЗ, где перерабатывается природный газ одноименного месторождения с содержанием гелия 0,045%. Гелий относится к так называемым благородным газам, то есть не вступает ни в какие химические соединения. Чистого гелия на нашей планете просто нет отсутствуют месторождения, в которых бы его содержалось 100%. Еще одна особенность гелия - он чрезвычайно легок, что позволяет ему беспрепятственно покидать недра Земли. Но и в атмосфере он не задерживается, уходит в верхние слои и улетучивается за ее пределы. В результате гелий можно найти и выделить только из природного газа. Газ используется в космической отрасли, его требуют современные виды медицины, он необходим в электронном производстве, он нужен металлургам, растет его потребление в научных лабораториях многих стран список областей его применения с каждым годом становится все боле обширным. Если опираться на анализ, который дает Геологическая служба США, то структура использования гелия выглядит следующим образом: в магнитно-резонансной томографии 30%, в качестве аэростатного газа 17%, в научных лабораторных исследованиях 20%, в сварочных работах - 9%, техническое применение 6%. Разумеется, востребован газ и в России, но этот спрос Газпром обеспечивает за счет производства на Оренбургском ГПЗ. Производство гелия за счет переработки газа Чаяндинского и Ковыктинского месторождений изначально ориентировано на экспорт, что позволит ускорить возврат инвестиций, необходимых для реализации Восточной программы, ускорить и саму реализацию. Кроме того, рост производства гелия в России создает потенциальные возможности для роста тех отраслей, в которых он используется. К примеру, есть все основания полагать, что потребителем для этой продукции Амурского ГПЗ станет расположенный в той же Амурской области космодром Восточный. Наличие гелия может послужить драйвером роста и для других высокотехнологичных направлений в Дальневосточном регионе.

Исходя из специфики состава газа двух крупнейших месторождений Иркутской области и Якутии, специалисты Газпрома и стали формировать концепцию проекта строительства Амурского ГПЗ. На нем извлекают наиболее ценные фракции газа, при этом реализуя и гелиевую программу. Специфика последней связана как с особенностями самого гелия (имеет слишком низкую плотность для рентабельной трубопроводной транспортировки, при этом температура сжижения гелия составляет -269 ^оС), так и с тем, что происходит на мировом рынке гелия. Его емкость составляет от 160 до 190 млн м³/год, и сильно зависит от самых разных факторов. Один из них звучит достаточно несерьезно до 10% потребления гелия приходится на воздушные шарики, которые мы так любим запускать в небо на самых разных праздниках. Теперь вспоминаем минувший год: пандемия COVID-19, всему миру не до праздников спрос на гелий пошел вниз не только из-за того, что противоэпидемические меры привели к спаду в самых разных отраслях экономики, но и вот из-за этого смешного фактора.

Архитектура проекта Амурского ГПЗ

В составе шести технологических линий Амурского ГПЗ предусмотрены три установки по очистке и сжижению гелия, что позволит производить до 60 млн м³ ценного газа в год. Теоретически Россия может получить почти 30%-ный сегмент мирового рынка, но и тут не все так просто. Если смотреть данные 2019-2020 гг., то цены 1000 м³ гелия находились в диапазоне от 3 100 до 7 600 долл. США (в среднем в 20 раз выше стоимости природного газа). Но поставка на мировые рынки 60 млн м³ гелия/год могут привести к значительному падению цены, в чем Газпром, разумеется, не заинтересован. При этом Амурский ГПЗ не сможет снижать объемы переработки поступающего природного газа нужно выполнять контрактные обязательства перед китайскими потребителями по объемам поставок. Кроме того, в 2018 г. Газпром подписал предварительный договор с СИБУРом по поставкам на Амурский ГХК этановой фракции в объеме 2 млн т, в 2019 г. эти же компании пришли к соглашению по поставкам 1,5 млн т пропан-бутановой фракции. Основываясь на этих соглашениях, СИБУР принял окончательное инвестиционное решение по проекту Амурского ГХК и в 2020 г. начал его строительство. В результате перед специалистами Газпрома встал вопрос о том, как не допустить снижения мировых цен на гелий из-за огромного объема его производства, но при этом выполнить все обязательства по объемам поставок метана в Китай и по объемам поставок этана, пропана и бутана на Амурский ГХК. Не самая тривиальная задача, но в истории мировой индустрии гелия нечто весьма похожее уже встречалось.


                                                              Вид на Амурский НПЗ в темное время суток

Опыт хранения гелия: резерв Клиффсайд

В 50-е годы прошлого века на территории штата Техас шла активная разработка газового месторождения Клиффсайд с уникальным содержанием гелия 1,8%. То, что это месторождение достаточно быстро было полностью выработано, и подтолкнуло реализовать проект подземного хранилища концентрата гелия. Сейчас в США законодательно закреплено требование: при концентрации в газе гелия выше 0,3% его выделение становится строго обязательным, при этом частные компании получили право хранить полученный концентрат газа в теперь уже Федеральном гелиевом резерве США Клиффсайд. В режиме частно-государственного партнерства в Штатах была создана целая система транспортировки хранения, транспортировки и продажи гелиевого концентрата, которая была принята в эксплуатацию в 1973 г. Имеется и жестко соблюдаемое юридическое сопровождение: долгосрочные контракты хранения гелия, принадлежащего частным компаниям в государственном Клиффсайде, запрет на экспорт газа, который возможен только после получения государственной лицензии на каждую поставляемую партию. Если опираться на данные, опубликованные в уже указанном источнике, то в 2019 г. общий мировой объем рынка гелия составил 160 млн м³, из которых США поставили 87 млн м³, причем из природного газа в том году было извлечено 68 млн м³ гелия, а еще 21 млн был поставлен на мировой рынок из объемов Клиффсайда. Именно таким способом американцы не только удерживают свой сегмент мирового рынка гелия, но и существенно влияют на уровень цены, при этом полностью обеспечивая внутренний спрос в своей стране.

В 1979 г. технологически схожая схема была реализована в Оренбургской области: гелий, выделяемый из состава природного газа на Оренбургском ГПЗ, поступает на хранение в шесть подземных выработок общим объемом 235 тыс. м³, намытых специально для этого в подземных солевых пластах. Советская, а теперь российская система производства и хранения гелия работает без малейших нареканий, но применить тот же подход в случае с Амурским ГПЗ невозможно. Нет рядом с городом Свободным ни выработанных газовых месторождений, ни глубинных пластов каменной соли. Строить сразу два завода для извлечения гелия на Чаяндинском и Ковыктинском месторождениях - слишком дорого, не говоря уже о том, что транспортировка гелия потребителям в Юго-Восточной Азии вполне способна сделать такой экспорт совершенно не рентабельным. Температура сжижения гелия, напомним, -269 ^оС, и эту температуру необходимо поддерживать с момента загрузки жидкого гелия в транспортное средство до доставки его конечным потребителям.

Морозоустойчивые гелиевые мембраны

Для Газпрома ситуация с гелием Якутии и Иркутской области стала интересной технологической задачей, которую решали специалисты ЦКБН (дочерняя компания Газпрома Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры), Газпром ВНИИГАЗ и Газпром развитие. К 2013 г. технология была разработана, называется она Двухступенчатая половолоконная нанокомпозитная мембранная установка для выделения гелиевого концентрата. Кстати, в масштабах как на Чаяндинском месторождении такая технология применена впервые в мире. К 2015 г. были завершены и испытания непосредственно в промысловых условиях необходимо было проверить, как поведут себя мембраны в зимних температурах, при разных режимах нагрузки. К 2019 г., когда было завершено строительство МГП Сила Сибири, в подмосковной Дубне создали производственную площадку, которая способна обеспечить месторождения необходимыми комплектами мембран и мембранных картриджей. Гелий, выделяемый при помощи мембран, закачивается в пласт, который уже превращен в хранилище, что обеспечивает возможность работы Амурского ГПЗ в гибком режиме, соотнося объемы производства этого газа с ситуацией, складывающейся на мировых рынках. Тактика схожа с используемой в США, однако производственная динамика там прямо противоположная: если в 2015 г. объем свежего гелия, извлеченного из природного газа, составил 71 млн м³, то в 2020 только 61 млн м³. Конечно, за счет гелия в хранилище Клиффсайд США удержали свою долю на рынке, но назвать мировой рынок устойчивым без участия России нельзя: объем гелия в Клиффсайде отнюдь не бесконечен, а крупных поставщиков всего три. Кроме Штатов, большие объемы производят Катар (порядка 40 млн м³) и Алжир (12-13 млн м³/год). В 2017 г. Саудовская Аравия, через территорию которой транспортировался гелий из Катара, объявила последнему экономическую блокаду. Рынок мог столкнуться с дефицитом в 40 млн т гелия/год, избежать этого удалось только за счет того, что Катар быстро модернизировал свои портовые мощности, организовав морскую транспортировку. В пользу российского газового проекта играет и то, что быстрее всего спрос на гелий растет не просто в регионе Юго-Восточной Азии, а в совершенно конкретном Китае в связи с активным развитием электронной промышленности. В любом случае, Газпром готов к своему выходу на мировой рынок с совершенно новой продукцией. Мембранное разделение на Чаяндинском месторождении уже начато, на Амурском ГПЗ предусмотрена уникальная криогенная технология, обеспечивающая не только выделение гелия из состава поступающего природного газа, но и доведение его до чистоты уровня 99,9%, последующее охлаждение до температуры -269 ^оС, сжижение и налив в специальные криогенные емкости для дальнейшей транспортировки.


                                                                            Отгрузка гелия с Амурского ГПЗ

Гелиевый хаб Надеждинского ТОРа

Чтобы обеспечить логистику такого уникально холодного продукта как жидкий гелий в рамках Восточной программы реализован еще один необычный проект около Владивостока построен крупнейший в мире Логистический центр обслуживания гелиевых контейнеров (ХАБ). Гелий, произведенный в городе Свободном, будет транспортироваться до ХАБа в Приморском крае, на территории опережающего развития Надеждинская. Уже полностью сформирована вся производственная инфраструктура ХАБа: создана площадка хранения гелиевых контейнеров для дальнейшей перегрузки их на морские суда, полностью смонтировано криогенное технологическое оборудование, построены все необходимые административные и бытовые здания. В распоряжении компании Газпром гелий сервис, которая строит ХАБ, 18 автотягачей КамАЗ и 34 полуприцепа, которым предстоит курсировать от Свободного до Находки. Магистральные тягачи специально для гелиевой программы Газпрома оснащены двумя криобаками емкостью по 530 л именно такое количество СПГ, который служит моторным топливом, позволят им совершать пробеги продолжительностью в 1 400 км без дозаправок. Установка для сжижения газа на территории гелиевого хаба мощностью до 3 000 т СПГ/год в мае 2021 г. уже принята в эксплуатацию. Организован и промежуточный заправочный пункт в поселке Чирки Хабаровского края нельзя ведь исключать, что погодные условия на зимней трассе потребуют дополнительных объемов СПГ.

Тем временем работы по запуску в работу первой технологической линии Амурского ГПЗ завершены в намеченный срок. Запуск следующих пяти линий синхронизирован с ростом объемов транспортировки газа по Силе Сибири. На Чаянде будет постепенно расти добыча газа, а также через 3 года в магистральный газопровод и соответственно на Амурский ГПЗ поступит газ Ковыкты. Одновременно будет расти производственная мощность Амурского ГПЗ как по фракционированию природного газа, так и по производству гелия. Так же, поэтапно, будет идти и реализация Восточной программы Газпрома, будут выполняться обязательства по договорам о газификации с субъектами федерации этого региона. Этот проект получился на редкость комплексным, каждая из его составных частей выгодна не только Газпрому, но и всей экономике России. Новые технологичные рабочие места в регионе, новые жители города Свободного, новые возможности для роста числа резидентов ТОР Свободный, для роста объемов малотоннажной переработки газа. Красивый проект, о реализации которого мы обязательно продолжим рассказывать.


                                                             Первая технологическая линия Амурского ГПЗ