Начнем с того, что революция сланцевого газа стала реальностью. Рост его производства очевиден. Америка строит новые терминалы для перевозки метана танкерами в Европу. Она одним рывком в 3 года вышла на первое место в мире, существенно опередив Газпром. По данным Геологической службы США (US GC), запасов сланцевого газа на материковой части страны при нынешнем объеме потребления хватит на 80 лет.Ожидается серьезный прирост этих данных. Цены на газ в США сегодня самые низкие в мире.
До сих пор применение метана ограничивалось сжиганием на электростанциях, производством метанола, аммиака и их производных, а также бытовым сектором: газификация жилищ, обогрев теплиц, охлаждение животноводческих помещений в летнее время для сохранения удоев и проч. И вдруг выяснилось, что метан наиболее эффективное топливо для дизельных двигателей большегрузных траков, автобусов, автоцистерн. В 2011 году таких автомобилей было 14.8 млн, в том числе в Пакистане 2,85 млн, Аргентине 2,07 млн, Бразилии 1,7 млн, Индии 1,1 млн. Число таких автомобилей увеличивается примерно на 1 миллион ежегодно. Отмечается быстрый рост числа газовых заправочных станций. Сегодня счет пошел на десятки тысяч, особенно быстро — в США.
Другой факт. Крупнейший в мире инвестор Уоррен Баффет, №2 в списке Форбса, владеет крупной железнодорожной компанией Buffett\’s Railway Firm BNSF. Сегодня объявлено, что эта компания намерена перевести все свои дизельные локомотивы на метан. Это первый этап. Баффет уже договорился с ведущими производителями локомотивных двигателей Дженерал Электрик (General Electric) и Катерпиллар (Caterpillar) о разработке принципиально новых конструкций на основе метановых парогазовых турбин. Баффет утверждает, что эта инновация по значимости будет такой же, как перевод тяги с паровозов на дизельные локомотивы.
События разворачиваются. Вот Мустафа Мохатарем, (Mustafa Mohatarem, Chief Economist, General Motors, с 1995 года) заявил, что компания начнет выпуск грузовиков с двигателями на метане в ближайшие 3 года. Чем не сенсация? По поговорке – что хорошо для Дженерал Моторс, хорошо и для Америки!
Выше речь шла о предполагаемой замене метаном дизельных нефтяных топлив. А что с автобензином? В апреле 2012 года в газете Крисчен Сайенс Монитор (Сhristian Science Monitor) появилась большая статья «Спасет ли природный газ Америку?» Она начинается с того, как бывший техник компании Фольксваген, а ныне пенсионер Боб Манн переделал в собственном гараже автомобиль своей жены Volkswagen Jetta 2006 с бензина на газ. В течение последних 5 лет Манн переделал больше 10 автомобилей на сжатый природный газ, в дополнение к бензину, используя устройство, которое он изобрел и сделал сам из доступных деталей и инструментов. \»Это — легкая задача. Мы могли бы поднять экономику быстро, дать работу 100 000 человек и помочь окружающей среде,\» — говорит г-н Манн. Для этого надо установить в каждом доме, куда может быть подведена газовая труба, специальное несложное устройство для заправки автомобиля, как это делает он и его жена. Вместо того, чтобы платить $4 за галлон бензина, понадобится 60 центов для эквивалентного количества природного газа. \»Моя жена любит его, она уже экономит $180 в месяц, — говорит он. — Я не понимаю, зачем мы тратим миллиарды за иностранную нефть, если у нас есть запас газа на 100 лет прямо под ногами?»
Ровно через год в апреле 2013-го Andrew Kramer публикует в Нью-Йорк Таймс о своем визите в Краснодар и беседе с умельцем Игорем Самарским, который переделал свою Ладу-седан 1998 года на газ из подручных средств. Теперь он может за 120 рублей (4 долл.) проехать 225 км. Краммер пишет, что Тойота-гибрид тратит на такую дистанцию 3 галлона.
Легко предположить: то, что сумели сделать умелец из Бостона и Левша из Краснодара, легко воспроизведут автомобильные фирмы. Кстати, в США появилось несколько небольших, но очень динамичных фирм по выпуску самого разного оборудования для получения и применения LNG. Это ожижители, средства перевозки топлива в больших и малых емкостях для заправочных станций, газовые баллоны разных моделей для автомобилей (более 280 типов). Эти же фирмы поставляют практически весь ассортимент запчастей. Некоторые из них уже вошли в новое совместное предприятие с крупнейшим в Китае производителем мощных двигателей. Цель новой компании — разработка и производство эффективных газовых моторов для автомобилей, судов и электроустановок разной мощности.
Последнее обстоятельство очень важное. В Израиле реализована программа перевода стандартных автомобилей на использование аккумуляторных батарей. В среднем в Израиле легковой автомобиль пробегает около 80 км в день. Батареи хватает на 100-120 км. После чего она может быть подзаряжена владельцем дома или, того проще, заменена на одном из многочисленных сервисных пунктов. Для этого достаточно 5-10 минут. Электрические компании охотно включились в эту систему, так как для зарядки батарей используются пиковые мощности, которые обычно работают постоянно и в основном тратят топливо на обогрев окружающей среды. Обычно пиковые мощности удорожают электроэнергию на 15%. Очевидно, что парогазовая турбина на метане может стать и идеальным генератором пиковой мощности и для зарядки батарей, складируемых в системе сервиса для электромобилей. Легко представить, сколько автобензина будет высвобождаться.
Остановить агрессию метана в транспортный сектор мировой экономики невозможно. Отчасти по следующей причине. Согласно термодинамике, КПД карбюраторного двигателя не может быть выше 37-38% при сжигании любого топлива. Для дизелей предельный КПД ближе к 45%. Все остальные затраты на транспортную работу зависят от стоимости обслуживания и цены на топливо. Именно поэтому средний уровень дизелизации автотранспорта в мире постоянно растет по отношению к автобензину. Сегодня он около 2,1. Но это не всё! Существуют жесткие требования к качеству нефтяных моторных топлив: октановое число, цетановое число, фракционный состав, температура вспышки, содержание серы, зольность и проч. Для дизельных топлив серьезное ограничение — температура застывания. Поэтому отдельно выпускаются зимние дизельные топлива с дорогими присадками. Но и это не спасает от пережога топлива при низких температурах в северных районах, где автотракторная техника зачастую не выключается на стоянках вообще.
Современная структура нефтепереработки направлена на максимальный выход светлых фракций, идущих на компаундирование автобензинов, авиакеросинов и дизтоплив. Более 75% от всей массы нефти превращаются в топливные компоненты с помощью термокаталитических процессов, часто идущих при высоких давлениях и температурах, в присутствии водорода и дорогих платинорениевых и родиевых катализаторов. Все эти процессы неизбежно приводят к образованию нефтезаводских газов, пригодных только на топливо для нужд НПЗ. Нефтяные транспортные топлива по определению не могут быть дешевыми из-за высоких энергетических и капитальных затрат. И тем не менее, до последнего времени они превалировали в транспортном секторе. Сложился миф о незаменимости нефти.
И вдруг — сланцевая революция и параллельно — революция в транспорте метана, когда танкеры-метановозы поставили под вопрос необходимость газопроводов! А тут еще мировые и локальные кризисы, которые неизбежно снижают потребность в транспортной работе и, соответственно, в потреблении транспортных топлив. В результате потребность в нефти неизбежно должна снизиться, возможно, даже в абсолютной величине. Отсюда вывод: технологическая структура НПЗ должна претерпеть коренные изменения. Сегодня мощности каталитического и гидрокрекинга доходят до 45-50% от мощности прямой перегонки. Туда идет практически весь прямогонный мазут. Подавляющая часть крекинг-продуктов идет на производство моторных топлив. Если предположить, что замена их метаном и электроэнергией наряду с общим сокращением объема транспортной работы дойдет до 20% (цифра вполне реальная), то тогда объем переработки нефти на НПЗ упадет минимум на 30%. Странно, что ни в одном из известных прогнозов, даже в разрекламированном прогнозе БП, нет ни слова о таком сценарии. Читаем очень интересную и содержательную работу Энергетического Института РАН «Сланцевая нефть». Там детально и доказательно говорится о технологических перспективах производства сланцевой нефти в дополнение к регулярной. В этих прогнозах разница количественная. Но ведь спор должен идти о другом: а нужна ли будет сланцевая нефть в условиях избытка более дешевой и доступной регулярной? Как говорится, не о том толкуете!
Очень интересно и поучительно. Президент Барак Обама сразу после последнего «Обращения к нации» приехал в Иллинойс и там в исследовательском центре по автомобилестроению сделал доклад. Вот короткий отрывок:
\»Фактически, новый отчет, выпущенный сегодня, показывает, что Америка становится мировым лидером в современных транспортных средствах. Вы идете сегодня в любой дилершип и видите вдвое больше гибридов, чем 5 лет назад. Вы увидите в 7 раз больше автомобилей, которые могут пройти 40 миль или больше за галлон. И поскольку затраты понижаются, продажи повышаются.
В прошлом году General Motors продал больше гибридных автомобилей, чем когда-либо прежде. Форд продает топливосберегающие автомобили так быстро, что дилерам нелегко успевать. Таким образом, вкладывая капитал в нашу энергетическую безопасность, мы помогаем нашим фирмам преуспеть, и мы создаем хорошие рабочие места для среднего класса прямо здесь в Америке.
Мы делаем успехи, но единственный способ действительно ускорить этот прогресс состоит в том, чтобы освободить наши легковые и грузовые автомобили полностью от нефти. Именно поэтому в моем обращении к нации я обратился к Конгрессу с просьбой создавать Energy Security Trust, чтобы финансировать исследования относительно новых технологий, которые помогут нам достигнуть этой цели.
Мы должны поддержать ученых, которые проектируют новые энергосберегающие двигатели, поддержать ученых, которые создают более дешевые батареи, которые создают новые способы снабдить наши автомобили и грузовики новыми видами экологически чистой энергии — как продвинутое биотопливо и природный газ. И таким образом, наши водители смогут однажды проехать от побережья до побережья, не используя ни капли нефти\».
Добавим, что Energy Security Trust с капиталом в 2 млрд. долл. был утвержден Конгрессом убедительным большинством голосов.
Важнейший вывод такой. Изменение традиционной структуры энергетической отрасли (нефть, газ, электроэнергия), возможное появление принципиально новых источников энергии неизбежно приведет к изменению мирового энергетического порядка. Основным требованием будет снижение монополистической составляющей во взаимоотношениях поставщиков и потребителей энергии – государств и отдельных фирм. При этом неизбежно возникнут острые противоречия, так как действующий порядок основан на монополизме. Как их решать в масштабах мирового сообщества?
Здесь уместно вспомнить, что еще в середине ХХ века произошел прорыв в математической теории игр. В ней все взаимоотношения участников в сфере экономики, финансов, решении социально-политических, военных и других проблем рассматриваются как игры. Они бывают коалиционные и бескоалиционные, когда каждый играет за себя. В 1946 году была строго доказана теорема, что только в бескоалиционной игре есть точка, в которой стратегия играющих равновыгодна. Это было доказано для игры из 2 игроков. А в 1950 году появился великий математик Джон Форбс Нэш с теорией бескоалиционных игр для МНОГИХ участников. Судьба ученого была трагична, так как он страдал тяжелым душевным расстройством. Тем не менее, он стал в 1996 году Нобелевским лауреатом по экономике. В 2001 году о нем был поставлен в Голливуде великолепный фильм BEAUTIFUL MIND, 4 «Оскара». В 2002 году фильм был показан в России. Так вот, исходя из теории Д. Нэша, включая его же теорию переговоров, урегулировать острые противоречия игроков в области энерго-экономики можно за счет максимального использования практики БЕСКОАЛИЦИОННЫХ игр с отказом даже от следов монополизма. Придется договариваться, господа продавцы и покупатели углеводородного сырья. А если международное сообщество не сможет договориться о таком решении, последствия могут стать неуправляемыми. Но при всех обстоятельствах, следует помнить известный афоризм Уинстона Черчилля: \»Проститутка не может долго шантажировать джентльмена\».
А в заключение — афоризм Гельмгольца: \»Нет ничего практичнее хорошей теории\»! В данном случае имеется в виду теорема Нэша о бескоалиционных играх. Это вселяет оптимизм.
Монреаль
