Пути оптимизации топливно-энергетического баланса (ТЭБ) на примере Томской области
КРАТКИЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСА РЕГИОНА
На первый взгляд, Томская область является одним из самых энергодостаточных регионов Сибири и России. На ее территории доказаны относительно крупные ресурсы нефти и газа, которые оцениваются в несколько миллиардов тонн нефти и около полутора триллионов кубических метров газа. Открыто более сотни нефтегазовых месторождений, больше половины из которых введены в промышленную разработку, создана отраслевая инфраструктура и обеспечена ежегодная добыча около 15 млн тонн нефти и более 5 млрд куб. метров газа. На территории области сформирована трубопроводная нефте- и газотранспортная система, успешно функционирует один из крупнейших в России нефтехимических комбинатов – ТНХК. Не менее крупным является и известный химкомбинат в г. Северске – СХК, который, кроме уранового цикла, производит большое количество попутной тепловой энергии и поставляет ее в города Северск и Томск. Тепло- и электроснабжение этих городов осуществляется частично за счет действующих ГРЭС-2 и ТЭЦ-3, а энергообеспечение районных центров и отдельных населенных пунктов области – из общей, сибирской энергосистемы. Тепло в районы подается от местных котельных, работающих на привозном топливе. Отдаленные населенные пункты области, не подключенные к общей энергосистеме, с помощью мелких дизельных электростанций сами решают проблемы местного обеспечения электричеством.
Однако при более детальном анализе состояния энергетического баланса региона становится очевидной далеко не безоблачная картина.
Несмотря на относительно крупные собственные энергоресурсы области, большая часть которых уходит в соседние регионы Сибири и России, энергетика территории является зависимой от других областей и коммерческих структур. Из добываемых на территории области около 15 млн тонн нефти практически все сырье уходит на переработку и реализацию в соседние регионы (Ачинский НПЗ в Красноярском крае, Ангарский НПЗ в Иркутской области, Омский НПЗ и т. д.). Томский нефтехимический комбинат полностью работает на привозном сырье (прямогонный бензин и ШФЛУ) с тех же соседних нефтеперерабатывающих заводов и газохимических комплексов.
Единственным предприятием, где перерабатывается и используется местное сырье, является один из объектов этого комбината – завод «Метанол», который для производства около 750 тысяч тонн метанола потребляет более 1 млрд куб. метров томского газа. Вместе с еще двумя основными потребителями томского газа ОАО «Томскэнерго» и ОАО «Томскоблгаз» общие объемы потребления г. Томска и области составляют не более 1,5 млрд куб. метров газа. При этом большая часть этого объема сжигается для получения электрической и тепловой энергии, что даже с большой натяжкой трудно назвать глубокой переработкой и рациональным использованием.
Из ежегодно потребляемых областью более четверти миллиона тонн дизтоплива и примерно такого же количества бензинов различных марок на мелких ведомственных заводах полукустарного производства производится не более 10% нефтепродуктов среднего качества.
Районные и поселковые котельные и дизель-генераторные станции полностью зависят от привозного топлива – угля, котельного топлива, мазута, сырой нефти, дизтоплива. При этом твердое топливо, преимущественно каменный и бурый уголь, завозятся, соответственно, из Кузбасса и Красноярского края, а жидкое углеводородное топливо доставляется частично из соседних перерабатывающих заводов, причем большая часть поставляется коммерческими структурами из вторичного рынка после многократных перепродаж.
Вышеприведенный анализ сложившейся логистики добычи, транспорта, переработки, реализации и использования энергоресурсов сибирских регионов показывает, что такая схема не была рациональной даже во времена плановой экономики, так как приводила к огромной себестоимости конечного продукта – киловатта и гигакалории, что является главной причиной низкой конкурентоспособности продукции практически всех отраслей производства региона. Эта проблема особенно усугубилась за последние 2-3 года в связи с резким и неуклонным ростом транспортных тарифов и стоимости самих энергоресурсов.
ДОБЫЧА, ПЕРЕРАБОТКА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕФТИ
Как уже было сказано, существующая базовая нефтедобывающая отрасль области ежегодно обеспечивала добычу около 15 млн тонн высококачественной нефти. Основным производителем этой добычи является главный нефтяной недропользователь области ОАО «Томскнефть», а также целая группа более мелких нефтепроизводителей, суммарная доля которых в общем объеме добычи составляет не более 25%.
В связи с известными событиями вокруг нефтяной компании «ЮКОС», дочерним предприятием которого является «Томскнефть», объемы ее добычи за последние годы снизились до 12-13 млн тонн.
Вся добываемая томская нефть транспортируется на переработку в соседние регионы или вывозится на экспорт, а необходимые области нефтепродукты завозятся с НПЗ соседних территорий. Понятно, что экономика такого бизнеса не в пользу Томской области, так как известно, что основная прибавочная стоимость остается на территории перерабатывающих производств, то есть в Красноярском крае (Ачинский НПЗ), Иркутской области (Ангарский НПЗ), Омской области (Омский НПЗ). Если тонна сырой нефти по ценам последних лет на внутреннем рынке стоит 4,5-5,5 тысячи рублей, то цена тонны нефтепродукта средней степени переработки – дизтоплива – как минимум в 2,5-3,0 раза выше. Не зря эти перерабатывающие заводы считаются базовыми предприятиями, формирующими основную налогооблагаемую базу своих регионов. При этом кроме чисто экономических показателей решаются проблемы энергетической самодостаточности этих регионов, обеспечиваются тысячи рабочих мест, источники повышения уровня жизни населения, снижаются транспортные расходы.
Таким образом, главной задачей оптимизации нефтедобывающего комплекса Томской области является создание дополнительных нефтеперерабатывающих производств с целью полной переработки хотя бы 10% добываемой нефти и полное обеспечение области собственными нефтепродуктами – дизтопливом, бензинами всех марок, котельным топливом, мазутом, битумом.
По предварительным расчетам, эти объемы могут быть обеспечены при переработке около 1 млн тонн сырой нефти, для чего необходимо на одной из незадействованных площадок существующего нефтехимического комбината (ТНХК) в течение ближайших 2-3 лет построить дополнительный мини-завод вышеназванной производительности. Дальнейшее наращивание объемов переработки и усовершенствование оборудования этого завода в будущем могло бы решить даже проблему производства собственных авиационных топлив, хотя это отдельная сложная производственная задача.
К вопросу оптимизации топливно-энергетического баланса области следует отнести также проблему определения оптимальных объемов добычи нефти вообще с учетом разведанных запасов, обеспечением этих запасов на длительную перспективу и с учетом действующего налогового законодательства по отношению к регионам.
Представляется целесообразным при сложившемся соотношении налогов на добычу полезных ископаемых (НДПИ) между федеральным и региональным бюджетами в пропорции 95 и 5% суммарную добычу всех недропользователей области считать оптимальной в количестве 10 млн тонн ежегодно. К вопросу об увеличении добычи нефти до 12,5-15,0 млн тонн и выше следует вернуться при достижении соотношения хотя бы 75 к 25%, а также после возврата ранее отмененных источников ВМСБ, что станет возможным только после внесения изменений в существующее налоговое законодательство.
ДОБЫЧА, ПЕРЕРАБОТКА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГАЗА И КОНДЕНСАТА
Концепцией и программой развития нефтегазодобывающей отрасли Томской области на период до 2030 года, составленной большой группой ученых и производственников г. Томска и Новосибирска под руководством академика А. Э. Конторовича и губернатора В. М. Кресса, определены объемы ежегодной добычи 10 млрд куб. метров газа и около 1,5-2,0 млн тонн конденсата. На эти объемы предполагалось выйти к 2008-2010 годам после ввода в промышленную разработку около 5-7 первоочередных месторождений, главными из которых являются Мыльджинское, Северо-Васюганское, Останинское и Казанское. Предполагалось также увеличить объемы добычи попутного газа на Лугинецком нефтегазовом месторождении. Поддержание этих объемов в течение 20-25 лет планировалось за счет последующего ввода средних и мелких месторождений, в том числе в восточных районах Томской области, на территории так называемого Правобережья.
К сожалению, по различным причинам недропользователь основных запасов области ОАО «Томскгазпром» вместе с холдинговой компанией ОАО «Востокгазпром» за 10 лет своей деятельности ввели в опытно-промышленную эксплуатацию только два газоконденсатных месторождения – Мыльджинское и Северо-Васюганское, хотя уже более 7 лет назад ими получены лицензии еще на 5 месторождений с потенциальной годовой производительностью около 3,5 млрд куб. метров. Суммарная текущая добыча газа из двух действующих месторождений составляет около 4 млрд куб. метров ежегодно, причем из-за падения пластового давления и применения не самых энергосберегающих технологий началась устойчивая тенденция снижения добычи. Примерно третья часть добываемого газа сжигается для производства тепла, электроэнергии на централизованных ТЭЦ-3, ГРЭС-2, районных и поселковых котельных. Две трети добываемого газа транспортируется по газопроводам «Трансгаза» в города Сибири, для употребления в промышленном производстве, энергетике, бытовой сфере. Из-за отсутствия инфраструктуры (продуктопровода) добываемые жидкие углеводороды (конденсат) используются нерационально – путем закачки в нефтепровод, а другая часть (пропан-бутановая, ШФЛУ) с применением известного эффекта дросселирования и нового защищенного патентом технического решения закачивается в газопровод.
Главным направлением оптимизации добычи, переработки и использования газовых компонентов в топливно-энергетическом балансе области следует считать доведение запланированных объемов добычи до 10 млрд куб. метров ежегодно, снижение процента использования газа для областной энергетики и увеличение доли потребления газохимического производства. Лучшим вариантом реализации такого решения является строительство газохимического завода, позволяющего извлечь из транспортируемой продукции все ценные жидкие углеводороды и не только обеспечить собственным сырьем действующий ТНХК (заменить привозной прямогонный бензин), но и организовать дополнительное производство газомоторных топлив и промышленно-бытового топлива для населения области.
Особое внимание необходимо уделить технологиям переработки, подготовки и транспортировки добываемых компонентов на действующих и вновь вводимых «южных» месторождениях с высоким содержанием жидких углеводородов, которые по своей ценности значительно превосходят стоимость газовой фракции.
Рекомендации относительно целесообразности увязки объемов добычи газа и конденсата с пропорциями налоговых отчислений НДПИ между федеральным центром и регионом являются еще более актуальными, чем для добычи нефти, так как эти соотношения в последние годы достигли абсурдных значений: 100% уходит в федеральный бюджет, 0% – в региональный.
ПРОЕКТ ДОБЫЧИ, ПЕРЕРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БУРОГО УГЛЯ
Из доказанных потенциальных ресурсов бурых углей Томской области в объеме более 75 млрд тонн около 3,6 млрд тонн сосредоточено на Таловском месторождении Томского административного района в 30 километрах от областного центра. Качество углей характеризуется средними эксплуатационными и теплофизическими свойствами: марка угля Б-1(2), калорийность 2800-3500 ккал/кг, зольность 18%, влажность до 45%, содержание серы и других вредных примесей ниже, чем у каменных углей.
Специалистами созданной в 2001 году Томской горнодобывающей компании в течение трех лет были выполнены горно-геологические расчеты и технико-экономические обоснования возможности опытно-промышленной эксплуатации первоочередного участка этого недоразведанного месторождения, доказывающие несомненную целесообразность и экономическую рентабельность его промышленного освоения в первую очередь с целью энергетического использования углей. Проектные объемы годовой добычи составляют от 2,5-5,0 млн до 10-15 млн тонн. Было рассмотрено несколько вариантов разработки и добычи, начиная от скважинной гидродобычи (СГД) до строительства открытого разреза с различными схемами транспорта угля и вскрышных пород.
ПРОЕКТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОРФА
Несмотря на то что Томская область занимает второе место в России по запасам торфа и уступает только Тюменской области, освоенность этого ценного энергетического и агрохимического сырья почти нулевая. Между тем именно торф, как наиболее доступный и возобновляемый энергоресурс, может и должен в ближайшие годы стать одним из основных источников получения относительно дешевого тепла и электроэнергии, особенно в средних и малых поселениях.
Ресурсы торфа составляют более 1500 месторождений, расположенных практически во всех административных районах области, и оцениваются в объемах около 30 млрд тонн. К сожалению, изученность торфовых месторождений остается очень низкой и не превышает 10-15%.
Сырье большинства торфовых месторождений пригодно для энергетического применения, что делает этот вид энергоресурсов универсальным. Особенно перспективным следует считать энергетическое использование бурых углей в сочетании с торфом в виде торфо-угольных брикетов, гранул, полукокса, водо-угольного топлива. Проведенные испытания и исследования показали, что эти источники энергии в результате различных пиролизных и термолизных преобразований становятся полукоксом, пригодным как для энергетического, так и металлургического производства. Особое значение имеет их высокая химическая чистота и экологическая безопасность.
Специалистами Томской горнодобывающей компании совместно с НПО «Полюс» и ТПУ выполнены предварительные расчеты и предложены варианты перевода энергетики районных центров и поселков Томской области на автономное обеспечение с использованием местных источников. Предусмотрено строительство около 10 мини-ТЭЦ, часть из которых будет работать на торфе. Это касается северных районов области, а для южных районов основным сырьем будет служить бурый уголь Таловского и Бакчарского месторождений.
Главным технологическим оборудованием проектируемых мини-ТЭЦ станут газогенераторные установки и мини-котлы разработки томских, красноярских, кировских, тверских ученых, специалистов и изобретателей. Производительность одной мини-ТЭЦ достигнет 7,5-10,0 МВт/ч электроэнергии. Численность работающих на каждой станции составит 25-50 человек. Кроме энергоресурсов планируется производить попутно торфоминеральные удобрения на базе золы, а также строительные торфоматериалы в небольших объемах. Практически на каждой мини-ТЭЦ предусмотрен монтаж пиролизных установок, которые будут также производить значительные объемы синтез-газа, преобразуемого затем в электрическую энергию, либо будет налажена переработка газа в жидкое газомоторное или бытовое топливо.
СТРОИТЕЛЬСТВО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА В Г. ТОМСКЕ НА БАЗЕ БУРОГО УГЛЯ И ТОРФА (ЗАВОД ТУБ + ТЭЦ-4)
Одним из вариантов максимального ориентирования региона на свои возможности и энергоресурсы местного значения является проект собственного производства недостающих 70% электроэнергии за счет относительно дешевых источников – бурого угля и торфа. Для этого планируется с помощью и участием внешних инвестиций освоить Таловское буроугольное месторождение и несколько близрасположенных торфовых месторождений и на базе их сырья построить в радиусе 50 километров от г. Томска новую ТЭЦ-4 производительностью около 750-1000 МВт/ч электроэнергии и соответствующего количества попутной тепловой энергии. Для этого в районе д. Наумовки планируется построить разрез годовой производительностью 10 млн тонн, а в радиусе 2-3 километров – ТЭЦ-4, совмещенную с торфо-угольным заводом, на котором кроме подготовки и обогащения сырого угля организовывать производство различных модификаций энергетического топлива полукокса и кокса посредством пиролиза угля и торфа, торфо-угольных брикетов и гранул, водо-угольного топлива. На этой энергетической станции предусматривается отработка различных технологий сжигания и применения всех перечисленных видов топлива с последующим переходом преимущественно на один из них или комбинирование нескольких.
Общая технологическая линия состоит из трех основных участков, характеризующихся своими технологическими особенностями:
- участок добычи угля и торфа;
- участок подготовки, переработки и обогащения сырья;
- участок углепотребления и энергопроизводства.
Последний может быть реализован по одному из двух вариантов. Согласно первому варианту, планируется постепенная замена привозных углей собственными на существующих тепло-электростанциях ТЭЦ-1 (г. Северск), затем перевод ныне работающих на газе ТЭЦ-3 и ГРЭС-2 на уголь, а также поставки угля, полукокса и ВУТ на местные котельные районного и поселкового значения. Второй вариант предполагает формирование новых дополнительных энергомощностей, полностью решающих проблему дефицита электроэнергии Томской области и даже частичной реализации ее излишков в энергосистему ФОРЭМ. То есть на базе нового источника топлива предполагается строительство новой теплоэлектростанции (условно названной ТЭЦ-4) ориентировочной мощностью 5 МВт/ч в радиусе 5-10 километров от первоочередного участка добычи угля.
Исходя из непростой схемы собственности на существующие энергообъекты, многолетние сложившиеся схемы поставок угля из других регионов, сложные проблемы с обратным переводом ТЭЦ-3 и ГРЭС-2 с газа на уголь под флагом «борьбы за экологию» предполагается, что именно второй вариант будет предпочтительным и первоочередным. Далее, с течением времени, когда новая ТЭЦ покажет свои бесспорные преимущества перед существующими по всем показателям, когда закончится эйфория «бесплатного» газа и экология с экономикой найдут нормальные компромиссы, на местное сырье будут переведены и существующие станции и котельные.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ СТРУКТУРА ТОПЛИВНО-ЭНЕРГИТИЧЕСКОГО БАЛАНСА РЕГИОНА к 2010-2015 годам
Результатом предлагаемых мероприятий по оптимизации топливно-энергетического баланса Томской области является структура энерго-обеспечения, которая зависит от внешних обстоятельств не более чем на 25%. Главной целью такой оптимизации является обеспечение полной электрической автономии территории в течение длительного периода за счет максимального исполь-зования местных энергетических ресурсов.
При этом, если в настоящее время главными источниками тепловой энергии является газ и частично нефть томских месторождений, а электрическая энергия поставляется централизовано с ФОРЭМ, то в перспективе через 5-10 лет большая часть тепло- и энергообеспечения будет осуществляться за счет местных энергоресурсов – углей, торфа, продукции их переработки. Практически газ и нефть «поменяются местами» с местными преимущественно бурыми углями, торфом и отходами деревообработки, а основная часть углеводородов останется сырьем для местной глубокой переработки и нефтегазохимии. Поскольку даже существующие ресурсы угля и особенно торфа превосходят ресурсы углеводородов почти на порядок, то перспектива этой переориентировки энергетического баланса измеряется многими десятилетиями.
Естественно, при такой оптимизации мы не должны впадать в другую крайность и полностью исключить использование газа для бытовых целей. Использование газа для населения в различных его модификациях ( сухом, сжиженном, компремированном ) еще многие десятилетия будет являться прямым признаком и источником обеспечения высокого уровня жизни, культуры быта, экологической чистоты территории, и необходимо всячески способствовать газификации районов, поселков, сельских территорий.Именно здравое сочетание углеводородной бытовой газификации с энергообеспечением населенных пунктов за счет максимального использования местных возобновляемых биоресурсов с самыми низкими экологическими осложнениями является как гарантией высокой энергонадежности и безопасности региона, так и источником многих тысяч рабочих мест, равномерного развития территорий, улучшения демографической ситуации области и Сибири.
Одновременно с основными направлениями развития томской и сибирской энергетики необходимо продолжать изучение возможности использования других альтернативных источников, в том числе и нетрадиционных – малых гидроэнергетических установок (МГЭУ), ветроэнергетики (ВЭУ), термальных энергоисточников. Естественно, дальнейшие исследования и развитие атомной энергетики в различных вариантах (урановая, ториевая, водородная), несмотря на неоднозначное к ней отношение, не должны останавливаться, однако при условии жесточайшего контроля со стороны государственных научных, общественных и экологических организаций.
В. Г. ЕМЕШЕВ, Администрация Томской области
М. С. ПАРОВИНЧАК, Томская горнодобывающая компания
Журнал «Академия Энергетики», г. Санкт-Петербург, № 3, 2006 г.
