В мае этого года международное энергетическое агентство (МЭА) опубликовало «Сценарий нулевых нетто-выбросов к 2050 году» (Net Zero Emissions by 2050 Scenario, NZE). В нем предлагается требующая усилий, но, как считают специалисты, осуществимая стратегия, которая позволит к середине века ограничить рост глобальной температуры показателем 1,5 °C, а также добиться других целей устойчивого развития, связанных с энергетикой. Чтобы эти планы стали реальностью, от компаний энергетического сектора, по мнению специалистов, потребуются шаги по оптимизации энергоэффективности, интеграции возобновляемых источников энергии, снижению выбросов парниковых газов.
Эксперт в области декарбонизации Калмен Губайдуллин пояснил, почему СПГ так важен в процессе перехода к низкоуглеродной энергетике и какие технологические инновации эффективнее всего помогают достичь этой цели.
Оптимизация работы оборудования
Природный газ считается наиболее чистым из всех видов ископаемого топлива источником энергии: например, в сравнении с углем он выделяет при сжигании вдвое меньше углекислого газа. Учитывая нестабильность таких возобновляемых ресурсов, как ветряная и солнечная энергия, специалисты считают сжиженный природный газ (СПГ) важнейшим элементом перехода к чистой энергетике. Будучи сотрудником крупных компаний нефтегазового сектора СНГ, Губайдуллин занимался разработкой и внедрением технологий оптимизации производства, которые помогают сократить углеродный след и приблизить достижение нулевых выбросов.
Работу в нефтегазе выпускник Шеффилдского университета начинал в Caspi Meruerty Operating Company B.V., — крупном международном предприятии с участием Shell, связанном с добычей углеводородов в Казахстане. Проекты по мониторингу и совершенствованию технологических решений, которые вел здесь молодой инженер, помогли ему приобрести ценный опыт в сфере декарбонизации, а последующий переход в компанию «Сахалин Энерджи» на Дальнем Востоке России — углубить этот опыт до экспертного уровня.
«„Сахалин Энерджи“ — оператор проекта „Сахалин-2“, в рамках которого действует первый в России завод по производству СПГ, — рассказывает эксперт. — Предприятие мощностью 9,6 млн тонн в год было запущено в 2009 году и в течение десяти лет оставалось единственным в РФ СПГ-заводом. А участие в проекте крупнейшей нефтегазовой компании мира Shell позволило предприятию быть лидером по операционной эффективности и внедрению новых технологий».
Инженер-технолог по добыче и сжижению природного газа Губайдуллин занимался на предприятии мониторингом производительности, поддержкой и оптимизацией производственных операций и другими задачами, связанными с эксплуатацией в области СПГ. Работа в компании, ориентирующейся на мировые стандарты в области экологического управления, помогла ему осознать роль природного газа в процессе энергоперехода и изучить на практике методы, благодаря которым нефтегазовая промышленность снижает выбросы.
Молодой инженер сыграл определяющую роль в ряде проектов, целью которых была оптимизация производственных процессов. Так, например, Губайдуллин разработал инновационную стратегию обслуживания огромных предохранительных клапанов на резервуарах СПГ, которая позволила решить распространенную проблему протечек. Резервные предохранительные клапаны большой пропускной способности со временем изнашиваются и начинают пропускать газ в атмосферу. При этом их нельзя отремонтировать без полного опустошения резервуара от СПГ, что приводит к критическим финансовым потерям. Губайдуллин разработал схему ремонта клапана «на ходу», без опустошения резервуара.
Этот метод стал инновацией в глобальном масштабе: до этого подобный ремонт не проводился ни на одном предприятии нефтегазовой индустрии. Сейчас метод Губайдуллина используется на многих СПГ-заводах в мире. Это помогает предотвратить утечки на предохранительных клапанах, способные вызвать пожар на резервуаре и привести к финансовым потерям для предприятий и серьезному урону для окружающей среды.
Другим инновационным инженерным решением для завода СПГ стал проект по оптимизации работы компрессоров: Губайдуллин разработал метод увеличения пропускной способности компрессора, перекачивающего газ криогенной температуры, который не требовал финансовых вложений. Его внедрение в практику позволило существенно повысить эффективность работы оборудования, что улучшило показатели предприятия в целом: годовая прибыль составила более 1 млн долларов.
Разработка получила высокую оценку отраслевого сообщества: на конкурсе в рамках 10-й Научно-практической конференции молодых специалистов, прошедшей в Южно-Сахалинске 24–26 октября 2018 года, доклад Губайдуллина, посвященный оптимизации работы компрессоров, был признан лучшим.
Комплексный подход для уменьшения углеродного следа
Декарбонизация требует комплексного подхода и оптимизации деятельности предприятия на разных уровнях: увеличения энергоэффективности, модернизации оборудования, внедрения новых технологий. Помимо конкретных инженерных решений, во время своей работы на заводе Губайдуллин создавал развернутые планы декарбонизации.
Так, он разработал комплекс мероприятий по уменьшению углеродного следа, позволяющий заводу выполнять полный объем работ, используя меньшее количество топлива. Одно из таких мероприятий — тонкая настройка подачи природного газа в печи, позволяющая добиться необходимой температуры технологического процесса без перерасхода топлива. Другое — точный расчет количества необходимых газотурбинных генераторов в зависимости от времени года и своевременное отключение избыточных мощностей.
Подобные решения работают за счет самого подхода: централизованный мониторинг сэкономленной энергии на основе множества мероприятий позволяет наблюдать эффект от улучшений и корректировать действия в процессе. Так, например, экономия, которую компания получила благодаря внедрению плана Губайдуллина, составила примерно 10 млн долларов в год. Одним из показателей экологичности того или иного предприятия, в том числе нефтегазовой отрасли, является принадлежность к определенному квартелю по выбросам.
«Принцип деления на четыре группы, или квартиля, используют для сравнения эффективности деятельности предприятий по таким показателям, как безопасность, надежность, производство и управление энергопотреблением», — объясняет Губайдуллин.
Завод СПГ исторически находился во II квартиле и ниже по факелению, то есть неконтролируемым выбросам пламени. Губайдуллин разработал для компании тактику обеспечения позиции в верхнем квартиле.
Пакет мер по уменьшению выбросов, связанных с факелением, позволяет решить проблему комплексно, начиная с контроля утечек на факел и заканчивая заменой продувочного газа для факела и вспомогательного газа для обеспечения полноты сгорания выбросов. В результате внедрения всех этих мероприятий заводу СПГ удалось достичь I квартиля по факелению и войти в число мировых лидеров по уменьшению выбросов.
Оптимизация и модернизация деятельности нефтегазового предприятия на всех уровнях помогает уменьшить его углеродный след. Так, например, в 2016–2019 годах, когда Губайдуллин был сотрудником завода, компания ежегодно занимала первое место в рейтинге экологической ответственности нефтегазовых компаний России, который создавался при участии программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) и Всемирного фонда дикой природы (WWF). Инициативы молодого инженера по снижению экологических рисков и минимизации воздействия на окружающую среду помогали заводу удерживать лидерство в этом престижном экорейтинге.
Способность инновационно и результативно решать задачи по модернизации производств, связанных с высоким уровнем риска, принесла Губайдуллину членство в двух престижных организациях — международном сообществе инженеров-технологов, куда сотрудник завода вошел на правах дипломированного члена (MIChemE), и инженерном совете, в работе которого он участвует как сертифицированный инженер (CEng).
Признанная экспертность в сфере устойчивого развития нефтегазовой отрасли и опыт успешных проектов также позволили Губайдуллину пройти отбор в консалтинговую компанию большой тройки, куда попадает не более 1–2% пула кандидатов. С прошлого года он работает старшим консультантом в московском офисе фирмы, клиентами которой являются крупнейшие мировые компании. Специализируясь на проектах перехода к возобновляемым источникам энергии, Губайдуллин разрабатывает стратегии декарбонизации предприятий СПГ в зависимости от их географии, технологических особенностей, мощностей и местных цепочек поставки.
Такие меры, как модернизации оборудования, создание новых технологий, мониторинг и оптимизация производственных процессов, помогают предприятиям нефтегаза достичь максимальной энергоэффективности при сокращении своего углеродного следа. Внедрение этих принципов в работу заводов СПГ по всему миру позволит приблизить достижение глобальных целей по нулевым выбросам.