The potential for the development of the gas chemistry market in Russia and in the world: the case of the technological chain for the polystyrene production

Введение

Ключевой задачей развития промышленности России является получение продуктов с более высокой добавленной стоимостью. Потеря рынков сбыта необработанного углеводородного сырья приводят к необходимости развития производств продукци высокого передела.

В области газохимии проявляется значительный потенциал, так как в России высокий уровень запасов и добычи и нефти, при добыче которой выделяется попутный нефтяной газ (ПНГ), и природного газа. Осознавая, что некоторые рынки сбыта могут подвергаться риску из-за геополитических факторов, санкций и других обстоятельств, мы приходим к выводу о высоком потенциале стратегической переработки этих ресурсов в продукцию с более высокой добавленной стоимостью. Задача заключается не только в сокращении зависимости от экспорта сырья, но и в успешной реализации высокотехнологичной продукции на внутреннем рынке.

Из ПНГ можно перерабатывать множество видов продукции, которые имеют высокую добавленную стоимость. Про утилизацию и переработку ПНГ пишут и отечественные, и зарубежные ученые [1-3]. Примерами продукции с высокой добавленной стоимостью, которую можно получить посредством переработки ПНГ, является полиэтилен, аммиак, полипропилен, фенол, бензол, полистирол и др. В частности, в нашем исследовании рассмотрено производство такого продукта, как полистирол.

Полистирол используется в качестве важного компонента в различных секторах, начиная от бытового, промышленного и заканчивая автомобильным. Например, из полистирола делают одноразовую посуду, упаковку для продуктов, детские игрушки. В строительстве материал используют для теплоизоляции домов, изготовления звукопоглощающих компонентов. В сельском хозяйстве полистирол используется для создания теплиц. А также данный полимер применим при изготовлении сантехнических изделий, в печатной отрасли, в светотехнической сфере для производства антенн, для изготовления медицинских принадлежностей и др. [4].

Исследования, направленные на анализ производства продукции с высокой добавленной стоимостью в нефтегазовых и газовых секторах, являются активно изучаемым направлением [5, 6]. В этом контексте подчеркивается стратегическое значение развития газохимического комплекса в России [7, 8]. Отмечаются особенности и потенциал углубленной переработки сырьевых ресурсов, а также анализируются перспективы развития газохимического производства в стране [9-11].

Однако в России реализация подобных производственных инициатив развивается медленнее в сравнении с теоретическими возможностями. Обращается внимание на текущие сложности и проблемы, которые препятствуют успешной реализации проектов, направленных на переработку ПНГ в продукцию газохимической отрасли. Основные факторы, влияющие на этот процесс, включают в себя ограниченный объем инвестиций, недостаточно высокий уровень технологической подготовки и другие проблемы [12]. В этом вопросе государство выступает важным регулятором и фактором влияния, играющим ключевую роль в управлении процессами и воздействии на развитие [13].

Так, цель данного исследования заключается в проведении оценки потенциала рынка газохимии, включая конкретные виды продукции. Основной задачей является демонстрация добавленной стоимости, осуществляемая через сравнение продажи ПНГ в качестве сырья и продажи продуктов его переработки.

Основная часть

1. Анализ спроса и предложения на основную продукцию газохимии в России и в мире

В целях проведения всестороннего анализа перспектив производства газохимической продукции и определения приоритетных направлений для увеличения объемов производства, был осуществлен сбор и анализ данных, касающихся объемов производства и потребления газохимической продукции. Исследование охватывает как российский, так и мировой рынок и охватывает анализ данных за 2022 год (таблица 1). Исследование направлено на определение наиболее востребованных продуктов в газохимической отрасли и выявление потребности рынка в дополнительном производстве.

Таблица 1 – Объем производства и объемы потребления продукции газохимии в России и в мире в 2022 г., млн. тонн

Касательно метанола, стоит отметить, что Россия обладает свободным ресурсам - разницей между объемом производства и внутренним потреблением метанола, которая составляет 2,9 млн т. Россия активно участвует в мировом экспорте метанола - в 2022 году страна увеличила объем экспорта на 14%, достигнув почти 2,1 млн т [19]. В тоже время, это свободное сырье может быть использовано для дальнейшего передела продукции с высокой добавленной стоимостью, что предоставляет возможность для расширения своего участия на мировом рынке и увеличения экономической выгоды.

По оценкам, объем производства метанола в стране увеличится образом на порядка 180% от уровня 2022 года к 2030 году. Этот рост будет поддержан реализацией шести крупных проектов, включая проекты в Приморском крае, Амурской области, Волгоградской области и Татарстане. Реализация данных проектов увеличит общую производственную мощность до 9,6 млн т в год [20].

В период с 2017 по 2022 год выявили среднегодовой прирост производства (CAGR) этилена в размере 7,3%. Такой высокий темп роста отражает не только постоянный спрос на этилен, но и прогресс в технологических решениях, повышающих эффективность производства.

В последние пять лет полиэтилен оставался центральным элементом в индустрии пластиков и полимеров, и его производство в России демонстрировало значительный среднегодовой прирост (CAGR) в размере 9,9% в период с 2017 по 2022 год.

Однако, в 2022 году российский экспорт полиэтилена столкнулся с существенными вызовами из-за санкционного запрета на поставки полимеров этилена в страны Европейского союза (ЕС). Это привело к снижению экспорта на 17,6%, тогда как внутренний рынок продемонстрировал устойчивость, показав рост внутренних продаж на 3,8% [21].

В 2022 году производство аммиака в России сократилось на 14,6%, упав с 19,9 млн тонн до 17 млн тонн, согласно данным "Анализа рынка аммиака в России" [22]. Основной причиной этого снижения стало ограничение экспорта российского аммиака. В 2022 году экспорт аммиака из России сократился в 2,5 раза, что представляет значительное воздействие на внешний рынок [23]. Тем не менее, прогнозируется, что к 2050 году потребление аммиака вырастет в 2 раза [7]. В контексте глобального рынка, Восточная Азия остается лидером по производству аммиака с общим объемом примерно 64,6 млн тонн. Китай внес особый вклад, производя около 42 млн тонн аммиака в 2022 году.

Подчеркивается стабильный рост среднегодового темпа роста полипропилена на уровне 5,35% в ближайшие пять лет. Полипропилен остается одним из ключевых игроков в газохимической промышленности, демонстрируя свою важность в контексте как национального, так и мирового рынков.

Более 50% общего объема производимого в России бензола традиционно направляется на производство стирола, что составило 640 тыс тонн в 2022 году. И одна шестая часть общего объема бензола в России (порядка 203 тыс тонн) в 2022 году, направляется на производство фенола [23].

Доля экспорта стирола в России заметно снижается, указывая на изменения в стратегии производства в пользу более устойчивой модели, ориентированной на внутреннюю переработку [24].

Согласно прогнозам, глобальный рынок фенола ожидает увеличение до 14,53 миллиона метрических тонн к 2030 году, что свидетельствует о заметном росте спроса на данное химическое вещество в ближайшей перспективе.

Выше проведенный обзор позволил выявить текущее положение отрасли и предоставить основу для дальнейших стратегических решений. Анализ показал высокие показатели среднегодового прироста производства (CAGR) для определенных видов газохимической продукции, которые указывают на потенциальные перспективы роста, что является одним из ключевых аспектом для индустрии газохимии.

Кроме того, в ходе анализа выявлены трудности в экспорте некоторых видов продукции газохимии из России в связи с существующими санкциями. Эта проблема предоставляет возможность для внутренней переработки продукции с учетом свободных объемов, не потребленных на внешних рынках. Такой подход не только позволяет преодолеть препятствия санкций, но и создает потенциал для производства продукции с более высокой добавленной стоимостью.

2. Технологическая схема получения продукции газохимии

Предоставляется технологическая схема, которая систематизирует и структурирует процессы получения продуктов газохимии. Данная схема позволяет визуализировать последовательность технологических этапов и провести анализ возможных уровней глубины переработки, выявляя ключевые этапы, на которых происходит добавление стоимости. В общем виде схема представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Технологическая цепочка производства продукции газохимии. Составлено авторами на основе [25]

Рассмотренная в вышеупомянутой схеме концепция, несмотря на свою ценность в контексте теоретического понимания технологических процессов, не в полной мере отражает реальные трудности, с которыми сталкиваются промышленные предприятия. На практике, каждый производственный завод выделяется своей узкой специализацией, ориентированной на выпуск конкретного ассортимента продукции. Такое направление специализации связано с уникальными технологическими требованиями и особенностями, свойственными конкретному виду продукции.

Для наглядного представления динамики изменения цен на продукцию в зависимости от степени её переработки приведены цены на различных этапах производства (таблица 2).

Таблица 2 – Цены на продукцию газохимии в 2022 году. Составлено авторами на основе [15, 26-28]

Но при реализации проектов по переработке ПНГ в продукцию газохимии необходимо учитывать, что объем продукции меняется с углублением переработки – на некоторых технологических этапах происходит разделение продукции, на некоторых добавляются дополнительные компоненты. Распределение и изменения в составе продукции на разных этапах переработки могут существенно влиять на её итоговую стоимость.

3. Повышение добавленной стоимости: пример производства полистирола

Из проанализированных продуктов газохимии в 1 главе (таблица 1), самый перспективный для производства в России, если ориентироваться на разницу между объемом производства и объемом потребления, является полистирол. Дефицит полистирола в России наступит только при его потреблении выше на 50 тыс. тонн.

Так, технологическая цепочка производства полистирола представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Технологическая цепочка производства полистирола. Составлено авторами на основе [20]

В таблице 3 приведены возможные объемы промежуточной продукции на каждом этапе переработки. Однако стоит отметить, что в ходе исследования мы допускаем, что возможны иные вариации этих объемов. Это обусловлено тем, что конкретные значения сильно зависят от компонентного состава ПНГ, применяемых технологий в производственном процессе, используемого оборудования, а также системы контроля и регулирования процесса.

Например, различный компонентный состав ПНГ может влиять на выход различных промежуточных продуктов на этапах переработки. Также технологические решения, применяемые на предприятии, могут существенно варьировать объемы производимых промежуточных продуктов. Типы и состояние используемого оборудования также оказывают влияние на выход продукции - точность и эффективность оборудования влияют на конечные объемы промежуточных продуктов. Эффективные системы контроля и регулирования процесса могут влиять на степень оптимизации производственных параметров, что в свою очередь влияет на выход продукции.

Такое учет вариабельности является важным элементом для точного понимания и анализа процессов переработки ПНГ.

Таблица 3 – Объем продукции в соответствие с технологической цепочкой. Составлено авторами на основе [15, 26-28]

На основе анализа данных, представленных на рисунке 2 и в таблице 3, была осуществлена визуализация процесса повышения стоимости продукции в рамках производства полистирола (рисунок 3). Изображение данного процесса позволяет лучше понять взаимосвязь между исходным попутным нефтяным газом и конечной продукцией (полистирол).

В результате установлено, что из каждых 100 кубических метров ПНГ возможно получить порядка 1,8 килограмма полистирола. Важно отметить, что процесс производства полистирола также приводит к образованию других востребованных на рынке продуктов, таких как сухой отбензиненный газ (СОГ), бензин газовый стабильный (БГС), пропилен и этилен.

Рисунок 3 - Повышение стоимости продукции газохимии в соответствии с глубиной переработки на примере полистирола. Составлено авторами.

Таким образом, заменяя продажу ПНГ на производство полистирола, возможно увеличить выручку с 600 рублей до порядка 2600 рублей. Кроме того, стоит отметить, что другие продукты, получаемые в результате производства полистирола, могут также подлежать дальнейшей переработке с возможным повышением добавленной стоимости. В данном контексте, общая выручка может быть дополнительно увеличена.

Заключение

Таким образом, следует подчеркнуть высокий потенциал рынка газохимии и его важность для экономики России, особенно в контексте санкционных ограничений, оказывающих влияние на рынки сбыта углеводородов. Представленное исследование, сфокусированное на потенциально высокой добавленной стоимости продукции газохимии, обозначает перспективы для повышения глубины переработки углеводородного сырья.

В рамках этого исследования был выбран лишь один продукт газохимии в качестве примера – полистирол Допущение о том, что попутная продукция, получаемая в процессе переработки полистирола, не подвергается последующей переработке, служит отправной точкой для анализа, однако существуют возможности и для производства других видов продукции.

В будущих исследованиях планируется рассмотреть возможности производства различных видов продукции газохимии. Также представляется целесообразным выполнить экономические расчеты с детальным обоснованием затрат для производства каждого конкретного вида продукции. Это позволит получить более полное представление о возможных выгодах и рисках в контексте максимизации добавленной стоимости и обеспечения устойчивости функционирования, как газовой отрасли в целом, так и газохимического сегмента.