Перспективы энергетики и основные направления развития добычи нефти и газа в мире

Существующий в каждой стране активный спрос на доступную энергию требует предвидения и эффективного долгосрочного планирования, огромных инвестиций и годы работы по созданию инфраструктуры, необходимой для производства и поставки энергии. В современных условиях нужно научиться быстро понимать и управлять развивающимся комплексом технических, финансовых, геополитических и экологических рисков, поэтому прогнозирование изменений в энергетике является необходимым для эффективного развития.

Глобальный энергетический спрос и предложение

Импорт и экспорт энергии занимает существенную часть международного обмена, а создание возможностей для расширения свободной торговли нефтью, природным газом и продукцией нефтехимических отраслей остается жизненно важным условием развития национальных экономик. В настоящее время Северная Америка является ярким примером активно развивающегося мирового рынка энергии, где основную ставку делают на передовые технологии с целью получения доступа к огромным ресурсам нефти и газа, ранее считавшимся экономически невыгодными для разработки.

В целом, при росте добычи и нефти и природного газа, прогнозируется некоторое снижение спроса на нефть. Наиболее значительные изменения будут происходить в Азиатско-Тихоокеанском регионе, где по прогнозам спрос будет расти в ближайшие двадцать – тридцать лет значительно быстрее, чем внутренние поставки, а экономический рост и энергетические потребности, необходимые для его обеспечения, откроют больше возможностей для торговли энергией.

Ведущими компаниями нефтегазового сектора постоянно проводится анализ тенденций, формирующих глобальный энергетический спрос и предложение в ближайшие десятилетия. Именно прогноз развития энергетики определяет её долгосрочные перспективы и будущее развитие, а оценка глобальных тенденций в области энергоснабжения и спроса на технологии позволяет планировать привлечение долгосрочных инвестиций.

Как используется энергия, сколько её понадобится в будущем и какие виды топлива будут удовлетворять спрос – вот основные вопросы, на которые обращают внимание компании данного сектора экономики. Исследование подобных вопросов, проведенное компанией ExxonMobil, позволило им сформулировать следующие основные направления энергетического развития [2]:

– эффективность будет продолжать играть ключевую роль в решении энергетических проблем;

– потребность в энергии развивающихся стран, не входящих в ОЭСР, вырастет примерно на 65% к 2040 году в сравнении с 2010 годом;

– при росте энергопотребления происходит повышение спроса, в первую очередь, на электроэнергию;

– рост энергопотребления будет наблюдаться в секторе транспортировки в связи с расширением коммерческой деятельности по мере развития мировой экономики;

– повышение безопасности технологий позволит значительно расширить географию поставок в целях удовлетворения меняющихся энергетических потребностей в мире;

– нефть останется основным глобальным топливом, в то время как потребление природного газа покажет существенный рост и вытеснит уголь со второго места;

– совершенствование баланса спроса на энергию и ее предложения откроет дополнительные возможности для роста глобальной торговли.

Долгосрочный прогноз

В целях оперативного принятия обоснованного решения относительно энергетического будущего, добывающие компании уделяют большое внимание изучению тенденций развития современной картины мирового энергопотребления и пониманию энергетических вопросов. Для обеспечения устойчивого развития, компаниям необходимо развивать свою сырьевую базу.

Совершенствование технологий позволит к 2040 году повысить количество эксплуатируемых нефтяных месторождений, вводя в разработку запасы, ранее считавшиеся не рентабельными, и осуществлять добычу на имеющихся месторождениях, с применением технологий увеличения нефтеотдачи пласта, что даст возможность нефтегазодобывающим компаниям успешно обеспечивать растущую потребность мировой экономики в углеводородах.

Современное развитие технологий по мере перехода к низкоуглеродистым энергоносителям способствует более интенсивному вовлечению новых энергоресурсов, ранее считавшихся недоступными, и постепенному снижению мирового спроса на каменный уголь в пользу природного газа.

Немаловажными вопросами в современной экономике являются вопросы энергоэффективности и перехода к чистым видам топлива. Энергоэффективность является одним из масштабных и самых дешевых способов увеличения мировых запасов углеводородов и сокращения выбросов парниковых газов. Ее повышение играет все большую роль по всему миру, тем не менее, в странах, не входящих в ОЭСР, внимание к эффективности несколько слабее в связи с ростом энергопотребления.

В перспективе спрос на энергию будет расти в четырех основных секторах: в производстве электроэнергии, промышленности, в транспортном хозяйстве и в домохозяйстве. Сегодня, и в течение следующих 30 лет, на генерацию электроэнергии будет направляться самая большая часть имеющихся ресурсов. Тем не менее, по данным Международного энергетического агентства (МЭА) около 1,3 млрд. человек не имеют доступа к электричеству.

По прогнозам специалистов, к середине нынешнего века население увеличится примерно на 2 миллиарда человек, в связи с чем повысится и потребность в электроэнергии. В этом же периоде, рост потребления энергии домохозяйствами в мире по приблизительным оценкам составит 50%, причем 90% этого роста будет приходиться на развивающиеся страны [2]. Население в возрасте от 15 до 60 лет наиболее активно участвует в формировании экономического роста, а демографическая ситуация все существеннее влияет на потребление энергоресурсов. Учитывая прогноз роста мировой экономики в годовом исчислении в среднем на 2,8% с 2010 до 2040 годы, и в связи с увеличением численности населения потребуется дополнительная энергия.

Активные сектора в деталях

Рассмотрим каждый из активных секторов энергетического спроса в деталях.

К 2040 году прогнозируется рост энергопотребления в жилом и коммерческом секторах экономики примерно на 30%, который будет обеспечен за счет развивающихся стран, где растет благосостояние и все больше людей перемещаются из сельской местности в города с энергозатратной инфраструктурой.

Не секрет, что люди в городах потребляют больше энергии, чем население из сельской местности. В то же время, городскому жителю более доступы современные и эффективные энергопотребляющие приборы, устройства и новые виды топлива. За счет их перехода от природных источников энергии (биомассы, древесины и сельскохозяйственных отходов) к современным видам топлива произойдет улучшение и повышение качества жизни сельских жителей.

В связи с ростом экономики и международной торговли спрос на энергию, связанную с транспортом к середине XXI века увеличится более чем на 40% [2], а его большая часть придется на коммерческих потребителей. В то же время, личные транспортные средства становятся более энергоэффективными. Несмотря на то, что количество автомобилей на дорогах возрастет примерно в два раза, достижения в области автомобильных технологий, таких как гибридные силовые установки, позволят сгладить рост потребления энергоносителей.

Промышленность составляет основу мирового рынка, поэтому в течение ближайших десятилетий спрос на энергию в этой отрасли будет только расти. Одними из новых лидеров потребления энергии являются расположенные по всему миру крупные логистические центры. The New York Times сообщает, что они используют около 30 миллиардов ватт электроэнергии, что примерно эквивалентно мощности до 30 атомных электростанций [2]. На данные центры только в Соединенных Штатах, по оценкам экспертов, приходится от одной четверти до одной трети этой нагрузки.

Огромное количество электроэнергии потребляют бытовые приборы и электроника. По прогнозам специалистов, в ближайшие два-три десятка лет, на потребление топлива для производства электроэнергии будет приходиться около 55% спроса на энергоносители. Поменяется структура потребления топлива, природный газ станет ресурсом номер один в производстве электроэнергии к середине XXI века [2]. Сегодня, страны ОЭСР и страны не входящие в ОЭСР потребляют электричество приблизительно в одинаковых пропорциях, но в будущем это отношение изменится значительно.

В развивающихся странах, с ростом населения и экономик потребность в энергии возрастает. За период до 2040 года около 85% роста спроса на электроэнергию будет приходиться на страны, не входящие в ОЭСР. Природный газ, ядерные и возобновляемые источники все больше удовлетворяют растущий спрос на электроэнергию, в то время как использование угля и нефти напротив снижается.

В ближайшие несколько десятилетий увеличение потребления газа составит около 85% и приблизится к одной трети потребляемого топлива для производства электроэнергии. Спрос на возобновляемые источники энергии – биомассу, энергию ветра, солнечную, гидро- и геотермальную энергию возрастет по прогнозам не более чем 10%. Природный газ наряду с ядерным топливом станет наиболее экономичным энергоресурсом для производства электроэнергии [2].

Развитие электроэнергетики находится под влиянием ряда факторов, в том числе технологий, воздействия окружающей среды, государственной политики, капитальных затрат, инвестиций и цен на топливо. Эти факторы существенно изменят правила выбора наиболее экономичных видов топлива для производства электроэнергии. США представляет собой хороший пример того, как эти переменные могут повлиять на выбор топлива для использования в генерации.

Потребители угля столкнулись с серьезной задачей снижения выбросов парниковых газов; в ветровой и солнечной энергетике решают проблемы, связанные с надежностью работы данных мощностей; использование ядерных технологий сопряжено с определенными трудностями, связанными с меняющимися представлениями социума об экологической безопасности. В то же время, новые газовые энергоблоки используют очень эффективные технологии, они доступны по ценам, гибкие в управлении и в смене режимов при нестабильных поставках газа. В результате, газ все чаще рассматривается как наиболее предпочтительный вид топлива для выработки электроэнергии.

Источники энергии будут продолжать развиваться и диверсифицироваться в виде волновой кривой глобального спроса на энергию. Так, значительные достижения в области технологий бурения позволят природному газу обогнать потребление угля. Газ, являясь наиболее распространенным энергетическим ресурсом, будет играть все более важную роль в топливно-энергетическом балансе мировой экономики.

Международное энергетическое агентство оценивает существующие запасы газа в объеме около 28000 трилл. куб. футов по всему миру, чего вполне достаточно для удовлетворения текущих уровней спроса более чем на 200 лет. Нефть, по прогнозам экспертов, останется лидером на рынке энергоресурсов, однако, альтернативные источники, получат наибольшее развитие и востребованность в обеспечении глобального спроса на энергию.

Перспектива развития нетрадиционных поставок газа

В ближайшее время рост так называемых «нетрадиционных» поставок, как следствие развития технологий, будет оказывать решающее значение. Производство сырой нефти на традиционных месторождениях ожидает некоторое снижение. Успехи в области добычи на шельфе и из нефтяных песков послужили примерами того, как новые технологии по сути являются ключом к производству дополнительного объема углеводородов.

То же самое верно для высоковязких нефтей, производство которых растет в результате последних достижений в области технологий их добычи. В ближайшей перспективе только около 55% жидких углеводородов в мире будет поступать из обычной добычи нефти, остальной объем будет представлен глубоководной добычей, высоковязкими нефтями, газовым конденсатом, а также добычей из нефтяных песков и биотопливом, а развитие технологий позволит увеличить темпы освоения этих ресурсов.

Ожидается, что к 2040 году мировые поставки газа увеличатся примерно на 65%, причем около 20% этого прироста обеспечит Северная Америка, где добыча нетрадиционного газа будет расти значительными темпами и удовлетворять около 80% спроса на газ в ближайшей перспективе [2]. Рост нетрадиционных поставок газа является результатом последних улучшений в технологиях, используемых для извлечения этих ресурсов. Это даст возможность Северной Америке через пять – десять лет стать потенциальным экспортером природного газа, на этот континент в течение следующих двух десятилетий будет приходиться более половины роста нетрадиционных поставок газаи наблюдаться смещение потребления в пользу энергоресурсов с низким углеродосодержанием. Это конкурентоспособное энергоснабжение обеспечивает прочную основу для увеличения объема производства в Соединенных Штатах Америки, открывая новые возможности развития во многих регионах и секторах американской экономики, включая энергетику и другие отрасли промышленности.

Объем нетрадиционного газа во всем мире по приблизительным оценкам составляет около 40% от оставшегося ресурса. Около 60% прироста природного газа ожидается из нетрадиционных источников, которые по мере развития технологий демонстрируют уверенный рост и составят существенную часть мировых поставок газа в середине XXI века [2]. Примерами являются сланцевый газ как крупнейший компонент нетрадиционных ресурсов и угольный метан.

В Северной Америке, нетрадиционный газ имеет более высокую долю и составляет примерно около двух третей от всех запасов региона. Этим объясняется наметившийся здесь в последнее время существенный рост его добычи. Что касается добычи данного ресурса в других частях мира, то там скорее всего потребуется дополнительное время на изучение конкретной геологии и освоение технологий добычи, необходимых для рентабельного производства ресурса и развития инфраструктуры для транспортировки газа на рынки, прежде чем произойдут изменения в структуре добычи в пользу нетрадиционных месторождений.

Все крупные инвестиции зарубежных нефтегазодобывающих ТНК ориентированы на перспективное развитие. Например, за последние 15 лет только компания ExxonMobil направила более 10 миллиардов долларов на расширение своих нефтеперерабатывающих и нефтехимических мощностей в Сингапуре, а за последние пять лет ими вложено 143 миллиарда долларов в энергетические проекты [2].

Инвестиции западных нефтегазодобывающих компаний подтверждают прогнозы о том, что мировые энергетические поставки будут продолжать расти. В дополнение к вложениям в обычную добычу нефти и газа на традиционных месторождениях, компаниями направляются значительные финансовые ресурсы в добычу из нефтяных песков, в глубоководную добычу и на арктическом шельфе, а также в извлечение нефти и природного газа, находящихся в сланцах и других горных породах. В будущем, благодаря активному внедрению инноваций в добывающем секторе, источники энергии, считающиеся сейчас «нетрадиционными», быстро превратятся в обычные, что сделает их более доступными для производства и повысит их роль в мировом энергетическом балансе.

Стратегические направления развития

В ближайшее время, по мнению автора, технологии в нефтегазодобывающем секторе мира необходимо развивать по следующим стратегическим направлениям:

– геологоразведка и сейсмическое отображение. Зарубежными компаниями сейчас активно используется последнее поколение 3-D технологий в сочетании с передовыми вычислениями, для создания детальных изображений нефти и газа на глубоководных участках. Получают все большее распространение четырехмерные сейсмические технологии, которые сравнивают 3-D сейсморазведку из той же области в различные моменты времени.

Разработана технология R3M, использующая крайне низкие частоты электромагнитных волн, что позволяет удаленно «отображать» подводные залежи нефти и газа с высокой точностью, которая основана на том, что нефть и газ являются плохими проводниками электричества. R3M улучшает разведку на труднодоступных, глубоководных территориях и уже успешно используется для изучения значительных водных участков у берегов Западной Африки, Бразилии, Колумбии и Канады, а также в Мексиканском заливе;

– наклонно направленное бурение. Эта технология позволяет бурить скважины как горизонтально, так и вертикально, разрабатывать одновременно нефть и газ из рядом расположенных месторождений, сводя к минимуму влияние на окружающую среду. На Дальнем Востоке России, например, этот вид бурения активно применялся компанией ExxonMobil для извлечения углеводородов в шести милях от берега на шельфе острова Сахалин;

– гидроразрыв пласта (ГРП). Хотя нефтегазовая промышленность имеет более чем 60-летний опыт работы с ГРП, растущее развитие нетрадиционных газовых ресурсов в настоящее время дало новую жизнь этому способу добычи.

Добыча природного газа из сланцев, плотных песчаников и угольных пластов требует извлечения ресурсов через микроотверстия и гидравлический разрыв пласта видится здесь наиболее оправданной технологией. При его применении используется давление воды для создания микротрещин в горных породах глубоко под землей, что способствует активному притоку углеводородов. Однако, здесь существуют определенные экологические риски и применение данного метода требует от промышленности оперативного управления ими.

Заинтересованные стороны обеспокоены этими рисками, в том числе связанными с гидравлической жидкостью ГРП и состоянием сточных и подземных вод. В США многими компаниями сектора поддерживается раскрытие ингредиентов, используемых в гидравлических жидкостях ГРП, в том числе по конкретным участкам добычи. Данная информация находится в общем доступе на сайте FracFocus.org и с момента его запуска в апреле 2011 года более 200 нефтегазодобывающих компаний добровольно представили фактические данные об объемах добычи из более чем 15000 скважин [3];

– сжижение природного газа. Технология сжижения природного газа способствовала экономически эффективной коммерциализации новых поставок на растущий мировой рынок этого энергоресурса. Одну из ведущих позиций в этой области занимает компания ExxonMobil, которая активно присутствует на рынках сжиженного природного газа (СПГ) и имеет в Катаре и Индонезии производства по сжижению, позволяющие производить около 65 млн.тонн в год. Расширению доступа газа на европейский рынок способствуют имеющиеся мощности по регазификации СПГ объемом 2,8 млрд куб.футов в день на терминалах South Hook в Уэльсе и Адриатические СПГ-терминалы в Италии [2].

Компания ExxonMobil участвовала также в создании научно-исследовательского центра в Катаре и научно-технологического парка в Дохе [2]. Планируемые мероприятия ExxonMobil и Research Qatar включают решение проблем, связанных с развитием газовой промышленности Катара, сотрудничество с научно-исследовательскими институтами и передачу технологий на основе консалтинга и обучения. Такое корпоративное взаимодействие является наглядным примером взаимовыгодного партнерства в области передачи технологий и знаний;

– повышение эффективности добычи нефти из нефтеносных песков. Например, канадские нефтяные пески являются критически важными для обеспечения безопасности североамериканского энергоснабжения.

По запасам доказанных и извлекаемых углеводородов Канада занимает третье место после Саудовской Аравии и Венесуэлы. Добыча такого ресурса сопряжена с интенсивными выбросами в атмосферу. Для снижения негативного влияния на окружающую среду проводится активная работа по совершенствованию технологии добычи. По данным Environment Canada, выбросы парниковых газов сократились почти на 30% при добыче одного барреля в сравнении с 1990 годом [2], а технологичные разработки в сочетании с когенерацией, могут привести к еще большему сокращению выбросов.

Другая важная проблема разработки нефтяных песков это забор воды. Будут все активнее применяться передовые технологии переработки воды и ее использования в нескольких технологических циклах, а так же реализовываться инновационные решения по удалению из сырья частиц глины и воды парафиновой пеной. В настоящее время уже разрабатывается новая технология под названием LASER, которая позволит более энергоэффективно и быстро извлекать ресурс, что приведет к снижению выбросов в атмосферу примерно на 25%;

– добыча на глубоководных месторождениях. Технологические достижения предоставляют возможность нефтегазовым компаниям уже сейчас активно работать на больших глубинах морских акваторий, что было невозможным еще несколько десятков лет назад и позволяют наращивать ресурсную базу. Сегодня строятся плавающие платформы, которые добывают сырье, имеют мощности его хранения и выгрузки на суда и делают реальным разработку месторождений, находящихся на глубине более 5000 футов. Например, компания ExxonMobil в сотрудничестве с Нигерийской национальной нефтяной корпорацией активно ведет добычу на глубине 4000 футов из месторождений на шельфе Нигерии [2];

– добыча на Арктическом шельфе. Многие глобальные корпорации сектора добычи сырья проводят операции по извлечению углеводородов на шести континентах во многих странах мира, но лидерство в Арктике является наивысшей степенью технологической развитости компании. Районы Арктики известны своими высокими волнами, айсбергами и ураганами, поэтому производство в этих областях сталкивается с проблемой наличия паковых льдов и постоянной сейсмической активностью.

Строящиеся ледовые платформы представляют собой сооружения высотой свыше 200 метров, которые способны выдерживать без существенных повреждений воздействие огромных ледовых нагрузок и, применяя программы управления, сводящие к минимуму риск столкновения с айсбергами путем отслеживания их движения. противостоять айсбергам без какой-либо угрозы для работников, окружающей среды или функционирования собственной технологической инфраструктуры.

На современном этапе усилия компаний направлены на разработку экономически эффективных решений для защиты морских трубопроводов и объектов морского дна в экстремальных условиях Севера, на формирование новых концепций платформ, предназначенных для добычи в субарктических районах и в режиме круглогодичного бурения;

– стратегическое развитие технологий. В состав любой крупной нефтегазодобывающей компании мира входят ключевые научно-исследовательские организации, которые работают над созданием и совершенствованием новых технологических разработок.

Перед ними ставятся задачи оценки необходимости той или иной технологии, как правило на длительный период времени, или в областях за пределами ближайшего фокуса бизнеса компании. Ими же проводится анализ способности тех или иных технологий предоставить корпорации конкурентное преимущество или поддерживать ее рост и развитие.

В дополнение к корпоративным исследованиям, в нефтегазодобывающих компаниях имеются функциональные группы технической поддержки каждого из бизнес-направления. Наблюдается также и активное научно-инновационное партнерство между добывающими компаниями.

Например, компания ExxonMobil, по результатам предшествующих научных исследований, проведенных партнерской компании Research Qatar (EMRQ), развивает систему дистанционного обнаружения газа при помощи инфракрасного спектра с технологией сложного алгоритма. Данная технология способна повысить безопасность процесса и сократить выбросы углеводородов путем быстрого и автоматического выявления утечек.

Вывод

Развитие вышеперечисленных стратегических направлений позволит компаниям нефтегазодобывающей отрасли идти в ногу с ростом глобального спроса на энергоносители. Развитие и внедрение новых технологий в компаниях является важнейшим условием успешного их развития, так как значительная часть оставшихся мировых запасов нефти и газа находится в сложных климатических и геологических условиях, таких как глубоководные месторождения, нефтяные пески, газ плотных пород и добыча в арктических широтах, которые требуют новых инновационных подходов к их промышленной разработке.