Контрольная работа на тему Варианты эффективного использования угольного метана. Экономический расчет.

Содержание:

Введение:

В
настоящее время наиболее доступные традиционные газовые месторождения в
значительной степени уже истощены и не могут удовлетворить всё возрастающие
мировые потребности в природном газе. В то же время по данным Международного
энергетического агентства (МЭА) ресурсы нетрадиционных источников газа
значительно превышают ресурсы традиционных месторождений, а развитие технологий
делает освоение этих ресурсов экономически целесообразным. По оценке МЭА
прогнозные ресурсы газа из нетрадиционных источников в мире составляют 921 трлн
м3, что более чем в 2,2 раза превышает ресурсы газа на традиционных
месторождениях. Одним из наиболее перспективных нетрадиционных источников
углеводородного сырья считается метан угольных пластов (МУП).

В
недрах, осваиваемых и перспективных угольных бассейнов сосредоточена не только
значительная часть мировых ресурсов углей, но и их спутника — метана, масштабы
ресурсов которого соизмеримы с ресурсами газа традиционных месторождений мира.
Концентрация метана в смеси природных газов угольных пластов составляет 80–98%.

Научно
обоснованная оценка роли угольных пластов как крупнейших мест накопления метана
в земной коре открывает новые большие перспективы в увеличении ресурсов
углеводородных газов. Метан, который является наиболее опасным спутником угля,
становится ценным полезным ископаемым, подлежащим самостоятельной промысловой
добыче или попутному извлечению в шахтах при комплексной поэтапной эксплуатации
газоносных угольных месторождений.

Шахтный
способ является неотъемлемой частью технологии подземной добычи угля —
дегазации. Объемы получаемого метана при этом невелики, и газ используется, в
основном, для собственных нужд угледобывающих предприятий непосредственно в
районе угледобычи.

Скважинный
способ добычи является промышленным. Метан при этом рассматривается уже не как
попутный продукт при добыче угля, а как самостоятельное полезное ископаемое.
Разработка метан угольных месторождений с добычей метана в промышленных
масштабах производится с применением специальных технологий интенсификации
газоотдачи пластов (самые распространенные варианты — гидроразрыв пласта,
закачка через скважину воздуха или воздухо-воздушной смеси, воздействие на
пласт током).

Следует
отметить, что для добычи метана пригодны далеко не все угли. Так, месторождения
длиннопламенных бурых углей бедны метаном. Высокой концентрацией газа
отличается уголь-антрацит, но его невозможно извлечь из-за высокой плотности и
чрезвычайно низкой проницаемости залежи. Самыми перспективными для добычи
метана считаются угли, занимающие промежуточное положение между бурыми углями и
антрацитом. Именно такой уголь залегает в Кузбассе, где, в рамках выполнения
поручения Президента Российской Федерации, «Газпром» активно участвует в
реализации инновационного проекта по добыче угольного газа.

Одной
из основных проблем проектов по извлечению метана из угольных пластов является
их низкая экономическая эффективность. Метан в угольных пластах находится в
связанном сорбированном состоянии. С этим связана необходимость дополнительных
затрат, направленных на разрыв связи уголь/метан и интенсификацию добычи газа.
Кроме этого, необходимо учитывать, что дебиты газовых скважин, пробуренных в
угольных пластах, как правило, ниже дебитов традиционных газовых скважин. В
связи с этим проекты добычи метана из угольных пластов характеризуются большими
затратами и меньшей выручкой по сравнению с проектами по добыче газа из
традиционных источников. Вместе с тем необходимо отметить, что извлечение
метана из угольных пластов решает ряд проблем в угольной промышленности, не
характерных для традиционной добычи газа. Решение этих проблем приводит к
появлению дополнительных экономических эффектов, учитывая которые можно
существенно улучшить показатели эффективности проектов по извлечению метана из
угольных пластов.

Заключение:

Экономическая
выгода от добычи угольного газа крайне существенна в условиях современности.
Однако тщательная количественная оценка ресурсной базы выполнена на текущий
момент лишь в небольшой группе стран, в том числе в США, Канаде и Австралии.

Политика
российского правительства в сфере добычи угольного газа и порядок
налогообложения данного вида деятельности пока не сформулированы. Отсутствует
система стимулирования (например, предоставление налоговых каникул) или
субсидирования компаний, готовых осуществлять добычу угольного газа. Не приняты
и положения, регулирующие получение лицензий на добычу угольного газа.

Как
и в других странах, развитие добычи метана угольных пластов в России
сдерживается недостатками инфраструктуры и технологическими трудностями,
свойственными периоду подготовки к коммерческой разработке подобных
месторождений. Глобальные экономические показатели добычи природного газа
остаются неопределёнными как в настоящее время, так и в долгосрочной
перспективе в силу различных факторов. Глобализация газового рынка замедлилась
или даже остановилась, что позволяет говорить о возобновлении процесса его
регионализации. Озабоченность недостаточным предложением сменилась обсуждением
слабеющего спроса. Устойчивому росту потребления природного газа в США и
европейских странах мешает затянувшийся выход из экономического кризиса.

В
современной России не все компании готовы к перспективной переработке угольного
газа. Об этом говорит факт того, что большинство крупных организаций до сих пор
вместо попыток сохранить сырьё, проводят его дегазацию. Так, например, на шахте
«Ерунаковская-VIII» (входит в ЕВРАЗ) начал работу станок направленного бурения
VLD-1000. Это оборудование помогает эффективно удалять метан из угольного
пласта большой площади. Помимо дегазации станок направленного бурения позволяет
разведывать тектонические нарушения, в том числе те, которые невозможно
обнаружить при бурении скважин с поверхности.

В
недрах, осваиваемых и перспективных угольных бассейнов сосредоточена не только
значительная часть мировых ресурсов углей, но и их спутника — метана, масштабы
ресурсов которого соизмеримы с ресурсами газа традиционных месторождений мира.
Концентрация метана в смеси природных газов угольных пластов составляет 80–98%.

Научно
обоснованная оценка роли угольных пластов как крупнейших мест накопления метана
в земной коре открывает новые большие перспективы в увеличении ресурсов углеводородных
газов. Метан, который является наиболее опасным спутником угля, становится
ценным полезным ископаемым, подлежащим самостоятельной промысловой добыче или
попутному извлечению в шахтах при комплексной поэтапной эксплуатации газоносных
угольных месторождений. «Существуют два принципиально разных способа добычи
угольного метана: шахтный, на полях действующих шахт, и скважинный. Шахтный
способ является неотъемлемой частью технологии подземной добычи угля —
дегазации. Объёмы получаемого метана при этом невелики, и газ используется, в
основном, для собственных нужд угледобывающих предприятий непосредственно в
районе угледобычи. Скважинный способ добычи является промышленным.

Метан
при этом рассматривается уже не как попутный продукт при добыче угля, а как
самостоятельное полезное ископаемое. Разработка метаноугольных месторождений с
добычей метана в промышленных масштабах производится с применением специальных
технологий интенсификации газоотдачи пластов, самые распространённые варианты —
гидроразрыв пласта, закачка через скважину воздуха или воздухо-воздушной смеси,
воздействие на пласт током.

Так,
месторождения длиннопламенных бурых углей бедны метаном. Высокой концентрацией
газа отличается уголь-антрацит, но его невозможно извлечь из-за высокой плотности
и чрезвычайно низкой проницаемости залежи. Самыми перспективными для добычи
метана считаются угли, занимающие промежуточное положение между бурыми углями и
антрацитом. Именно такой уголь залегает в Кузбассе, где, в рамках выполнения
поручения Президента Российской Федерации, «Газпром» активно участвует в
реализации инновационного проекта по добыче угольного газа. Прогнозные ресурсы
метана в основных угольных бассейнах России оцениваются в 83,7 триллионов м3,
что соответствует примерно трети прогнозных ресурсов природного газа страны.

Особое
место среди угольных бассейнов России принадлежит Кузбассу, который по праву
можно считать крупнейшим из наиболее изученных метаноугольных бассейнов мира.
Прогнозные ресурсы метана в кузбасском бассейне оцениваются более чем в 13
триллионов м3. Данная оценка ресурсов углей и метана соответствует глубине
1800–2000 м. Большие глубины угольного бассейна сохраняют на отдалённую
перспективу огромное количество метана, которое оценивается в 20 триллионов м3.
Такая сырьевая база Кузбасса обеспечивает возможность крупномасштабной добычи
метана (вне шахтных полей) как самостоятельного полезного ископаемого. Необходимость,
возможность и экономическая целесообразность крупномасштабной промысловой
добычи метана из угольных пластов подтверждается опытом освоения метаноугольных
промыслов в США, которые занимают лидирующее положение в мире по уровню
развития «новой газовой отрасли», — отвечают в пресс-службе ПАО «Газпром». Добыча
угольного метана как отдельный вид отрасли является наиболее перспективной в
условиях современной экономики и экологической ситуации и идёт наравне с
добычей сланцевого газа и нефти.

Фрагмент текста работы:

1. Угольный метан: перспективы добычи и использования в мире

Природный
газ является важнейшим источником энергии и сырья. Его широко используют в
качестве горючего для отопления, подогрева воды и приготовления пищи, как
топливо для машин, котельных, ТЭЦ; в химической промышленности как исходное
сырьё для получения различных органических веществ и для других целей. По
прогнозам Международного энергетического агентства, (МЭА) мировая добыча газа в
2030 г. возрастёт до 4 434 млрд м3.

Однако
наиболее доступные традиционные газовые месторождения в настоящее время в значительной
степени уже истощены и не могут удовлетворить всё возрастающие мировые
потребности. В то же время по данным МЭА ресурсы нетрадиционных источников газа
значительно превышают ресурсы традиционных месторождений, а развитие технологий
делает освоение этих ресурсов экономически целесообразным. По оценке МЭА
прогнозные ресурсы газа из нетрадиционных источников в мире составляют 921 трлн
м3, что более чем в 2,2 раза превышает ресурсы газа на традиционных
месторождениях (405 трлн м3). [7]

В
последнее время рост потребления энергии постоянно растет. По прогнозу
Международного Энергетического Агентства потребность в энергии и электроэнергии
вырастет соответственно на 50-70 % к 2025 г. Удельный объём природного газа в
энергобалансе мира к 2030 г. может составить около 30 %. В связи с этим в
последнее время интерес к нетрадиционным источникам энергии постоянно
увеличивается. Одним из таких источников является газ угольных пластов, общие
ресурсы которого на территории России составляют 83,7 трл. м3. [12]

Главными
освоенными источниками являются ископаемые органические топлива (твердые,
жидкие и газообразные). Среди них наиболее разведанными на промышленных и
поисковых стадиях являются угли и сланцы. Успехи газовых компаний США позволили
заявить о формировании газовой под отрасли при добыче метана из угольных
пластов. Сочетание интересов газовой и угольной отраслей может обеспечить и
значительно улучшить технико-экономические, экологические и социальные условия
населения промышленных районов. Большое внимание и интенсивное развитие — это
направление получило за последние 10-15 лет в США, где объем добычи газа из
угольных пластов составил 55 млрд м3 в 2010 году, в Канаде – более 9 млрд м3 в
том же году. В Австралии добыто 5,5 млрд м3, в Китае – 1,2 млрд м3, в России –
6 млн м3. [8]

Природный
газ угольных пластов на 90 % и более состоит из метана. Метан является наиболее
чистым из углеводородных источников энергии, не содержит вредных примесей,
таких как азотные и сернистые соединения. В настоящее время коммерческая добыча
метана из угольных пластов осуществляется только в США. Эксплуатируется более 8
тыс. скважин, из которых свыше 40% сосредоточены в бассейне Сан-Хуан. 10 %
скважин этого бассейна дают 75 % его добычи и около 60 % общей годовой добычи угольного
метана в США.

Целью
такого подхода в США является дегазационная подготовка угольных пластов, а не
промышленная добыча метана. В некоторых странах (Китай, Индия, Австралия,
Великобритания, Польша, Россия и Украина) существуют опытные проекты освоения
газовых ресурсов угольных залежей. Природные угли всех видов (особенно бурые и
др.) содержат различные примеси, минеральные компоненты, соединения серы,
азота, тяжелых металлов и т.д. В атмосферу при переработке угля попадают
газообразные и аэрозольные продукты окисления содержащихся в угле примесей.
Только при энергетическом сжигании угля в атмосферу ежегодно выбрасывается
примерно 90 млн т оксида серы и 30 млн т оксида азота. Вместе с золой атмосферу
загрязняют 60 тыс. т свинца, 50 тыс. т никеля, 30 тыс. т мышьяка и др.
Серьёзной проблемой является выброс относительно высокой доли СО2, вызывающий
парниковый эффект и загрязняющий атмосферу. Метан при разработке угольных пород
является негативным фактором, который приводит к трагическим последствиям – гибели
людей, а его выбросы загрязняют окружающую среду, поэтому дегазация угольных
отложений с его последующей утилизацией будет способствовать сокращению
выбросов метана в атмосферу и снизит число аварий в угольных шахтах. В этом
случае угольные пласты выступают в роли газовых месторождений. Традиционные
методы добычи и потребления угля превращает угольные регионы в зоны
экологического бедствия. Однако, необходимо иметь в виду, что дебиты скважин по
газу в угольных пластах будут намного ниже дебитов газовых месторождений, а
длительность работы добывающих скважин будет определяться темпами добычи угля. [11]