Авторская колонка Министра энергетики Российской Федерации А.В. Новака для журнала "Энергетическая политика".

Технологии успеха
Мировая экономика столкнулась с масштабным шоком, влияние которого на жизнь общества, развитие отраслей и функционирование рынков оказалось беспрецедентным. Наряду со снижением мобильности общества, его переходом в "онлайн", сокращением производства и ростом цифровых услуг в самых разных секторах, глобальная пандемия COVID-2019 отразилась и на мировой энергетике.
Для мирового ТЭК происходящие изменения стали настоящей проверкой на прочность, оказав воздействие на устойчивость работы предприятий, функционирование цепочек поставок и динамику глобального спроса. Последствия ограничительных мер по борьбе с распространением новой коронавирусной инфекции привели к резкому сокращению потребления энергоресурсов и цен на них и, как следствие, спровоцировали жесткую конкуренцию между поставщиками.
С учетом сложившихся обстоятельств все большее значение для сохранения позиций компаний ТЭК на мировых энергетических рынках приобретает повышение эффективности их работы и снижение издержек. Для решения этой задачи ведущие глобальные игроки делают ставку на ускоренное технологическое развитие. Все ключевые участники рынка сходятся в том, что без "умных" прорывных технологий ни в одном традиционном сегменте промышленности невозможно оставаться или становиться лидером. Новые тренды значительно меняют привычную структуру экономики, побуждая непрерывно оптимизировать производство: те методы работы, которые были актуальны еще вчера, могут оказаться устаревшими уже сегодня.
В то же время в российском ТЭК, традиционно удерживающем устойчивые лидирующие позиции в мировой энергетике, уже сформирован необходимый задел для развития технологий. В нефтегазовой и угольной отраслях реализуются масштабные перспективные проекты по высокотехнологичной добыче и транспортировке сырья, в электроэнергетике – по внедрению технологий для генерации, в том числе малой, и развитию электросетевого комплекса. Наша ключевая задача сегодня – на основе наработанных компетенций стимулировать дальнейшее внедрение в отраслях ТЭК технологий, способствующих укреплению их конкурентоспособности на мировых энергетических рынках.
Государственная политика
Стимулирование научно-технологического потенциала, создание и освоение передовых технологий, цифровая трансформация определены в качестве приоритетных направлений развития российского ТЭК ключевым отраслевым документом стратегического планирования – Энергетической стратегией России на период до 2035 года, одобренной Правительством Российской Федерации в апреле этого года.
Для развития в стране отечественных высокотехнологичных, в том числе цифровых, решений уже не первый год на уровне государства формируется ряд инициатив. В 2018 году была завершена реализация "дорожной карты" по внедрению инновационных технологий и современных материалов. Одним из ее ключевых мероприятий стал отбор национальных проектов, находящихся в высокой степени технологической зрелости и способных дать значительный экономический эффект. В результате статус национальных получило 20 проектов, которые сегодня находятся в стадии исполнения.
С учетом приоритетов, обозначенных Президентом Российской Федерации, Минэнерго России продолжает работу по направлению "Энерджинет" Национальной технологической инициативы, что в конечном итоге будет способствовать развитию сервисов интеллектуальной энергетики и выходу российских компаний с прорывными решениями на международные рынки.
Для обеспечения цифровой трансформации российского ТЭК реализуется ведомственный проект Минэнерго России "Цифровая энергетика", призванный создать условия для внедрения в отраслях ТЭК современных цифровых решений.
В целом для определения перспективных областей научных исследований и технологических разработок в 2016 году Минэнерго России был утвержден и на постоянной основе актуализируется Прогноз научно-технологического развития отраслей ТЭК России на период до 2035 года. С учетом положений Прогноза Минэнерго России участвует в реализации мероприятий, связанных с комплексными научно-техническими программами и проектами полного инновационного цикла, а также выбором механизмов финансирования ряда направлений развития высоких технологий. В частности, программы инновационного развития внедряют компании с государственным участием. Минэнерго России задействовано в формировании и совершенствовании методической базы для их успешной работы, осуществляет их согласование и мониторинг исполнения.
В целом благодаря проводимой государством работе, интерес отраслевых компаний к расширению использования новейших технологий растет с каждым годом. Более того, отечественные разработки уже активно применяются на практике и приносят значимый экономический эффект.
Нефтяная отрасль
Перспективное развитие нефтяной отрасли мировые эксперты сегодня во многом связывают с внедрением прорывных технологий добычи сырья: как традиционной нефти, так и шельфовых и трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ). Их применение позволит оптимизировать ресурсную базу, а также вовлечь в разработку запасы многочисленных малодебитных месторождений в действующих и старых нефтедобывающих районах.
Для повышения эффективности добычи нефти российские компании уже приступили к промышленной апробации и внедрению новейших, в том числе уникальных, не имеющих аналогов в мире, технологий.
В начале 2020 года на Среднеботуобинском месторождении впервые в мире пробурена многозабойная скважина, состоящая из 15 боковых стволов, каждый из которых делится еще на два. Новая конструкция обеспечит эффективную разработку нефтяного пласта, который имеет газовую шапку.
Осенью 2019 года на Эргинском кластере был выполнен уникальный стотонный гидроразрыв пласта (ГРП) в песчаниках с помощью маловязкой жидкости на основе синтетического полимера. Ее применение обеспечивает высокую остаточную проводимость проппанта, быстро растворяется в холодной воде, что, в свою очередь, значительно сокращает время на подготовку к проведению работ. Инновационное решение позволяет увеличивать эффективную длину трещин гидроразрыва до 30% по сравнению со стандартными методами, что особенно актуально для низкопроницаемых коллекторов.
Весной прошлого года на пластах Бобровского и Скворцовского месторождений была испытана и подтвердила свою технологическую и экономическую эффективность отечественная инновационная технология освоения ТРИЗ, основанная на термогазохимическом воздействии раствором смесей на пласт. В результате проведённых работ суммарно только на двух опытных скважинах дополнительно было получено более 2 тыс. тонн нефти.
В 2018 году на Красноленинском месторождении был проведен целый ряд испытаний новейших технологий разработки ТРИЗ, которые получат широкое применение при дальнейшем освоении нетрадиционных запасов нефти баженовской свиты. В том числе, для промывки стволов скважин впервые был применен раствор на углеводородной основе, обладающий пониженной зависимостью от перепадов температур и давления. Высокую эффективность показали технология многостадийного ГРП с высокой скоростью закачки больших объемов жидкостей и метод Pump down Plug (использование композитных пробок на кабеле для разобщения стадий ГРП и перфорации).
Все эти примеры – лишь часть масштабного технологического развития нефтяной отрасли. Большая работа проделана по модернизации и строительству современных установок на отечественных нефтеперерабатывающих заводах, что позволяет производить в стране отвечающие экологическим характеристикам моторные топлива. Для повышения надежности и безопасности транспортировки через систему магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов внедряются передовые технологии внутритрубной диагностики, создаются решения для диспетчерского контроля и управления трубопроводами.
Газовая отрасль
В газовой отрасли среди технологий, представляющих сегодня наибольший интерес, стоит отметить решения для развития сектора сжиженного природного газа (СПГ), а также для реализации сложных проектов по добыче сырья на морском шельфе и в Арктическом регионе, где сосредоточена обширная ресурсная база.
Развитие технологий производства СПГ наша страна начала одиннадцать лет назад с запуском первого проекта "Сахалин – 2". В 2018 году с опережением сроков на полную мощность был выведен еще один завод – "Ямал СПГ", а в 2019 году Президент Российской Федерации дал старт отгрузке первой партии СПГ с завода "Криогаз-Высоцк". Благодаря открытию новых производств, экспорт сжиженного природного газа с 2009 года вырос более чем в 4,5 раза. Сегодня в проработке находится еще несколько крупных проектов, которые позволят нарастить долю российского СПГ на мировом рынке до 15% уже к 2025 году.
Для развития собственных технологий отечественными компаниями начато освоение производства оборудования для СПГ: реализуется проект создания первого российского теплообменника для четвертой очереди завода "Ямал СПГ", изготовлен центробежный компрессор для холодильного цикла для завода "Криогаз-Высоцк". В 2018 году запатентована российская технология сжижения природного газа "Арктический каскад".
Для обеспечения стабильных поставок природного газа зарубежным партнерам в эксплуатацию введены крупнейшие системы транспортировки газа "Сила Сибири" и "Турецкий поток", при строительстве которых использовались современные технологии и оборудование, в том числе, российского производства. Отечественной трубной промышленностью освоен выпуск высокопрочных труб большого диаметра, эксплуатация которых, по оценкам, рассчитана не менее, чем на 50 лет. Разработаны технологии снижения шероховатости внутренней поверхности труб, их наружного антикоррозийного покрытия и ультразвукового контроля сварных стыков, позволяющие обеспечить долговечность и качество эксплуатации газопроводов.
Большими перспективами внедрения современных, в том числе цифровых, технологий обладает развитие в России отрасли глубокой переработки природного газа — нефтегазохимии. Сегодня в стране активно формируются условия для производства нефтегазохимических продуктов с высокой добавленной стоимостью, востребованных на российском и мировом рынках. В 2019 году завершено строительство высокотехнологичного комплекса по глубокой переработке легкого углеводородного сырья компании "ЗапСибНефтехим", ведется сооружение крупнейших проектов на Дальнем Востоке – Амурского газоперерабатывающего завода и Амурского газохимического комплекса.
Угольная отрасль
В угольной промышленности технологическое развитие во многом связано с повышением экологичности работ. Способствовать решению данной задачи, в том числе, будет внедрение в отрасли принципов наилучших доступных технологий (НДТ). Ключевым элементом перехода предприятий на НДТ является выдача Росприроднадзором комплексных экологических разрешений, содержащих весь перечень необходимых и обязательных требований в области охраны окружающей среды.
В прошлом году такое комплексное экологическое разрешение одной из первых российских компаний получила Шахта имени С.М. Кирова, на которой уже более десяти лет реализуется проект по утилизации метана. Реконструкция обогатительной фабрики позволила перевести технологический процесс на полностью замкнутый водно-шламовый цикл. В конце 2019 года после реконструкции в опытно-промышленную эксплуатацию введены современные очистные сооружения модульного типа. Достигнутый уровень очистки позволит повторно использовать очищенную воду для технологических нужд предприятия.
С применением принципов НДТ в прошлом году завершено строительство и в настоящее время проводится опытно-промышленная эксплуатация сооружений, предназначенных для глубокой очистки шахтных, ливневых и производственных вод на шахте "Листвяжная". Эффективность очистки позволяет значительно улучшить качество работы карт-отстойников и максимально сократить негативное воздействие на водные объекты до установленных нормативов допустимого сброса.
В 2019 году в свободном порту Владивосток запущена третья очередь полностью автоматизированного угольного комплекса по перегрузке угля с железнодорожного транспорта на морской. Инновационные технологии экологической безопасности позволяют осуществлять закрытую перевалку, в том числе с применением системы пылеподавления груза на всей технологической цепочке, а также аспирации воздуха и очистки воды.
Электроэнергетика и ВИЭ
В условиях распространения новой коронавирусной инфекции одним из ключевых требований остается обеспечение надежность энергоснабжения потребителей, достижение которой неразрывно связано с внедрением высокотехнологичных решений. Для увеличения эффективности сектора генерации электроэнергии в настоящее время продолжается разработка и апробация отечественных газотурбинных установок большой мощности, для повышения надежности работы электросетевого комплекса внедряются отечественные системы предиктивной аналитики.
Значительный технологический задел накоплен в атомной энергетике. Россия одна из первых в мире стран вводит в эксплуатацию энергоблоки поколения 3+, отвечающие "постфукусимским" требованиям безопасности, а также энергоблоки с реакторами на быстрых нейтронах, которые являются важным этапом в работе по созданию замкнутого ядерного топливного цикла. В мае текущего года запущена самая северная и единственная в мире плавучая атомная теплоэлектростанция "Академик Ломоносов", которая будет обеспечивать энергией ряд населенных пунктов, а также крупных промышленных предприятий Чукотки.
В традиционной электроэнергетике прорыв в области передачи энергии может произвести развитие и применение высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). Важным результатом применения технологии сверхпроводимости станет отсутствие потерь электрической энергии в процессе ее транспортировки, что, в том числе, ведет к экономии энергоресурсов. Уже закончены ресурсные испытания кабеля ВТСП, после завершения испытаний с проведением полной имитации рабочего режима опытный образец кабеля ВТСП будет введен в эксплуатацию в российской энергосистеме.
Для более широкого участия потребителей в обеспечении услуг по энергоснабжению в 2019 году на розничном рынке электроэнергии был запущен механизм функционирования агрегаторов спроса на электроэнергию. Потребители, использующие услуги агрегаторов и подключенные под действие специальной автоматики ограничения нагрузки, получают возможность участвовать в ценозависимом снижении потребления и, тем самым, снижать свои затраты на электроснабжение.
Большими перспективами для высокотехнологичного развития обладает сектор возобновляемой энергетики. Уже сейчас Россия является мировым лидером в развитии большой гидроэнергетики: объем генерации на крупных гидроэлектростанциях в нашей стране составляет около 17% объема производства электроэнергии. Наряду с этим наша страна делает ставку на освоение передовых технологий в области развития технологий солнечной и ветроэнергетики с прицелом на их дальнейших экспорт.
На сегодняшний день в секторе солнечной энергетики создана полная цепочка – от науки и производства солнечных модулей до строительства и эксплуатации солнечных электростанций. Что важно, отечественная технология производства гетероструктурных солнечных модулей с КПД более 23% входит в ТОП мировых лидеров по эффективности. Спрос на российские фотоэлектрические преобразователи и модули нового поколения со стороны целого ряда европейских стран, Индии, Саудовской Аравии, Кыргызстана, Японии и США только подтверждает высокое качество отечественной продукции.
Нарабатываются компетенции в области ветроэнергетики: на территории страны работает ряд производственных площадок, выпускающих продукцию и оборудование для ветропарков. В этом году впервые в истории отечественного энергомашиностроения начат экспорт произведенных в России лопастей – ключевых компонентов для ветроустановок.
Перспективным направлением, способным оказать существенное влияние на дальнейшее развитие электроэнергетики в целом и ВИЭ в частности, является развитие систем накопления энергии. В настоящее время в России реализуется проект по созданию экспериментально подтверждённой технологии хранения электроэнергии, позволяющей строить твердотельные аккумулирующие электростанции, а также опытного накопителя, состоящего из компонентов промышленного накопителя.
Цифровая трансформация ТЭК
Максимизировать положительный эффект от применения новейших решений в ТЭК призвана цифровая трансформация его отраслей. Задача Минэнерго России в этом направлении – систематизировать данную работу на уровне государства, что позволит повысить эффективность российской энергетики и выйти отечественным компаниям на новые высокотехнологичные рынки.
Одной из первых в процесс цифровой трансформации включилась электроэнергетика. Множество положительных примеров внедрения цифровых технологий мы видим во всех ее сегментах: электросетевом комплексе, генерации, сбытовой деятельности и в части взаимодействия с потребителями. Вводятся системы телеуправления коммутационным оборудованием, строятся цифровые подстанции, в том числе с использованием полностью отечественного программного обеспечения, в ряде регионов внедряются технологии "умных" сетей. В Московской области реализован проект цифрового диспетчерского управления электрическими сетями, который в режиме реального времени определяет возникающие технические нарушения, что на 35% увеличило управляемость сетью.
Пандемия новой коронавирусной инфекции показала готовность отечественных компаний электроэнергетики бесперебойно работать, с помощью цифровых технологий обеспечивая не только устойчивое функционирование российской энергосистемы, но и здоровье и безопасность своих сотрудников. За это время было обеспечено оперативное технологическое присоединение к электросетям ряда социально значимых объектов, задействованных для борьбы с вирусом, с помощью онлайн-сервисов продолжается работа по подключению физических и юридических лиц к энергетической инфраструктуре и по их расчетам за электроэнергию. Наработанные в таких непростых условиях компетенции позволят отечественным компаниям и далее быть в авангарде технологического развития.
В рамках цифровой трансформации нефтегазовой отрасли уже внедряются новые технологии для освоения запасов труднодоступных и малоосвоенных районов: в Арктике и на континентальном шельфе используются роботы, беспилотные летательные аппараты, системы дистанционного управления производственным циклом месторождения, готовится к использованию беспилотный автотранспорт под контролем искусственного интеллекта, который может взять на себя большинство логистических операций. Также на основе цифровых методов происходит изучение недр и развитие систем аналитики, что помогает в режиме реального времени проводить моделирование геологической информации и корректировку производственных процессов.
На российских нефте- и газоперерабатывающих предприятиях внедряются технологии цифрового управления производством, с помощью которых в автоматическом режиме на основе данных множества датчиков обрабатывается информация обо всех параметрах работы, отслеживаются изменения, благодаря которым предупреждается возникновение нештатных ситуаций.
В сферу "онлайн" также переходит взаимодействие нефтегазовых компаний с поставщиками и потребителями. С помощью онлайн-факторинга сегодня осуществляются быстрые финансовые взаиморасчеты с контрагентами, а онлайн-сервисы и мобильные приложения позволяют потребителям, не выходя из автомобиля, дистанционно оплачивать топливо на автозаправочных станциях.
В угольной промышленности в рамках обеспечения производственной безопасности и для оптимизации горных работ на российских предприятиях растет востребованность беспилотных летательных аппаратов, оснащенных датчиками для поиска утечки метана, обнаружения очагов возгорания, разведки полезных ископаемых.
Такие технологии уже успешно используются на разрезе "Распадский". Также в 2019 году в рамках программы деятельности научно-образовательного центра "Кузбасс" запущен проект "Цифровое горное предприятие", направленный на создание первой в России цифровой платформы для горнодобывающей отрасли. Продолжается работа над созданием систем с удаленным управлением. В частности, в 2019 году на разрезе "Черниговский" были успешно испытаны беспилотные карьерные самосвалы "БелАЗ".
Приведенные примеры показывают, что на сегодняшний день содействие развитию и внедрению передовых, в том числе цифровых, технологий в ТЭК – один из основных приоритетов деятельности Минэнерго России и, что важно, самих отраслевых компаний. Благодаря совместным усилиям на основе наработанного опыта и сформированных компетенций может быть создана база высокотехнологичных прорывных решений для дальнейшего обеспечения лидерства России на мировых рынках.
На сегодняшний день все участники энергетических рынков сходятся в том, что реализация задач по наращиванию инновационных возможностей, развитию передовых разработок во всех отраслях ТЭК обеспечит высокий уровень конкурентоспособности не только российских энергоресурсов, но и технологий нового поколения отечественного производства. Наши совместные усилия позволят достигнуть значительных успехов в этом направлении, причем в ближайшей перспективе – мы все к этому стремимся.