Валерий ИКТИСАНОВЗаведующий лабораторией гидродинамических исследований института «ТатНИПИнефть»,д. т. н., профессорe-mail: [email protected]
Фёдор ШКРУДНЕВПолномочный представитель президента РФ в Ленинградской области в 1993-1999 гг., председатель президиума Русского научно-технического общества (РНТО)e-mail: [email protected]
Введение
Термин «декарбонизация» в настоящее время у всех на слуху. Достаточно упомянуть принятые решения нефтяных компаний:
Shell – нулевой уровень выбросов CO2 к 2050 г.BP – сокращение выбросов на 30–35 % к 2030 г. Достижение чистых нулевых выбросов по всей цепочке производства к 2050 г., а также снижение интенсивности выбросов от всей проданной продукции на 50 % к 2050 г. Увеличение мощностей ВИЭ с 2,5 ГВт в 2019 г. до 20 ГВт к 2025 г. и до 50 ГВт к 2050 г. Увеличение производства биотоплив с 22 тыс. б/с до 100 тыс. б/с в 2030 г.Total – снижение выбросов на 30 % к 2030 г. и достижение нулевого целевого показателя чистых выбросов к 2050 г.Eni – снижение абсолютных выбросов на 80 % и интенсивность выбросов на 55 % к 2050 г. Нулевой чистый углеродный след для разведки и добычи к 2030 г.Equinor – достижение нулевого уровня выбросов к 2050 г. Прекращение сжигания ПНГ на факелах и сокращение выбросов метана практически до нуля к 2030 г. Рост мощностей ВИЭ до 12–16 ГВт к 2035 г.ExxonMobil – снижение интенсивности выброса метана от добычи нефти и газа на 25 % к 2025 г.Chevron – Снижение выбросов в нефтяной промышленности на 5–10 %, в природном газе – на 2–5 % к 2023 г. Инвестиции в термоядерный синтез.Baker Hughes – сокращение выбросов CO2 на 50 % к 2030 г. и достижению чистого нуля выбросов CO2 к 2050 г. в соответствии с Парижским соглашением по климату.«Газпром» – снижение к 2024 г. выбросов парниковых газов при транспортировке природного газа на 3,8 %.«Роснефть» – предотвращение выбросов 20 млн т CO2‑экв. до 2035 г., сокращение интенсивности выбросов в разведке и добыче на 30 %, объем «зеленых инвестиций» за 2018–2022 гг. 300 млрд руб. Реализация программы энергосбережения для снижения выбросов на 8 млн т СО2‑экв. до 2022 г.«Татнефть» – достижение углеродной нейтральности к 2050 г. Снижение выбросов СО2 на 10 % к 2025 г., и на 20 % к 2030 г.Заметим, что достижение нулевых выбросов СO2 или достижение углеродной нейтральности (Scope 3) возможно только при прекращении добычи нефти и газа или выводе данного актива из компании, так как именно в этом случае достигается отсутствие углеродного следа от деятельности. Как видим, данный глобальный проект должен кардинальным образом изменить нашу жизнь в обозримом будущем. Но вначале опустим тонкости принятых компаниями решений и остановимся на вопросе – чем не угодил углерод, который входит в состав органических молекул и является основой жизни, и почему от него необходимо избавляться?Для этого следует определиться, что понимается под термином декарбонизация и каковы истоки возникновения этого проекта. С первым разобраться довольно легко. Данный термин подразумевает переход к низкоуглеродным источникам энергии – возобновляемым (солнечная, ветровая, приливная), использование водорода, термоядерный синтез и др. Со вторым пунктом гораздо сложнее. Считается, что основной причиной декарбонизации является негативное воздействие на климат планеты углекислого газа, выделяющегося при сгорании топлива. В связи с этим предполагается, что декарбонизация предотвратит или уменьшит глобальное потепление климата.
Проблемные вопросы обоснования декарбонизации
Согласно различным исследованиям, на Земле существовали периоды с гораздо большим содержанием углекислого газа в атмосфере (рис. 1). Поэтому глобальное потепление не является таким уж и глобальным, а относится к текущим изменениям климата. В частности, в эпоху динозавров наша Земля была зеленой планетой, на территории Арктики и Антарктики находят остатки теплолюбивой флоры и фауны. Имеется много свидетельств того, что великое похолодание произошло чуть более 13 тысяч лет назад после планетарной катастрофы. Следует также подчеркнуть, что в постановляющей части по целесообразности присоединения России к Киотскому протоколу РАН вынесла свой вердикт – «Киотский протокол не имеет научного обоснования» [1].
Рис. 1. Динамика изменения оксида углеродаИсточник: взято с работы Н. М. ГавриловаПри рассмотрении принципов декарбонизации сразу возникает ряд вопросов. Совершенно непонятно, почему основная привязка происходит именно к углекислоте, вклад которой в изменение теплового баланса составляет всего 9–26 % в отличие от других парниковых газов, основными из которых являются водяной пар (вклад 36–72 %), метан (4–9 %), озон (3–7 %) [2].В последнее время наметилась тенденция к переходу на водородную энергетику, но, как справедливо отметил В. С. Литвиненко на вебинаре «Водородная стратегия и ключевые тренды энергоперехода», данное направление несет в себе целый груз нерешенных проблем, обусловленных прежде всего высокой температурой горения водорода. Это приводит к снижению ресурса двигателей, печей. Кроме того, необходимо создание специальных трубопроводов, условий хранения, снижение стоимости производства водорода и проч. Вероятно поэтому позиция Минэнерго сводится к реализации разумного подхода к водородной энергетике.Но почему-то никто не замечает, что использование водородной энергетики однозначно приведёт к увеличению водяного пара, который вносит больший вклад в парниковый эффект, чем углекислота. Причем выход водяного пара кратно увеличивается в сравнении с обычным топливом. Например, при сжигании 1 кг традиционного топлива образуется около 1,2–1,4 кг водяного пара, при сжигании водорода – около 8 кг водяного пара. При этом, если получать водород при паровой конверсии метана, то возникает опять же углекислота. Для осуществления этого процесса, как и в случае электролиза воды, необходимо затратить энергию, для чего опять же сжечь углеводороды. В результате, учитывая КПД всех этих процессов, потребление углеводородов никак не уменьшится. Представители Минатома полагают, что электроэнергия, получаемая при ядерных реакциях, является чистой, и проблема получения водорода решается без ущерба для природы. Но при этом они, наверное, совершенно случайно упускают из вида тот факт, что ядерные отходы от АЭС невозможно отнести к безвредным для окружающей среды.Существуют проекты по закачке диоксида углерода в нефтяные пласты с целью его утилизации и как метода повышения нефтеотдачи. В этом случае также прослеживается однобокий подход. Если осуществлять закачку CO2, то на это надо потратить энергию, для которой нужно сжечь углеводороды. К тому же, как показывает практика, закачанный диоксид углерода с течением времени вновь появляется с нефтью в добывающих скважинах, что свидетельствует только об оттягивании во времени этого процесса.Особое внимание следует уделить другому парниковому газу – метану, концентрация которого в атмосфере выросла с 715 ppb в доиндустриальную эпоху до 1774 ppb в 2005 году, то есть почти в 2,5 раза, в отличие от увеличения углекислого газа с 280 ppm в доиндустриальную эпоху до 379 ppm в 2005 году, т. е. на 36 % [3]. Однако снижению выбросов метана, основным источником которого является газо- и нефтедобыча, уделяется гораздо меньше внимания в сравнении с декарбонизацией. Причем считается, что парниковый эффект от метана в 25–28 раз превышает аналогичный показатель для углекислого газа.Может возникнуть вопрос, откуда взялся метан в доиндустриальную эпоху? Известны значительные естественные выбросы метана. Они вызваны трещинами, по которым метан и другие углеводороды мигрируют с глубин земли. По данным О. Г. Сорохтина и А. С. Ушакова [3], выход метана из «черных курильщиков» – конусообразных вершин высотой в сотни метров в рифтовых долинах Мирового океана оценивается в 10 млн тонн в год (10 млрд кубометров в год). Подсчеты, проведенные Ф. Г. Дадашевым и другими, показали, что в районе Апшеронского полуострова на дневную поверхность при извержении грязевых вулканов выходят миллиарды кубометров газа и несколько миллионов тонн нефти в год. В. Д. Скарятин и М. Г. Макарова [4] отметили, что, при такой интенсивности миграции, только за четвертичный период из недр планеты естественным путем просочилось бы около 4 1012 т нефти, что в 2 раза превышает известные на сегодняшний день её геологические запасы, и в 7 раз больше извлекаемых запасов. Согласно Г. И. Войтову, ежегодно с поверхности Западно-Сибирской низменности в атмосферу уходит порядка 0,44 млрд кубометров углеводородных газов.
Рис. 2. Обзорная карта нефтегазоносности Предкавказья с месторождениями и грязевыми вулканамиИсточник: взято с работы В. П. Гаврилова
Всё это является свидетельством того, что естественная миграция углеводородов на поверхность планеты, в том числе и метана, являлась довольно значительной в различные времена, но существенно выросла в последние десятилетия. Однако, повторимся, выбросам метана уделяется гораздо меньше внимания в сравнении с процессом декарбонизации.Второе, следует напомнить, что существуют естественные причины выделения углекислого газа, к которым относятся процессы дыхания, брожения, гниения, пожары, вулканическая деятельность. Поэтому одним из основных вопросов является соотношение между антропогенными и естественными выбросами углекислого газа. Определение данного показателя осложняется многими факторами. Например, изотопный состав углерода в его диоксиде, выделяемого наземными и подводными вулканами, схож с изотопным составом сжигаемых углеводородов, поэтому отделение вулканической деятельности от общего поступления оксида углерода может быть очень приближенно. Далее, более половины антропогенного диоксида углерода удаляется из атмосферы биотой суши и океанами, причем скорость этого поглощения не остается постоянной величиной, а возрастает. Поэтому баланс углерода в атмосфере, гидросфере и литосфере может быть рассчитан приближенно [5,6].Согласно работам [2,5], суммарное антропогенное выделение CO2 на 2011 год не превосходило 8 % от его естественного годового цикла. Заметим, это менее одной десятой от всего выделяемого СО2, однако мы наблюдаем массовое внедрение процессов декарбонизации. Уже из этой информации становится очевидным, что данный вопрос явно политизирован.
Влияние финансовых и политических сил на науку
Для того, чтобы разобраться с декарбонизацией более подробно, следует отделить политическую составляющую от научной. История знает много примеров того, когда наукой, и не только ею, управляли финансовые и политические деятели. Причем это касается не только истории, когда победители переписывали её под своё усмотрение, но и естественных наук. Достаточно вспомнить гонения на генетику, которые отбросили развитие этой науки на значительное время.Среди отечественных ученых особо следует выделить уникальные проекты под руководством акад. РАН Д. С. Стребкова. Его команде удалось самостоятельно пройти путь изобретений Н. Тесла и воплотить трансформаторы с однонаправленной передачей энергии (82 патента), создать солнечные элементы с максимальным в мире КПД 25 % (сотни патентов), решить проблему беспроводной передачи электроэнергии через океаны. Все разработки воплощены в образцах и испытаны в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую. Под его руководством осуществлена мечта физиков – объединение 4 типов взаимодействий. Однако мы не видим воплощения его разработок, которые могли бы похоронить всю существующую энергетику, включая и нефтяную и газовые промышленности. Вместо этого, труды Д. С. Стребкова не печатали в докладах РАН, действующее оборудование отправлено на свалку, контракты с зарубежными поставщиками разрушены.Другим ярким примером являются труды В. С. Леонова, которому на основе созданной теории суперобъединения удалось разработать действующий образец бестопливного двигателя. Однако, несмотря на все его старания, уникальная разработка оказалась не востребованной в России, но очень востребована за рубежом.Вместо внедрения действительно безуглеродной энергетики мы наблюдаем переход на некий суррогат – использование ветровой, приливной энергии, водородной энергетики. Переход на эти якобы «экологически чистые» источники энергии не улучшит текущую экологическую нагрузку на планету, но увеличит плату за неё и соответственно повысит степень управления обществом. Собственно, ради этого и затевается существующая компания по декарбонизации. Под внешней маской смены экономического уклада и заботой об экологии намечается банальный передел собственности. В противном случае, при реальной заботе об экологии, уникальные действующие разработки по выработке «атмосферного» электричества и его передаче давно были бы воплощены повсеместно.Современное общество уже пришло к реальной экологической катастрофе на планете. Поэтому из чисто теоретических понятий вопрос о развитии или деградации науки переходит в вопрос, касающийся каждого человека.В итоге, нестыковки в навязываемой декарбонизации прежде всего наталкивают на определенные выгоды для финансово-политических кругов. Поэтому попытаемся разобраться в данной проблеме без политического подтекста.
Действительные причины необходимости снижения потребления нефти
Ранее нами была предложена гипотеза, позволяющая разрешить принципиальные нерешенные проблемы по геологии и разработке нефтяных месторождений – образование нефти в осадочных и магматических породах, существование различных типов нефтей, восполнение запасов на длительно разрабатываемых месторождениях, несоответствие возраста нефти возрасту вмещающих пород [7]. Гипотеза основана на совершенно ином понятии материи и ином представлении нашей планеты. В частности, нашей планетой является не только физически плотное вещество, которое мы можем наблюдать при помощи органов чувств и приборов, но и сферы иных материй, которые невидимы и не ощущаемы. Все эти сферы, наподобие матрешки окружающие Землю, взаимосвязаны между собой, в результате чего происходит синтез и распад физически плотного вещества при определенных условиях. В первую очередь это следует отнести к атмосфере, которая частично теряется в виде газового шлейфа при движении планеты и восполняется при наличии для этого условий. Именно это, более сложное устройство земли доказывает наблюдения В. И. Вернадского, что геохимическая система нашей планеты пребывала ранее и находится в настоящее время в состоянии устойчивого динамического равновесия.Однако восполнение может несколько отличаться от оригинала при изменении условий для синтеза физически плотной материи. Поэтому все текущие расчеты круговорота элементов и их соединений, например рассматриваемого углерода, являются приближенными. Данный фактор может объяснять различие компонентного состава атмосферы на протяжении геологических эпох и более коротких промежутков времени.Согласно представленной гипотезе, нефть представляет собой отходы от бывшей жизнедеятельности организмов, но не в плане существующего захоронения органического вещества и последующих процессов, а в виде отработанных первичных материй после смерти организмов, которые утилизируются в определенных участках недр различных типов пород [8]. Конечно, данная утилизация, является условной, так как часть углеводородов, как отмечалось выше, всё равно попадает на поверхность планеты. Но захоронение углеводородов позволяет частично разделить живую и неживую природу в связи особыми качествами углеводородов нефти.Данные особые качества углерода отмечены давно. Так, исследования Ф. А. Алексеева и соавторов [9] свидетельствуют, что углерод болотного газа (фоссилизация растительных останков в поверхностных условиях) по изотопному составу значительно легче углерода нефти и природного газа (отработанные первичные материи жизнедеятельности). В целом, углерод метана биохимических газов содержит относительный изотопный состав от стандарта δ13С от – 50,0 до – 97,0 ‰, т. е. гораздо легче. Метан газов магматических пород, меняется от – 8,0 до – 18,00 ‰. Замечено, что изотопный состав углерода не зависит от возраста отложений и тектонического строения районов (рис. 3), наблюдается только утяжеление изотопного состава газов с увеличением глубины залегания пород [10].
Рис. 3. Зависимость изотопного состава углерода δ13С метана подземных вод от глубины залеганияИсточник: взято с работ Л. М. Зорькина
Всё это подтверждает, что углерод нефти и природного газа иной, как собственно, и углерод, выделяемый в виде соединений вулканами. Соответственно и углекислота, образующаяся при их сжигании, будет отличаться от углекислоты, образуемой в процессе деятельности живых организмов – дыхания, брожения, гниения и др. Поэтому с этих позиций переход на низкоуглеродные технологии, а еще точнее на технологии, с минимальным использованием углерода нефти и газа, безусловно необходим. Но внешне это подается как уменьшение СО2 для предотвращения потепления нашей планеты, что является явным абсурдом.
Основные выводы
Таким образом, согласно научным данным, на антропогенную деятельность человека в выработке диоксида углерода приходится всего около 1–8 % от всех выбросов. Поэтому никакого принципиального влияния выбросы диоксида углерода, вызванные деятельностью человека, на парниковый эффект не оказывают. Гораздо большее, кратное увеличение метана в сравнении с доиндустриальной эпохой не вызвало решительных действий, сопоставимых с декарбонизацией. Навязываемая обществу декарбонизация практически не связана с действительными процессами улучшения экологической ситуации на планете, а имеет своей целью увеличение стоимости энергии и энергоресурсов для потребителя и соответственно увеличения степени манипулирования обществом.Вместе с тем, более тяжелый углерод, содержащийся в углеводородах, в сравнении с углеродом биохимических газов может оказывать отрицательное воздействие на живую природу, в связи с чем безусловно необходимо ограничивать и в перспективе прекратить добычу нефти и газа. Заменой существующих традиционных и возобновляемых источников энергии должны стать действительно экологически чистые устройства по выработке электроэнергии, предложенные и апробированные различными учеными в последнее столетие.
