Потребление энергии в мире выросло более чем в два раза по сравнению с энергетическим кризисом 70-х годов прошлого века, и более 80 процентов этого роста обеспечено за счет ископаемых видов топлива. В ближайшие 24 года мировое потребление, по прогнозам, вырастет еще на 44 процента (потребление в США на 7 процентов). И ископаемые виды топлива продолжат составлять около 80 процентов от общего спроса.
Откуда же берутся ископаемые виды топлива? В последнее время возник большой энтузиазм по поводу возрождения добычи нефти и природного газа, особенно в Соединенных Штатах. Это началось с призыва «Бури, детка, бури!», прозвучавшего во время президентских выборов 2008 года в США. Политики и лидеры отрасли дружно провозгласили «столетие газа» и возвращение США их короны передового производителя нефти в мире. Большей частью этот оптимизм основан на применении технологий гидроразрыва пласта (fracking) и горизонтального бурения ранее недоступных сланцевых месторождений и разработки нетрадиционных источников топлива, таких как нефтеносные пески и сланцы. Кроме того, есть большие надежды на огромный рост добычи нефти в слаборазвитых регионах, таких как Ирак.
Тем не менее, реальность XXI века показывает, что значительного увеличения производства ископаемого топлива будет достичь нелегко или даже невозможно. Геологические и экологические реалии попытки претворить в жизнь эти бурные декларации заслуживают пристального внимания.
Общая обстановка: история и прогнозы
Несмотря на риторику, очень маловероятно, что Соединенные Штаты станут энергетически независимыми, если только темпы потребления энергии не будут радикально снижены. Широко разрекламированное сокращение импорта нефти, точно так же, как и сокращение ее потребления за последние несколько лет были, в первую очередь, связаны с Великой рецессией, также как и увеличение местного производства нефти. Добыча нефти в США обеспечивает лишь 34 процента потребности в жидком топливе, импорт дает 42 процента (остальное дают газоконденсат, прирост объема перерабатываемой нефти (превышение фактического объема нефтепродуктов над объемом исходного нефтезаводского сырья) и биотопливо). На самом деле, Управление энергетической информации США (EIA) прогнозирует, что внутреннее производство нефти, включая даже тяжелую (сланцевую) нефть, достигнет своего пика в 7,5 миллиона баррелей в день (мбд) (что значительно ниже 9,6 млн. баррелей в день, производимых в 1970 году), 2019 году и к 2040 году доля отечественного производства сырой нефти, по прогнозам, будет на 32 процента ниже, чем сегодня. И все же все СМИ трубят о наступающем энергетическом процветании.
Показатели: количество, интенсивность добычи, чистый выход энергии
Наиболее часто встречающимися цифрами, на основании которых делаются выводы о наступлении новой эры ископаемых видов топлива, является оценка внутрипластовых запасов на месте первоначального залегания нетрадиционных ресурсов, подразумевая, что весь объем может быть извлечен. Эти оценки затем делятся на нынешние темпы потребления, которые (как бы) сохранятся на многие десятилетия или столетия. На самом деле, есть два показателя, которые являются критически важными в определении жизнеспособности добычи энергетических ресурсов:
— Интенсивность добычи, то есть скорость, с которой ресурс может быть извлечен. Большое количество ресурса внутри пласта принесет обществу мало полезного, если нельзя извлекать бесперебойно и в достаточно большом количестве, что ограничивается геологическими, геохимическими и географическими факторами (и впоследствии проявляется в виде экономических издержек). Например, такие ресурсы, как сланцы, газовые гидраты и газифицированный подземным методом уголь имевшие очень большой потенциал на местах, были произведены в незначительных количествах, несмотря на большие многолетние расходы на пилотные проекты. Запасы битуминозных песков тоже огромны, но не смотря на очень большие капитальные вложения и серьезное воздействие на окружающую среду на протяжении более четырех десятилетий, добыча нефти из них составляет менее двух процентов от общего объема.
— Чистая энергия ископаемого топлива представляет собой разницу между энергией, использованной для его добычи и энергией, содержащейся в конечном произведенном продукте. Чистая энергия или «энергоотдача от энергозатрат» (EROEI) нетрадиционных энергетических ресурсов значительно ниже, чем обычных. Более низкая EROEI выливается в высокие издержки производства, снижение его объемов и обычно — в больший экологический ущерб от добычи. Таким образом, перед миром стоит не столько проблема запасов, сколько проблема интенсивности добычи, наряду с проблемой снижения вредного воздействия на окружающую среду.
Данные: производство, тенденции, ограничения
Этот отчет содержит углубленную оценку различных нетрадиционных источников энергии, стоящих за современной риторикой об «энергетической независимости», особенно сланцевого газа, тяжелой (сланцевой) нефти и битуминозных песков. В частности, часть доклада, посвященная сланцевому газу, основана на анализе данных производства 65 000 скважин с 31 сланцевого месторождения на основании базы данных HPDI, которая широко используется промышленностью и правительством.
Сланцевый газ
Добыча сланцевого газа взрывными темпами выросла до почти 40 процентов от общей добычи американского природного газа; не смотря на это, производство с декабря 2011года находится на «плато». 80 процентов добычи сланцевого газа приходится на пять месторождений, на некоторых из них добыча снижается. Очень высокие темпы падения дебета сланцевых газовых скважин требуют постоянных вложений (они оцениваются в 42 млрд. долларов в год для бурения более 7,000 новых скважин) в целях поддержания производства. Для сравнения, затраты на добычу сланцевого газа в 2012 году составляли только 32,5 млрд. долларов.
Богатейшие сланцевые месторождения, такие как Haynesville (которое уже находится в состоянии упадка) относительно немногочисленны, а число необходимых скважин и капитальные затраты, необходимые для поддержания производства, будут в дальнейшем увеличиваться, поскольку лучшие районы этих месторождений уже исчерпаны. Высокая степень негативного воздействия на окружающую среду вызвала значительное противодействие со стороны населения, и в результате был введен мораторий на добычу в штатах Нью-Йорк и Мэриленд. Протесты продолжаются в других штатах.
Рост производства сланцевого газа был компенсирован снижением объемов добычи обычного газа, в результате чего произошел лишь скромный рост общего производства. Более того, основная экономическая эффективность многих месторождений сланцевого газа вызывает сомнения в нынешних условиях цен на газ.
Тяжелая (сланцевая) нефть
Добыча тяжелой нефти внушительно выросла и в настоящее время составляет около 20 процентов добычи нефти в США. Это помогло развернуть тенденцию снижения добычи в обратную сторону. В результате в 2008 шоду добыча нефти выросла на 16 процентов, по сравнению с самым низким уровнем после 1970 года. Более 80 процентов добычи тяжелой нефти ведется на двух уникальных месторождениях – Bakken в Северной Дакоте и Монтане и Eagle Ford в южном Техасе. Остальные девятнадцать месторождений тяжелой нефти дают менее 20 процентов от общего объема производства. И это наглядно иллюстрирует тот факт, что богатые месторождения тяжелой нефти, на самом деле, довольно редки.
Месторождения тяжелой нефти характеризуется высокими темпами снижения дебета скважин. Подсчитано, что для поддержания производства необходимо бурить более 6000 скважин (стоимостью 35 млрд. долларов) в год. Из них 1,542 скважин ежегодно (на сумму $ 14 млрд.) необходимы на месторождениях Eagle Ford и Bakken только для того, чтобы компенсировать сокращение добычи. Поскольку некоторые сланцевые скважины дают существенное количество газа и жидких фракций углеводородов, то для компенсации снижения добычи вместе взятые сланцевый газ и тяжелая нефть требуют около 8,600 скважин в год (на сумму более 48 млрд. долларов). Сейчас прогнозируется существенный рост добычи тяжелой нефти с текущих уровней до пика в 2,3 миллиона баррелей в сутки в 2017 году до того момента, когда будут исчерпаны все районы, пригодные для бурения на двух крупнейших месторождениях (Bakken и Eagle Ford), и затем к 2019 году производство рухнет обратно до уровня 2012 года, а к 2025 году до 0,7 млн. баррелей в день. Короче говоря, добыча тяжелой нефти на существующих месторождениях является пузырем продолжительностью около десяти лет.
Битуминозные пески
Нефть битуминозных песков, прежде всего, импортируется в США из Канады, которая является поставщиком нефти номер один для США, хотя недавно было получено разрешение на добычу такой нефти в штате Юта. Она имеет низкое содержание чистой энергии и требует очень больших капитальных вложений (по некоторым оценкам более 100 долларов на баррель с учетом добычи и последующей очистки в Канаде), а также оказывает значительное отрицательное воздействие на окружающую среду. Кроме того, рост добычи этой нефти требует очень много времени и капиталовложений, что ограничивает потенциал увеличения объемов производства.
Прогнозы роста производства, как правило, очень агрессивны, но прогнозируемый уровень вряд ли будет достигнут из-за сложностей, связанных с материально-техническим обеспечением, развитием инфраструктуры и тем фактом, что высококачественные, наиболее экономически выгодные ресурсы извлекается первыми. Экономическая сторона добычи большей части предполагаемых извлекаемых ресурсов является сомнительной, а чистая энергия, доступная к извлечению из них, достигнет точки безубыточности задолго до того, как они будут полностью добыты.
Другие ресурсы
Другие нетрадиционные ископаемые виды топлива, такие как сланцы, метан угольных пластов, газовые гидраты, арктические нефть и газ, а также такие технологии, как сжижение угля и газа и подземная газификация угля, также иногда провозглашаются энергетическими ресурсами будущего. Но все эти ресурсы, вероятно, будут лишь небольшим игроком на рынке энергии, принимая во внимание возможность их использования в обозримом будущем, даже если их запасы достаточно велики.
Глубоководная добыча нефти и газа составляют заметную (хотя пока и небольшую) долю энергетического баланса США, но перспективы роста добычи этих ресурсов являются минимальными, и объявление в настоящее время моратория на добычу в прибрежных районах позволит осуществить доступ только к относительно небольшим дополнительным ресурсам.
Производство биотоплива (хотя и не являющегося ископаемым топливом), по прогнозам, будет небольшим, по крайней мере, в ближайшие два десятилетия (в то время, как ископаемого топлива будет требоваться значительное количество) и будет оставаться лишь незначительным игроком на рынке жидкого топлива.
Заключение
США является вполне опытным в разведке и разработке нефтегазовых месторождений государством. Использование новых технологий крупных многоступенчатых гидроразрывов пластов горизонтальных скважин позволило при помощи добычи ранее недоступных сланцевого газа и тяжелой нефти повернуть вспять процесс упадка добычи нефти и газа в США. Этот рост производства является важным и предоставляет некоторую передышку. Не смотря на это, прогнозы экспертов и некоторых правительственных учреждений о том, что эти технологии могут обеспечить бесконечный рост и возвещают новую эру «энергетической независимости», в результате которой США станет существенным нетто-экспортером энергоресурсов, совершенно необоснованно. В конце концов, запасы ископаемых видов топлива закончатся, и эти бурные прогнозы окажутся чрезвычайно трудно выполнимыми или вовсе невозможными.
В США необходим новый энергетический диалог с пониманием истинного потенциала, ограничений и затрат (как финансовых, так и экологических) добычи различных видов ископаемых энергоресурсов, оцениваемых в данный момент представителями промышленности и правительства в качестве панацеи. США не смогут «пробурить» и «гидроразорвать» себе путь к «энергетической независимости». В лучшем случае, сланцевый газ, тяжелая нефть, битуминозные пески и другие нетрадиционные ресурсы предоставляют временную отсрочку от необходимости иметь дело с реальными проблемами: ископаемое топливо не бесконечно. Разработка новых месторождений ископаемого топлива, как правило, более затратно и экологически вредно. Ископаемые виды топлива являются основой нашей современной глобальной экономики, но продолжение зависимости от них создает все возрастающие риски, которые выходят за рамки наших экономических, экологических и геополитических проблем. Лучшим ответом на эту проблему будет переосмысление нашей текущей энергетической траектории.
К сожалению, риторика недавних выборов в США в духе «бури, детка, бури» не дает ни малейшего представления о реальных энергетических проблемах, стоящих перед обществом. Риск игнорирования этих энергетических проблем огромен. Развитые страны, такие как Соединенные Штаты, потребляют (на душу населения) в четыре раза больше энергии, чем Китай и в семнадцать раз больше, чем Индия. Больший рост потребления энергии, в соответствии с прогнозами, будет происходить в развивающихся странах. Ограничения энергоснабжения совершенно точно непредсказуемым образом вызовут напряженность в будущих международных отношениях и будут представлять угрозу США и глобальной экономической и политической стабильности. Чем раньше реальные проблемы будут признаны политическими лидерами, тем быстрее может быть реализовано реальное решение наших долгосрочных энергетических проблем.