• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Россия в Арктике: прочные морские платформы, новые ледоколы и извлечение метана из газогидратов

В настоящем выпуске информационного бюллетеня представлены краткие характеристики трех перспективных технологических трендов в области рационального природопользования, связанных с экологически безопасным освоением Арктики.

Версия для печати:   

В ближайшей перспективе интересы России в этом регионе нацелены на эксплуатацию традиционных масштабных месторождений нефти и газа, а в долгосрочной — использование нетрадиционных источников углеводородов — газогидратов. Кроме того, вдоль арктического побережья России проходит Северный морской путь — самый короткий коридор водного транспорта из Европы в Азию, вдвое короче маршрута через Суэцкий канал. Потепление Арктики делает Севморпуть все более привлекательным для международной торговли нефтью, сжиженным газом, железной рудой.

Долгосрочные  перспективы обеспечения устойчивого социально-экономического развития России, особенно в условиях сложившейся геополитической ситуации, требуют активизации импортозамещения в секторе высоких технологий, включая создание новых спутниковых систем геопозиционирования и связи в Арктике, геофизического и бурового оборудования, систем подводной добычи и транспортировки углеводородов, тяжелых ледоколов и транспортов ледового класса, в том числе с атомными энергетическими установками.

 

Морские ледостойкие платформы для добычи нефти и газа на арктическом шельфе

Россия сделала важный шаг на пути освоения углеводородных ресурсов Арктики, введя в эксплуатацию морскую ледостойкую платформу «Приразломная», с которой первая нефть была отгружена весной 2014 года. Для закрепления успеха нашей страны в Арктике требуется форсированное развитие технологий строительства морских ледостойких буровых установок и нефтегазовых платформ. Главными направлениями являются полное импортозамещение и создание установок, пригодных для северных частей Баренцева и Карского морей.

От обычных платформ ледостойкие отличаются прочностью и особой формой, которая способствует раскалыванию и раздроблению набегающих ледяных глыб. Им не страшны сдавливание льдами, столкновение с торосистыми ледяными полями и небольшими айсбергами, обледенение надводной части. Специальные марки бетона и сталей не крошатся от переохлаждения и не сминаются под напором льда. Платформы оснащают техническими средствами для получения и обработки данных о погоде и ледовой обстановке, в том числе в условиях полярной ночи. Анализ информации, поступающей от космических спутников, авиации, метеостанций, позволяет спрогнозировать опасные явления и подготовиться к ним (например, своевременно отбуксировать в сторону особо крупный айсберг, идущий на столкновение с платформой). В нашей стране ледостойкие платформы для Арктики может производить ОАО ПО «Северное машиностроительное предприятие» (входит в состав Объединенной судостроительной корпорации).

 


 


 

Новые типы ледоколов для развития коммерческой навигации в Северном Ледовитом океане

В мире растет спрос на услуги российского ледокольного флота, в первую очередь на сопровождение ледоколами крупнотоннажных танкеров от Баренцева моря до Берингова. Конкурентным преимуществом России является наличие в составе арктического флота мощных атомных ледоколов, способных ходить даже в многолетних льдах толщиной 2 метра и более. Снижает коммерческую эффективность ледокольных проводок тот факт, что корпусы танкеров и сухогрузов большой вместимости (а только такие эффективны на дальних маршрутах) шире, чем корпусы ледоколов. В результате для сопровождения грузового судна или каравана требуется сразу два ледокола.

Ведутся разработки новых типов ледоколов, способных создавать во льдах каналы шириной от 50 метров. Наиболее проработана конструкция ледокола с несимметричным корпусом, который перемещается во льдах под углом к направлению движения, что увеличивает ширину прорубаемого во льду канала.

В декабре 2013 году был спущен на воду первый в мире несимметричный ледокол — российский ледокол «Балтика». Он снабжен водометными двигателями, способными вращаться в горизонтальной плоскости на 360 градусов, и системой насосов для изменения центра тяжести путем перекачивания жидкого балласта между внутренними резервуарами. Ледокол может справляться со льдами толщиной до 0,6 метров, но ему не хватает массы и мощности для работы в толстых льдах арктических морей. Эксплуатация «Балтики» в водах Финского залива позволит апробировать данное технологическое решение, которое в дальнейшем может быть использовано при создании новых тяжелых ледоколов, как дизель-электрических, так и атомных.

 


 


 

Технологии извлечения метана из газогидратов

Газовые гидраты, или твердые соединения метана и других горючих газов с водой, залегающие в донных отложениях морей и под землей в зонах вечной мерзлоты материков, — перспективнейший источник энергоносителей. По самым скромным оценкам, мировые запасы газа в гидратосодержащих пластах в десятки раз превышают запасы традиционного газа, а по оптимистичным оценкам, их запасы практически безграничны. В одном кубометре газогидратов содержится до 180 кубометров природного газа. Создание технологий промышленного освоения газогидратов может решить энергетические проблемы человечества на сотни и даже тысячи лет.

Сложность состоит в том, что нужно добиваться выделения газообразных веществ из твердых соединений, находящихся на большой глубине, без больших затрат энергии. Разрабатываемые технологии направлены на нарушение стабильности гидратных соединений, ведущее к высвобождению молекул газа из молекулярной решетки воды.

По принципу воздействия на пласт выделяют три группы технологий: теплового и химического воздействия, понижения давления. Наиболее перспективной считается последняя — она менее энерго- и материалоемка и менее опасна для окружающей среды. Понижение давления в гидратосодержащем пласте осуществляется бурением скважины, разгерметизацией пласта, выкачиванием из него воды. Данная технология имеет свои недостатки, такие как снижение выхода газа из гидратов из-за их уплотнения вокруг скважины, вторичное образование гидратов и др. Япония продолжает дорабатывать эту технологию с целью достижения лучших показателей дебита скважин (отдачи газа в единицу времени), улавливания песка, поступающего вместе с газом, а также для надежной оценки рисков техногенных сейсмических явлений в зонах добычи.

 


 



Мониторинг глобальных технологических трендов проводится Институтом статистических исследований и экономики знаний Высшей школы экономики (issek.hse.ru) в рамках Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.

При подготовке трендлеттера использовались следующие источники: Прогноз научно-технологического развития РФ до 2030 года (prognoz2030.hse.ru), материалы научного журнала «Форсайт» (foresight-journal.hse.ru), данные Web of Science, Orbit, kolasc.net.ru, vnigri.spb.ru, vnigni.ru, rg.ru и др.

Более детальную информацию о результатах исследования можно получить в пресс-службе НИУ ВШЭ: press@hse.ru, +7 (495) 621-78-73.

© Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», 2014