Комплексная оценка инновационных проектов рационального использования попутного нефтяного газа

Ашуальность диссертационного исследования. Одной из ключевых проблем нефтегазового комплекса России является сжигание попутного нефтяного газа (ПНГ), извлекаемого из недр в составе нефтяной жидкости. Ежегодный объем добычи ПНГ составляет порядка 61 млрд. м3 или 9,3% валовой добычи газа в России. При этом фактически сжигается около 15 млрд. м3 ПНГ, что сопоставимо с годовым потреблением газа в Бельгии, Венгрии или Чехии. Значительный объем сжигания ПНГ (более 24% от объема добычи) выводит Россию в число стран-аутсайдеров по данному показателю в мире (для сравнения, в США уровень сжигания не превышает 3%).

Ежегодно в результате сжигания ПНГ в атмосферу выбрасывается около 320 тыс. тонн загрязняющих веществ (диоксид углерода, окислы азота, сажи и пр.), что составляет 15% всех выбросов в России. Более того, негативному воздействию продуктов сгорания подвергаются сотрудники нефтяных компаний и население нефтедобывающих регионов. Превышение нормативных уровней концентрации окиси азота и аммиака фиксируются на расстоянии до 15 км. от факельных систем. В районах сжигания термическому воздействию подвергаются почвы и растительность. Помимо экологического ущерба, значительный ущерб наносится экономике нефтегазовых регионов и страны в целом. Попутный газ является невозобновляемым полезным ископаемым и ценным сырьем для нефтехимической и химической промышленности. По оценке Министерства природных ресурсов РФ, в составе ПНГ ежегодно сжигается до 7 млн. тонн этана, 4 млн. тонн пропана, 13 млн. м3 гелия. Сжигание 1 млрд. м3 ПНГ эквивалентно потере массы товарной продукции на сумму 8,1 млрд. рублей. Валовые экономические потери от нерационального использования ПНГ могут достигать до 139 млрд. рублей в год. Проблема утилизации ПНГ оказывает влияние на состояние смежных комплексов промышленности. В частности, развитие химического комплекса невозможно без обеспечения углеводородным сырьем, на базе которого производится до 80% продукции отрасли. При этом данная отрасль является важной составляющей в промышленном производстве страны: предприятия отрасли обеспечивают порядка 43 млрд. рублей налоговых платежей в бюджеты всех уровней. Таким образом, нерациональное использование ресурсов попутного газа приводит к существенному экологическому и экономическому ущербу.

Ратификация Рамочной конвенция ООН об изменении климата и Киотского протокола предполагает выполнение Российской Федерацией обязательств по сокращению выбросов парниковых газов в атмосферу и проведение политики по повышению энергоэффективности производства. Обеспечение данных требований в период с 2008;2012 гг. осуществляется за счет ужесточения требований по выбросам парниковых газов. Происходящие изменения затрагивают крупные предприятия добывающей и перерабатывающей промышленности. Пересмотр принципов регулирования сферы экологической ответственности оказывает влияние на деятельность организаций ТЭК России. Ратификация Киотского протокола предполагает проведение жесткой государственной политики в части сжигания ПНГ. На уровне Правительства происходит реализация механизмов стимулирования российских нефтегазовых компаний по увеличению уровня утилизации газа, в том числе разработка мер ответственности за сверхлимитное сжигание ПНГ (сверх 5% от общего объема добычи) с начала 2011 г. и увеличение экологических штрафов за сверхнормативное загрязнение атмосферы в 4,5 раза, начиная с 2012 г.

Реализуемые российскими нефтегазовыми компаниями фрагментарные проекты утилизации ПНГ (закачка газа в нефтяной пласт, использование для технологических нужд, выработка электроэнергии и тепла, переработка) не позволяют кардинально снизить экологические и экономические потери. Объем сжигания ПНГ в период с 2001 по 2009 гг. увеличился (с учетом роста добычи углеводородов), соответственно, с 7 до 15 млрд. м3. Важно отметить, что ценные химические компоненты в составе попутного газа сжигаются при выработке электроэнергии и не используются как сырье для получения конечных продуктов с высокой добавленной стоимостью.

В настоящий момент, как со стороны российских нефтегазовых компаний, так и на уровне Правительства РФ, не сформулирована задача по исключению сжигания попутного газа. Более того, отсутствуют механизмы по стимулированию переработки ПНГ — реализуемые способы утилизации предполагают его использование в качестве топлива для выработки энергии и тепла, что обеспечивает только частичное снижение выбросов парниковых газов в атмосферу. В этой связи необходимо сформулировать и разработать подходы для решения проблемы рационального использования ресурсов ПНГ и принципиального исключения загрязнения окружающей среды продуктами его сжигания, в частности, за счет реализации инновационных технологий.

Реализация положений международных соглашений в России также усиливает необходимость актуализации экологических обязательств нефтегазовых компаний, пересмотра принципов и разработки способа оценки проектов утилизации ПНГ с учетом реализации механизмов Киотского протокола.

Степень разработанности проблемы. За последние 30 лет проведено несколько крупных международных исследований, посвященных проблемам выбросов парниковых газов и антропогенному воздействию на окружающую среду. Инициаторами проведения подобной работы являются Фонд защиты дикой природы, Всемирный банк, Бюро экономического анализа, крупнейшие международные корпорации.

Важной задачей исследований является анализ экономических инструментов регуляции выбросов парниковых газов в атмосферу.

Анализ проблемы сжигания попутного газа, его воздействия на окружающую среду, принципов управления загрязнением в рамках механизмов Киотского протокола рассматривали в своих работах К. Вролик, М. Грабб, Р. Коуз, Д. Пирс, Д. Диксон, Н. Стерн. Значительный вклад в анализ проблемы рационального недропользования, сжигания попутного газа и специфики реализации проектов утилизации в России внесли отечественные специалисты В.И. Данилов-Данильян, А. О. Кокорин, В. Х. Бердин, A.A. Голуб, О. Б. Брагинский, И. Г. Грицевич, Ю. В. Соловей, A.B. Ханыков, М. А. Юлкин. Теоретическим и методологическим подходам к оценке проектов, а также выбору эффективных инвестиционных решений посвящены работы А. Дамодарана, Г. Бирмана, Дж. Ван Хорна, В. В. Коссова, И. В. Липсица, В. М. Анынина, А. Д. Цвиркуна, П. Л. Виленского, В. Н. Лившица, С. А. Смоляка, В. Д. Шапиро.

В то же время, в трудах отечественных и зарубежных авторов существенно меньшее внимание уделено вопросам систематизации и ранжирования способов утилизации попутного газа, учета экологических факторов при оценке инвестиционных проектов рационального использования ПНГ, анализа ограничений, условий реализации и рисков применения инновационных технологий. Значительная часть научно-практических изысканий по расчету экономической эффективности проектов утилизации ПНГ предполагает использование классических инструментов инвестиционного анализа (без учета экологического и инновационного контекста) и не рассматривает проблематику исключения загрязнения окружающей среды продуктами сжигания попутного газа.

Необходимо отметить, что в настоящий момент отсутствуют зарубежные или российские методики комплексной оценки проектов утилизации попутного газа, учитывающие в едином (финансовом) пространстве экономические, экологические и инновационные параметры. Существующие методики, в частности, стандарты Американского нефтяного института, Методика определения предотвращенного экологического ущерба и другие учитывают данные параметры проектов раздельно или с применением экспертных методов их оценки.

Целью исследования является разработка концепции и методики комплексной оценки проектов рационального использования попутного газа, направленных на исключение загрязнения окружающей среды и получение продукции с высокой добавленной стоимостью. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

1. Разработать концепцию оценки проектов утилизации попутного газа, направленную на выбор проектов, обеспечивающих исключение сжигания попутного газа и загрязнения окружающей среды.

2. Разработать методику классификации способов рационального использования попутного газа с выделением инновационных технологий его переработки, а также ограничений их реализации.

3. Разработать систему параметров для оценки и ранжирования проектов утилизации попутного газа, включающих инновационные технологии переработки.

4. Разработать методику оценки проектов утилизации попутного газа, учитывающую экологические характеристики инновационных и других технологий, исключающих сжигание попутного газа.

5. Применить разработанную концепцию оценки проектов утилизации попутного газа на примере нефтегазовых месторождений Западной Сибири, оценить риски реализации проектов и выработать рекомендации для принятия инвестиционного решения.

В качестве объекта исследования выбраны российские нефтегазовые компании, осуществляющие в рамках своей деятельности извлечение и сжигание ПНГ. Предметом исследования являются подходы и методы оценки экологической и экономической эффективности инновационных технологий утилизации, исключающих сжигание ПНГ.

Теоретическая и методологическая основа исследования. Исследование базируется на теоретических и методологических положениях, содержащихся в трудах отечественных и зарубежных авторов в области оценки эффективности проектов, инновационных технологий в нефтегазовой сфере, реализации механизмов Киотского протокола. Нормативную базу исследования составляют международные экологические соглашения, федеральные законодательные акты и методологические рекомендации в области оценки проектов разработки месторождений, налогообложения, составления проектной документации. Для решения поставленных задач были использованы системный подход, принципы оценки инвестиций, метод экспертных оценок.

Информационная и эмпирическая базы исследования. Информационную базу исследования составили данные отчетности и статистики по добыче углеводородного сырья, сжиганию попутного газа, выбросам загрязняющих веществ, законодательные и нормативные акты РФ, материалы монографий, научных статей отечественных и зарубежных авторов по проблеме загрязнения окружающей среды и утилизации ПНГ, опубликованных в специальных и периодических изданиях. Диссертационная работа выполнена с использованием информационных ресурсов сети Интернет, материалов научно-практических конференций, семинаров, фактических данных исследуемых нефтегазовых компаний.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в разработке концепции и методики комплексной оценки проектов рационального использования попутного газа, направленных на исключение загрязнения окружающей среды и получение в процессе его переработки продукции с высокой добавленной стоимостью. Наиболее значимыми научными результатами исследования являются следующие:

1. Сформулирована концепция комплексной оценки проектов утилизации попутного газа, направленная на исключение загрязнения окружающей среды. Данная концепция предполагает обобщение и систематизацию способов, инновационных и других технологий утилизации попутного газаранжирование технологий утилизации ПНГ на основе системы параметров, учитывающей их инновационную составляющуюоценку экономической и экологической (исключение загрязнения окружающей среды) эффективности реализации инновационных технологий в проектах утилизации попутного газа.

2. На основе опыта международных и российских нефтегазовых компаний, монографий и публикаций в специализированных изданиях систематизированы способы и технологии рационального использования ПНГ и ограничения их реализации. Также определены ограничения и условия реализации инновационных технологий переработки попутного газа, которые позволяют исключить загрязнение окружающей среды продуктами его сжигания и выбросы парниковых газов.

3. Разработан подход и правила ранжирования технологий на основе системы производственно-экономических и инновационных параметров, а именно: долгосрочная динамика добычи газа, компонентный (химический) состав ПНГ, инфраструктурные ограничения, глубина переработки ПНГ, потребность региона добычи в продуктах его переработки, возможность исключения загрязнения окружающей среды, добавленная стоимость продуктов переработки ПНГ, транспортные плечи и др. Предложенная система параметров и подход к ранжированию (на основе экспертных оценок) позволяют осуществить отбор технологий утилизации ПНГ для дальнейшей оценки экономической и экологической целесообразности их реализации.

4. Разработана методика оценки экономической эффективности проектов утилизации попутного газа, предполагающая оценку их результативности с точки зрения возможности исключения сжигания ПНГ и загрязнения окружающей среды. В рамках предложенного подхода оценка базовых показателей экономической эффективности проектов (чистая текущая стоимость (NPV), рентабельность инвестиций (PI), внутренняя норма доходности (IRR)) рассчитывается с учетом штрафов за сверхнормативное сжигание попутного газа и загрязнение атмосферного воздуха, а также дополнительного дохода от сокращения выбросов парниковых газов (квоты, которые будут образованы в ходе проекта и могут быть реализованы в рамках механизмов Киотского протокола). Таким образом, разработанная методика оценки проектов позволяет повысить экономическую целесообразность инновационных технологий утилизации ПНГ, исключающих загрязнение окружающей среды.

Практическая значимость результатов исследования заключается в возможности использования предложенных методологических положений и инструментов оценки проектов утилизации газа на предприятиях нефтегазового комплекса, что позволяет:

1. Расширить поле вариантов оцениваемых проектов, определить место и роль инновационных технологий, направленных на исключение сжигания ПНГ и получение продукции с большей добавленной стоимостью.

2. Снизить негативное воздействие на окружающую среду за счет исключения сжигания газа и выбросов парниковых газов в атмосферу.

3. Снизить затраты проектов за счет дохода от реализации квот на выбросы парниковых газов в рамках механизмов Киотского протокола.

Разработанная концепция и методика комплексной оценки проектов, а также ее отдельные компоненты могут быть использованы в деятельности предприятий других сфер промышленности (энергетики, металлургии и пр.) для оценки технологий снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Выводы Главы III.

В рамках третьей главы осуществлено практическое применение разработанной концепции и методики комплексной оценки проектов рационального использования попутного газа. Объектом исследования выбрана группа зрелый нефтегазовых месторождений в Западной Сибири, разработку которой ведет крупная российская нефтяная компании. Применение концепции и методики комплексной оценки позволило:

1. Расширить поле рассматриваемых способов утилизации ПНГ за счет ранжирования инновационных технологий его переработки.

2. Продемонстрировать экономическую и экологическую целесообразность реализации инновационной технологий переработки ПНГ в синтетическую нефть (ОТЪ), обеспечив положительное значение КРУ данного проекта.

3. улучшить показатели проекта строительства ГТЭС в части исключения сжигания ПНГ и снижения выбросов парниковых газов в процессе его утилизации (при этом экономические показатели проекта не снизились).

В рамках применения разработанной концепции и методики комплексной оценки проведена идентификация возможных рисковых факторов и анализ их влияния на эффективность проектов утилизации ПНГ. В частности, определены следующие риски реализации инновационной технологии переработки ПНГ (СГЬ): техническая сложность проекта, отсутствие у компании опыта реализации подобных проектов в северных широтах, изменение конъюнктуры рынка и спроса на продукцию переработки попутного газа, срыв сроков изготовления и поставки оборудования. Для уменьшения влияния рисков на реализацию оцениваемых проектов рационального использования попутного газа в рамках диссертационного исследования разработан перечень корректирующих мероприятий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В рамках диссертационного исследования установлена и проведена оценка актуальной проблемы нефтегазового комплекса России, а именно: существенный объем сжигания попутного нефтяного газа, извлекаемого из недр в составе нефтяной жидкости. На основе данных официальной статистики и информации нефтегазовых компаний рассчитано, что ежегодный объем добычи ПНГ составляет порядка 61 млрд. м3 или 9,3% валовой добычи газа в России, при этом фактически сжигается около 15 млрд. м3 ПНГ. Таким образом, значительный объем сжигания ПНГ (более 24% от добычи) выводит Россию в число стран-аутсайдеров по данному показателю в мире (в США уровень сжигания не превышает 3%).

Установлено, что нерациональное использование ресурсов попутного газа приводит к существенному экологическому и 1 экономическому ущербу. Ежегодно в результате сжигания ПНГ в атмосферу выбрасывается около 320 тыс. тонн загрязняющих веществ (диоксид углерода, окислы азота, сажи и пр.), что составляет 15% всех выбросов в России. Негативному воздействию подвергается население нефтедобывающих регионов. Значительный ущерб наносится экономике страны, так как попутный газ является невозобновляемым энергоресурсом и ценным сырьем для химической промышленности. По оценке Министерства природных ресурсов РФ, в составе ПНГ ежегодно сжигаются ценные химические компоненты, валовые экономические потери ежегодно составляют до 139 млрд. рублей.

Выявлена недостаточность реализуемых российскими нефтегазовыми компаниями проектов утилизации ПНГ. Данные проекты не позволяют существенно снизить экологические и экономические потери. Так, объем сжигания ПНГ в период с 1999 по 2009 гг. увеличился с 7 до 15 млрд. м3. При этом автором отдельно отмечается, что ценные химические компоненты в составе попутного газа сжигаются в рамках реализуемых проектов (например, при выработке электроэнергии) и не используются для получения продукции с высокой добавленной стоимостью. На данный момент не сформулирована задача и не предпринимаются достаточные действия по исключению сжигания попутного газа. Установлено, что на уровне Правительства РФ или профильных Министерств не формализованы механизмы по стимулированию переработки ПНГ. Реализуемые нефтяными компаниями способы утилизации попутного газа (закачка в нефтяной пласт, газовые хранилища использование для технологических нужд, выработка электроэнергии и тепла, переработка) предполагают его использование в качестве топлива для выработки энергии и тепла, что обеспечивает только частичное снижение выбросов парниковых газов в атмосферу.

Для решения выявленной проблемы сформулирована цель по разработке концепции и методики комплексной оценки проектов рационального использования попутного газа, направленных на исключение сжигания ПНГ и загрязнения окружающей среды. Решение поставленной цели подтверждается следующими научными и практическими результатами, полученными в рамках исследования:

1. На основе систематизации опыта российских нефтяных компаний установлено, что реализуемые фрагментарные проекты не позволяют исключить сжигание ПНГ и снизить образующиеся в связи с этим экологические и экономические потери. Более того, в настоящий момент отсутствуют механизмы стимулирования глубокой переработки попутного газа в продукцию с высокой добавленной стоимостью, в частности, с применением инновационных технологий, позволяющих исключить загрязнение окружающей среды.

2. Разработана концепция комплексной оценки проектов рационального использования попутного газа, предполагающая три этапа:

Систематизация возможных способов и инновационных технологий утилизации ПНГ, а также ограничений их реализации с учетом условий конкретных нефтегазовых месторождений.

Ранжирование технологий утилизации ПНГ на основе системы производственно-экономических и инновационных параметров, что позволяет осуществлять их отбор с учетом возможности исключения сжигания ПНГ и загрязнения окружающей среды.

Оценка экономической и экологической эффективности реализации технологий. Предложенный подход направлен на оценку возможности технологий обеспечить исключение сжигания попутного газа и загрязнения окружающей среды.

3. Разработана методика и проведена систематизация технологий рационального использования попутного газа, определены ограничения по их реализации, объединенные в три группы: технологические, инфраструктурные, экономические и институциональные. Выявлен ряд инновационных технологий переработки ПНГ, а именно, преобразование попутного газа в синтетические топлива (GTL) и технология химической переработки метанола в углеводороды бензиновой фракции (MTG). Определены условия реализации инновационных технологий переработки ПНГ на малых и средних нефтегазовых месторождениях (с объемом добычи попутного газа до 150 млн. м3 в год).

4. С целью отбора релевантных технологий утилизации ПНГ для дальнейшей оценки целесообразности их реализации разработан подход к ранжированию технологий на основе системы производственно-экономических и инновационных параметров. В их числе: долгосрочная динамика добычи газа, компонентный (химический) состав ПНГ, инфраструктурные ограничения, глубина переработки ПНГ, возможность исключения загрязнения окружающей среды, добавленная стоимость продуктов переработки ПНГ. Ранжирование с применением группы инновационных параметров позволяет осуществлять отбор технологий переработки ПНГ, обеспечивающих принципиальное исключение сжигания попутного газа и загрязнения окружающей среды.

5. Разработана методика оценки экономической эффективности технологий утилизации попутного газа, учитывающая экологический контекст их реализации. Принципиальное исключение сжигания газа в результате осуществления проекта, в том числе с применением инновационных технологий переработки ПНГ, позволяет снизить экологические штрафы за загрязнение окружающей среды и получить дополнительный доход от реализации образовавшихся квот на выбросы парниковых газов.

6. Показана работоспособность разработанного инструментария для оценки технологий утилизации ПНГ. Его применение для оценки проектов в рамках группы нефтегазовых месторождений в Западной Сибири позволило:

Расширить поле оцениваемых проектов за счет инновационных технологий, которые направлены на исключение негативного воздействия на окружающую среду.

Повысить экономическую эффективность инновационной технологии переработки ПНГ за счет включения в методику расчета экологического контекста их реализации.

Улучшить параметры технологий, обычно применяемых нефтяными компаниями, в части исключения сжигания ПНГ и снижение выбросов парниковых газов в процессе его утилизации. Разработанная концепция и методика комплексной оценки проектов рационального использования попутного газа и ее отдельные компоненты могут быть использованы на предприятиях других отраслей и комплексов промышленности (энергетики, металлургии и пр.) для оценки и выбора технологий снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.