Синергетический эффект консолидации атомной и нефтяной отраслей для гармонизации ТЭК

Российская Арктика / РЭЭ №1, 2019

Синергетический эффект
консолидации атомной и нефтяной отраслей для гармонизации ТЭК

Щепетина Татьяна Дмитриевна

Баланин Андрей Леонидович

Исчерпание легкодоступных и высококачественных запасов нефти – одна из угроз энергетической безопасности государства. «Эра тяжелой нефти» приближается, и экономике предстоит сложный период адаптации к дорогим энергоресурсам. Атомная энергетика, самая молодая из масштабных энерготехнологий, в наибольшей степени и с высокой надежностью готова обеспечить вовлечение в сферу эффективного хозяйствования низкокачественные и труднодоступные углеводороды через техногенный водородный цикл, став универсальным источником энергии для производства энергоносителей.

Начальник лаборатории НИЦ “Курчатовский институт”

Щепетина Татьяна Дмитриевна

Старший научный сотрудник НИЦ “Курчатовский институт”

Баланин Андрей Леонидович

Разведка и освоение новых месторождений связаны с огромными затратами. Продление жизни истощающихся месторождений, в недрах которых остается еще 65–70% УВС, за счет организации на них атомных энерготехнологических комплексов (АЭТК) актуальная задача как социально-экономического, так и энергоресурсного плана. В этом случае на месторождениях сохраняется и продолжает использоваться производственная и бытовая инфраструктуры, имеющиеся дороги и трубопроводы, работа месторождения продолжается, поддерживая социальное благополучие.

К числу наиболее прогрессивных и энергетически целесообразных способов разработки месторождений тяжелых и вязких нефтей следует отнести использование методов воздействия на пласты теплом, произведенным за счет ядерного реактора, для энергообеспечения процессов добычи, первичной или глубокой переработки УВС и транспортировки продукта по существующим трубопроводам. Если для выработки пара необходимы парогенераторы производительностью 10–50 т пара/ч. при давлении 2,5–5,0 МПа, то эквивалентная мощность реакторной установки составит около 25 МВт, это «средний» уровень из разряда реакторов малой мощности. Параметры пара совпадают с показателями современных хорошо освоенных реакторных установок водо-водяного типа. Помимо технологических процессов АСММ будет снабжать электрической и тепловой энергией жилой поселок и других промышленных потребителей.

Важно, что добытую тепловыми методами тяжелую нефть невозможно транспортировать обычными способами по трубопроводам, поэтому организация на местах добычи энергозатратных технологий для первичной или глубокой переработки нефти на основе тепловой и электрической энергии от АСММ становится просто неизбежной. Суть переработки тяжелой нефти на месте заключается в том, что длинные молекулы разбиваются на части с помощью пучка электронов. На образовавшиеся свободные валентные связи углерода сажаются атомы водорода, превращая тем самым асфальтоподобные УВ в жидкую синтетическую нефть или смесь легких УВ. Один из перспективных – метод радиационно-термического крекинга.

Кроме того, для перевода тяжелой нефти в более легкие фракции на одну тонну сырья требуется 70–90 кг водорода, который также может получаться на месте за счет атомной энергии.
Для решения таких задач на первых порах вполне подойдут хорошо освоенные типы РУ водо-водяного типа, но наиболее технологически и экономически эффективными в этом плане будут выглядеть высокотемпературные реакторы (типа ВТГР) с прямым использованием тепла для процессов получения водорода. Такие АЭТК могут представлять собой автономный комплекс для обеспечения промышленности и жизнедеятельности в удаленных и труднодоступных регионах.

Эта стратегическая задача является прорывным мега-проектом с синергетическим эффектом объединения потенциалов разных технологий, заведомо превышающим их раздельное функционирование. Производство АС только электроэнергии дает условно единичную доходность. А при дополнительной генерации АС пара для энергообеспечения добычи тяжелой нефти вместо традиционного сжигания углеводородного топлива, что может потреблять половину добываемого сырья в эквиваленте, совокупный доход такого АЭТК оценивается в среднем втрое выше, и это не считая производства водорода.

Хотите читать больше подобных новостей?

Подпишитесь на электронную рассылку!

Свежий выпуск РЭЭ с доставкой прямо в почтовый ящик