СО2 захватят и заставят работать

В России дан старт опытно-промышленному улавливанию, хранению и использованию углекислого газа (CO2). Крупным хабом таких проектов станет Поволжье: татарстанские ученые будут выделять углекислоту из промышленных газов, безопасно закачивать ее под землю, прямо в пластах перерабатывать в биотопливо и другие полезные соединения, а еще повышать с ее помощью нефтеотдачу месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. Все это станет вкладом в достижение Россией углеродной нейтральности к 2060 году.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Экологическое благополучие и устойчивое развитие человечества требуют форсированного перехода к низкоуглеродной экономике. Россия планирует оказаться одним из лидеров в этой сфере и ставит перед собой амбициозную задачу достичь углеродной нейтральности (баланса между антропогенными выбросами парниковых газов и их поглощением) не позднее 2060 года. Такая цель закреплена в Стратегии социально-экономического развития России (утверждена правительством в 2021-м) и в обновленной Климатической доктрине, которую в октябре 2023 года подписал президент.

В условиях столь жестких временных рамок традиционных мер вроде высадки лесов становится недостаточно. Промышленности необходимы прорывные технологические решения, способные предотвратить попадание гигантских объемов углекислого газа в атмосферу. Наиболее перспективным методом решения этой задачи признана технология улавливания и изоляции парниковых газов в глубоких геологических пластах.

Такие проекты начинают воплощаться в России прямо сейчас, и первопроходец этого направления в нашей стране — «Татнефть». В 2025-м эта компания первой в России получила лицензию на создание подземного хранилища для CO2 и ближайшей перспективе приступит к опытно-промышленной закачке в него углекислого газа.

Проект реализуется на Тукаевском участке недр, который способен безопасно изолировать в водоносных горизонтах более 85 млн тонн диоксида углерода и был выбран из-за близости к Нижнекамской промышленной зоне. Потенциальный объем хранилища СО2 в Нижнекамском районе — более 300 млн тонн, что позволит стать одним из крупнейших среди перспективных хабов в РФ. CO2 направляют в глубокозалегающий водоносный пласт после извлечения из отходящих газов с нефтеперерабатывающего завода ТАНЕКО и Нижнекамской ТЭЦ-2.

Вырабатываемый на этих предприятиях CO2 улавливают методом химического захвата, пропуская технологические газы через водный раствор аминов (химических адсорбентов), разработанных в «Татнефти», который избирательно поглощает молекулы углекислоты. К слову, этим же методом на комплексе ТАНЕКО успешно улавливают сероводород, превращая его из потенциального загрязнителя в ценный продукт: комплекс уже наладил выпуск высококачественной гранулированной серы рекордной чистоты 99,9%.

Проект на Тукаевском участке создает прецедент и формирует методологическую базу для тиражирования технологий улавливания и хранения углекислого газа по всей стране. Однако на этом история не кончается — инновационный подход «Татнефти» заключается не в простом захоронении CO2, а в его превращении в ценное сырье. Так, технологии, разрабатываемые компанией совместно с НПО «ТН-Биотех» и Передовой инженерной школой ИТМО, позволят запустить в подземных хранилищах процессы биоконверсии.

Татарстанские ученые обнаружили и селекционировали уникальные штаммы микроорганизмов, способные существовать в экстремальных условиях глубоких пластов при высоких давлении и минерализации пластовой воды, критических концентрациях углекислоты. Внедрение этих бактерий в подземные резервуары позволит запустить естественный метаболический цикл: поглощая CO2, микроорганизмы будут синтезировать различные востребованные химические продукты.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Еще один вариант коммерчески эффективного использования CO2 — закачка в нефтяные скважины для повышения нефтеотдачи пластов: растворяясь в углеводородах, газ резко снижает их вязкость, облегчая добычу трудноизвлекаемых запасов. «Татнефть» освоила эту технологию еще в далеком 1987-м, а сегодня выводит на принципиально новый уровень. Так, в 2024 году она первой в стране успешно испытала технологию большеобъемной закачки углекислоты в высокообводненные пласты залежи высоковязкой нефти.

Благодаря этому методу на примере Биклянского месторождения (относится к месторождениям с трудноизвлекаемыми запасами — из скважин с нефтью выходит большая доля пластовой воды) компании удалось повысить коэффициент извлечения нефти сразу на 15%. По оценке ученых, только на этом месторождении технология позволит ежегодно использовать до 100 тыс. тонн углекислого газа.

Закачанный же в нефтяные пласты CO2 с помощью микроорганизмов можно будет трансформировать в зеленый газ — биометан, который считается углеродно нейтральным топливом: при его сжигании выделяется столько же углерода, сколько было поглощено растениями или другими организмами в процессе жизнедеятельности. Генерация биометана станет дополнительным этапом эксплуатации пласта — так нефтяное месторождение превращается в подземную фабрику, где отходы одного процесса становятся сырьем для другого.

Наиль Маганов, генеральный директор «Татнефти»:

«Создание низкоуглеродной экономики — вопрос благополучия и прогресса общества. Инвестируя в технологии улавливания и хранения углерода, мы строим устойчивую компанию, развиваем бизнес с заботой о людях, природе и нашем общем будущем».

Исследователи «ТатНИПИнефти» выделяют более десять перспективных направлений экономически эффективного применения уловленного CO2: от медицины и пищевой промышленности до растениеводства и производства строительных материалов. При этом одним из крупнейших CO2-кластеров в нашей стране (да и в мире) станет Поволжье (двумя другими — Урал и Сибирь). К этому располагают уникальные условия региона: близость промышленной инфраструктуры, природных водоносных резервуаров и нефтяных месторождений.

Неслучайно амбициозную планку выйти на нулевой углеродный баланс на десять лет раньше общегосударственного срока — к 2050 году — ставит перед собой Республика Татарстан. В своих амбициях регион опирается на технологическое лидерство «Татнефти» — крупнейшего поволжского инвестора проектов углеродной нейтральности: региональная стратегия синхронизирована с корпоративной, где зафиксирована та же дата.

Как можно применять уловленный CO2

Источник: «ТатНИПИнефть».

Илья Арзуманов