Углехимия – неразменный рубль российского углепрома

Проекты переработки угля в химическую продукцию приобретают все большую актуальность на фоне энергетического перехода в мире. Он предполагает увеличение доли альтернативных источников энергии в мировом энергобалансе с последующим отказом от традиционных энергоресурсов, в первую очередь угля.

Политика «ответственного инвестирования» (ESG) стимулирует инвестиционные фонды и банки по всему миру открещиваться от финансирования проектов, связанных с добычей и переработкой твердых углеводородов.

Переработка угля в химическую продукцию может стать эффективным направлением повышения внутреннего спроса на уголь и перехода от экспорта «дешевого» угля к экспорту «дорогой» химической продукции, спрос на которую, как ожидается, будет демонстрировать устойчивый рост, в ряде случаев превышающий темпы роста мирового ВВП.

Из угля, опираясь на возможности современных технологий, уже сейчас можно производить свыше 130 видов химических полупродуктов, которые в дальнейшем используются для производства свыше 5 000 видов продукции.

Тренд на глубокую переработку угля набирает обороты в мире: многие страны стремятся активно развивать угольную химию, чтобы снизить зависимость от импорта нефти и природного газа при производстве химической продукции.

Углехимические кластеры формируются или сформированы в Европе, Китае, США, Канаде и Австралии.

Ведущие научные школы (Университет нанотехнологий Дрекселя, Институт углехимии при Китайской Академии Наук, Стенфордский Университет) проводят исследования в сфере организации промышленного производства углеродных материалов (углеродных волокон и нанотрубок, применяемых в космической, военной, химической сферах, строительстве).

Активное развитие получают технологии подземной газификации угля – получения дизельного топлива, водорода, удобрений и химического сырья без его прямого извлечения из недр.

В наиболее общем виде продукты углехимии и технологии, лежащие в основе их производства, представлены на рис. 1 и 2.

Уголь и газ являются товарами-субститутами, в т.ч. при производстве метанолопроизводных продуктов, и могут конкурировать между собой, как показано на рис. 3.

Мировое потребление угля в углехимии, по разным экспертным оценкам, составляет 190-200 млн т в год. На традиционный химический передел угля – производство кокса – в мире направляется более 900 млн т твердого топлива.

Основные конечные продукты углехимической промышленности – метанол, синтетическое жидкое топливо (СЖТ), олефины, графитные материалы.

Например, мировой объем выпуска метанола из угля оценивается экспертами примерно в 50 млн т.

Действующие производства СЖТ из угля расположены в Китае и ЮАР.

В настоящее время Китай осваивает технологию по выпуску олефинов из угля. Действующие мощности такого производства в этой стране достигают, по экспертным оценкам, пять млн т. В стадии строительства в КНР находятся предприятия суммарной мощностью семь млн т. В перспективе планируется ввести в эксплуатацию производства олефинов из угля на 15 млн т.

Наиболее известными проектами по производству синтетических углеводородов в Китае являются:

• Shenhua Ningxia – реализует проект по непрямому ожижению угля объемом четыре млн т в год;
• Duolin – 0,7 млн т пропилена в год, запуск в эксплуатацию в 2008 г.;
• Shenhua Ningxia – 0,8 млн т диметилэфира в год, запуск в эксплуатацию в 2008 г. В декабре 2016 г. компания дала старт крупнейшему в мире заводу по переработке угля в жидкое топливо (технология CTL). Инвестиции в данный проект составили порядка 55 млрд юаней ($7,9 млрд). Производственные мощности предприятия позволяют ежегодно перерабатывать 20 млн т угля в четыре млн т нефтепродуктов, включая 2,7 млн т дизельного топлива, 980 тыс. т лигроина (специальный бензин-растворитель) и 340 тыс. т сжиженного газа. Предприятие также может производить до 200 тыс. т серы и 145 тыс. т сульфата аммония;
• Yulin – шесть млн т нефтепродуктов в год, запуск в эксплуатацию в 2012 г.;
• Ningxia – два млн т нефтепродуктов в год, запуск в эксплуатацию в 2012 г.;

Помимо Китая аналогичные проекты представлены еще в следующих странах:

• ЮАР, Sasol – семь млн т нефтепродуктов в год, запуск в эксплуатацию – 1955-1979 гг. В частности, компания занимается производством дизельного топлива и сжиженного газа на основе синтеза Фишера-Тропша;
• South Sumatra, Индонезия – четыре млн т нефтепродуктов в год, проект;
• South Otago, Новая Зеландия – два млн т нефтепродуктов в год, проект;
• Malmstorm, США – один млн т нефтепродуктов в год, запуск в эксплуатацию – проект.

Интерес к углехимии в последние годы заметно вырос и в США. Американская компания по производству промышленных газов Air Products объявила об инвестициях в размере $2 млрд для строительства завода по производству метанола из угля в Бенгалоне, Восточный Калимантан, Индонезия. Для реализации этого проекта компания подписала долгосрочный контракт с двумя индонезийскими компаниями: с Bakrie Capital Indonesia, которая входит в состав Bakrie Group, и Ithaca Resources, входящей в состав AP Investment, на поставку угольного сырья в рамках проекта.

Рост мирового производства продукции углехимии во многом обусловлен активной господдержкой проектов в Китае, Индии, Индонезии, ЮАР, а также в США, Канаде, Австралии и странах Евросоюза.

Среди мер государственной поддержки в этих странах можно отметить:

• финансовые – предоставление субсидий, кредитов, гарантий под строительство предприятий глубокой углехимической переработки;
• налоговые и прочие фискальные льготы;
• меры, направленные на обеспечение спроса на готовую продукцию углехимических предприятий, в частности, за счет госзаказов.

Обращает на себя внимание, что все указанные государства АТР не имеют серьезной углеводородной базы, за исключением Индонезии с ее запасами нефти, но не природного газа. Газ как потенциальное сырье для химической промышленности, покупается этими странами по высокой цене, что повышает конкурентоспособность угля, большие запасы которого имеются во всех упомянутых государствах.

Другая важная особенность – среди стимулирующих мер отсутствует господдержка операционной деятельности, например выделение прямых субсидий, привязанных к себестоимости производства углехимических продуктов.

Рост глубокой переработки угля практически с нуля несет большие риски для бизнеса в лице перерабатывающих компаний. Рентабельность производства нового продукта в условиях низкой определенности в значительной степени зависит от масштабности мер государственной поддержки. В странах, где доля углехимии наиболее велика, это особенно заметно.

Углехимия для России – перспективная возможность продления жизнеспособности отечественной угольной отрасли, которая в настоящее время вновь переживает трудные времена, что связано как с санкционным давлением, так и с ухудшением экспортной конъюнктуры.

Для выпуска продуктов углехимии в России, по предварительным оценкам, может быть использовано от 50 до 85 млн т угля в год. Это позволило бы минимизировать риски для угледобытчиков при резком падении цен и доходности угольного экспорта.

При этом Россия сможет сохранить свое технологическое лидерство в сфере глубокой переработки углей, обладая большим перечнем готовых к внедрению технологий, которые локализованы на предприятиях и в научно-исследовательских организациях Кузбасса. Кемеровская область (Кузбасс), будучи центром российской угольной промышленности, готова предложить концептуальное решение этой задачи, создав на своей территории кластер «Комплексная переработка угля и техногенных отходов». Регион обладает производственным, научным и кадровым потенциалом для достижения поставленной цели.

Развитие кластера по комплексной переработке угля и техногенных отходов дает возможность изменить технологическую платформу угольной промышленности отрасли. В результате в России будет сформирован принципиально новый вид экономической деятельности, где уголь будет являться началом цепочки по формированию добавленной стоимости.

Перспективы создания различных видов углехимического производства в России связаны с возможностью получать из угля товары высокого передела – сорбенты, фенол, метанол, бензол и другие – до 130 видов одних только химпродуктов.

Анализ цепочки добавленной стоимости по отдельным направлениям глубокой переработки угля был ранее проведен предприятиями-участниками программы развития кластера «Комплексная переработка угля и техногенных отходов».

Расчеты компаний, входящих в кластер, доказывают высокую рентабельность получения химических продуктов из угля, сверхприбыльность производства углеродных материалов:

• по отдельным видам химической продукции стоимость конечного продукта превышает стоимость сырья в 17 раз;
• по отдельным видам углеродных материалов стоимость продукта (сорбентов) превышает стоимость исходного сырья (антрацита) в 450 раз.

Отечественные производители покрывают всего 20% потребностей в продуктах переработки угля, остальное закупается за рубежом. При этом, если тонна рядового угля, из которого можно производить сорбенты, стоит в среднем 1200 руб., то тонна сорбента – от 60 000 до 500 000 руб.

Предприятия, которые могут быть задействованы в углехимическом производстве в России, представлены в таблице.

Единственной работающей технологией газификации угля в России в настоящее время является красноярская «Термококс», наиболее успешно применяемая на предприятиях «Карбоника-Ф» (они газифицируют бурый уголь, получают тепло, полукокс и углеродные сорбенты, при этом тепловая энергия является бесплатной за счет продажи «попутных» сорбентов).

Между тем проект СУЭКа по организации к 2027 г. производства «голубого» аммиака из бурого угля Бородинского разреза в Красноярском крае, так и не был осуществлен. В конце 2021 г. информация об этом проекте просочилась в СМИ. Предполагалось, что на Бородинском разрезе будет производиться газификация угля с получением аммиака, улавливанием СО 2 и его закачкой в недра. Объем выпуска аммиака планировался на уровне 800 тыс. т в год.

Для выработки мер, необходимых российской углехимической отрасли, следует обратиться к международному опыту реализации нефтегазохимических проектов.

Особенностью реализации проектов в углехимии по сравнению с нефтехимией являются высокие капитальные затраты. Международная практика показывает, что усилия государства по стимулированию углехимии зачастую направлены именно на компенсацию бизнесу части капитальных затрат.

Так, при относительно низкой стоимости сырья (бурый уголь дешевле этана в 6,2 раза и дешевле сжиженных углеводородных газов в семь раз) удельный выход полиолефинов из угля составляет 23,8%, что в 2,8 раза меньше выхода из сжиженных углеводородных газов (66,8%) и в 3,5 ниже выхода из этана (83,6%). Кроме того, у углехимии высокие капитальные затраты: примерно 301 млн руб. на 1 тонну полиолефинов. Дополнительным обременением углехимии является низкая экологичность продукции: например, при производстве водорода выход СО2 при газификации угля составляет 16,9 кг СО2/кг Н2, а использования технологий по снижению выбросов ведет к росту себестоимости производимой продукции в 1,4 раза.

Таким образом, как показывает опыт зарубежных стран, уже давно занимающихся углехимией, такие проекты становятся финансово-привлекательным для инвесторов только при обратных акцизах, сопоставимых по размеру с ценой угля.

По оценке экспертов Neft Research, перерабатывать в России уголь в ряд химических продуктов (например, метанол и полимеры) нерентабельно с учетом наличия дешевого газового сырья. Будущее – за малотоннажной и специальной химией, потенциальная доходность которой высока, как и потенциал импортозамещения.