Четверг, 28.03.2024, 14:38
Мой личный сайт-Солодовников Олег Ростиславович
Главная | Регистрация | Вход Приветствую Вас Гость | RSS
Меню сайта

Маленькое государство с большим авторитетом.

 

Катар является ведущим мировым экспортером сжиженного природного газа — СПГ и обладает крупнейшими запасами природного газа, уступая по этому показателю лишь России и Ирану. Кроме того, страна добывает и экспортирует большое количество нефти. Это государство входит в ОПЕК и обладает высоким авторитетом среди нефтедобывающих государств Персидского залива.


Катар — небольшое государство, здесь проживает всего 850 тыс. человек. Зато в финансовом отношении это вполне определенная сила. Согласно статистическому справочнику за 2006 г., ВВП страны составляет почти 53 млрд долл., экспорт — 30 млрд, ВВП на душу населения — около 62 тыс. долларов. Значительная часть ВВП (60%) и экспорта приходится на энергоносители — нефть и газ.

Нефть. Доказанные запасы нефти составляют 15,2 млрд баррелей. На территории страны есть несколько крупных нефтяных полей — сухопутных и морских. Около 45% добываемой нефти получают на материковых месторождениях, остальную — на морских. Крупнейшее материковое месторождение — Дукхан. Это вообще первое месторождение, обнаруженное в Катаре в начале 40-х годов. Площадь месторождения около 1,5 тыс. км2. Кроме нефти здесь еще добывают попутный газ и конденсат. Добыча нефти оценивается в 803 тыс. барр./день. Вместе с дистиллятами извлекается около 1 млн барр./день (50 млн т/год).

Нефть — собственность государства. Все аспекты нефтедобычи находятся в ведении Министерства энергетики и промышленности и государственной Qatar PetroleumQP. Эта компания была создана в 1974 г. и отвечает за разведку, добычу, переработку нефти и газа. Компания добывает не менее половины всей нефти, поступающей из Катара. Ей принадлежат и права на все запасы нефти в стране.

Однако понятно, что без иностранных партнеров не обойтись. Катар практикует заключение контрактов о разделе продукции, при этом основная доля остается за страной. Как отмечает МЭА, в Катаре нет единого комплексного законодательства относительно нефти. Нет и общей политики в области предоставления иностранцам прав на добычу. Что не очень хорошо — невозможно заранее узнать, на что можно рассчитывать и чего ожидать. Увы, контракты заключаются на индивидуальной основе с конкретной иностранной фирмой.

С другой стороны, с конца 1990-х Катар обнародовал новый курс в области разведки и добычи нефти — получить информацию о новых месторождениях, разведать возможно большее количество «черного золота», продлить срок эксплуатации уже разведанных месторождений и содействовать использованию передовых технологий и самых современных способов добычи.

Работы по обнаружению новых запасов на материковых месторождениях, по мнению экспертов Министерства энергетики США, пока не принесли новых открытий. Скорее всего, рассчитывать можно на морские месторождения, где результаты исследований обнадеживающие.

Катар получает также большое количество конденсата и дистиллята при разработке газовых месторождений. В данном случае важно то, что эта продукция не входит в квоту нефтедобычи, установленную для Катара в рамках ОПЕК. По американской оценке, все это может привести к росту добычи нефти. В настоящее время конденсата и дистиллятов добывается 280—300 тыс. барр./день.

Qatar Petroleum располагает нефтепроводами, по которым добываемая нефть поступает на переработку или в порты для последующего экспорта. Нефтепроводов вполне достаточно, как морских, так и сухопутных.

Мощности по переработке, по американской оценке, составляют примерно 200 тыс. барр./день, выход продукции переработки, уже по данным ОПЕК — 132 тыс. баррелей. Перерабатывающий завод один — Умм-Саид. Сообщается о строительстве еще одного завода по переработке конденсата. Его мощность — около 140 тыс. барр./день.

Экспортных терминалов всего три — Умм-Саид, Халул и Рас-Лаффан. В последнем случае речь идет о новейшем порте, который главным образом используется для экспорта СПГ. Американцы утверждают, со ссылкой на деловые круги, что экспорт нефти из Катара составляет около
600 тыс. барр./день и около 20 тыс. барр. — нефтепродуктов. Основные покупатели нефти — азиатские страны, в первую очередь Япония. Туда направляется 380 тыс. б/день.

Газ. Запасы природного газа оцениваются в 910 трлн фут3 (26 трлн м3 по оценке МЭА). Это 14—15% всех мировых запасов. Как уже отмечалось, по запасам природного газа Катар занимает третье место в мире после России и Ирана. При нынешнем уровне добычи запасов хватит на несколько столетий. Практически весь природный газ залегает на территории огромного Северного шельфового месторождения. Его еще иногда называют Северным Куполом. Это не что иное, как продолжение иранского месторождения Южный Парс. Фактически Северное месторождение и Южный Парс — одно целое гигантского газоконденсатного месторождения площадью 6 тыс. км2. Это крупнейшее в мире чисто «газовое» месторождение.

В добыче газа ведущая роль, как и в нефтедобыче, принадлежит государственной QP. Она отвечает за все. Понятно, что и в этом случае без иностранных фирм с их передовыми технологиями не обойтись, особенно ввиду того, что упор делается на получение СПГ. Поэтому в стране созданы компании «Катар СПГ компани» (Qatargas) и «Рас Лаффан СПГ компани» (RasGas), специализирующиеся на СПГ. 70% RasGas принадлежит Qatar Petroleum, 30% — ExxonMobil.

Qatargas является консорциумом с участием QP, Total, ExxonMobil, японских Marubeni и Mitsui, а также ConocoPhillips и Shell. По утверждению Министерства энергетики США, структура прав собственности в зависимости от проекта может различаться.

Добыча газа за последние десятилетия резко возросла. В 1991 г. была реализована первая фаза освоения Северного месторождения. По данным ОПЕК, в 2006 г. добыча составила 50 млрд кубометров. Это практически в 3 раза больше, чем десять лет назад. Экспорт газа равен 31 млрд кубометров.

По оценке МЭА, добыча природного газа в Катаре будет увеличиваться примерно на 8% в год. Если в настоящее время на Катар приходится четвертая часть всего добываемого на Ближнем Востоке газа, то к 2030 г. этот показатель возрастет до 30 процентов. Ожидается, что в 2030 г. добыча достигнет 255 млрд м3, а экспорт — 152 миллиардов. Это 17% мирового экспорта.

Важная особенность: практически до настоящего времени весь экспортируемый Катаром газ приходится на СПГ. По этому показателю страна вышла на первое место в мире и перегнала прежнего лидера — Индонезию.

Экспорт СПГ начался в 1997 году. В тот год на мировые рынки было отправлено только 120 тыс. т СПГ. В 2005 г. экспорт достиг 20 млн тонн. Основные покупатели катарского сжиженного газа азиатские страны — Япония, Южная Корея, Индия. Так, поставки в Японию составляют около 6,5 млн т, Южную Корею — 6 млн т, 4,5 млн т — в Индию.

В стране действуют пять предприятий по сжижению газа. Сырьем служит газ с Северного месторождения. С вводом последнего завода в строй в 2007 г. мощности по сжижению достигли 30 млн т в год. По этому показателю Катар вышел на первое место в мире. Согласно планам правительства, к 2012 г. мощности могут возрасти до 77 млн тонн.

Правда, жизнь может внести коррективы. Катар стал проявлять беспокойство по поводу слишком высоких темпов освоения Северного месторождения — об этом было заявлено в 2005 году. Дело в том, что давление может значительно упасть, и это отразится на судьбе месторождения с точки зрения длительной перспективы. Поэтому было принято решение приостановить дальнейшую разработку месторождения и провести всестороннее исследование. Результаты, по прогнозам, ожидаются в 2009 году. Поэтому реализация новых контрактов откладывается. Однако к чести Катара следует отметить, что уже подписанные соглашения под действие моратория на новые разработки не попали.

Кроме того, Катар не намеревается ограничиваться только продажей СПГ. Он стал участником грандиозного проекта «Дельфин», газотранспортной сети стран Персидского залива — Катара, Омана и ОАЭ. Трубопровод соединил эти три страны, и теперь газ можно транспортировать в «обычном» виде. «Дельфин» — результат совместной работы международного консорциума. 51% участия обеспечивает правительство Абу-Даби, по 24,5% — французская компания Total и американская Occidental Petroleum. В 2007 г. начались пробные прокачки газа. Работы будут продолжаться, а мощность наращиваться. Ожидается, что в перспективе объемы прокачки возрастут до 3 млрд фут3 (85 млн м3) в день при наличии сырья. Заинтересованность в транспортировке газа проявили Кувейт и Бахрейн. Поэтому рынок сбыта «обычного» катарского газа будет расти.

Помимо этого страна активно осваивает новые технологии переработки газа. Перспективным представляется технология GTL — «газ — в жидкость». Благодаря этой технологии с помощью катализаторов, а не в результате охлаждения, газ преобразуется в жидкость. Согласно различным источникам, недостаток технологии заключается в ее дороговизне, необходимости иметь огромные площади и гарантированное снабжение крупными объемами газа в течение примерно двадцати лет. Только в этом случае строительство завода с использованием GTL-технологии окупится.

Катар намеревается получать к 2012 г. дизельное топливо на основе технологии «газ — в жидкость» в объемах около 400 тыс. барр./день. Для этого Катар построил на своей территории заводы, хотя это было непросто. Так, в начале 2007 г. американская ExxonMobil отказалась от реализации одного такого проекта из-за огромных расходов (по сообщениям СМИ, они достигли бы 15 млрд долл.). Однако успешно осуществился план строительства завода Орикс (Oryx GTL) с участием Сhevron (49%) . Завод мощностью 34 тыс. барр./день жидкого топлива был введен в строй в 2006 году.

Сообщается о начале строительства завода Перл (Pearl GTL), который после 2010 г. будет производить 70 тыс. барр./день топлива из газа. Проект реализует Shell (оператор, доля — 49%) и QP. Цена астрономическая — вместо первоначально предполагавшихся 4 млрд долл. может потребоваться до 18 миллиардов. Но проект реализуется, что свидетельствует о решимости Катара обеспечить развитие газовой отрасли.

Электроэнергетика страны развивается стремительными темпами, но все равно отмечается нехватка электричества. Мощности составляют 2670 МВт, выработка — 12,4 млрд кВт.ч (2004). Электричество и вода в Катаре предоставляются потребителям бесплатно. Правительство привлекает частный сектор для строительства новых станций. Все они работают на природном газе. Государство контролирует распределение и передачу электричества. Для развития электроэнергетики создана новая организация, которая на 43% принадлежит государству, а на 57% — частным лицам.






Управляемый термоядерный синтез.

Управляемый термоядерный синтез использует ядерную энергию. выделяющуюся при слиянии легких ядер, таких как ядра водорода или его изотопов дейтерия и трития. Ядерные реакции синтеза широко распространены в природе, будучи источником энергии звезд. Ближайшая к нам звезда - Солнце - это естественный термоядерный реактор, который уже многие миллиарды лет снабжает энергией жизнь на Земле. Ядерный синтез уже освоен человеком в земных условиях, но пока не для производства мирной энергии, а для производства оружия он используется в водородных бомбах. Начиная с 50 годов, в нашей стране и параллельно во многих других странах проводятся исследования по созданию управляемого термоядерного реактора. С самого начала стало ясно, что управляемый термоядерный синтез не имеет военного применения. В 1956 г. исследования были рассекречены и с тех пор проводятся в рамках широкого международного сотрудничества. В то время казалось, что цель близка, и что первые крупные экспериментальные установки, построенные в конце 50 годов, получат термоядерную плазму. Однако потребовалось более 40 лет исследований для того, чтобы создать условия, при которых выделение термоядерной мощности сравнимо с мощностью нагрева реагирующей смеси. В 1997 г. самая крупная термоядерная установка - Европейский токамак, JET, получила 16 МВт термоядерной мощности и вплотную подошла к этому порогу.

Что же явилось причиной такой задержки? Оказалось, что для достижения цели физикам и инженерам пришлось решить массу проблем, о которых и не догадывались в начале пути. В течении этих 40 лет была создана наука - физика плазмы, которая позволила понять и описать сложные физические процессы, происходящие в реагирующей смеси. Инженерам потребовалось решить не менее сложные проблемы, в том числе научиться создавать глубокий вакуум в больших объемах, разработать большие сверхпроводящие магниты, мощные лазеры и источники рентгеновского излучения, разработать инжекторы способные создавать мощные пучки нейтральных атомов, разработать методы высокочастотного нагрева смеси и многое другое.

Первое поколение термоядерных реакторов, которые пока находятся в стадии разработки и исследований, по-видимому будет использовать реакцию синтеза дейтерия с тритием D + T = He + n, (3) в результате которой образуется ядро гелия, Не, и нейтрон. Необходимое условие для того, чтобы такая реакция пошла - это достижение высокой температуры смеси (сто миллионов градусов). Только в этом случае реагирующие частицы могут преодолеть электростатическое отталкивание и при столкновении, хотя бы на короткое время, приблизиться друг к другу на расстояние, при котором возможна ядерная реакция. При такой температуре смесь изотопов водорода полностью ионизируется и превращается в плазму - смесь электронов и ионов. Кроме высокой температуры, для положительного выхода энергии нужно, чтобы время жизни плазмы, t, помноженное на плотность реагирующих ионов, n, было достаточно велико nt > 5 x 1014 c/см 3 . Последнее условие называется критерием Лоусона. Основная физическая проблема, с которой столкнулись исследователи на первых шагах на пути к термоядерному синтезу - это многочисленные плазменные неустойчивости, приводящие к плазменной турбулентности. Именно они сокращали время жизни в первых установках до величины на много порядков меньше ожидаемой и не позволяли достигнуть выполнения критерия Лоусона. За 40 лет исследований удалось найти способы борьбы с плазменными неустойчивостями и построить установки способные удерживать турбулентную плазму.

Существуют два принципиально различных подхода к созданию термоядерных реакторов, и пока не ясно, какой подход окажется наиболее выгодным.

В так называемом инерционном термоядерном синтезе несколько миллиграмм дейтериево-тритиевой смеси сжимаются оболочкой, ускоряемой за счет реактивных сил, возникающих при испарении оболочки с помощью мощного лазерного или рентгеновского излучения. Энергия выделяется в виде микровзрыва, когда в процессе сжатия в смеси дейтерия с тритием достигаются необходимые условия для термоядерного горения. Время жизни такой плазмы определяется инерционным разлетом смеси и поэтому критерий Лоусона для инерционного удержания принято записывать в терминах произведения rr, где r - плотность реагирующей смеси и r - радиус сжатой мишени. Для того, чтобы за время разлета смесь успела выгореть, нужно, чтобы rr = 3 Г/см2. Отсюда сразу следует, что критическая масса топлива, М, будет уменьшаться с ростом плотности смеси, М ~ rr3 ~ 1/r2, а следовательно и энергия микровзрыва будет тем меньше, чем большей плотности смеси удастся достичь при сжатии. Ограничения на степень сжатия связаны с небольшой, но всегда существующей неоднородностью падающего на оболочку излучения и с несимметрией самой мишени, которая еще и нарастает в процессе сжатия из-за развития неустойчивостей. В результате появляется некая критическая масса мишени и, следовательно, критическая энергия, которую нужно вложить оболочку для ее разгона и получения положительного выхода энергии. По современным оценкам, в мишень с массой топлива около 5 миллиграмм и радиусом 1-2 миллиметра нужно вложить около 2 МДж за время 5-10 x 10-9 с. При этом энергия микровзрыва будет на уровне всего 5 x 108 Дж (эквивалентно около 100 кг обычной взрывчатки) и может быть легко удержана достаточно прочной камерой. Предполагается, что будущий термоядерный реактор будет работать в режиме последовательных микровзрывов с частотой в несколько герц, а выделяемая в камере энергия будет сниматься теплоносителем и использоваться для получения электроэнергии.

За прошедшие годы достигнут большой прогресс в понимании физических процессов происходящих при сжатии мишени и взаимодействии лазерного и рентгеновского излучения с мишенью. Более того, современные многослойные мишени уже были проверены с помощью подземных ядерных взрывов, которые позволяют обеспечить требуемую мощность излучения. Было получены зажигание и большой положительный выход термоядерной энергии, и поэтому нет сомнений, что этот способ в принципе может привести к успеху. Основная техническая проблема, с которой сталкиваются исследователи, работающие в этой области - создание эффективного импульсного драйвера для ускорения оболочки. Требуемые мощности можно получить, используя лазеры (что и делается в современных экспериментальных установках), но к.п.д лазеров слишком мал для того, чтобы можно было рассчитывать на положительный выход энергии. В настоящее время разрабатываются и другие драйверы для инерционного синтеза основанные на использовании ионных и электронных пучков, и на создании рентгеновского излучения с помощью Z лучей. За последнее время здесь также достигнут существенный прогресс. В настоящее время в США ведется строительство большой лазерной установки, NIF, рассчитанной на получение зажигания. Рисунок 7 показывает сечение камеры, в которой будет происходить поджиг мишени.

Рисунок 7. Камера строящейся установки, NIF, в которой будет происходить обжатие и поджиг мишени с помощью лазерного излучения.

Другое направление в управляемом термоядерном синтезе - это термоядерные реакторы, основанные на магнитном удержании. Магнитное поле используется для изоляции горячей дейтериево-тритиевой плазмы от контакта со стенкой. В отличие от инерционных реакторов магнитные термоядерные реакторы - это стационарные устройства с относительно низким объемным выделением энергии и относительно большими размерами. За 40 лет термоядерных исследований были предложены различные системы для магнитного удержания, среди которых токамак занимает сейчас лидирующее положение. Другая система для магнитного удержания плазмы - это стелларатор. Крупные стеллараторы строятся в настоящее время в Японии и Германии.

В токамаке горячая плазма имеет форму тора и удерживается от контакта со стенкой с помощью магнитного поля создаваемого как внешними магнитными катушками, так и током протекающим по самой плазме. Характерная плотность плазмы в токамаке 1014 частиц в см3, температура Т = 10-20 кеВ (1 еВ ¦ 120000 C) и давление 2-3 атм. Для того, чтобы удержать это давление требуется магнитное поле с индукцией В ¦ 1 Т. Однако плазменные неустойчивости ограничивают допустимое давление плазмы на уровне нескольких процентов от магнитного давления и поэтому требуемое магнитное поле оказывается в несколько раз выше, чем то, которое нужно для равновесия плазмы. Для избежания энергетических расходов на поддержание магнитного поля, оно будет создаваться в реакторе сверхпроводящими магнитами. Такая технология уже имеется в нашем распоряжении - один из крупнейших экспериментальных токамаков, Т-15, построенный несколько лет назад в России, использует сверхпроводящие магниты для создания магнитных полей.

Токамак реактор будет работать в режиме самоподдерживающегося термоядерного горения, при котором высокая температура плазмы обеспечивается за счет нагрева плазмы заряженными продуктами реакции - альфа-частицами (ионами Не). Для этого, как видно из условия Лоусона, нужно иметь время удержания энергии в плазме не меньше 5 с. Большое время жизни плазмы в токамаках и других стационарных системах достигается за счет их размеров, и поэтому существует некий критический размер реактора. Оценки показывают, что самоподдерживающаяся реакция в токамаке возможна в том случае, если большой радиус плазменного тора будет 7-9 м. Соответственно, токамак-реактор будет иметь полную тепловую мощность на уровне 1 ГВт. Удивительно, что эта цифра примерно совпадает с мощностью минимального инерционного термоядерного реактора.

За прошедшие годы достигнут впечатляющий прогресс в понимании физических явлений, ответственных за удержание и устойчивость плазмы в токамаках. Разработаны эффективные методы нагрева и диагностики плазмы, позволившие изучить в нынешних экспериментальных токамаках те плазменные режимы, которые будут использоваться в реакторах. Нынешние крупные экспериментальные машины - JET (Европа), JT60-U (Япония), Т-15 (Россия) и TFTR (США) - были построены в начале 80 годов для изучения удержания плазмы с термоядерными параметрами и получения условий, при которых нагрев плазмы сравним в полным выходом термоядерной мощности. Два токамака, TFTR и JET использовали DT смесь и достигли соответственно 10 и 16 МВт термоядерной мощности. В экспериментах с DT смесью JET получил режимы с отношением термоядерной мощности к мощности нагрева плазмы, Q=0.9, и токамак JT60-U на модельной DD смеси достиг Q = 1.06. Это поколение токамаков практически выполнило свои задачи и создало все необходимые условия для следующего шага - строительство установок нацеленных на исследование зажигания, Q = 5, и уже обладающих всеми чертами будущего реактора.

В настоящее время ведется проектирование такого первого экспериментального термоядерного реактора - ИТЭР. Общий вид реактора показан на рис. 8. В проекте участвуют Европа, Россия, США и Япония. Предполагается, что этот первый термоядерный реактор токамак будет построен к 2010 г. Существуют огромные запасы топлива для термоядерной энергетики. Дейтерий - это широко распространенный в природе изотоп, который может добываться из морской воды. Тритий будет производится в самом реакторе из лития. Запасы дейтерия и лития достаточны для производства энергии в течении многих тысяч лет и это топливо, как и продукт реакций синтеза - гелий - не радиоактивны. Радиоактивность возникает в термоядерном реакторе из-за активации материалов первой стенки реактора нейтронами. Известны низкоактивирующиеся конструкционные материалы для первой стенки и других компонент реактора, которые за 30-50 лет теряют свою активность до полностью безопасного уровня. Можно представить, что реактор, проработавший 30 лет и выработавший свой ресурс, будет законсервирован на следующие 30-50 лет, а затем конструкционные материалы будут переработаны и вновь использованы в новом термоядерном реакторе. Кроме дейтерий- тритиевой реакции, которая имеет высокое сечение при относительно низкой температуре, и следовательно легче всего осуществима, можно использовать и другие реакции. Например, реакции D с Не3 и p с В11 не дают нейтронов и не приводят к нейтронной активации первой стенки. Однако, условия Лоусона для таких реакций более жесткие и поэтому нынешняя термоядерная программа в качестве первого шага нацелена на использование DT смеси.

Несмотря на большие успехи достигнутые в этом направлении, термоядерным реакторам предстоит еще пройти большой путь прежде, чем будет построен первый коммерческий термоядерный реактор. Развитие термоядерной энергетики требует больших затрат на развитие специальных технологий и материалов и на физические исследования. При нынешнем уровне финансирования термоядерная энергетика не будет готова раньше, чем 2020-2040 г.





























Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Форма входа
Copyright MyCorp © 2024
Сайт управляется системой uCoz