Гелий не для надувательства

Предлагаем вашему вниманию отчет о заседании Комитета по холодильной и криогенной промышленности, состоявшемся 18 апреля 2018 года в «Рособоронэкспорте». Мы полагаем, неограниченному кругу читателей nix.ru будет интересно познакомиться со стратегией развития гелиевой промышленности России.

Начинаем, как всегда, с самых интересных цитат.

«Основные разведанные мировые запасы гелия сконцентрированы в России. Они составляют 16,6 млрд кубометров или 34% всех мировых ресурсов».

«Производство гелия в мире сосредоточено на 31 предприятии, 22 из которых расположены в США».

«Для создания сверхнизких температур в тысячные доли градуса кроме гелия не подходит больше ни одно вещество во Вселенной».

«Почти половина гелия, потребляемого в России, используется для заполнения воздушных шариков и рекламных дирижаблей».

«У нас в 1993 году был запущен ускоритель длиной 350 м, который называется «Нуклотрон». Вас не удивляет дата запуска – 1993 год?»

«Здесь впервые был применен винтовой гелиевый компрессор казанского производства с давлением на выходе 25 атм. Это до сих пор фантастика для всех. Турбина вращается со скоростью до 300 тыс. оборотов в минуту. Когда говоришь 300 тыс. в минуту – никто не удивляется, а когда говоришь 5 000 оборотов в секунду, то это производит впечатление».

Русский гелий

Наиболее содержательный доклад прочитала Лола Огрель, руководитель отдела аналитики компании CREON Energy. Он назывался «Роль и место Российской Федерации в мировом балансе гелия».

«Основные разведанные мировые запасы гелия сконцентрированы в России. Они составляют 16,6 млрд кубометров или 34% всех мировых ресурсов. На втором месте Катар – 10 млрд кубометров. Затем следуют США и Алжир, 8,5 и 8,4 млрд кубометров соответственно. Практически все исследованные запасы гелия находятся в составе гелиесодержащих природных газов».

«Более 50% всех ресурсов гелия в России сосредоточены в Сибирском федеральном округе. Кроме того значительными запасами этого газа располагает Дальневосточный федеральный округ, прежде всего республика Саха – Якутия, это 35% общероссийских запасов».

«В настоящее время в России потенциальными источниками гелия могут быть свыше 170 месторождений природного газа из числа разведанных. Из всех месторождений по уровню запасов гелия резко выделяется Ковыктинское месторождение (5 млрд м³ при содержании гелия 0,25%) в Иркутской области и Чаяндинское месторождение в Якутии (7 млрд м³). При этом Чаяндинское месторождение характеризуется наиболее высоким содержанием гелия – до 0,65%. Тем не менее на сегодняшний день единственным источником гелия в России остается Оренбургское месторождение, которое содержит около 500 млн кубометров этого газа».

«Производство гелия в мире сосредоточено на 31 предприятии, 22 из которых расположены в США. На ближайшее время запланирован запуск третьего завода в Катаре, что упрочит позиции этой страны на мировом рынке».

«В последние 2 года мировое производство гелия стабилизировалось на уровне 160 млн кубометров».

«Доля России практически незаметна (5,1 млн м³ в 2017 году, 3,2% рынка)».

«США постепенно теряют свое доминирующее положение под влиянием расширяющегося производства в Катаре».

«Объемы и цели потребления гелия напрямую зависят от состояния экономики государства, уровня развития в нем техники и науки. Для примера рассмотрим потребление гелия в США и в России. США потребляют около четверти мирового объема этого газа несмотря на сокращение спроса в последние годы. Потребление гелия в США составляет сейчас 45 млн м³. Больше всего газа – свыше 30% – идет на ожижение и использование в криогенных системах. Реалии российского рынка таковы, что его развитие в последние годы идет за счет индустрии развлечений. Почти половина гелия, потребляемого в России, используется для заполнения воздушных шариков и рекламных дирижаблей. С 2011 года спрос на гелий в этой индустрии увеличился в 4 раза. Для сравнения: криогенное использование гелия в медицинских томографах и спрос на жидкий гелий со стороны научно-исследовательских учреждений вырос в этот период в полтора раза. Использование гелия в промышленности – в 2 раза».

«США остаются крупнейшим поставщиком гелия на мировой рынок. На США сейчас приходится около половины мирового экспорта. В 2016-17 годах достойную конкуренцию Соединенным Штатам составил экспорт из Катара. Доля России в мировом экспорте пока не велика, сейчас это всего около 1 млн кубометров гелия».

«Развитие гелиевой промышленности страны связано со строительством мощностей по производству до 60 млн кубометров товарного гелия в год на Амурском ГПЗ. Амурский ГПЗ в 2021 году станет крупнейшим в России предприятием по переработке природного газа – до 42 млрд кубометров. Очищенный там газ будет поставляться в Китай. При таком уровне переработки восточносибирского газа объем производства гелия оценивается в 130-140 млн кубометров в год. Таким образом объемы невостребованного гелия, ежегодно поступающего в подземные хранилища в виде гелиевого концентрата, должен составить от 80 до 100 млн кубометров. В качестве основного варианта его хранения рассматривается обратная закачка гелия в месторождения. При таком способе хранения нет гарантии сохранности закачанного гелия. А запасы гелиевого концентрата через 20 лет после начала эксплуатации месторождения превысят 2 млрд кубометров, что в пересчете на чистый гелий составляет 1,5 млрд кубометров гелия. Нужна государственная программа долгосрочного хранения гелия как стратегически важного продукта не только для России, но и для всего мира».

«Чтобы Россия стала лидером на мировом рынке, необходимо комплексное развитие гелиевой промышленности. Однако «Газпром», реализатор проекта Амурского ГПЗ, устраняется от всех проблем кроме производства и продажи гелия».

«Необходимо налаживать производство собственных транспортных цистерн жидкого гелия отечественного производства и другого криогенного оборудования, внедрять отечественную технологию извлечения гелиевого концентрата из газа, создавать новые технологии тонкой очистки гелиевого концентрата, необходимо организовать систему долгосрочного хранения гелиевого концентрата, в том числе созданием госрезерва гелия на базе герметичных подземных хранилищ. Если не принять мер по организации системы отбора и хранения гелия, то в течение 20 лет общие потери гелия могут составить 1,5 млрд кубометров».

«У России на сегодняшний день есть все, чтобы стать мировым лидером на рынке гелия. Вопрос в том, сумеет ли государство воспользоваться этими возможностями».

Фантастика из Казани

Многие докладчики рассказывали о значении, которое имеет гелий для развития науки и техники.

Максим Куприянов, доцент кафедры «Холодильная и криогенная техника» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

«Помимо того, что гелием можно надувать шарики, в последние годы рассматриваются проекты создания военно-стратегических дирижаблей, в которых будет использоваться подъемная сила гелия».

«Для создания сверхнизких температур в тысячные доли градуса кроме гелия не подходит больше ни одно вещество во Вселенной».

Вадим Удут, генеральный директор ОАО «НПО «Гелиймаш».

«При годовом объеме переработки газа сибирских месторождений свыше 60 млрд кубометров, мы будем получать 243 млн кубометров гелия при годовом мировом потреблении в настоящий момент всего 170 млн».

«Внутренний рынок России составит 5-10 млн кубометров, а объем экспорта может составить около 70 млн м³».

«Общая стоимость оборудования, необходимого для создания гелиевого производства таких масштабов, оценивается в 1,5 млрд долларов США. И вопрос в том, отдадим ли мы эти деньги Западу за поставляемое оборудование или они послужат той кровью, которая будет способствовать развитию наших собственных предприятий».

С интересным докладом «Использование гелия в крупных научных проектах» выступил Николай Агапов, главный инженер Объединенного института ядерных исследований.

«Гелий улетает с Земли в космос, то есть из воздуха его обратно не получишь, и мы должны все вместе препятствовать этому процессу».

«Менделеев говорил, что сжигать нефть – это все равно, что топить печь ассигнациями. Интересно, что бы он сказал, увидев, что мы надуваем гелием шарики».

«У нас в 1993 году был запущен ускоритель длиной 350 м, который называется «Нуклотрон». Вас не удивляет дата запуска – 1993 год? Удивляет, и это правильно. Знаете, здесь гелий сильно нас выручил».

«Нам очень повезло. В Протвино строился огромный ускоритель, для которого планировалось изготовить 60 штук установок для ожижения гелия. И Протвино попросило нас в Дубне провести испытания головного образца, потому что у нас инфраструктура для этого была развита. Мы согласились, но при условии, что этот компрессор останется у нас. Он отработал с минимальным обслуживанием уже более 20 лет, и, вы знаете, мои сотрудники даже не знают, как он устроен. Это очень приятно».

«У нас для «Нуклотрона» была создана самая крупная в России установка для ожижения гелия, которая могла ожижать до 500 л в час. Здесь впервые был применен винтовой гелиевый компрессор казанского производства с давлением на выходе 25 атм. Это до сих пор фантастика для всех. Турбина вращается со скоростью до 300 тыс. оборотов в минуту. Когда говоришь 300 тыс. в минуту – никто не удивляется, а когда говоришь 5 000 оборотов в секунду, то это производит впечатление. Так мы создали наше производство жидкого гелия, на котором мы и сами жили, и запустили собственный ускоритель».

«А теперь на базе «Нуклотрона» мы строим коллайдер NICA, где будут ускоряться тяжелые элементы – ядра золота и урана и сталкиваться в определенных точках, чтобы имитировать первые моменты возникновения Вселенной».

«Вокруг проекта образовалась коллаборация из 30 стран. Основной вклад идет, конечно, от Китая».

«Нам очень приятно, что Владимир Владимирович Путин в своем послании упомянул наш проект».

«У нас уже работает завод по сборке сверхпроводящих магнитов. Некоторые имеют диаметр 6 метров и длину 8 метров. 254 магнита мы делаем для NICA, а 175 – для немецкого ускорителя FAIR. К сожалению, сами магниты мы не можем делать. Только две страны на это способны – Италия и Япония».

«Первый камень заложен в 2016 году, а окончание строительства запланировано на 2020 год».

«Все 5000 свай уже на месте, но они не забиты, а вдавлены на глубину более чем 15 м, потому что оборудование должно быть выставлено очень точно. Это была очень большая технологическая проблема при строительстве».

«Казань уже прислала нам два новых компрессора – это пилотные образцы нового поколения с давлением 31 атм. Уникальная машина!»

«Мы проявили стойкость, не покупая ничего за границей, а комплектуя все нашим отечественным оборудованием. Наша задача не только ускорять и сталкивать, но и развивать инфраструктуру, которая участвует в этом деле».

«Нам в Дубне даже в 1993 году удалось создать произведение искусства в технике и соединить все это в большой криогенный комплекс. И на новых проектах мы сделаем то же самое. Мы готовы испытывать головные образцы и заказывать новое оборудование».

«Такие проекты в мире можно пересчитать на пальцах одной руки, и то, что криогеника реализована на базе российского оборудования, говорит не только о нашем потенциале, но и о нашем текущем уровне».

Позитивное впечатление от этого и всех предшествующих докладов несколько подпортил комментарий, который раздался из уст представителя «Гелиймаша» в ходе завершающей дискуссии.

«Мы строим Амурский комбинат, а немецкая компания Linde уже туда влезла своими путями, которые мы знаем, как прокладываются, и получила заказы на 7 млрд рублей на ближайшие полтора года».

Холдинг НИКС – это сеть из более чем 100 магазинов цифровой техники по всей России; это инжиниринговый центр по проектированию высокотехнологичных производств «Проектмашприбор», на 75% принадлежащий компании НИКС и на 25% – Госкорпорации «Ростех»; это нанотехнологическая лаборатория, в стенах которой разработаны и изготовлены сканирующие туннельные микроскопы, проведены работы по квантованию проводимости молибдена, ведутся исследования по квантовым вычислениям; это агропромышленный комплекс «Тюринский» площадью 19 100 га в Тульской области, который по производительности труда сопоставим с немецкими фермерскими хозяйствами.