Рынок углеводородов не только играет важнейшую роль в экономике, но и определяет основные принципы мировой политики. Зачастую именно энергоносители дают толчок к развитию целых регионов и направлений бизнеса. В нашем проекте «ТЭК 360» мы рассмотрим ключевые тренды отрасли, перспективы ее развития, влияние на другие сферы экономик.
Тема
месяца
Российский ТЭК и мир

ТЭК как драйвер развития металлургии

Развитие мирового топливно-энергетического комплекса в последние полтора столетия стимулировало также и небывалый научно-технический рывок в самых разных отраслях промышленности. В первую очередь в науках о материалах и металлургии.

За последние полтора века широкое применение углеводородов стимулировало развитие самых разных отраслей промышленности и прикладной науки. Геологоразведка, добыча, транспортировка и переработка, а также конечное использование нефти и газа резко подстегнуло развитие машиностроения. Это, в свою очередь, поставило небывалые задачи перед металлургами. И сегодня развитие мирового топливно-энергетического комплекса теснейшим образом связано с использованием черных, цветных, редких и редкоземельных металлов. 

Промышленное легирование стали, то есть создание сплавов железа со специальными добавками, придающими готовому продукту желательные свойства, появилось в середине XIX столетия. К началу ХХ века металлургия сделала огромный скачок вперед — главным образом благодаря гонке вооружений и развивающимся потребностям мирового топливно-энергетического комплекса, который требовал все более качественных и функциональных изделий. Новые достижения, в свою очередь, и ставили перед специалистами новые вызовы.

Ярким примером такой технологической проблемы является обеспечение стабильности сплавов в условиях низких температур. То, что сильный мороз «грызет железо», было известно еще очень давно — металл становился крайне хрупким, хотя и более твердым. Однако существовала надежда, что в отсутствии внешних воздействий сталь с добавкой 3,5% никеля сможет выполнять свои функции. Эти надежды разрушила авария на заводе по сжижению природного газа в Кливленде, штат Огайо, в 1944 году, когда лопнули танки с сжиженным метаном и произошел сильнейший пожар.

В результате экспертизы было обнаружено, что при выборе металла для конструкций важно учитывать не только изменение прочностных свойств металла при экстремально низких температурах, но и сочетание их с другими неблагоприятными факторами, такими как вибрация и неравномерное охлаждение системы при загрузке холодного реагента. И как минимум содержание никеля в сплаве должно было быть больше. 

Огромную работу провели ученые в связи с началом освоения природных богатств Крайнего Севера. Морозы ниже минус 50 градусов не редкость в этих краях. Было установлено, что степень угрозы хрупкого разрушения стали при низких температурах связана с химическим составом сплава, величиной зерен и микроструктурой. Были определены металлы, добавки которых улучшают хладостойкость стали, — например никель, молибден, ниобий и ряд других.

Один из лидеров российского производства труб, Челябинский трубопрокатный завод, согласно его спецификациям использует следующие металлы (помимо железа): марганец, хром, титан, никель, медь, молибден, вольфрам, алюминий, ванадий, кобальт, ниобий, а также неметаллические вещества.

Эти добавки нужны для того, чтобы обеспечить высокие эксплуатационные свойства трубопроводов при высоких и особенно низких температурах, в контакте с агрессивными средами. Развитие сети трубопроводного транспорта просто невозможно без этих добавок, особенно в странах со сложным климатом — таких как Россия, США (Аляска), Канада.

Точно так же требуются и другие сорта стали — устойчивые к высоким температурам, к коррозии, высокой пластичности или, наоборот, твердости. Машиностроение создало огромный список сплавов, исчисляемый тысячами марок, каждая из которых обладает особыми свойствами.

В конечном итоге львиная доля углеводородов оказывается в баках морских судов, автомашин и самолетов. Современная реактивная авиация сжигает керосин в турбинах, изготовление которых требует таких металлов, как вольфрам, молибден, ниобий и очень редкий элемент — рений. Впрочем, рений нужен и нефтехимикам — его применение в процессах переработки нефти позволяет повысить ее глубину.

Даже тогда, когда топливо превращается в выхлопные газы, мы нуждаемся в помощи ценных металлов — таких как платина и палладий, работающих в катализаторах. Они позволяют уменьшить содержание вредных выхлопов при работе двигателей внутреннего сгорания.

Этот перечень можно продолжать и далее. По мере развития техники месторождения металлических руд становятся не менее важными, чем месторождения собственно углеводородов. А распределение запасов ценных металлов в мире создает для стран-обладательниц известные конкурентные преимущества уже на рынке углеводородного сырья.

В 2010 году на конгрессе Американского геологического общества вызвал большой интерес доклад Джеймса Бернелла, в котором геолог обратил внимание на то, что неравномерность распределения запасов ценных металлов может спровоцировать настоящие торговые войны.

Разумеется, в условиях глобальной экономики можно купить необходимые металлы, но далеко не всегда это экономически целесообразно.

В отличие от нефтяных и газовых держав «держатели металлов» менее знамениты. Тем не менее, и в этой области мировое лидерство имеет большое значение. Например, мировым лидером по запасам ниобия является Бразилия, которая поставляет свыше 90% всего ниобия в мире. Идущая за ней Канада дает всего 9%. При этом потребители ниобия расположены по всему миру, так как ниобиевые стали применяются в самых разных отраслях машиностроения. 

Согласно данным Геологической службы США, Южно-Африканская Республика знаменита не только своим золотом, но также самыми большими в мире залежами платины и палладия, которые превышают 90% мировых запасов. Практически все остальные находятся в России. США лидируют по своим запасам молибдена — около 40% от мировых, вслед идут Китай с 24% и Чили с 16%. А вот месторождения вольфрама на 60% сосредоточены в Китае. Абсолютным лидером по запасам кобальта является Демократическая Республика Конго — 47%. Более равномерно распределены запасы никеля — здесь мировым лидером является Австралия с 23% и Россия с Бразилией — примерно по 10% каждая.

Нужно отметить, что это лишь известные на данный момент запасы. Поэтому картина может меняться в зависимости от результатов и интенсивности геологоразведки, а также технологий добычи. В частности, весьма интересная история складывается с рением — Россия располагает месторождением, запасы которого трудно подсчитать в связи с тем, что они постоянно возобновляются, — речь идет об эманациях сульфида рения вулкана Кудрявый на острове Итуруп. Одно это месторождение может закрыть изрядную часть мировой потребности в этом ценнейшем металле.

Так разработка энергоносителей дала небывалый толчок развитию сопутствующих отраслей, добыче других полезных ископаемых — в частности очень редких и необычных. И рынок нефти и газа определяет таким косвенным образом движение других рынков и даже значимость стран-экспортеров редких ископаемых.