М. Запольский, медиагруппа ARMTORG. Технологическое лидерство и индустриальный прорыв в отрасли нефтегаза, нефтехимии, теплоэнергетики и трубопроводной арматуры за период 2024–2025 годов

В четвертом выпуске журнала «Вестник арматуростроителя» Михаил Запольский представил материал о технологическом лидерстве и индустриальном прорыве в отрасли нефтегаза, нефтехимии, теплоэнергетики и трубопроводной арматуры за период 2024–2025 годов. 

В настоящее время перед Российской Федерацией стоят амбициозные задачи по технологическому развитию и обеспечению индустриального рывка в ряде ключевых отраслей экономики. Индустриальный прорыв, исходя из текущих геополитических реалий, приходится обеспечивать в непростых экономических условиях.

Особое внимание государство уделяет развитию ряда приоритетных отраслей:

• нефтехимической,
• теплоэнергетической,
• нефтегазовой,
• производству трубопроводной арматуры.

Последние 2 года эти отрасли демонстрируют значительные улучшения в экологичности, энергоэффективности и конкурентоспособности. Положительная отраслевая динамика стала возможна благодаря внедрению технологических инноваций и передовых решений.

Технологическое лидерство и индустриальный прорыв в нефтегазовой отрасли

В условиях усиливающейся конкуренции на мировом энергетическом рынке нефтегазовая отрасль остаются чрезвычайно важной для экономики России. Для обеспечения долгосрочной конкурентоспособности и энергетической безопасности в период с 2024 года по настоящий момент отрасль находится на этапе модернизации.

Перед нефтегазовой сферой стоят новые вызовы в виде постепенного истощения легкодоступных запасов, экологических требований и жестких санкционных ограничений.

Анализируя нефтегазовую отрасль в России в 2025 году, можно выявить ряд сильных и слабых сторон, отметить имеющиеся возможности и потенциальные угрозы.

• Сильные стороны: колоссальные запасы углеводородов, развитая инфраструктура, высококвалифицированные кадры, наличие релевантного опыта работы в сложных климатических условиях.
• Слабые стороны: многие основные фонды изношены, а эффективность добычи оставляет желать лучшего. Отрасль сохраняет зависимость от импортных технологий, а себестоимость добычи в ряде регионов остается достаточно высокой.
• Возможности: разработка новых территорий (Арктика, шельф), увеличение глубины нефтепереработки и развитие производства СПГ. Создание инновационных технологий и продуктов, диверсификация экспортных путей.
• Угрозы: обрушение цен на углеводороды и усиление мировой конкуренции, увеличение санкционного давления, истощение запасов.

1. Цифровизация. Благодаря предиктивной аналитике и полноценной автоматизации процессов добыча ресурсов значительно оптимизирована. В настоящее время в отрасли используются большие данные (Big Data) и искусственный интеллект для управления запасами, оптимизации транспортных путей и прогнозирования спроса. Для проведения ремонтных работ и осуществления инспекционных мероприятий активнее стали применяться дроны и роботы.
2. Новые методы добычи. Заключаются в разработке трудноизвлекаемых запасов (сланцевой и высоковязкой нефти), использовании технологии гидроразрыва пластов, горизонтального бурения и термических методов. Задействуются технологии повышения нефтеотдачи пластов засчет химического, газового и теплового методов. Благодаря изучению технологий работы в экстремальных условиях, освоению подводной добычи и созданию искусственных островов активно разрабатывается шельф Арктики.
3. Сокращение экологического следа. Заключается в снижении выброса метана, улавливании, хранении, транспортировке и последующей закачке СО2 в подземные хранилища, утилизации отходов бурения.
4. Производство СПГ. Заключается в строительстве новых заводов по производству сжиженного природного газа и расширении экспортных мощностей. В 2024–2025 годах продолжает активно развиваться газохимическая промышленность.
5. Использование новых материалов и технологий. В отрасль активно продолжают внедряться трубы из композитных материалов, повсеместно задействуются технологии неразрушающего контроля, с помощью 3D-печати производятся запасные части и оборудование непосредственно на объектах эксплуатации.

Несмотря на санкции, в 2025 году нефтегазовая отрасль продолжает свое планомерное развитие. В отрасль активно внедряются технологии CCS, делающие добычу и переработку углеводородов углеродно-нейтральными. Создаются управляемые дистанционно автоматизированные и роботизированные нефтегазовые комплексы.

Государство активно стимулирует внедрение отраслевых инноваций, создает благоприятную нормативно-правовую базу. Кадровый потенциал активно развивается, подготавливаются новые специалисты.

Технологическое лидерство в отрасли нефтехимии

Ключевым звеном современной экономики РФ является нефтехимия. Нефтехимическая промышленность обеспечивает сырьем широкий спектр отраслей (производство пластмасс, синтетического волокна, фармацевтика и т. д.).

Вызовы для современной нефтехимической промышленности:

• зависимость от ископаемого сырья. Отрасль весьма уязвима к колебаниям цен на нефть и газ, что ставит под угрозу ее устойчивость;
• экологическое воздействие. Процесс производства нефтехимии сопровождается выбросами парниковых газов и отходов, требующих затратной утилизации;
• усиливающаяся
конкуренция. В 2024–2025 годах Россия сталкивается с усилением отраслевой конкуренции с азиатскими и ближневосточными странами с активно развивающейся инфраструктурой и дешевыми ресурсами;
• запрос на диверсификацию продукции из-за роста применения биоразлагаемых и других альтернативных материалов.

Технологическое развитие в отрасли производится по ряду ключевых направлений:

1. Переход к альтернативному сырью. Заключается в использовании растительных материалов для производства биохимических продуктов, переработке СО2 в ценные нефтехимические материалы, химическом рециклинге для переработки пластиковых отходов и использовании угля для изготовления метанола и ряда нефтехимических продуктов (особенно актуально для РФ с ее колоссальными угольными залежами).
2. Внедрение новых процессов и катализаторов. Катализ нового поколения позволяет снизить энергопотребление, увеличить выход целевого продукта и снизить образование побочных элементов. Смена классических реакторов на проточные, ведь они обеспечивают более высокую степень безопасности и контроля за производственными процессами. Для снижения затрат разрозненные стадии производства интегрируются в единый технологический процесс.
3. Автоматизация и цифровизация. Проведение оптимизации производственных процессов посредством искусственного интеллекта, цифровых двойников и машинного обучения. AI и ML способны спрогнозировать поломки и разработать новые материалы. Опасные и монотонные задачи отдаются на откуп роботизированным системам для повышения точности и производительности.
4. Разработка новых полимерных материалов с улучшенными свойствами, создание функциональных изделий для высокотехнологичных отраслей (электроники, медицины), изготовление прочных и устойчивых к коррозии композитных материалов на основе полимерной матрицы, разработка биоразлагаемых материалов, не оставляющих токсичного следа.

Развитие теплоэнергетики в 2024–2025 гг.

Теплоэнергетика – одна из ведущих государственных отраслей, ведь она обеспечивает всех жителей страны теплом и электроэнергией, без развитого теплоэнергетического направления невозможно процветание современной цивилизации. В условиях растущего спроса на энергию технологическое лидерство в отрасли становится необходимым для обеспечения устойчивого энергоснабжения.

Состояние отрасли на 2025 год:

• теплоэнергетика чрезвычайно зависима от ископаемого топлива, поэтому отрасль уязвима к колебаниям цен на нефть и газ;
• выбросы парниковых газов. ТЭС остаются крупнейшими источниками выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, что негативно влияет на климат;
• изношенность оборудования. Весомая часть теплоэнергетических мощностей по состоянию на текущий год нуждается в замене или модернизации, что требует финансовых вливаний;
• низкая эффективность ТЭС, что приводит к нерациональному использованию топлива и увеличенным выбросам в атмосферу;
• централизованная система, которая требует строительства протяженных теплосетей, приводящих к значительным затратам и весомым теплопотерям.

• переход к возобновляемым источникам энергии. Активное использование солнечной и геотермальной энергии (где это возможно) для отопления и производства электроэнергии, применение биомассы (древесных и сельскохозяйственных отходов) и активное задействование тепловых насосов для извлечения тепла из окружающей среды;
• увеличение эффективности традиционных ТЭС благодаря комбинированному циклу (симбиозу газовых и паровых турбин) и использованию сверхкритических параметров пара, модернизация устаревшего оборудования и улавливание углерода с его последующим захоронением под землей;
• децентрализация энергетики (микрогенерация, районные энергетические системы и использование энергетических систем индивидуального отопления);
• цифровизация и автоматизация. Использование интеллектуальных систем управления для оптимизации работы станций и сетей, использование цифровых двойников и автоматизированных систем диспетчерского управления для мониторинга и обеспечения бесперебойной работы всех систем в режиме реального времени;
• внедрение новых технологий и материалов. Для хранения энергии разрабатываются эффективные аккумуляторы тепла, внедряются новые теплоизоляционные и высокотемпературные материалы, задействуются энергоэффективные стройматериалы для снижения объемов используемой на отопление энергии и кондиционирования зданий.

Технологическое первенство в производстве трубопроводной арматуры в России

ТПА обеспечивает контроль и регулирование потока рабочей среды, являясь ключевым элементом любой трубопроводной системы. От надежности трубопроводной арматуры зависят все вышеперечисленные отрасли. В условиях санкционного давления отрасль отечественного арматуростроения стала стратегически важной.

Состояние отрасли производства трубопроводной арматуры:

1. Производство продукции все еще недостаточно автоматизировано, это снижает общую производительность и качество выпускаемого продукта.
2. В отрасли сохраняется дефицит квалифицированных кадров, обладающих необходимыми компетенциями в области проектирования, производства и эксплуатации современной ТПА.
3. Требования к безопасности и экологичности продукции возрастают.
4. Несмотря на расширение отечественного рынка ТПА, сохраняется зависимость от импортных изделий.

Для преодоления вызовов в 2025 году отрасль ТПА развивается в следующих ключевых направлениях:

• разработка с последующим производством инновационных материалов. Это прежде всего высокопрочные сплавы, полимерные композитные и наноструктурированные материалы;
• совершенствование конструкций и технологий производства арматуры. Использование аддитивных технологий и цифрового проектирования, выявление дефектов в материале и сварных соединениях посредством ультразвука;
• использование систем автоматизированного управления, предиктивной аналитики, интегрированных датчиков и сенсоров;
• повышение энергоэффективности и экологичности ТПА за счет обеспечения герметичности класса А и оптимизации гидравлических характеристик для предотвращения утечек, разработка арматуры с низким уровнем шума и вибрации;
• развитие сервисной инфраструктуры, позволяющей проводить подготовку квалифицированных специалистов, разрабатывать ПО для диагностики состояния ТПА и мониторинга ее работы в режиме реального времени.

Для обеспечения технологического первенства и индустриального скачка в ведущих отраслях отечественной промышленности необходимы:

1. Формирование инновационных кластеров, объединяющих учебные заведения, научные институты и промышленные предприятия.
2. Инвестиции в исследования и разработки во всех отраслях промышленности.
3. Развитие международного сотрудничества с целью обмена опытом с ведущими научными и промышленными организациями.
4. Подготовка квалифицированных кадров.
5. Государственная поддержка в виде разработки благоприятной нормативно-правовой базы, стимулирования инноваций и инвестиций по отраслям.