Перспективные технологии нефтегазовой отрасли в рамках формирования новых технологических укладов общественного развития

вопросы инновационной экономики

>

Том 8 • Номер 1 • Январь-март 2018

ISSN 2222-0372 Russian Journal of Innovation Economics

Креативная экономика

издательство

перспективные технологии нефтегазовой отрасли в рамках формирования новых технологических укладов общественного развития

Вдовина А.А. 1

1 Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) им. И.М. Губкина, Москва, Россия

АННОТАЦИЯ:

Основополагающей целью исследования является определение облика нефтегазовой отрасли и ее основных технологических направлений в рамках формирования новых технологических укладов общественного развития, для реализации которой в работе решены следующие задачи. Проведен анализ существующих подходов к определению технологических укладов, определено место технологических укладов общественного развития в системе экономических категорий, проанализирована периодизация их становления и распространения, выделены базовые технологии их развития. На основе проведенного анализа определен характер существующей связи между инновационной деятельностью и цикличностью экономического развития, выделен ведущий фактор (драйвер) экономического роста на современном этапе общественного развития, заключенный в развитии технологий (научно-техническом прогрессе). В работе выделены тенденции, влияющие на формирование технологических укладов на современном этапе.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: инновационно-технологическое развитие, технологии, технологические уклады, научно-технический прогресс, информационные технологии, нанотехнологии, когнитивные технологии.

perspective technologies of the oil and gas industry in the framework of formation of new technological modes of social development

Vdovina A.A. 1

1 Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University), Russia

введение

В рамках концепции технологических укладов, которая является продолжением теории длинных волн Н.Д. Кондратьева, российскими экономистами Д.С. Львовым и С.Ю. Глазьевым было введено понятие технологического уклада, которое представляет собой совокупность технологий, характерных для определенного уровня разви-

130

RUSSiAN JOURNAL OF iNNOVATiON ECONOMiCS #1'2018

тия производства, охватывающего замкнутый воспроизводственный цикл от добычи природных ресурсов и профессиональной подготовки кадров до непроизводственного потребления.

Исходя из этой концепции, научно-технический прогресс (НТП) позиционируется как драйвер экономического роста, формирующий длинные волны (циклы) экономического развития.

Технологический уклад состоит из трех фаз: зарождения, развития и угасания. Зарождение нового технологического уклада начинается в рамках господства предыдущего. При этом технологический уклад включает в себя не технологии, которые к данному моменту изобретены или вынедрены в производство, а определяется теми изобретениями, которые вошли в повседневную жизнь общества и стали фундаментом экономики, образовав устойчивые технологические цепочки [1, с. 80].

Ранние этапы развития общества отличаются низким уровнем развития техники, поэтому их уклады общественного развития принято относить к доиндустриальным, тип развития производства которых основывался на мускульной силе животных и человека, создании наиболее простых изобретений. С наступлением «эры машин» начался индустриальный период развития мирового сообщества, в котором принято выделять технологические уклады (табл. 1).

ABSTRACT:

The fundamental goal of the study is to determine the shape of the oil and gas industry and its key technological directions in the framework of formation of new technological modes of social development. In order to solve this task, we analyze the existing approaches to the definition of technological modes; we identify the place of technological modes of social development in the system of economic categories; we analyze the periodization of their formation and distribution, and identify the basic development technologies. On the basis of the analysis we determine the character of the existing link between innovation and cyclical economic development, highlight the key factor (driver) of economic growth at the present stage of social development, which includes the development of technologies (technological progress). The paper identifies trends affecting the formation of technological structures at the present stage. KEYWORDS: technological innovation development, technologies, technological modes of social development, scientific and technological progress, information technology nanotechnologies, cognitive technology

JEL Classification: 013, 032, Q35 Received: 29.01.2018 / Published: 31.03.2018

© Author

CITATION:

Vdovina A.A. (2018) Perspektivnye tekhnologii neftegazovoy otrasli v ramkakh formirovaniya novyh tekhnologicheskikh ukladov obschestvennogo razvitiya [Perspective technologies of the oil and gas industry in the framework of formation of new technological modes of social development]. Voprosy innovatsionnoy ekonomiki. 8. (1). - 129-140. doi: 10.18334/vinec.8.1.38858

Формирование нового уклада обусловлено накоплением важных технологических проблем, которые не могут быть решены при текущем развитии науки и техники, следствием чего является назревающая технологическая революция, обсулавливающая переход к новому, более прогрессивному технологическому укладу.

Анализ текущего этапа общественного развития

В настоящее время развитие мировой энергетики имеет значительную долю неопределенности, связанную с текущим развитием экономики на этапе завершения господствующего экономического цикла и подготовке к переходу к новому большому витку развития.

Пятый технологический уклад достиг предела своего роста и далее не способен обеспечивать прежние высокие темпы роста производительности труда, внедрение современных инноваций и освоение базисных инноваций шестого уклада.

Этот процесс проявляется в виде финансового и структурного кризиса экономики ведущих стран мира, сопровождающийся взлетом и последующим падением цен на энергоносители. Для преодоления таких кризисов недосточно поддерживать финансовую систему, необходимо развитие базы нового технологического уклада. На этом фоне усиливается глобальная конкуренция за инвестиции, квалифицированные трудовые ресурсы как ключевые факторы, определяющие конкурентоспособность инновационных систем. Технологическое лидерство становится ключевым конкурентным преимуществом не только для отдельных компаний энергетического сектора, но и на международном уровне. С.Ю. Глазьев подчеркивает, что опыт технологических революций свидетельствует о том, что в ускоренном воплощении новых научных знаний в производство ключ к успеху - в конкуренции на динамических рынках [2, с. 179] (Glazev, 2010).

Процессы глобализации объясняют сокращение длительности преобладания технологических укладов и ускорения их смены за счет (см. табл. 1):

• активизации процессов диффузии и синтеза технологий в различных секторах производства;

• воздействия новых технологий на процессы организации и управления производственными процессами, стимулирующего развитие гибких сетевых структур;

ОБ АВТОРЕ:_

Вдовина Анна Александровна, аспирант кафедры стратегического управления ТЭК факультета международного энергетического бизнеса

ЦИТИРОВАТЬ СТАТЬЮ:_

Вдовина А.А. Перспективные технологии нефтегазовой отрасли в рамках формирования новых технологических укладов общественного развития // Вопросы инновационной экономики. - 2018. - Том 8. - № 1. - С. 129-140. doi: 10.18334/vinec.8.1.38858

Таблица 1

Технологические уклады общественного развития

Технологиче- 1 ТУ 2 ТУ ЗТУ и ТУ 5 ТУ 6 ТУ 7 ТУ

ские уклады

[ТУ]

Временные 1770-1830 1830-1880 1880-1930 гг. 1930-1970 гг. 1970-2010 гг. 2010-2050 гг. 2050-2100 гг.

рамки гг. гг.

Ключевые Текстильная Паровой Электротехни- Автомобиле- и Электронная Нанотехнологии Машинное обуче-

технологии промыш- двигатель, ческое, тракторостро- промышлен- (электроника, фото- ние, ИИ, элементы

ленность, железно- тяжелое ма- ение, цветная ность, ника, материалы), искусственного

текстильное дорожное шиностроение, металлургия, вычисл итель- биотехнологии на интеллекта, систе-

машино- строи- производство производство ная и оптико- основе молеку- мы искусственного

строение, тельство, и прокат стали, товаров дли- волоконная лярной биологии и интеллекта

выплавка транспорт, линии элек- тельного техника, генной инженерии,

чугуна, машино-, тропередач, пользования, программное наногибкие сети,

обработка пароходо- неорганиче- синтетические обеспечение, системы распозо-

железа, строение, ская химия материалы, телекоммуни- нования речи

строи- угольная, органическая кации, робототехника, гло-

тельство станко-ин- химия, про- роботострое- бальные информа-

каналов, струмен- изводство и ние, ционные сети, об-

водяной тальная переработ- производст- лачные технологии,

двигатель промыш- ка нефти, во и интегрированные

ленность, космические переработка высокоскорост-

черная технологии газа, ные транспортные

металлур- информаци- системы,

гия онные услуги, развитие косми-

безопасные ческих систем,

ядерные возобновляемые

технологии, источники энергии,

безлюдные водородная энерге-

технологии тика

добычи

ресурсов,

БтаЬ:-

технологии

Продолжение табл. 1

1 2 3 4 5 6 7 8

Драйвер Текстиль- Паровой Электродвига- Двигатель Информа- Нанотехнологии, Когнитивные техно-

(ключевой ные маши- двигатель, тель внутреннего ционные вторая информаци- логии

фактор) ны станки сгорания (ДВС) технологии онная революция

Развитие Механиза- Рост мас- Повышение Массовое и Индивидуа- Замена низко- и Объединение

производ- ция и штабов и гибкости серийное лизация среднеквалифи- биологических и

ства концентра- концен- производства производство производст- цированного труда кибернетических

ция трации на основе ва и роботизированной систем

производст- производ- использования потребления, техникой

ва на ства электродвига- повышение

фабриках на основе использо-вания парового двигателя теля, стандартизация производства, урбанизация гибкости производства

Источник: составлено автором на основе открытых источников.

134

RUSSiAN иоиРМА1 ОР iNNOVATiON ЕСОШОт^ #1'2018 Лапиагу-МагсЫ

• создания институтов, способствующих расширению международного сотрудничества в области научных разработок, международному технологическому обмену;

• сокращения продолжительности этапов жизненного цикла технологии «от стадии научной разработки до внедрения технологии в производство и ее массовое распространение на рынке» по созданию наукоемкой, высокотехнологичной и конкурентоспособной продукции. Проблема заключается в том, что технология морально устаревает раньше, чем наступает ее физический износ.

Мировая энергетика

Для получения максимально подробного облика нефтегазовой отрасли в рамках формирования новых технологических укладов необходимо выделить перспективыне технологические направления, которые получат свое развитие в будущем, и временные рамки «продолжительности жизни» нефтегазового сектора.

В настоящее время мировая энергетика сталкивается со следующими вызовами, влияющими на развитие определенных технологических направлений энергетики. Первая негативная тенденция заключается в стремительно растущем энергопотреблении, которое ведет к истощению природных ресурсов. Впервые население планеты достигло показателя 1 млрд человек в 1820 г., затем 2 млрд через 107 лет в 1927 г., 3 млрд через 33 года - в 1960 г. С того момента и по настоящее время увеличение населения планеты на 1 млрд человек занимает около 12-13 лет! По прогнозам, к 2025 г. население планеты увеличится до 8 млрд человек. Непрерывный рост населения вызывает увеличение потребления пищи, энергии, минеральных ресурсов, в том числе углеводородных, как основного источника электроэнергии, что ведет к их истощению. Следствием этого является усиление конкуренции за ограниченные ресурсы, что несет в себе риск обострения противоречий между основными игроками на международных энергетических рынках, а также обуславливает рост цен на энергоресурсы и энергоносители. Данная тенденция обуславливает интерес мирового сообщества к развитию технологий освоения труднодоступных (на поздней стадии разработки, глубоководные месторождения и ресурсы Арктического региона, тяжелые и сверхтяжелые нефти, газ плотных пород) и нетрадиционных месторождений (сланцевые углеводороды, газовые гидраты, метан угольных пластов, матричная нефть), а также к комплексным подходам к разработке углеводородных месторождений и переработке добываемого сырья. С одной стороны, освоение труднодоступных и нетрадиционных углеводородов сталкивается со сложными технологическими проблемами, требует проведения масштабных исследований, а с другой - нельзя не учитывать значительные запасы таких ресурсов. Для сравнения: мировые запасы природного газа составляют около 215 трлн куб. м, а нефти - 232 млрд т [3], в то время как суммарные запасы нетрадиционного газа (газа плотных пород, сланцевого газа, метана угольных пластов) составляют приблизительно 1672 трлн куб. м, а нефти (тяжелая и сверхтяжелая нефть,

сланцевая нефть) - 186 млрд т, не считая ресурсов Арктики, которые могут составлять до 30% мировых неразведанных запасов газа и до 13% нефти [4, с. 114] (Mastepanov et и1, 2013).

Вторая негативная тенденция связана с человеческой деятельностью, приводящей к увеличению нагрузки на экологию, появлению экологических проблем (глобальное потепление, выбросы углекислого газа в атмосферу и др.), что усиливает необходимость в поиске наиболее экологически эффективных энергоресурсов, потребность в развитии технологий возобновляемой энергетики (солнечной, ветро-, био-, геотермальной и др.). Электроэнергия ВИЭ вместе с гибкими электрическими системами составит к 2050 г. более 80% от общего объема электроэнергии [5]. Другие прогнозы говорят, что эта цифра не достигнет и уровня 50%. В т оже время выработка электроэнергии на основе возобновляемых источников энрегии (ВИЭ) хоть и составляет около четверти от общего объема энергогенерации и постепенно вытесняет традиционные источники производства энергии, однако не составляет угрозы снижения спроса на углеводороды в ближайшей перспективе. Альтернативные источники энергии рассчитаны на замену в основном атомных и угольных электростанций. Кроме того, внедрение ветряных и солнечных электростанций требует обеспечения резервных мощностей традиционными источниками энергии (природным газом) [6].

По самым оптимистичным прогнозам, максимальный уровень годовой добычи нефти будет достигнут после достижения максимального значения накопленной добычи 288 млрд т в 2037-2039 гг. [7, с. 326] (Kontorovich, 2009). Постепенно нефть будет вытеснена и станет занимать незначительную долю в структуре мирового энергетического баланса. Развитие же газовой отрасли на этом этапе не остановится. Как наиболее экологически эффективный вид энрегоресурса он будет выступать основным резервным источником при внедрении ВИЭ. В связи с этим максимальный уровень мировой накопленной добычи газа будет достигнут не ранее 2050 года. С учетом прогнозов развития нефте- и газодобычи можно предполагать, что пик развития нефтегазовой отрасли придется на период господства шестого и седьмого технологических укладов общественного развития (рис.). В соответствии с концепцией технологических укладов, технологии, которые будут составлять основу новых формирующихся укладов, постепенно появляются на современном этапе развития, в том числе и в нефтегазовой отрасли (табл. 2). Однако внедрение новых технологий в нефтегазовой отрасли происходит позднее, чем в других отраслях промышленности, что связано с высокой трудоемкостью и стоимостью введения нового технологического процесса, предусматривающего, кроме проведения масштабных научных исследований, также изготовление и наладку специального технологического оборудования.

технологии новых технологических укладов

В первую очередь среди технологий шестого технологического уклада можно выделить информационные технологии, основная задача которых заключается в снижении

136

RUSSiAN JOURNAL OF iNNOVATiON ECONOMiCS #1'2018

Дшныая волн* (инкл) Фам гарожлення - Фаза развита — Фаза vi асания

НД Кондратьева технологического уклада

Рисунок. Развитие нефтяной и газовой отраслей в рамках технологических укладов

общественного развития Источник: составлено автором.

до минимума уровня затрат на добычу нефти и газа путем разработки и внедрения систем контроля над работой и управлением целой группы нефтяных или газовых скважин. К таким технологиям относится интеллектуальная разработка месторождений (smart-технологии), направленная на автоматизацию (измерение дебита скважины в устье, расхода воды, нефти и газа), проведение диагностики, управление различными системами в режиме реального времени. Smart-технологии реализуются через установку систем сверхточных датчиков и инструментов управления процессами в режиме online. Такие технологии особенно актуальны для разработки месторождений, характеризующихся удаленностью расположения от населенных пунктов, дефицитом энергетических и трудовых ресурсов, отсутствием транспортной и промышленной инфраструктуры, хрупкостью экосистемы и высокими рисками проведения работ [8].

Также в настоящее время в производство внедряют технологии второй информационной революции - облачные хранилища данных, а также технологии бизнес-аналитики Big Data, представляющие собой экспертные системы, решающие широкий круг задач с минимальным участием человека в области разведки и добычи нефти и газа (прогнозирование аварий, осложнений и т.д.) и включающие в себя работу с большими массивами производственной информации, интеллектуальный анализ и предиктивную аналитику [9].

Широкое распростанение в рамках развития шестого уклада получат также безлюдные технологии (например, безлюдные добычные комплексы), призванные повысить безопасность производства и снизить его трудоемкость, что особенно актуально

в условиях «старения» населения и прогнозируемого уменьшения потока трудовых ресурсов.

Развитие нанотехнологий тоже будет прослеживаться в нефтегазовой промышленности в конструировании продуктов с заданными свойствами: для повышения эффективности некоторых видов катализаторов (цеолиты в нефтехимии), создания «умных» технологических жидкостей для бурения, повышения прочности оборудования (буровые долота, трубы нефтяного сортамента, элементы оборудования промыслов и др.).

Дальнейшее развитие технологий седьмого технологического уклада позволит постепенно включать в процессы геологоразведки, добычи и переработки когнитивные технологии, предполагающие обучение компьютерных систем и выполнение задач, которые обычно требуют привлечения человеческого разума, элементы искусственного интеллекта.

Новые технологии призваны не только улучшить показатели безопасности работ нефтегазового производства, но и повысить его эффективность за счет повышения качества использования существующего энергопотенциала залегающих в пласте углеводородов и быстрого реагирования на малейшие изменения в углеводородных системах.

заключение

На основе проведенного анализа технологического развития нефтегазовой отрасли в рамках смены технологических укладов общественного развития можно выделить следующие особенности:

• внедрение новых технологий в нефтегазовой отрасли происходит позднее, чем в других отраслях промышленности, в связи с высокой трудоемкостью и стоимостью введения нового технологического процесса;

• часто затраты могут превышать эффект от внедрения инновации;

• требуются постоянные вложения в повышение квалификации персонала (сокращение продолжительности этапов жизненного цикла технологий вызывает спрос на своевременную переквалификацию кадров под запросы новых технологий);

• изношенность основных фондов нефтегазовой отрасли обуславливает потребность не только в приобретении или разработке инновационного продукта, но и в адаптации инновации к основному оборудованию, его модернизации или полной замены ввиду недостаточного технологического уровня для внедрения инновации.

При этом внедрение технологий шестого и седьмого технологических укладов в нефтегазовой отрасли позволяет:

• оптимизировать процесс извлечения и переработки углеводородного сырья и достичь их максимальных значений эффективности извлечения целевого продукта;

Таблица 2

Технологии нефтегазовой отрасли в рамках развития технологических укладов

со оо

Технологические уклады [ТУ]

менные рамки

1 ТУ

1770-1830 гг.

2 ТУ

1830-

I гг.

ЗТУ

1930 гг.

k ТУ

1930-1970 гг.

5 ТУ

1970-2010 гг.

6 ТУ

2010-2050 гг.

7 ТУ

2050-2100 гг.

Технологии нефтегазовой отрасли

Колодезный способ добычи нефти

Промышленная добыча нефти

Системы внешнего и внутреннего электроснабжения предприятий, механизированный метод добычи

ДВС для привода буровых установок и станков (самоходных, стационарных, передвижных, электроагрегатов и компрессоров), технологии первичной (термический крекинг) и вторичной нефтепереработки (каталитический крекинг, каталитический риформинг (платформинг), гидрокрекинг, гидроочистка, полимеризация, алкилирова-ние, изомеризация, ароматизация и др.),

технологии нефтехимии

Технологии зтагЬскважины (датчики замеров давления в устье скважины, расхода воды, системы сверхточных датчиков), цифровые АЗС, цифровые НПЗ, развитие технологий глубоководной добычи нефти и газа, плавучие заводы СПГ

Интеллектуальная разработка (smart-скважины), цифровые (интеллектуальные) месторождения (case stady), облачные вычисления, технологии Big Data, новые телекоммуникационные технологии (облака, loT, 5G), развитие нефтехимии (нанокатали-заторы), улучшение прочностных качеств добычного оборудования на основе наномате-риалов

Когнитивная и облачная аналитика, элементы искусственного интеллекта и когнитивные технологии

Источник: составлено автором.

• повысить безопасность проведения работ;

• увеличить точность выполняемых операций;

• повысить оперативность в принятии решений;

• снизить затраты трудовых ресурсов;

• снизить капитальные и эксплуатационные затраты;

• сократить материальные ресурсы;

• снизить до минимума техногенное воздействие на окружающую среду за счет постоянного мониторинга и предугадывания полного спектра возможных рисков при проведении работ.

Для нефтегазовой промышленности формирование новых технологических укладов не только не ускоряет завершение развития отрасли, а напротив, позволит на некоторое время снизить остро стоящую проблему истощения источников энергии, продлив век углеводородов, в то время как возобновляемые источники энергии получат возможность совершенствоваться и набирать приемлемый уровень конкурентоспособности для их использования в энергетике в будущем.

ИСТОЧНИКИ:

1. Андреева М.Е. Технологические уклады современной экономики. Уральский феде-

ральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина. [Электронный ресурс]. URL:http://www.study.urfu.ru/Aid/ViewMeta/13457 ( дата обращения: 01.02.2017 ).

2. Глазьев С.Ю. Стратегия опережающего развития России в условиях глобального

кризиса. - М.: Экономика, 2010. - 255 с.

3. Доказанные запасы нефти и природного газа по странам мира // Научный журнал.

- 2013. - № 12.

4. Мастепанов А.М., Степанов А.Д., Горевалов С.В., Белогорьев А.М Нетрадиционный

газ как фактор регионализации газовых рынков. / под. общ. ред. д.э.н. А.М. Мастепанова и к.г.н., доц. А.И. Громова. - М.: ИЦ «Энергия», 2013. - 114 с.

5. Данные Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии. [Электронный ресурс]. URL: https://www.nrel.gov/ ( дата обращения: 17.03.2016 ).

6. Промежуточный отчет по рынку возобновляемой энергетики (Medium-Term Renewable Energy Market Report) [Доклад]// International Energy Agency (IEA). 2014

7. Конторович А.Э. Оценка мировых ресурсов и прогноз уровней добычи нефти в

мире в XXI веке // Геология и геофизика. - 2009. - № 4. - с. 322-329.

8. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А. Инновационные технологии освоения нефтя-

ных месторождений в режиме реального. Oilgasjournal. [Электронный ресурс]. URL: http://oilgasjournal.ru/vol_7/eremin.pdf ( дата обращения: 02.05.2017 ).

9. Worldwide Oil and Gas Professional Services 2016 Vendor Assessment [Ежегодный от-

чет]// IDC MarketScape.2016

140

RUSSiAN JOURNAL OF iNNOVATiON ECONOMiCS #1'2018

REFERENCES:

Dokazannye zapasy nefti i prirodnogo gaza po stranam mira [Proved oil and natural gas reserves by countries of the world]. (2013). Science Magazine. (12). (in Russian).

Glazev S.Yu. (2010). Strategiya operezhayuschego razvitiya Rossii v usloviyakh globalnogo krizisa [The strategy of Russia's advanced development in the context of the global crisis] M.: Ekonomika. (in Russian).

Kontorovich A.E. (2009). Otsenka mirovyh resursov i prognoz urovney dobychi nefti v mire v XXI veke[Assessment of world resources and forecast of world oil production levels in the 21st century].Geologiya i geofizika. 50 (4). 322-329. (in Russian).

Mastepanov A.M., Stepanov A.D., Gorevalov S.V., Belogorev A.M (2013). Netraditsionnyy gaz kak faktor regionalizatsii gazovyh rynkov [Non-conventional gas as a factor of regionalization of gas markets] M.: ITs «Energiya». (in Russian).