Мировой рынок: тенденции развития серной промышленности, 2011-2012 годы

Серная промышленность традиционно являлась одной из отраслей крупномасштабной добывающей индустрии. Ее принадлежность к сырьевым производствам обусловливает низкие стоимостные показатели выпускаемой продукции, однако современные тенденции развития отрасли обусловили отход серной промышленности от добывающей сферы. Производство серы сместилось от стран, обладающих запасами полезных ископаемых, к странам-переработчикам. Основная часть серы стала выпускаться в качестве побочного продукта переработки газа (Франция, Канада), нефти (США, ФРГ) и производства цветных металлов (Великобритания, США, ФРГ). На долю сернистого сырья (серные руды, пирит) к началу кризиса приходилось менее 15% мирового производства серы. Сейчас развитие серной промышленности в большей степени определяется развитием данных производств, а также химической индустрии, чем запасами серосодержащего сырья.

Удельный вес серы в общем объеме промышленного производства – десятые доли процента. Отрасль является поставщиком сырья для получения одного из главных химикатов – серной кислоты. На ее использовании базируется практически вся основная химия, которая играет ведущую роль в обеспечении развития сельского хозяйства, выступая поставщиком минеральных удобрений и ряда других химикатов. Серная промышленность состоит из цепочки производств: серосодержащее сырье – элементарная сера – серная кислота. Экономическая эффективность производства серы на базе различных видов сырья непостоянна и в значительной мере зависит от вида и качества сырья. Сера наряду с углем, нефтью, известняком и поваренной солью относится к 5 основным видам сырья для химической промышленности и имеет стратегическое значение для обеспечения населения продовольствием, так как, помимо азота, фосфора, калия, кальция и магния, является необходимым питательным минеральным элементом для растений, источником плодородия почв и роста урожая.

Сферы использования серосодержащих продуктов не ограничиваются сельским хозяйством. К ним относятся многочисленные химические производства, нефтепереработка, целлюлозно-бумажная промышленность, переработка руд металлов, военная промышленность, металлургия, медицина и другие отрасли. Направления использования серы постоянно расширяются. Большие перспективы имеет ее применение в дорожном и промышленном строительстве. По отрицательному воздействию на окружающую среду соединения серы занимают одно из первых мест среди загрязняющих веществ. Их образование и выброс в атмосферу происходит, главным образом, при сжигании угля и нефтепродуктов. При этом 96% серы поступает в атмосферу в виде SO2, остальное количество приходится на долю сульфатов, H2S, CS2, CОS и других соединений. Элементарная сера негативно влияет также на здоровье человека, в виде пыли раздражая органы дыхания, слизистые оболочки и вызывая экземы. ПДК в воздухе составляет 0,07 мг/куб. м.

Сырьевая база. Серная промышленность опирается на развитую и диверсифицированную сырьевую базу. Серосодержащим сырьем являются нефть, природный газ, серные руды, уголь, битуминозные пески, сульфидные руды цветных металлов, пирит и т. д. Производство серы опирается на несколько видов сырья, конкуренция между которыми в последние годы обострилась. Наибольшее значение имеют следующие виды сырья:

– природный газ. Крупнейшими запасами газовой серы обладают Россия, Канада, Саудовская Аравия, Иран, Ирак, ОАЭ, Казахстан;

– по величине запасов серы в нефти выделяются Саудовская Аравия, Ирак, Кувейт, ОАЭ, Иран, Ирак, Мексика, Венесуэла, Россия;

– наибольшими ресурсами сульфидных руд цветных металлов обладают Чили, КНР, Австралия, США, Россия, Казахстан, Канада, Перу, Замбия;

– мировыми лидерами по запасам самородной серы являются Ирак, Польша, Мексика, Чили, США, Украина, Иордания, КНР;

– наибольшие запасы пирита сосредоточены в Саудовской Аравии, КНР, Испании, Японии, Канаде, Норвегии, Турции, ЮАР, Португалии.

Извлекаемые запасы серосодержащего сырья в мире оцениваются в 20 млрд. т. Основная их часть сконцентрирована в Канаде, Венесуэле, России, Саудовской Аравии, США, Ираке, КНР, на которые приходится 83% мировых запасов, причем доля первых двух составляет 60%.

Оценка извлекаемых мировых запасов серосодержащего сырья

Источник: “Mineral Commodity Summaries”.

Из общих запасов серы в мире 3/4 сосредоточены в Канаде, Венесуэле, России, Саудовской Аравии. Мировые природные запасы серы (включая месторождения серных руд осадочного и вулканического происхождения, сульфидных руд, в основном серного колчедана – пирита, а также серу, содержащуюся в качестве примесей в углеводородах) составляют, по оценкам специалистов Геологической службы США, более 5 млрд. т по содержанию серы. При этом разведанные месторождения самородной серы содержат примерно 1,2 млрд. т.

В целом мировая серная промышленность может быть разделена на 2 сектора по формам добычи серы: специализированный и “побочный”.

Специализированный сектор ориентируется исключительно на добычу серы или пиритов из месторождений данного сырья. На данный сектор в настоящее время приходится около 10,5% общемирового производства серы. Большая часть серных самородных руд сосредоточена в Ираке (примерно 335 млн. т), США (200 млн.), Чили (100 млн.) и Мексике (100 млн.). Крупные месторождения серных руд известны в Польше (Тарнобжегское, Гжибовское и др.), Украине (Роздольское, Язовское и др.), России (в Самарской области – Водинское, Каменнодольское, на Камчатке – Малетойваямское), Туркменистане (Гаурдакское). В Японии имеются значительные запасы серы вулканического происхождения.

Основными добывающими странами являются США, Мексика и Ирак. Из пирита (FeS2) производят преимущественно серную кислоту. Колчедан как источник серы в основном утратил значение во многих странах, за исключением Китая, который остается единственной страной среди крупнейших производителей серы, где колчедан наряду с серой является основным сырьем для сернокислотной промышленности. Около 80% мирового объема добываемых в мире колчеданов приходится на Китай. Получение серы в элементарной форме из другого минерального сырья составляет незначительную долю в общем выпуске, но потенциал этого способа весьма высок. Базовым ресурсом получения серы являются, прежде всего, битуминозные пески и глинистые нефтяные сланцы Канады, которые содержат более 2 млрд. т серы.

Географическая структура основных запасов самородной серы, млрд. т

Источник: “Mineral Commodity Summaries”.

В “побочном” секторе сера и/или серная кислота вырабатываются в качестве вынужденных побочных продуктов в процессе переработки нефти, природного газа, других ресурсов, причем уровень выработки зависит не от объемов потребления в мире, а от объемов очищаемого от серы сырья. Из 25 стран, которые производят более 500 тыс. т серы в год, 18 получают подавляющую долю серы в процессе ее побочной выработки при переработке сырья. Значительное количество серы содержится в виде примесей в нефти. Ее запасы в такой форме оцениваются примерно в 2 млрд. т. Из ежегодно добываемой в мире нефти может извлекаться не менее 60 млн. т серы. Фактическое производство нефтяной серы составляет только 1/4 этого количества. Содержание серы в различных месторождениях колеблется от 0 до более чем 6%. Большими запасами высокосернистой нефти располагают Саудовская Аравия, Венесуэла, Ирак, Иран, ОАЭ, Канада, Казахстан, Кувейт, Мексика, Россия. Крупные нефтяные месторождения по запасам серы сопоставимы с месторождениями самородной серы.

Содержание серы в некоторых нефтяных месторождениях

Производство серы из нефти до последнего времени было сосредоточено в США, Японии и странах Западной Европы. Однако их доля в последнее время быстро сокращается в связи с ростом производства серы из данного вида сырья на Ближнем Востоке (в Кувейте, Саудовской Аравии), в Латинской Америке (в Мексике, Венесуэле) и в Азии (в Китае, Индии, Республике Корея, на Тайване).

Еще один важный источник серы – природный газ. Мировые достоверные запасы природного газа содержат 3-3,5 млрд. т серы. Главные месторождения природного газа с высоким содержанием сероводорода находятся в России, Канаде, Мексике, США, Казахстане, Узбекистане, Франции, Иране. Уникальным является Астраханское месторождение, содержащее 1,5 млрд. т серы, что в 1,4 раза превышает объем мировых ресурсов самородной серы.

В середине первого десятилетия XXI века основными источниками получения серы являлись нефть и природный газ (в сумме около 60%). Производство газовой серы было выше, чем нефтяной, однако последняя демонстрировала наилучшую динамику роста производства. Качественная структура производства серы постепенно изменяется: добыча первичной природной серы сокращается, объемы попутной (регенерированной) серы и побочной серной кислоты, получаемой из отходящих газов металлургических производств, увеличиваются. Практически вся сера сейчас производится как побочный продукт нефте- и газопереработки, цветной металлургии, выпуск серы из пирита незначителен (7%) и сохранился в основном в Китае.

В настоящее время подавляющее большинство серы во всех формах выпускается в качестве побочного продукта. В частности, около 98% элементарной серы производится на газо- и нефтеперерабатывающих заводах при очистке углеводородного сырья.

Общим фактором увеличения выпуска серы из газа, нефти, угля, в металлургии является усиление природоохранных мероприятий, в частности, ужесточение нормативов по выбросам сернистых соединений (прежде всего диоксида серы – SO2) в атмосферу на промышленных и других производствах. Лидируют в осуществлении экологических программ США, страны ЕС и Япония. Активизируется природоохранная деятельность и в ряде других стран, включая Россию, Чили и Перу.

Производство. В конце 90-х – первой половине 2000-х годов объемы производства серы в мире были достаточно стабильны и составляли 56-58 млн. т (1997 г. – 56,94 млн., 2000 г. – 58,1 млн.). За 2000-2008 гг., по данным Геологической службы США, рост мирового производства серы составил 17,4%, в 2008 г. оно увеличилось на 1%, а в 2009 г. – сократилось в результате кризиса на 2,4%. Выпуск этого продукта растет не очень быстро, однако показал устойчивость к кризису 2008-2009 гг. ввиду широты сфер применения.

По данным компании “CRU Group”, мировое производство серы во всех формах в 2011 г. составило около 80 млн. т, выпуск собственно серы находился на уровне около 55 млн. т.

Объем мирового производства серосодержащей продукции (серы, серной кислоты и пирита) в 2012 г. составил 85,4 млн. т, из них на долю элементарной серы пришлось более 50 млн.

Мировое производство серы во всех формах, тыс. т

* – по некоторым странам предварительные данные; ** – по некоторым странам предварительная оценка.

Источник: материалы Геологической службы США.

География серной промышленности на протяжении ряда лет оставалась относительно стабильной. Получение серы в одних регионах росло за счет открытия и развития месторождений природной серы, в других – посредством развития технологий ее попутного извлечения. При этом значения различных источников получения серы существенно изменились. Все большее значение приобретает газовая сера. Ужесточение в развитых странах экологических норм усиливает интерес к извлечению серы из нефти, при этом установка оборудования сероочистки осуществляется не только в развитых, но и в развивающихся государствах. Быстрое развитие черной и цветной металлургии способствует росту производства серы из отходящих газов.

К числу наиболее крупных производителей серы относятся США, Китай, Канада, Россия. Кроме того, сера в крупных объемах производится в Германии, Японии, Саудовской Аравии, Казахстане. На долю перечисленных стран в 2011 г., по данным Геологической службы США, приходилось 65,8% мирового производства серы. На 25 ведущих стран приходится свыше 92% ее общемировой добычи. Среди отдельных стран лидерами традиционно выступали США, Канада (по 10 млн. т серы каждая), Россия и КНР (производство по 6,0-8,5 млн. т/год), Япония (3,5 млн. т), Саудовская Аравия (свыше 2-3 млн. т), Казахстан, Мексика, Польша, ОАЭ (по 1,5 млн. т), Германия, Франция, Республика Корея, Чили, Иран (более 1 млн. т).

США на современном этапе развития серной промышленности выдвинулись в мировые лидеры в сфере про-изводства серы и сохраняют этот статус по сегодняшний день. Однако в настоящее время, когда широкомасштабное побочное производство серы нефтегазоперерабатывающей промышленностью стало основным источником этого минерала и ужесточилось экологическое законодательство в отношении содержания диоксида серы в атмосфере, закрылись многие добывающие предприятия, базирующиеся на месторождениях самородной серы и пирита. После закрытия в США компанией “Freeport-McMoRan Sulphur Inc.” последнего в стране завода, работавшего по методу Фраша (рудник “Main Pass”), Польша осталась единственной страной, выпускающей более 500 тыс. т самородной серы в год. Вторым по величине в мире продуцентом серы является Канада. Третьим крупнейшим мировым продуцентом серы традиционно оставался Китай, где колебания спроса и выработки в последние годы оказывали кардинальное влияние на весь мировой рынок этого минерала.

До кризиса 2008 г. на ведущие мировые продуценты серы – США, Канаду, КНР и Россию – в сумме приходилось около половины производства данного минерала в мире. В последнее десятилетие производство серы стало смещаться в страны, не обладающие собственными запасами полезных ископаемых. Важной особенностью современной мировой серной промышленности является низкая привязанность к месту добычи сырья. Поэтому многие промышленно развитые страны, являющиеся крупными продуцентами, выступают одновременно и крупными импортерами. В 2001-2005 гг. в мире около 30% серы выпускалось из импортируемого сырья, причем этот показатель стабильно растет.

Структура мирового производства серы за последние 10 лет несколько изменилась. Так, доля США снизилась с 15,7% в 2004 г. до 12,8% в 2011 г., Канады – с 13,8% до 10,3%. Постепенно растет доля Китая (с 10,3% в 2004 г. до 13,9% в 2011 г.), который в 2011 г., согласно некоторым отраслевым источникам, впервые оказался лидером по выпуску серы, и Саудовской Аравии (в выпуске элементарной серы – с 3,5% до 4,8%). Крупными производителями серы продолжают оставаться Россия, Германия, Япония, Казахстан.

Основными странами – продуцентами серы (во всех формах) являются США и Канада, обеспечивающие около 1/3 общего объема выпуска, это определяет ведущие позиции североамериканского региона, хотя все большую конкуренцию ему составляют азиатские страны.

Ведущим регионом мировой серной промышленности (по выпуску серы во всех формах) является Северная Америка – ее доля в мировом производстве составляет 28,7% (в 2000 г. – 37%). Роль Азии значительно повысилась за последние 15 лет, ее удельный вес приблизился к 30%. Около 11-14% приходится на страны СНГ и Европы. Однако в них отмечаются различные тенденции: если в первом регионе выпуск серы стабильно растет, то во втором он остается в целом стабильным. На остальные регионы приходится 6-7% мирового выпуска серы.

Географическая структура мирового выпуска серы во всех формах, %

* – оценка отраслевых источников.

В последнее десятилетие ввиду роста потребления энергоресурсов в мире возникала потребность в разработке новых месторождений газа и нефти, в том числе с повышенным содержанием серы. Возрастающие объемы добычи серосодержащего углеводородного сырья (газ, нефть) и более глубокая очистка от серы продуктов нефтепереработки, отходящих и дымовых газов коксохимических, металлургических и энергетических производств приводят к накоплению мировых запасов элементарной серы.

Основные мировые складские запасы серы сосредоточены, главным образом, в Канаде, США, Франции, Казахстане, Ираке и Иране. При этом объемы невостребованной серы в отдельные годы, по данным Геологической службы США, достигают 20-21 млн. т. Самые большие хранилища серы расположены в Канаде и Казахстане, менее масштабные – разбросаны по всему миру, в основном они находятся поблизости производств нефти и газа. На них сера восстанавливается из нефти и газа как горячая жидкость. Обычно эта жидкость выливается в гигантские формы, где затвердевает при охлаждении, затем складируется. Однако ужесточение требований экологов к условиям хранения серы под открытым небом стимулирует поиск новых способов хранения. Так, Канада разработала технологию хранения более концентрированных сернистых газов путем их обратной закачки в скважины и накопления серы в подземных хранилищах под слоем известняка.

Согласно официальной статистике, в посткризисный период выпуск серы в России остается относительно стабильным и в подавляющей части ориентируется на газовую серу. По данным “Газпром ВНИИГАЗа”, российское производство серы отличается стабильностью, в 2011 г. оно составило примерно 6,4 млн. т и ожидалось, что в 2012 г. оно, скорее всего, останется стабильным. По оценкам, основным поставщиком серы в России являются газоперерабатывающие предприятия, на которые приходится 89,2% рынка, на нефтепереработку и металлургические процессы – по 8,1% и 2,7% соответственно.

Объемы отгрузок серы предприятиями РФ, тыс. т

Источник: единая межведомственная информационно-статистическая система Росстата.

Структура производства элементарной серы в России по отраслям промышленности в 2010 г., по данным ОАО “Газпром”, характеризовалась следующими данными (%): газовая промышленность (ОАО “Газпром”) – 89; ООО “Газпром добыча Астрахань” – 72% ООО “Газпром добыча Оренбург” – 18; нефтепереработка – 9; металлургическая промышленность – 2. Структура российского производства серы по видам в 2011 г. была следующей (%): гранулированная – 49, комовая – 29, жидкая – 22. Доминирующим производителем серы в РФ на настоящий момент остается “Газпром” – на его долю приходится более 80% производства. В 2011 г. группой компаний “Газпром” было произведено 5,9 млн. т серы, или 89% общего количества серы, выпущенного в стране.

На российском рынке рассматриваются возможности внедрения мировых технологических новаций, в частности метода компании “Hugo Petersen” по удалению ртути из сернистых газов металлургической индустрии и ряда других современных технологий.

Следует отметить тесную взаимосвязь между сернокислотными производствами государств СНГ (поставки, логистические схемы). Так, несмотря на то, что Казахстан выступает одним из ведущих мировых поставщиков, предприятия страны испытывают дефицит серной кислоты. За 2011 г. объем импорта превысил 350 тыс. т, что составляет примерно 16% потребления. Крупнейшим поставщиком моногидрата в Казахстан является Россия.

Украинский рынок серы в 2012 г. остается импортозависимым, при полной загрузке мощностей украинские производители могут удовлетворить внутренний спрос в стране приблизительно на 10%. Несмотря на это, выпуск данного химиката снижается. Существенное сокращение производства произошло в основном из-за остановки нефтеперерабатывающих заводов в Одессе и Лисичанске. Главным поставщиком серы в Украину является Казахстан. Основной объем серы в Украине потребляется производителями серной кислоты. Как побочный продукт моногидрат выпускают 5 заводов суммарным объемом не более 7% от валового объема производства. В структуре потребления серной кислоты наибольший ее объем приходится на производство диоксида титана, затем следует добыча урана, далее – выпуск фосфорсодержащих удобрений. (БИКИ/Химия Украины, СНГ, мира)