1 стр. из 1

Начало XXI в. ознаменовалось возрастающим значением в мировой энергетике природного газа, доля которого достигла одной трети в общем объеме производимой энергии. Согласно рассмотренному на 20-й Мировой газовой конференции сценарию развития мировой газовой промышленности, потенциально мировые поставки природного газа должны возрасти до 3500 млрд. м3 к 2010 г. и до 4000 млрд. м3 к 2030 г. Если развитые страны увеличивают долю природного газа в энергобалансе по причинам экологической безопасности и диверсификации поставок, то страны, находящиеся на стадии индустриального развития, наращивают потребление газа вследствие роста потребности растущих экономик.

СПГ как способ транспортировки природного газа морским транспортом

Наряду с трубопроводной транспортировкой природного газа, в последнее время особенно интенсивно применяется морская транспортировка природного газа в сжиженном состоянии с использованием танкеров-метановозов. В настоящее время поставки сжиженного природного газа (СПГ) составляют около 45% от совокупного объема мировой торговли природным газом. По оценкам специалистов Всемирного газового союза (ВГС), можно ожидать, что к 2030 г. эта доля возрастет до 50–60%. Данный прогноз обусловлен, с одной стороны, повышением эффективности сжижения природного газа и постоянным снижением себестоимости этой технологии, а, с другой стороны, высокая гибкость сетей снабжения СПГ позволяет успешно варьировать обслуживание множества рынков. Немаловажным аргументом является и тот факт, что независимая транспортировка природного газа в виде СПГ позволяет уйти от возможных сложностей в переговорах по транспортным маршрутам трубопроводных проектов. В эту технологию, по мнению ВГС, с 2000 по 2030 гг. будет инвестировано в общей сложности $131–306 млрд.

В период 1993–2003 гг. объем мировой торговли СПГ вырос вдвое, что при стремлении многих стран диверсифицировать импортируемые виды энергоносителей позволяет судить о перспективах дальнейшего роста этого рынка (рис. 1). По прогнозам специалистов, этот объем может возрасти к 2010 г. до 150 млрд. м и более.

За рубежом производство СПГ в значительной степени стимулировано более экономичной транспортировкой огромного количества природного газа морским транспортом в сжиженном виде. Впервые исследования экономической целесообразности морских перевозок природного газа были выполнены американскими и французскими фирмами в середине 60-х гг. прошлого века, при выборе оптимального решения о путях его транспортировки из Алжира в Западную Европу. Технико-экономические расчеты показали, что при годовом объеме до 10 млрд. м и расстоянии перевозки свыше 1500 км доставка сжиженного метана в морских танкерах (с учетом расхода на сжижение и регазификацию) становится более рентабельной, чем трубопроводный транспорт со сложным переходом через Средиземное море.

В общем виде морская доставка газа потребителям может быть представлена следующей схемой: на побережье строится завод по сжижению газа, продукция которого поступает в хранилище. Отсюда с помощью криогенных насосов сжиженный природный газ перекачивается в танкеры-метановозы. Доставленный морским путем СПГ поступает в терминал-хранилище, из которого по мере надобности подается на испарительную установку, а далее, с помощью компрессорной станции, через газораспределительную сеть к потребителям.

В настоящее время СПГ экспортируют 12 стран. Разрабатываются проекты увеличения экспорта СПГ из Омана, Канады, Австралии, Индонезии, Малайзии, Нигерии. Планируется увеличение поставок СПГ в Японию, Южную Корею, Тайвань, Индию, Китай, Грецию, США и страны Западной Европы. Столь высокие наметки роста мировой торговли СПГ объясняются резким увеличением потребления энергоресурсов, а также ценой и экологичностью природного газа, что стало особенно важным после Киотского соглашения. К регионам с наибольшим прогнозным ростом спроса на СПГ относятся США и страны Юго-Восточной Азии, в первую очередь, Китай и Южная Корея. Уже сейчас в США доля СПГ в общем газопотреблении составляет более 25%. Япония импортирует до 85% (45 млрд. м) природного газа в сжиженном состоянии.

В настоящее время за рубежом построены и эксплуатируются примерно 18 крупных заводов по производству СПГ и более 30 морских терминалов по его приему. Европейские страны располагают пока лишь девятью терминалами с совокупной мощностью 40,2 млн. т в год (54,6 млрд. м), в частности, в Бельгии, Италии, Греции и Турции — по 1, во Франции — 2, в Испании — 3. В Японии действуют 23 терминала общей мощностью 188,3 млн. т (260 млрд. м), в Южной Корее — 3 терминала мощностью 40,7 млн. т (56,1 млрд. м), на Тайване — один, способный принимать до 7,5 млн. т (10,3 млрд. м).

В настоящее время для России транспортировка природного газа в жидком состоянии от месторождений, расположенных в неблагоприятных для строительства газопроводов районах, наиболее экономически целесообразна. В XXI в. все основные российские газовые месторождения будут располагаться именно в таких районах (Баренцево море, шельф Карского моря, Сахалин и т.д.), что обуславливает необходимость строительства ряда крупных заводов по производству СПГ в местах перспективных месторождений. Морская добыча газа становится основой развития газовой промышленности России, практически все крупнейшие российские проекты по увеличению добычи газа связаны с использованием потенциала континентального шельфа. Первым в арктических морях планируется разработка Штокмановского газоконденсатного месторождения, расположенного в центральной части Баренцева моря, в 550 км к северо-востоку от Мурманска, на глубине около 350 м. Запасы месторождения оцениваются в 3,2 трлн. м газа и 31 млн. т конденсата. Месторождение готовится к освоению с учетом последующей реализации сжиженного природного газа в США и, возможно, в Европу. Вначале — на уровне 22,5 млрд. м/год с последующим наращиванием добычи до устойчивого показателя 90 млрд. м/год. Общая стоимость проекта для полной разработки месторождения составляет $25–30 млрд., при финансировании эксплуатационных расходов в размере $700 млн. в год.

Перспективным считается также добыча газа на шельфе Сахалина по проектам международных консорциумов. В качестве основного варианта транспортировки природного газа рассматривается его перевозка в виде СПГ морскими судами-метановозами в страны АТР и США.

С 2001 г. компанией «Сахалин Энерджи» уже начато строительство завода по производству СПГ на Сахалине. Комплекс завода будет включать в себя две технологические линии производительностью 4,8 млн. т СПГ в год каждая, два резервуара хранения объемом по 100 тыс. м и один причал для отгрузки СПГ.

С производством СПГ связана и разработка одного из наиболее перспективных газовых месторождений Ямальского полуострова, расположенного в районе Харасавэя. По оценкам, запасов месторождения достаточно для добычи 30 млрд. м газа в год на протяжении более 30 лет. При освоении месторождения экономически целесообразнее транспортировать добытый газ не по газопроводам, а вывозить морским транспортом в виде СПГ в Западную Европу, поскольку месторождение находится на побережье Карского моря, причем треть его приходится на шельф. Для этих целей предполагается построить завод и морской терминал, которые могли бы обслуживать 20–25 криогенных морских метановозов грузовместимостью по 125–135 тыс. м. Ориентировочно проект оценивается в сумму не менее $18–24 млрд. (стоимость одной линии по сжижению природного газа производительностью 6 млн. т СПГ в год по мировым ценам обходится примерно в $3 млрд.).

Морские суда-метановозы

СПГ является криогенной жидкостью с температурой кипения при атмосферном давлении 111 К (–162 °С), в связи с этим при его транспортировке предъявляются особые требования по изоляции криогенных емкостей.
На ноябрь 2004 г. мировой флот криогенных метановозов насчитывал порядка 170 танкеров, из них только три вместимостью свыше 140 тыс. м. Большинство газовозов вмещают не более 135–137 тыс. м, однако в 2006 г. основное количество построенных танкеров будет вместимостью более 140 тыс. м. В табл. представлена примерная стоимость танкеров-метановозов.

В настоящее время в мире существует несколько фирм, строящих танкеры-метановозы по различным технологиям. Танкеры постройки 80-х гг. прошлого столетия японской фирмы «ИХИ» имеют вместимость 120 тыс. м. В этих танкерах СПГ размещается в пяти-шести разделенных переборками автономных отсеках объемом 30–35 тыс. м. Теплоизоляция танков с СПГ обеспечивает испаряемость на уровне 0,2–0,35% в сутки от объема. Системы заправки и опорожнения рассчитаны на условия стоянки танкера в порту в течение 10–12 часов. Для обеспечения устойчивости при порожнем рейсе в корпусе танкера, обычно в бортах и днище, устроены емкости для балласта — забортной воды. Иное конструктивное решение имеют танкеры немецкой фирмы «Линде». Отсеки танкера заполнены объединенными в группы горизонтальными коллекторами и установленными вплотную друг к другу цилиндрическими алюминиевыми резервуарами диаметром 3 м. Теплоизолированы не емкости, а стенки отсека. Особенности конструкции: разгрузка с помощью наддува емкостей, а также хранение несливаемого остатка сжиженного природного газа в коллекторах резервуаров. Небольшие танкеры-метановозы вместительностью до 30 тыс. м со сферическими танками строит норвежская фирма «Мосс Розенберг».

Наиболее передовой технологией производства танкеров для перевозки СПГ обладает финская судостроительная компания «Квэрнер Маса-Ярдс». Этой компанией разработана новая концепция четырехтанкового судна, с внутренним диаметром танка 40,44 м. На основе данной технологии было построено 4 крупных танкера (грузоподъемностью по 135 тыс. м) для перевозки газа из ОАЭ в Японию. Испарение СПГ составляет от 0,1 до 0,2% в сутки от веса груза.

В настоящее время в России нет производства судов для перевозки СПГ, однако, как показывают предварительные расчеты, уже в ближайшее десятилетие потребуется не менее 40 таких танкеров, что потребует существенных финансовых затрат на их покупку за рубежом. Так, например, совместное предприятие ОАО «Совкомфлот» и японской судовладельческой компании N.Y.K. 8 декабря 2005 г. в Лондоне подписало кредитное соглашение на сумму $320 млн. с Mizuho Bank. Кредит, предоставленный на 12 лет, будет использован на приобретение двух судов-газовозов (LNG), заказанных в рамках проекта «Сахалин-2». Всего в портфеле заказов «Совкомфлота», крупнейшего российского судовладельца, четыре судна-газовоза (LNG) грузовместимостью около 145 тыс. м каждый, в том числе два ледового класса.

Альтернативным подходом к решению проблемы перевозки природного газа морским транспортом может служить технология, разработанная в ООО «Инновационно-исследовательский центр “Стирлинг-технологии”». Специалистами компании предлагается перевозка СПГ в специальных контейнерах-цистернах объемом от 60 до 100 м. В этом случае отпадает необходимость в строительстве дорогостоящих танкеров-метановозов, а также нет жесткой привязки к специальным морским терминалам с криогенными хранилищами (их в мире всего 27). Контейнеры-цистерны с СПГ загружаются на обычное морское судно-контейнеровоз, которое может быть разгружено в любом морском порту мира. Затем контейнеры-цистерны с СПГ доставляются потребителям природного газа на железнодорожном или автомобильном транспорте. Создание данной технологии доставки СПГ потребовало разработки новых конструкций контейнеров-цистерн (криогенных емкостей). Проблема состояла в том, что для бездренажного хранения СПГ сроком до одного месяца в небольших емкостях (объемом до 100 м), как правило, ранее применялась дорогостоящая вакуумная изоляция. В результате стоимость криогенной емкости объемом 60 м составляла $175 тыс., а объемом 100 м — $250 тыс. При такой стоимости криогенных емкостей перевозка СПГ с помощью контейнеров-цистерн была бы малорентабельной.

Для решения этой проблемы специалистами ООО «ИИЦ “Стирлинг-технологии”» разработаны новые криогенные емкости с более дешевой изоляцией (технические решения запатентованы). Данные криогенные емкости выполняются по принципу «слоеный пирог» и представляют собой несколько слоев теплоизоляции, при этом основной слой теплоизоляции выполняется из пенополиуретана, а остальные слои представляют собой композиционный материал с низкой теплопроводностью и высокой прочностью.

При морской транспортировке природного газа во внутреннюю оболочку, изготовленную из алюминиевого сплава или нержавеющей стали, заливается сжиженный природный газ. Для изоляции СПГ от внешних теплопритоков предусмотрен основной слой теплоизоляции, состоящий из пенополиуретана толщиной до 300 мм. Слой усиления и защитный слой выполнены из композиционных материалов. При этом слой усиления, наложенный непосредственно на внутреннюю оболочку, позволяет выдерживать давление в емкости до 40 МПа (в зависимости от требований заказчика). Внешний слой композита, наложенный на пенополиуретан, выполняет функцию защитной оболочки всей емкости. Одновременно слои из композитного материала играют роль дополнительной теплоизоляции.

Криогенные емкости, выполненные по данной технологии, будут в 2–4 раза дешевле емкостей для аналогичных целей, выполненных на основе вакуумной изоляции, при заданном сроке бездренажного хранения СПГ.

Разработанные емкости с композиционными оболочками и пористой теплоизоляцией, кроме более низкой стоимости, будут отличаться от традиционных емкостей с вакуумной изоляцией, а также более высокой надежностью при эксплуатации и ремонтоспособностью. Так, при нарушении внешней оболочки емкости с вакуумной изоляцией, она будет практически сразу непригодна к эксплуатации из-за разгерметизации теплоизолирующего слоя, а ее ремонт возможно будет осуществить только в специализированном предприятии, где есть установки по вакуумированию. Предлагаемые емкости с пенополиуретановой изоляцией и композиционными слоями даже при повреждениях внешней защитной оболочки и основного слоя теплоизоляции будут пригодны для временной эксплуатации, а их ремонт не вызовет труда и может быть осуществлен непосредственно на самом судне.

Данное оборудование найдет свое применение также для газификации населенных пунктов, где невозможна или нерентабельна прокладка газопроводов, на предприятиях малой энергетики, для создания автономных систем отопления. Применение СПГ обеспечит экономическую эффективность, автономность, экологичность.

Создание контейнеров СПГ с пенополиуретановой изоляцией актуально прежде всего при поставках СПГ на короткие расстояния. Например, из Сахалина в Японию и Южную Корею или из Ленинградской области и Мурманска в страны Западной Европы. Важность производства дешевых контейнеров определяется и событиями начала зимы 2006 г., связанными с транзитом газа через Украину. Увеличить бесперебойную поставку природного газа в страны Западной Европы можно за счет строящегося завода под Санкт-Петербургом. В этом случае срок доставки СПГ из России в Германию, Францию и Англию будет составлять не более 5 суток.
Транспортировка СПГ с завода в Ленобласти, согласно прогнозу вице-президента компании Petro-Canada Грэхема Лайона, начнется в 2010 г. По его словам, первая стадия проекта завода предполагает создание мощностей по производству 3–5 млн. т в год. Объем инвестиций составит порядка $1,5 млрд., а прибыль — не менее $40 млн. в год.

Надежность, безопасность, экономичность

Многолетний опыт использования зарубежного танкерного флота СПГ показал его безопасность и надежность эксплуатации. Экономичность транспортировки природного газа морем по сравнению с трубопроводным транспортом повышается:
 -  по мере увеличения дальности перевозки (по расчетам, морская перевозка СПГ на расстояние 5000 км обходится не дороже перекачки по магистральному трубопроводу на расстояние 2500 км);
 -  по мере увеличения полезной грузоподъемности танкеров-метановозов и повышения коэффициента загрузки этих танкеров;
 -  при комбинировании процесса сжижения метана с другими процессами глубокого охлаждения, обычно используемыми для получения кислорода, азота и водорода.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!