Современный мировой рынок энергоносителей отличается чрезвычайной подвижностью. Он приносит огромное количество новостей и сюрпризов. Самой «сюрпризной» частью являются, конечно, новые технологии. К ним относится прежде всего сланцевая революция и все, что связано со сжиженным природным газом (СПГ).
За технологиями и процессами сектора СПГ внимательно следят и деловые, и политические сообщества всего мира. Тектонические сдвиги большой мировой политики порой обусловлены технологическим развитием добычи и логистики энергоносителей.
Технология сжижения природного газа
Сжиженный газ получают из природного с использованием двух физических процессов: сжатия и охлаждения. В финале сжиженный газ уменьшается в объеме в шестьсот раз.
Технологический процесс является многоступенчатым. Каждая ступень представляет собой сжатие в 5-10 раз с последующим охлаждением и передачей к следующей ступени. При прохождении от первой до предпоследней ступени газ остается газом. В жидкость он превращается лишь на последней ступени. Для получения одной тонны газа СПГ требуется около полутора тысяч кубометров природного газа.
Технологические ступени со сжатием и охлаждением требуют значительных энергетических затрат, вплоть до 25% от общего количества сжиженного газа.
Нюансы производства
Установки для производства СПГ различаются по природе физических процессов, на которых основано их действие:
- дроссельные;
- турбодетандерные;
- турбинно-вихревые и т. д.
На сегодняшний день в мире используются два способа обработки:
- Конденсация или компримирование газа на фоне постоянного давления. Данный метод теперь не входит в число эффективных из-за высоких энергетических затрат.
- Теплообменные способы с помощью рефрижераторов или дросселей, основанных на изменении температуры газа.
Одним из важнейших технологических требований к производству газа СПГ является высокое качество теплоизоляции и теплообменного оборудования.
Если говорить о процессе производства сжиженного газа в целом, то он состоит из четырех обязательных и последовательных этапов:
- Добыча газа в буровых, доставка по газопроводу к заводу по сжижению.
- Сжижение газа, хранение СПГ в специальных установках.
- Отгрузка СПГ в танкеры с транспортировкой по воде.
- Разгрузка СПГ в терминалах, хранение, регазификация и поставка потребителю.
Свойства газа СПГ
Физические свойства сжиженного газа уникальные. Он ведет себя очень кротко: в чистом виде он не горит и не взрывается. Если его поместить в открытое пространство с обычной температурой, СПГ начнет спокойно испаряться, смешиваясь с воздухом.
Воспламенение возможно, но только при конкретной концентрации газа в воздухе: от 4,4 до 17%. Если содержание СПГ в воздухе ниже 4,4%, количества газа для возгорания будет слишком мало. Если же концентрация газа в воздухе превышает 17%, для пламени будет не хватать кислорода. На этом основан процесс регазификации. Испарение производится попросту без кислорода, то есть без воздуха.
Логистика сжиженного газа
Технологии доставки СПГ по своей динамичности и продвинутости ничуть не уступают способам его получения. Если провести, например, рейтинг современных морских судов по эстетике и дизайну, то победят вовсе не круизные лайнеры. Победят белоснежные танкеры по перевозке сжиженного газа, поражающие своими размерами, разнообразием и уникальными конструкциями.
Заводы по сжижению газа обычно локализуются недалеко от мест его добычи. На данном этапе важнейшим элементом является хранение СПГ с серьезнейшими технологическими требованиями с их обязательным выполнением. Криоцистерны строятся по принципу сосудов Дьюара, предназначенных для хранения веществ с температурой, отличающейся от обычной. Главный элемент в таких сосудах – двойные стенки. Криоцистерны для хранения и перевозки СПГ могут располагаться на морских танкерах или специальных автомобилях. Для железнодорожной транспортировки используются специальные вагоны в виде криоцистерн.
Если же газ СПГ уже подвергся регазификации, его отправляют до потребителя по классическому газопроводу.
Что выгоднее?
Давно подсчитано, что технологии перевозки СПГ выгоднее обычного трубопровода на больших расстояниях, превышающих несколько тысяч километров.
В России по поводу производства СПГ больше всего волнуется «Газпром». По мнению его ведущих специалистов, российский СПГ уже начал составлять ненужную конкуренцию трубопроводному способу. Одним из аргументов является отсутствие экспортной пошлины и налога на добычу полезных ископаемых на том же "Ямале СПГ". Такую ситуацию называют «потерей бюджетной эффективности».
Кажется, что компромиссное решение нашел Президент Владимир Путин. Он также не видит ничего хорошего в конкуренции двух видов российского природного газа. Вместе с тем технологии СПГ нужно продвигать на внутреннем рынке страны для перестройки общественного транспорта на новый вид топлива – газомоторный. Кроме автобусов, в России найдется множество потребителей СПГ, в основном это жители удаленных пунктов, где нет и не будет никаких газопроводов.
Российский СПГ
"Сахалин-2" и "Ямал СПГ" – два действующих завода сжижения газа в России на 2018 год. Первым и старейшим предприятием является сахалинский завод, долями которого владеют Shell, Mitsubishi и Mitsui, а контрольный пакет принадлежит "Газпрому".
Добыча нефти и попутного газа, а также производство СПГ происходят на условиях специального соглашения о разделе продукции. Завод по СПГ был введен в действие в 2009 году, он стал первым российским предприятием такого профиля.
Младшим собратом является второй завод, принадлежащий компании "Новатэк". Это проект "Ямал СПГ", который с самого начала был ориентирован на экспорт сжиженного газа. В его рамках будут построены и введены в действие пять наливных терминалов с огромной годовой суммарной мощностью до 58 млн тонн.
Газ США
США являются не только родиной технологии производства сниженного газа, но и самым мощным производителем СПГ из собственного сырья. Поэтому когда администрация Дональда Трампа выдвинула амбициозную программу «Энергетический план - Америка первая» с целью сделать страну главной энергетической державой в мире, к этому нужно прислушаться всем игрокам на мировой «газовой» площадке.
Такого рода политический поворот в США не был особым сюрпризом. Позиция американских республиканцев в отношении углеводородов ясная и простая. Это дешевая энергетика.
Прогнозы по экспорту американского СПГ самые разные. Самая большая интрига в торговых «газовых» решениях развивается в странах ЕС. Перед нами разворачивается картина сильнейшей конкуренции российского «классического» газа по «Северному потоку-2» и американского привозного СПГ. Многие европейские страны, включая Францию и Германию, оценивают сложившуюся ситуацию как отличную возможность для диверсификации источников газа в Европе.
Что же касается азиатского рынка, то торговая война между США и Китаем привела к полному отказу китайских энергетиков от привозного американского СПГ. Этот шаг открывает широчайшие возможности для поставок российского газа по трубопроводам в Китай в течение долгого времени и в огромных объемах.
Техника безопасности при использовании СПГ
Техника безопасности во многих производствах стала скучноватой рутиной. Такое отношение никак не относится к производству сжиженного газа, равно как и ко всему, что связано со словом «газ».
Главные риски связаны с общей горючестью газа в целом. Горючесть СПГ на порядок, конечно, ниже. Правила техники безопасности в отношении СПГ фокусируются на процессах разлива и испарения сжиженного газа. Если, к примеру, в цистерну с СПГ наливается новый газ с отличающейся плотностью (такое встречается), жидкости могут расслоиться без перемешивания. В этом случае более плотный газ осядет на дно с образованием двух полостей с независимой циркуляцией жидкостей. Жидкости в итоге перемешиваются по ходу конвективного обмена. Если оно происходит быстро, начинается стратификация: СПГ быстро и обильно испаряется. Чтобы не допустить этого, используют специальные устройства для управляемого перемешивания и особые способы заполнения резервуаров.
Достоинства СПГ: резюме
Начать нужно с преимуществ использования СПГ на внутреннем рынке. Применение сжиженного газа в котельных является самым оптимальным видом топлива: самая высокая теплота сгорания, максимальный КПД и весьма умеренная стоимость, что в итоге оказывается экономнее даже мазута.
Логистика СПГ легко привязывается к котельным любой локализации, включая самые удаленные пункты, благодаря отлично развитому производству средств перевозки СПГ в виде криоцистерн самой разной конфигурации.
Поскольку СПГ сгорает эффективнее угля или мазута, вредные выбросы в атмосферу минимальны: топочные газы не содержат твердых частиц или серные соединения.
С точки зрения экспорта СПГ и развития мирового рынка энергоносителей, СПГ и его производство становятся все более приоритетным фактором для крупнейших экономик мира, включая Францию, Южную Корею, Испанию и др. Главным же мировым потребителем сжиженного газа является Япония, чей импорт газа состоит из 100% СПГ.
