Сжиженный природный газ

Сжи́женный приро́дный газ (СПГ или LNG от англ. Liquefied natural gas) — природный газ (преимущественно метан, CH4), искусственно сжиженный путём охлаждения до минус 160 °C для удобства хранения или транспортировки. Для хозяйственного применения преобразуется в газообразное состояние на специальных регазификационных терминалах.

СПГ рассматривается как приоритетная или важная технология импорта природного газа целым рядом стран, включая Францию, Бельгию, Испанию, Южную Корею и США. Самый крупный потребитель СПГ — это Япония, где практически 100 % потребностей газа покрывается импортом СПГ.

Физические и химические характеристикиПравить

СПГ представляет собой жидкость без запаха и цвета, плотностью 0,41—0,5 кг/л в зависимости от температуры, давления, и содержания высших алканов (плотность чистого метана при температуре кипения — 0,41 кг/л, при повышении давления и понижении температуры плотность растет, примеси высших алканов также повышают плотность)[1][2]. Не токсичен. Температура кипения −158…−163 °C. Современный СПГ состоит на 85—95 % из метана, а в остальные 5 % входят этан, пропан, бутан, азот[3]. Нижняя граница теплоты сгорания — 50 116 кДж/кг, или 20 МДж/л. В процессе обработки природный газ очищают от воды, диоксида серы, диоксида углерода и т. п.[4]. При горении паров выделяются диоксид углерода (углекислый газ, CO2) и водяной пар.

Потребительские свойстваПравить

Чистый СПГ не горит, сам по себе не воспламеняется и не взрывается. На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро смешивается с воздухом. При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени. При концентрации в воздухе около 5% и более 16% природный газ горит, концентрации от 5 до 16 % его смесь с воздухом взрывается[5]. Если концентрация менее 4,4 %, то газа будет недостаточно для начала возгорания, а если более 17 %, то для возгорания в смеси будет слишком мало кислорода. Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.

ПрименениеПравить

Моторное топливоПравить

Начиная с 1990-х годов появляются различные проекты использования СПГ в качестве моторного топлива на водном[6], железнодорожном и даже автомобильном транспорте, чаще всего с использованием переоборудованных газодизельных двигателей[7] — до этого основной формой метанового топлива для транспорта всегда был компримированный (сжатый) природный газ (КПГ).

На судах СПГ как основной вид топлива используется как на грузовых, так и на пассажирских перевозках:

В России выпускается тепловоз ТЭМ19, работающий на СПГ[9][10]. В США и Европе появляются проекты по переводу грузового автомобильного транспорта на СПГ[11][12].

Разрабатываются ракетные двигатели, использующие в качестве топлива «СПГ + жидкий кислород» (данный вид двигателей имеет ряд преимуществ).

Способ полученияПравить

СПГ получают из природного газа путём сжатия с последующим охлаждением. При сжижении природный газ уменьшается в объёме примерно в 600 раз[3][13]. Процесс проходит в несколько ступеней — каждый раз газ сжимается в 5—12 раз и охлаждается, затем направляется на следующую ступень. Сжижается газ при охлаждении вслед за окончательной стадией сжатия. Процесс получения СПГ достаточно энергоёмок[14], расход энергии достигает 25 % от её количества, содержащегося в сжиженном газе.

В процессе сжижения используются различные виды установок — дроссельные, турбодетандерные, турбинно-вихревые и пр.

Устройство завода по производству СПГПравить

Как правило, завод по сжижению природного газа состоит из:

  • установки предварительной очистки и сжижения газа;
  • технологических линий производства СПГ;
  • резервуаров для хранения;
  • оборудования для загрузки на танкеры;
  • дополнительных служб для обеспечения завода электроэнергией и водой для охлаждения[15].
Технология сжижения

Процессы сжижения больших заводов СПГ[16]:

  • AP-C3MR — разработан Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
  • AP-X — разработан Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
  • AP-SMR (Single Mixed Refrigerant) — разработан Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
  • Cascade — разработан ConocoPhillips
  • MFC (mixed fluid cascade) — разработан Linde
  • PRICO (SMR) — разработан Black & Veatch
  • DMR (Dual Mixed Refrigerant)
  • Liquefin — разработан Air Liquide

Способы хранения и транспортировкиПравить

 
Танкер с СПГ прибывает в порт Бостона

Доставка СПГ — процесс, включающий в себя несколько стадий. Сначала происходит трансформация природного газа в СПГ на заводах по сжижению газа, которые обычно располагаются рядом с районами добычи природного газа. СПГ хранится в специальных криоцистернах, устроенных по принципу сосуда Дьюара. Транспортируется СПГ на специализированных морских судах — газовозах, оборудованных криоцистернами, а также на спецавтомобилях.

По прибытии газовозов сжиженный газ перекачивается в хранилище сжиженного природного газа на суше, либо в плавучие установки для хранения и ре-газификации СПГ.

При прибытии газовоза производится швартовка с хранилищем или плавучей установкой. После разгрузки — безопасное отсоединение.

При потреблении сжиженный газ подвергается ре-газификации, и подаётся в газораспределительную систему. Регазифицированный СПГ транспортируется конечным потребителям по трубопроводам.[17]

Считается, что транспортировка газа в виде СПГ становится более экономичной по сравнению с трубопроводом на расстояниях более нескольких тысяч километров[18].

На январь 2022 года в мире насчитывается около 40 плавучих установок для хранения и ре-газификации газа[19].

ИсторияПравить

  • 1912 год — построен первый экспериментальный завод, не использовался для коммерческих целей. В 1917 году в США был получен первый СПГ. Развитие трубопроводных систем доставки надолго отложило совершенствование этой технологии.
  • 1941 год — в Кливленде (штат Огайо, США) впервые налажено масштабное производство сжиженного природного газа.
  • 1944 год — первая и самая серьёзная по сей день катастрофа, унёсшая 128 жизней. Основной причиной катастрофы послужил неправильный выбор металла для танков.
  • 1959 год — осуществлена первая поставка сжиженного природного газа из США в Великобританию на модифицированном танкере времен Второй мировой войны. В этом же году газ был поставлен из США в Японию.
  • 1964 год — построен завод в г. Арзев (Алжир); начались регулярные перевозки танкерами; начал работать первый терминал по регазификации во Франции.
  • 1969 год — начало долгосрочных поставок из США в Японию — соглашения действуют более 40 лет.
  • 1971 год — начались поставки из Ливии, завод в Марса-эль-Брега (сейчас Эль-Бурайка), в Испанию и Италию.
  • 1972 год — производство СПГ началось в Брунее — завод в Лумуте.
  • 1977 год — на рынок сжиженного природного газа вышла Индонезия.
  • 1983 год — начато производство в Малайзии — объём поставок в Японию составил 8 млн тонн.
  • 1989 год — началось производство в Австралии — объём 6 млн тонн в год.
  • 1990-е — Индонезия становится одним из основных производителей и экспортеров СПГ в Азиатско-Тихоокеанском регионе — 22 млн тонн в год.
  • 1997 год — Катар становится одним из экспортеров СПГ[20].
  • 2009 год — запущен первый в России завод СПГ, порт Пригородное (Корсаков, Сахалинская область, проект «Сахалин-2»), объём резервуаров 200 тыс. м³.
  • 2021 год — Объём реализации СПГ в мире составил 380 млн тонн. Из них 80 млн тонн реализовано на рынке Европы[21][22].

Рынок СПГПравить

С 2021 г. — Мировой энергетический кризис (кратный рост цен), в 2022 г. многие страны Западной Европы, из-за политки России в отношении Украины, стремятся отказаться от трубопроводного газа из России, переходя на СПГ, в основном из США.[23]

Страны-производителиПравить

В 2018 году странами — лидерами по поставкам (чистый экспорт) сжиженного газа были (в млрд м³)[24]:

Производство СПГ в РоссииПравить

По состоянию на 2019 год доля России на мировом рынке СПГ составляла 6 % от общего объема[25]. В 2018 году российский экспорт СПГ увеличился на 70 %, достигнув почти 26 млрд м³.[26]

В СССР промышленное сжижение природного газа практически отсутствовало. Единственный в СССР завод СПГ построен в 1950-х в Московской области и предназначался для покрытия пиков потребления газа из газопровода Саратов — Москва.[27]

В России с конца 1990-х годов определенное распространение получили малотоннажные производства СПГ для заправки автотранспорта и снабжения населения.
Первый крупнотоннажный завод СПГ в России был построен в 2009 году, в рамках проекта Сахалин-2, в посёлке Пригородное на юге Сахалина.[28] Ямал СПГ: компанией «Новатэк» (владелец контрольного пакета акций), совместно с французской «Total» и китайской «CNPC», реализован проект завода по сжижению природного газа на полуострове Ямал.

Перспективы развития

Согласно планам развития производства СПГ (февраль 2021) предполагалось, что в России до 2035 года появятся заводы общей мощностью до 95 млн тонн в год. «Роснефть» намерена реализовать три проекта общей стоимостью не менее 100 млрд долл.: «Дальневосточный» (строительство двух очередей, совместно с Exxon; 15 млн тонн), «Таймыр СПГ» (35-50 млн тонн), «Кара СПГ» (30 млн тонн), если компания сможет построить три этих завода, то Россия станет одним из мировых лидеров производства СПГ (как предполагалось в начале 2021 года, реализация всех трех СПГ-проектов позволит стать России одним из крупнейших производителей СПГ в мире наравне с «большой тройкой» - Катар, Австралия и США)[29]. Похожие проекты разрабатываются другими компаниями, например, в «Новатэке» («Обский СПГ», запуск которого намечен на 2025 год).[29]

Развитая структура ГТС исполнит роль транспорта для сети СПГ-заводов, которые удобно разместить в местах с готовой инфраструктурой и рабочей силой и высоким спросом на готовую продукцию.

Ведется строительство СПГ-завода «Сахалин-1» мощностью 6,2 млн. т. в Де-Кастри в Хабаровском крае (первая очередь «Дальневосточного СПГ»). Его продукция будет востребована в Японии благодаря географической близости двух стран[30].

Страны-потребителиПравить

На 2014 год 29 стран импортировали СПГ[31].

Основными импортёрами СПГ в 2018 году были (в млрд м³/год)[24]:

За последние десять лет мировой спрос на СПГ увеличился вдвое, составив в 2016 году 258 млн тонн.[32]

Импорт СПГ в Западную ЕвропуПравить

На территории Европы расположено около тридцати крупных регазификационных терминалов, суммарная мощность которых по состоянию на конец 2016 г. превышала 218 млрд м³ в эквиваленте природного газа. Однако в число крупнейших потребителей СПГ европейские страны не входят. Общий импорт СПГ в Европу в 2016 г. составил всего лишь 51 млрд м³ в эквиваленте (15,3 % мирового рынка этого продукта). При этом крупные поставки осуществлялись в Испанию (13,2 млрд м³), Великобританию (10,5 млрд м³), Францию (9,7 млрд м³).

Одна из причин низкой активности европейских стран на рынке СПГ — его высокая стоимость, другая причина — давно отлаженные трубопроводные поставки газа из России. В результате существующие регазификационные мощности не востребованы, терминалы работают с довольно низкой загрузкой. В 2016 г. загрузка мощностей терминалов колебалась от 19 % в Нидерландах и 20 % в Великобритании до 31 % в Бельгии и 37 % в Италии[34].

Польша стремится к тому, чтобы стать одним из газовых хабов Европы, используя импорт СПГ, в основном из США и Катара. Сама Польша на 50 % обеспечивает собственные энергетические нужды за счёт поставок трубопроводного газа из России (страна являлась, до 2022 г., одним из старейших покупателей российского газа, поставки которого идут без перерыва с 1944 года), так что вопрос импорта ей газа вопрос дискутируемый.[35].

В октябре 2019 года глава немецкой энергетической компании «Uniper» Андреас Ширенбек заявил, что на континенте дефицит газа, возможно, достигнет 300 млрд кубометров в год. Как он считает, на европейском рынке будет увеличиваться доля поставок СПГ, и Европа в основном будет получать его из России. По его словам, альтернативы российскому СПГ нет: норвежские месторождения в Северном море иссякают, в Алжире растёт внутренний спрос на газ и он снизил экспорт на 20 процентов[36].

Главные экспортёры и импортёрыПравить

Главные экспортёры и импортёры СПГ (2019 г.)[37]
Экспортёр Объём, млн. т Примечание Импортёр Объём, млн. т Примечание
Катар 77,80 52,36 → Азия
23,52 → Европа
1,92 → Африка и Бл. Восток
Япония 76,87 29,84 ← Австралия
9,35 ← Малайзия
8,34 ← Катар
6,34 ← Россия

3,64 ← США
Австралия 75,39 75,33 → Азия
0,06 → Африка и Бл. Восток
Китай 61,68 28,16 ← Австралия
7,48 ← Малайзия
8,49 ← Катар
2,85 ← Россия

0,27 ← США
США 33,75 12,54 → Азия
12,72 → Европа
7,13 → Америка
1,37 → Африка и Бл. Восток
Юж. Корея 40,14 11,12 ← Катар
7,59 ← Австралия

5,05 ← США

2,31 ← Россия
Россия 29,32 13,58 → Азия
15,07 → Европа
…6,6 → Великобритания
…4,7 → Италия
0,06 → Америка
0,61 → Африка и Бл. Восток
Индия 23,98 9,74 ← Катар
Малайзия 26,21 26,21 → Азия Тайвань 16,66 4,67 ← Катар
4,39 ← Австралия
Нигерия 20,84 Испания 15,72
Индонезия 15,47 Франция 15,57
Тринидад и Тобаго 12,50 Великобритания 13,55
Алжир 12,23 Италия 9,77
Оман 10,26 Турция 9,37
Весь мир 354,7

См. такжеПравить

ЛитератураПравить

  • Гайнуллин Ф. Г., Гриценко А. И., Васильев Ю. Н., Золотаревский Л. С. Природный газ как моторное топливо на транспорте. — М.: Издательство «НЕДРА», 1986.
  • В. С. Вовк, А. И. Новиков, А. И. Глаголев, Ю. Н. Орлов, В. К. Бычков, Д. А. Удалов «Мировая индустрия и рынки сжиженного природного газа: прогнозное моделирование». — М.: Издательство «Газпром экспо», 2009
  • Майорец М., Симонов К. Сжиженный газ — будущее мировой энергетики. — М.: Альпина Паблишер, 2013. — 360 с. — ISBN 978-5-9614-4403-2.

СсылкиПравить

ПримечанияПравить

  1.  (недоступная ссылка с 10-11-2016 [2269 дней])Сжиженный природный газ Архивная копия от 31 августа 2009 на Wayback Machine
  2. Источник. Дата обращения: 10 ноября 2016. Архивировано 17 мая 2017 года.
  3. 1 2 Liquefied Natural Gas: Understanding the Basic Facts (англ.). US Department of Energy (DOE) Office of Fossil Energy, National Energy Technology Laboratory (август 2005). Дата обращения: 10 ноября 2016. Архивировано 20 ноября 2016 года.
  4. Майорец М., Симонов К., 2013, с. 40.
  5. В. Комащенко, Ю. Малышев, Б. Федунец. Технология проведения горно-разведочных выработок. Изд. 2-е. 2022. с. 276
  6. Природный газ на водном транспорте Архивная копия от 30 июля 2021 на Wayback Machine, 1986.
  7. Гайнуллин Ф. Г., Гриценко А. И., Васильев Ю. Н., Золотаревский Л. С. Природный газ как моторное топливо на транспорте. — М.: «Недра», 1986.
  8. Первый лайнер AIDA на сжиженном газе спущен на воду, CruiseRadar (22 августа 2018). Архивировано 6 сентября 2018 года. Дата обращения: 6 сентября 2018.
  9. Локомотив с американским сердцем Архивная копия от 30 июля 2021 на Wayback Machine.
  10. На МЖД испытали тепловоз на сжиженном газе Архивная копия от 17 мая 2014 на Wayback Machine
  11. Перспективы США: перевод грузового транспорта на природный газ. Дата обращения: 16 мая 2014. Архивировано из оригинала 17 мая 2014 года.
  12. Сжиженный природный газ (СПГ) как альтернатива нефти в транспортном секторе. Дата обращения: 26 сентября 2019. Архивировано 30 июля 2021 года.
  13.  (недоступная ссылка с 10-11-2016 [2269 дней])Сахалинский завод СПГ Архивировано 31 октября 2009 года.
  14. Сжиженный природный газ (СПГ), технологии сжижения - Техническая библиотека Neftegaz.RU. neftegaz.ru. Дата обращения: 5 ноября 2019. Архивировано 4 октября 2019 года.
  15. Майорец М., Симонов К., 2013, с. 46.
  16. Evaluation of LNG Technologies, University of Oklahoma 2008 Архивировано 29 декабря 2015 года.
  17. Liquefied Natural Gas (LNG) value chain Архивная копия от 18 августа 2016 на Wayback Machine.
  18. Источник. Дата обращения: 10 ноября 2016. Архивировано 17 мая 2017 года.
  19. Терминалы СПГ в Турции работают на полную мощность. www.aa.com.tr. Дата обращения: 3 февраля 2022. Архивировано 3 февраля 2022 года.
  20. Майорец М., Симонов К., 2013.
  21. Торговля сжиженным природным газом в мире в 2021 году выросла на 6%. tass.ru. Дата обращения: 17 марта 2022. Архивировано 22 февраля 2022 года.
  22. Европе в краткосрочной перспективе не сможет заменить российский газ на СПГ. www.aa.com.tr. Дата обращения: 17 марта 2022. Архивировано 17 марта 2022 года.
  23. Почему на сжиженный газ установились такие странные цены // Эксперт, 17 ноября 2022
  24. 1 2 BP Statistical Review of World Energy 2019. Дата обращения: 28 июня 2022. Архивировано 1 июня 2020 года.
  25. ЦДУ ТЭК. Стратегия роста. ЦДУ ТЭК. ЦДУ ТЭК (15 мая 2019). Дата обращения: 15 мая 2019. Архивировано 2 марта 2021 года.
  26. России удалось рекордно заработать на экспорте Архивная копия от 12 июля 2021 на Wayback Machine // Взгляд, 18 января 2019
  27. СПГ в России. Путь производственных мощностей. Дата обращения: 18 марта 2022. Архивировано 5 декабря 2021 года.
  28.  (недоступная ссылка с 10-11-2016 [2269 дней])Проект «Сахалин-2» — последние достижения // sakhalinenergy.ru / Архивная копия от 8 марта 2011 на Wayback Machine
  29. 1 2 В СПГ-стратегию вписали возможные проекты «Роснефти» почти на 100 млн т. РБК. Дата обращения: 5 апреля 2021. Архивировано 1 мая 2021 года.
  30. Сжиженный газ из РФ: Япония не готова к энергетическому харакири // Эксперт, 17 ноября 2022,
  31. Архивированная копия. Дата обращения: 10 ноября 2016. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года.
  32. FT: растущий спрос на сжиженный газ Россия превращает из угрозы в преимущество // Рамблер, 29 декабря 2017
  33. The International Group of Liquefied Natural Gas Importers (GIIGNL)
  34. Сергей Кудияров. СПГ не пройдёт // Эксперт № 35 (1041), 28 августа — 3 сентября 2017
  35. Минчичова В.С. Перспективы получения Польшей статуса нового газового хаба Европейского Союза // Экономика и предпринимательство. — 2020. — № 7 (120). — С. 114—117. — ISSN 1999-2300.
  36. Труба зовет: Европа потребовала больше газа из России. РИА Новости (20200224T0800+0300). Дата обращения: 25 марта 2020. Архивировано 25 марта 2020 года.
  37. GIIGNL Annual Report 2020 Edition Архивная копия от 28 апреля 2021 на Wayback Machine.