Сжиженный природный газ

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Сжи́женный приро́дный газ (СПГ) — 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 характеристики[править | править код]

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]

Потребительские свойства[править | править код]

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. Для воспламенения необходимо иметь концентрацию газа в воздухе от 4,4 до 17 % (объемных)[источник не указан 853 дня]. Если концентрация менее 4,4 %, то газа будет недостаточно для начала возгорания, а если более 17 %, то в смеси будет слишком мало кислорода. Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.

Применение[править | править код]

Моторное топливо[править | править код]

Начиная с 1990-х годов появляются различные проекты использования СПГ в качестве моторного топлива на водном[5], железнодорожном и даже автомобильном транспорте, чаще всего с использованием переоборудованных газодизельных двигателей[6].

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

В России выпускается тепловоз ТЭМ19-001, работающий на СПГ[8][9]. В США и Европе появляются проекты по переводу грузового автомобильного транспорта на СПГ[10][11].

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

Способ получения[править | править код]

СПГ получают из природного газа путём сжатия с последующим охлаждением. При сжижении природный газ уменьшается в объёме примерно в 600 раз[3][12]. Процесс сжижения идет ступенями, на каждой из которых газ сжимается в 5—12 раз, затем охлаждается и передается на следующую ступень. Собственно сжижение происходит при охлаждении после последней стадии сжатия. Процесс сжижения, таким образом, требует значительного расхода энергии[13], до 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 СПГ[править | править код]

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[14].
Технология сжижения

Процессы сжижения больших заводов СПГ[15]:

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

Способы хранения и транспортировки[править | править код]

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. Регазифицированный СПГ транспортируется конечным потребителям по трубопроводам.[16]

Считается, что транспортировка газа в виде СПГ становится более экономичной по сравнению с трубопроводом на расстояниях более нескольких тысяч километров[17].

Страны-производители[править | править код]

В 2018 году странами — лидерами по поставкам (чистый экспорт) сжиженного газа были (в млрд м³):[18]

Производство СПГ в России[править | править код]

На сегодняшний день доля России на мировом рынке СПГ равна 6 % от общего объема[19]. Экспорт СПГ в 2018 году вырос на 70 %, составив почти 26 млрд м³.[20]

В России первый завод СПГ был построен в 2009 году, в рамках проекта Сахалин-2, в посёлке Пригородное на юге Сахалина. Завод был запущен 18 февраля 2009 года. Оператор строительства и проекта «Сахалин-2» — «Сахалин Энерджи Инвестмент Компани». По результатам работы в 2010 году завод вышел на проектную производственную мощность — 9,6 млн тонн СПГ (что эквивалентно 13 млрд м³ газообразного природного газа)[21]. Пущена уже третья очередь завода (? на декабрь 2020 года 3 очередь завода до сих пор не запущена).

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.

Новые стратегии России в сфере СПГ[править | править код]

Новая тактика России поможет увеличить объемы производства сжиженного природного газа и включить процесс производства в систему развития газотранспортной системы (ГТС). Россия будет использовать весь потенциал ГТС благодаря новой стратегии по использованию сжиженного природного газа (СПГ).

Производство СПГ планируется включить в стратегию развития газотранспортной системы. Благодаря этому все мощности ГТС можно будет задействовать для производства СПГ (газоперерабатывающие заводы Балтийский СПГ, Амурский ГПЗ, Дальневосточный СПГ и Владивосток СПГ).

Это увеличит эффективность всей системы. Согласно российской стратегии по СПГ до 2035 года, «Роснефть» намерена построить три проекта мощностью до 95 миллионов тонн в год. Благодаря этому Россия станет одним из лидеров производства СПГ. Похожие проекты разрабатываются и в других компаниях, например, в «Новатэке».

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.

«Роснефть» планирует инвестировать три СПГ–проекта общей стоимостью не менее $100 млрд. (Дальневосточного СПГ, Кара СПГ, Арктик СПГ-2).

Реализация всех трех СПГ-проектов позволит стать России одним из крупнейших производителей СПГ в мире наравне с «большой тройкой» (Катар, Австралия и США).[22]

Страны-потребители[править | править код]

Основными импортёрами СПГ в 2017 году были (в млрд м³/год):[18]

На 2014 год 29 стран импортировали СПГ[23].

За последние десять лет мировой спрос на СПГ увеличился вдвое, составив в 2016 году 258 млн тонн.[24]

Каталог регазификационных терминалов сжиженного природного газа.

Импорт СПГ в западную Европу[править | править код]

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[25].

Польша планирует стать одним из газовых хабов Европы за счёт импорта СПГ, в основном из США и Катара. Импорт СПГ в Польше остается спорным, т. к. само государство на 50 % обеспечивает собственные энергетические нужды за счёт поставок трубопроводного газа из России. Польша - один из старейших покупателей российского газа, поставки не прерывались с 1944 года[26].

В октябре 2019 года глава немецкой энергетической компании «Uniper» Андреас Ширенбек оценил в перспективе дефицит газа на континенте, который может достичь 300 миллиардов кубометров в год. По его словам, нынешняя ситуация с СПГ на европейском рынке говорит об увеличении поставок, которые обеспечит в основном Россия. По его словам, альтернативных источников практически нет. Норвегия сделать это не в состоянии из-за истощения месторождений в Северном море, а Алжир снизил экспорт на 20 процентов и сдаёт позиции крупного европейского поставщика из-за повышения внутреннего спроса[27].

Главные экспортёры и импортёры[править | править код]

Главные экспортёры и импортёры СПГ (2019 г.)[28]
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

История[править | править код]

  • 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[29].
  • 2009 год — запущен первый в России завод СПГ, порт Пригородное (Корсаков, Сахалинская область, проект «Сахалин-2»), объём резервуаров 200 тыс. м³.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1.  (недоступная ссылка с 10-11-2016 [1669 дней])Сжиженный природный газ Архивная копия от 31 августа 2009 на Wayback Machine
  2. http://en.murmanshelf.ru/files/statoil_seminar_2012/1_Overview.pdf#page=6
  3. 1 2 Liquefied Natural Gas: Understanding the Basic Facts (англ.). US Department of Energy (DOE) Office of Fossil Energy, National Energy Technology Laboratory (August 2005). Дата обращения: 10 ноября 2016.
  4. Майорец М., Симонов К., 2013, с. 40.
  5. Природный газ на водном транспорте, 1986.
  6. Гайнуллин Ф. Г., Гриценко А. И., Васильев Ю. Н., Золотаревский Л. С. Природный газ как моторное топливо на транспорте. — М.: «Недра», 1986.
  7. Первый лайнер AIDA на сжиженном газе спущен на воду, CruiseRadar (22 августа 2018). Дата обращения 6 сентября 2018.
  8. Локомотив с американским сердцем.
  9. На МЖД испытали тепловоз на сжиженном газе Архивная копия от 17 мая 2014 на Wayback Machine
  10. Перспективы США: перевод грузового транспорта на природный газ (недоступная ссылка). Дата обращения: 16 мая 2014. Архивировано 17 мая 2014 года.
  11. Сжиженный природный газ (СПГ) как альтернатива нефти в транспортном секторе
  12.  (недоступная ссылка с 10-11-2016 [1669 дней])Сахалинский завод СПГ Архивировано 31 октября 2009 года.
  13. Сжиженный природный газ (СПГ), технологии сжижения - Техническая библиотека Neftegaz.RU. neftegaz.ru. Дата обращения: 5 ноября 2019.
  14. Майорец М., Симонов К., 2013, с. 46.
  15. Evaluation of LNG Technologies, University of Oklahoma 2008 Архивировано 29 декабря 2015 года.
  16. Liquefied Natural Gas (LNG) value chain.
  17. http://en.murmanshelf.ru/files/statoil_seminar_2012/1_Overview.pdf#page=4
  18. 1 2 BP Statistical Review of World Energy 2019
  19. ЦДУ ТЭК. Стратегия роста. ЦДУ ТЭК. ЦДУ ТЭК (15.05.2019).
  20. России удалось рекордно заработать на экспорте // Взгляд, 18 января 2019
  21.  (недоступная ссылка с 10-11-2016 [1669 дней])Проект «Сахалин-2» — последние достижения Архивная копия от 8 марта 2011 на Wayback Machine
  22. В СПГ-стратегию вписали возможные проекты «Роснефти» почти на 100 млн т. РБК. Дата обращения: 5 апреля 2021.
  23. [1]
  24. [2] — подставить прямую ссылку
  25. Сергей Кудияров. СПГ не пройдёт // Эксперт, № 35 (1041), 28 августа — 3 сентября 2017
  26. Минчичова В.С. Перспективы получения Польшей статуса нового газового хаба Европейского Союза // Экономика и предпринимательство. — 2020. — № 7 (120). — С. 114-117. — ISSN 1999-2300.
  27. Труба зовет: Европа потребовала больше газа из России. РИА Новости (20200224T0800+0300). Дата обращения: 25 марта 2020.
  28. GIIGNL Annual Report 2020 Edition.
  29. Майорец М., Симонов К., 2013.

Литература[править | править код]

  • 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.

Ссылки[править | править код]