Сжиженный природный газ

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Страны — экспортёры (красный) и импортёры (синий) СПГ в 2009 году

Сжи́женный приро́дный газ (СПГ, англ. liquefied natural gas (LNG)[1]) — 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.

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)[2][3]. Не токсичен. Температура кипения −158…−163 °C. Современный СПГ состоит на 85-95 % из метана, а в остальные 5 % входят этан, пропан, бутан, азот[4]. 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.[5]

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[4][6]. 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[источник не указан 398 дней] от 8 до 10 % от её количества, содержащегося в сжиженном газе.

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

Существует технология[источник не указан 398 дней], позволяющая сэкономить на сжижении до 50 % энергии, с использованием энергии, теряемой на газораспределительных станциях при дросселировании природного газа от давления магистрального трубопровода (4—6 МПа) до давления потребителя (0,3—1,2 МПа). При этом используется как собственно потенциальная энергия сжатого газа, так и естественное охлаждение газа при снижении давления. При этом дополнительно экономится энергия, необходимая для подогрева газа перед подачей к потребителю.

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[7].

История[править | править код]

  • 1912 год — построен первый экспериментальный завод, не использовался для коммерческих целей.
  • 1941 год — в Кливленде, штат Огайо (США) впервые налажено масштабное производство сжиженного природного газа.
  • 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. Арзу, 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 в Марсаэль-Брега, 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[8].
  • 2009 год — запущен первый в России завод СПГ, п. Пригородное, Сахалинская область, объём резервуаров 200 тысяч кубических метров, оператор строительства и проекта «Сахалин-2» Сахалин Энерджи Инвестмент Компани.

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 5 % до 15 % (объемных). Если концентрация менее 5 %, то газа будет недостаточно для начала возгорания, а если более 15 %, то в смеси будет слишком мало кислорода. Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.

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.

Способы хранения и транспортировки[править | править код]

Танкер с СПГ прибывает в порт Бостона

Доставка СПГ — это 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.

Полная технологическая цепь СПГ от скважины до потребителя отражена на видео Liquefied Natural Gas (LNG) value chain[9]

Считается, что транспортировка газа в виде СПГ становится более экономичной по сравнению с трубопроводом на расстояниях более нескольких тысяч километров[10].

Моторное топливо[править | править код]

Начиная с 1990-х годов появляются различные проекты использования СПГ в качестве моторного топлива на водном[11], железнодорожном и даже автомобильном транспорте, чаще всего с использованием переоборудованых газодизельных двигателей[12]. Уже существуют реально работающие примеры эксплуатации морских и речных судов на СПГ[13][14]. В России налаживается серийный выпуск тепловоза ТЭМ19-001 работающего на СПГ[15][16]. В США и Европе появляются проекты по переводу грузового автомобильного транспорта на СПГ[17][18]. И даже существует проект разработки ракетного двигателя который будет использовать в качестве топлива «СПГ + жидкий кислород»[19].

Страны-производители[править | править код]

В 2015 году странами — лидерами по поставкам сжиженного газа были:[20]

  1. Катар (106,4 млрд м³ в год);
  2. Австралия (39,8 млрд м³);
  3. Малайзия (34,2 млрд м³);
  4. Нигерия (27,5 млрд м³);
  5. Индонезия (21,9 млрд м³);
  6. Тринидад и Тобаго (17 млрд м³)
  7. Алжир (16,2 млрд м³);
  8. Россия (14,5 млрд м³);
  9. Оман (10,2 млрд м³).

Страны-потребители[править | править код]

Основными импортёрами СПГ в 2015 году были:[20]

  1. Япония (118 млрд м³ в год);
  2. Республика Корея (43,7 млрд м³);
  3. Китай (26,2 млрд м³);
  4. Индия (21,7 млрд м³);
  5. Тайвань (18,7 млрд м³);
  6. Испания (13,1 млрд м³);
  7. Великобритания (12,8 млрд м³);

На 2014 год 29 стран импортировали СПГ[21].

Импорт СПГ в 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 кубометров 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 кубометров в эквиваленте (15,3 % мирового рынка этого продукта). При этом крупные поставки осуществлялись в Испанию (13,2 млрд кубометров), Великобританию (10,5 млрд кубометров), Францию (9,7 млрд кубометров). Одна из причин низкой активности европейских стран на рынке СПГ – его высокая стоимость. 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[22].

Производство СПГ в России[править | править код]

В России в 2006 году построен первый завод СПГ. Завод построен в рамках проекта Сахалин-2 в посёлке Пригородное на юге Сахалина. Завод был запущен 18 февраля 2009 года. В торжественной церемонии приняли участие представители Японии, Великобритании и Нидерландов, стран-участниц проекта «Сахалин-2». По результатам работы в 2010 году завод по производству СПГ вышел на проектную производственную мощность — 9,6 млн тонн СПГ (что эквивалентно 13 млрд м³ газообразного природного газа)[23].

Выступая 12 мая 2009 года на российско-японском бизнес-форуме, Владимир Путин заявил, что в Приморье будет построен второй завод по производству сжиженного природного газа.

Также планируется к созданию:

Крупнейшие СПГ-проекты в России (на конец 2016 г.)[22]
Проект Акционеры Год запуска Мощность (млн тонн) Сумма инвестиций (млрд долларов)
«Арктик СПГ-2» «Новатэк» 2022 18,0 18,0
«Ямал СПГ» «Новатэк» (50,1 %), Total (20 %), CNPC (20 %), Фонд шелкового пути (9,9 %) 2018 16,5 27,0
«Сахалин-2» (Пригородное) «Газпром» (51 %), Shell (26,5 %), Mitsui (12,5 %), Mitsubishi (10 %) 2009 10,8 1,5
«Балтийский СПГ» «Газпром» 2020 10,0 11,5
«Владивосток-СПГ» «Газпром» 2020 10,0 15,7
«Дальневосточный СПГ» «Роснефть», ExxonMobil 2024 5,0 13,0
«Печора СПГ» «Роснефть» (50,1 %), Alltech не определён 4,3 4,0

Источник: Данные компаний

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 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.: Газпром экспо. — 312 с.
  2.  (недоступная ссылка с 10-11-2016 [398 дней])Сжиженный природный газ
  3. http://en.murmanshelf.ru/files/statoil_seminar_2012/1_Overview.pdf#page=6
  4. 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). Проверено 10 ноября 2016.
  5. Майорец М., Симонов К., 2013, с. 40.
  6.  (недоступная ссылка с 10-11-2016 [398 дней])Сахалинский завод СПГ
  7. Майорец М., Симонов К., 2013, с. 46.
  8. Майорец М., Симонов К., 2013.
  9. Liquefied Natural Gas (LNG) value chain.
  10. http://en.murmanshelf.ru/files/statoil_seminar_2012/1_Overview.pdf#page=4
  11. Природный газ на водном транспорте, 1986.
  12. Гайнуллин Ф. Г., Гриценко А. И., Васильев Ю. Н., Золотаревский Л. С. Природный газ как моторное топливо на транспорте. -М., Издательство «НЕДРА», 1986.
  13. Wärtsilä to Supply LNG Package for Harvey’s OSV.
  14. Мнение генерального директора ФАУ «Российский морской регистр судоходства».
  15. Локомотив с американским сердцем.
  16. На МЖД испытали тепловоз на сжиженном газе.
  17. Перспективы США : перевод грузового транспорта на природный газ.
  18. Сжиженный природный газ (СПГ) как альтернатива нефти в транспортном секторе.
  19. В России предлагают создать «метановую ракету». // Газета «Известия»
  20. 1 2 BP Statistical Review of World Energy 2016
  21. http://www.igu.org/sites/default/files/node-page-field_file/IGU-World%20LNG%20Report-2015%20Edition.pdf
  22. 1 2 Сергей Кудияров. СПГ не пройдёт // Эксперт, №35 (1041), 28 августа — 03 сентября 2017
  23.  (недоступная ссылка с 10-11-2016 [398 дней])Проект «Сахалин-2» — последние достижения
  24. Не умеем и не учимся (рус.) (7 июля 2014). Проверено 16 июля 2014.
  25. «Газпром СПГ Владивосток» - О компании
  26. «„Балтийский СПГ“ отправили на доработку» «Деловой Петербург» (Online) 20 сентября 2007 года
  27. Елена Ходякова. «Газпром» перенес срок ввода «Балтийского СПГ» на 2019 год. Ведомости (3 марта 2014). Проверено 12 декабря 2014.
  28. Балтийский СПГ. Газпром. Проверено 12 декабря 2014.
  29. [1] Gazprom changed site for planned Shtokman LNG plant, BarentsObserver.com, 14 августа 2007

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.