Сжиженный природный газ или сокращенно СПГ, как принято называть его в энергетической отрасли (англ. соотв. Liquefied Natural Gas, сокр. LNG) представляет собой обыкновенный природный газ, охлажденный до температуры –162°С (так называемая температура сжижения) для хранения и транспортировки в жидком виде.
Хранится сжиженный газ в изотермических резервуарах при температуре кипения, которая поддерживается вследствие испарения СПГ. Данный способ хранения СПГ связан с тем, что для метана, основной составляющей СПГ, критическая температура –83°С, что гораздо ниже температуры окружающей среды, и не предоставляет возможным хранить сжиженный природный газ в резервуарах высокого давления (для справки: критическая температура для этана составляет +32°С, для пропана +97°С). Для использования СПГ подвергается испарению до исходного состояния без присутствия воздуха. При регазификации (возвращении газа в исходное парообразное состояние) из одного кубометра сжиженного газа образуется около 600 кубометров обычного природного газа.
Специальный репортаж «Россия 24»: «Дальневосточный СПГ: как предприятия региона переходят на газ»
Температура сжиженного газа
Чрезвычайно низкая температура СПГ делает его криогенной жидкостью. Как правило, вещества, температура которых составляет –100°С (–48°F) или еще ниже, считаются криогенными и требуют специальных технологий для обработки. Для сравнения, самая низкая зарегистрированная температура на Земле составляет –89,2°С (Антарктика), а в населенном пункте –77,8°С (поселок Оймякон, Якутия). Криогенная температура сжиженного природного газа означает, что контакт с СПГ может вызвать изменение свойств контактирующих материалов, которые впоследствии станут ломкими и потеряют свою прочность и функциональность. Поэтому в отрасли СПГ используют специальные материалы и технологии.
Химический состав СПГ
Сырая нефть и природный газ являются ископаемыми видами топлива, известными как «углеводороды», потому что содержат химические комбинации атомов углерода и водорода. Химический состав природного газа зависит от места добычи газа и его обработки. Сжиженный природный газ представляет собой смесь метана, этана, пропана и бутана с небольшим количеством более тяжелых углеводородов и некоторых примесей, в частности, азотных и комплексных соединений серы, воды, углекислого газа и сероводорода, которые могут существовать в исходном газе, но должны быть удалены перед сжижением. Метан является самым главным компонентом, обычно, хотя и не всегда, более чем на 85% по объему.
Плотность сжиженного газа
Поскольку СПГ представляет собой некую смесь, плотность сжиженного природного газа изменяется незначительно с ее фактическим составом. Плотность сжиженного природного газа, как правило, находится в диапазоне 430–470 килограммов на кубический метр, а его объем составляет примерно 1/600 объема газа в атмосферных условиях. Это делает его примерно на треть легче, чем воздух. Другим следствием этих фактов является то, что СПГ имеет меньшую плотность, чем вода, что позволяет ему находиться на поверхности в случае разлива и вернуться к парообразному состоянию достаточно быстро.
Что такое сжиженный газ? | Разница сжиженного и природного газа
Другие свойства СПГ
Сжиженный природный газ не имеет запаха, бесцветный, не вызывает коррозии, не горюч и не токсичен. СПГ хранится и транспортируется при сверхнизких температурах при атмосферном давлении (отсутствие высоких давлений). При воздействии на окружающую среду СПГ быстро испаряется, не оставляя следов на воде или почве.
В своей жидкой форме сжиженный природный газ не имеет способность взрываться или воспламеняться. При испарении природный газ может воспламениться в случае контакта с источником горения, и если концентрация испарений в воздухе будет составлять от 5 до 15 процентов. Если концентрация паров газа менее 5 процентов, то для начала возгорания испарений недостаточно, а если более 15 процентов, то в окружающей среде будет нехватка кислорода.
Преимущества сжиженного природного газа
- В процессе сжижения плотность газа увеличивается в сотни раз, что повышает эффективность и удобство хранения, а также транспортировки и потребления энергоносителя.
- Сжиженный природный газ – нетоксичная криогенная жидкость, хранение которой осуществляется в теплоизолированной емкости при температуре –162°С. Большие объемы СПГ возможно хранить в специальных наземных резервуарах при атмосферном давлении.
- Возможность межконтинентальных перевозок СПГ специальными танкерами-газовозами, а также перевозка железнодорожным и автомобильным видами транспорта в цистернах.
- Сжиженный природный газ дает возможность газификации объектов, удаленных от магистральных трубопроводов на большие расстояния, путем создания резерва СПГ непосредственно у потребителя, избегая строительства дорогостоящих трубопроводных систем.
С точки зрения потребителя, преимущества сжиженного природного газа, исходя из его состава и физических свойств, состоят еще и в том, что СПГ является не только источником сухого природного газа, транспортируемого по газопроводам, а также источником ШФЛУ (широкая фракция легких углеводородов – этана, пропана, бутанов и пентанов), входящих в состав СПГ и выделяемых из СПГ при регазификации. Эти углеводороды используются в качестве нефтехимического сырья и в качестве источника экологически чистого топлива для различных видов транспорта (а также в быту). В процессе регазификации на терминале СПГ будет происходить выделение фракции С2+ или С3+. Возможность перевозить ШФЛУ в составе сжиженного природного газа выступает не только в пользу потребителя, но также решает и проблемы производителя по транспортировке ШФЛУ с газового месторождения.
Сжиженный природный газ представляет собой безопасный, экологически чистый вид топлива с высокими энергетическими характеристиками и октановым числом. Цена СПГ по стоимости у потребителя ниже цены сжиженного нефтяного газа, мазута и тем более дизельного топлива.
Источник: lngas.ru
СПГ: от большого к малому
Развитие СПГ-технологий должно стать одним из магистральных направлений развития технологий в России. Рынок СПГ растет на 5% в год (при росте мирового энергопотребления в 1% в год и электропотребления – в 1,5–2% в год). Уже сейчас сжиженный природный газ занимает порядка 40% всей мировой газовой торговли, а после прекращения трубопроводных поставок из России в Европу, которые уже почти остановились, превысит 50%. При этом следует учитывать, что «трубопроводный» газ ограничен эффективным радиусом газопровода – это 2,5–3 тыс. км. Транспортировка же СПГ фактически не ограничена.
Большие запасы природного газа в традиционном районе добычи и на полуострове Ямал, плюс высвобождающиеся мощности из-за сокращения поставок в Европу, определяют российский экспортный потенциал по газу. И спрос на газ есть во всем мире, продать газ не проблема. Поэтому массовое строительство малых и средних СПГ-заводов в России может стать основой новой экспортной стратегии.
Окупаемость проектов в условиях ожидаемых высоких цен на СПГ в ближайшие годы будет крайне высокой и выгодной для инвесторов. Здесь можно привести оценку главы компании «Новатэк» Леонида Михельсона, заявившего на РЭН-2022, что компания ожидает высокие цены на СПГ до 2027 года.
Но и по затратам новые малые и средние по масштабу российские производства СПГ могут быть конкурентоспособными. Замыкающим на рынке СПГ будет американский газ, который сейчас занимает наравне с Катаром самую крупную долю мирового рынка (около 20%).
Стоимость сжижения природного газа на американских заводах составляет $4–5 за 1 млн британских термических единиц (БТЕ), или $150–180 за 1 тыс. кубометров. Прибавляем сюда стоимость собственно американского газа (а она может колебаться от $100 до $400 за 1 тыс. кубометров, а в среднем – $250–300). Плюс транспортные расходы – еще $30–50. Таким образом, нижняя граница цены сжиженного природного газа из США – около $400 за 1 тыс. кубометров.
Чтобы добиться меньших затрат для мало- и среднетоннажных заводов СПГ, можно предусмотреть ряд мер: отказ от экспортной пошлины для новых проектов (такие же условия были у СПГ-проектов «Новатэка»), выделение льготного финансирования (иначе зачем нам торговый профицит в $200–250 млрд в текущем году), льготы по другим налогам. Для страны выгоднее работающие в ноль производства, чем простаивающие мощности в то время, когда конкуренты заполняют высокомаржинальный рынок.
Будущее за малотоннажными технологиями
Сама по себе технология сжижения газа не является чем-то сверхсложным. Это система теплообменников, где происходит поэтапное понижение температуры. Этот процесс энергоемок, в связи с чем сжижение газа требует гораздо больше затрат. Иногда это сильно дороже, чем затраты на добычу. А собственно процесс регазификации практически ничего не стоит.
При этом приемные терминалы строятся быстрее газопроводов и требуют меньших затрат.
Крупнотоннажные установки позволяют производить от 3 до 6 млн т СПГ в год. Такими технологиями обладают всего несколько компаний в мире: германская Linde, американская Air Products, а также крупные западные нефтегазовые компании. Все эти компании – из недружественных стран.
В обычной ситуации для России с ее сверхкрупными месторождениями рентабельнее были бы именно крупнотоннажные установки, особенно если бы ими занималась крупная компания, которая способна получить дешевый кредит, субсидии или налоговые преференции. Но в текущей ситуации технологии для крупнотоннажного производства Россия, очевидно, использовать не сможет из-за санкционных ограничений. И когда нет выбора, ориентироваться можно и нужно на малые и средние установки. Которые, к тому же, можно строить весьма быстро.
На уровне малотоннажного (от 10–20 до 150–200 тыс. т в год) производства технологии сжижения газа в России есть, такие установки уже можно строить, да они и строятся. В РФ порядка 30 малых СПГ-заводов, часть из которых, впрочем, работает на зарубежном оборудовании.
Да, малые установки по производству СПГ не столь эффективны, как крупные, так как нет экономии на масштабе, но это наши собственные технологии, здесь Россия ни от кого не зависит. И если мы начнем массово строить малые установки (конечно, не по 10 тыс. т в год, а по 200 тыс. т), то уже четыре такие установки дадут более 1 млрд кубометров в год (1 тонна СПГ равна примерно 1,3 тыс. кубометров. – Ред.). Кроме того, по мере увеличения числа проектов, накопления опыта можно увеличить и единичную мощность установок. Особенно если будут стабильные и гарантированные заказы на партии оборудования.
Массово строя «малотоннажки» и постепенно увеличивая их мощность, российские компании шаг за шагом нарастят собственные компетенции, что позволит затем развивать среднетоннажный сектор и в перспективе вообще отказаться от импорта оборудования и комплектующих. А на первом этапе освоения малотоннажной технологии часть недостающего оборудования можно получать по серому или параллельному импорту. В отличие от уникального крупнотоннажного оборудования.
Золотая середина
Не стоит, впрочем, сбрасывать со счетов и среднетоннажное производство. «Новатэк» спроектировал и построил среднетоннажную установку на 1 млн т по собственной технологии «Арктический каскад». Скорее всего, там есть зависимость от импортных комплектующих, но ноу-хау, лицензия у компании.
Поставщиками оборудования для этой технологии являются «Казанькомпрессормаш», «Криогенмаш», «ЗиО-Подольск» и другие. Весной 2021 года четвертая линия «Ямал СПГ», работающая на отечественной технологии, начала свою работу, однако выход на полную мощность и ее превышение произошло только в феврале 2022 года. Изначально запуск планировался в 2019 году, но сроки ввода и сроки наладки оборудования сдвигались, у руководства «Новатэка» были претензии ко многим поставщикам. Эту установку надо дорабатывать, совершенствовать и тиражировать. Даже если у нее хуже экономика, то при текущих ценах на СПГ это незаметно.
Кстати, в октябре компания заявила, что следующим после «Арктик-СПГ-2» проектом по сжижению газа может стать «Обский СПГ» (две линии по 2,5 млн т), также базирующийся на технологии «Арктический каскад». «Новатэк» заявил, что ведется проработка проекта и уже до конца текущего года появятся технологические решения по оборудованию, которые позволят принять инвестиционное решение по «Обскому СПГ» в первом полугодии 2023 года.
Кроме того, было заявление, что собственную установку спроектировал «Газпром ВНИИГАЗ». Это пока на бумаге, но уже есть задел.
Российская отрасль СПГ нуждается в примерно 40 видах криогенного оборудования, в России разработано 3–4 вида. НИИЭФА им. Ефремова в Санкт-Петербурге разработал испытательный стенд по криогенным теплообменникам, насос для перекачивания сжиженного газа. Предприятие «Атомэнергомаш» (в составе «Росатома») провело опытно-промышленные испытания насоса на площадке «Ямал СПГ» в 2020 году. «Росатом» собирается развивать технологии для производства СПГ.
Ранее Минпромторг России оценивал спрос на оборудование для производства СПГ в 1,56 трлн рублей до 2035 года. Но даже если это оборудование будет производиться в самой России и стоимость его будет ниже, объем спроса составит 0,8–1 трлн. Причем закупки оборудования внутри страны предполагают еще и мультипликаторы 1,6–1,8. То есть, с учетом всей цепочки (включая, например, материалы для производства оборудования), вливания в российскую экономику составят уже не 1 трлн рублей, а существенно больше.
Поэтому из этих сумм 50–100 млрд рублей вполне могут быть направлены на НИОКР в сфере СПГ-технологий. Да и у российских компаний денег достаточно: «Газпром», например, на 300 млрд рублей увеличил инвестпрограмму в этом году из-за удачной конъюнктуры. При этом затраты на развитие СПГ-сектора ведь не должны быть одномоментными, для начала достаточно 20–30 млрд рублей в год.
Наращиванием СПГ-компетенций, конечно, следовало заняться раньше, но в новых условиях заняться просто необходимо. Для сравнения, в ВПК сумели разработать современное оружие, а у нефтегазовых компаний управление лучше, так что тут проблемы в разработке новых технологий возникнуть вообще не должно. Задел уже есть, технологическая задача не такая уж сложная. Вопрос в постановке задачи, средствах и ответственных.
Причем все затраты на НИОКР, учитывая, что СПГ сейчас продается по $2000 за 1 тыс. кубометров, быстро окупятся. А цены на газ останутся высокими еще, как минимум, на протяжении нескольких лет. Вся мировая торговля газом – более 1 трлн кубометров в год. 1/7 из этих объемов – 150 млрд кубометров, которые Россия поставляет в Европу по трубопроводам, – могут «вылететь», так что цены низкими не будут.
СПГ и новые газопроводы
Множество небольших СПГ-заводов позволит России в комфортном для нее режиме перестроиться с поставок в Европу на поставки в Азию. Китайский рынок поглотит любые объемы газа: КНР потребляет около 3 млрд т угля (это эквивалентно 2,5 трлн куб. м природного газа, тогда как выпадающий экспорт в Европу – порядка 0,15 трлн куб. м), причем это только текущий уровень потребления, который будет расти. А ведь есть еще Индия и другие страны региона.
Прямо сейчас у России только один очевидный вариант по перестройке потоков газа – тянуть новую трубу в Китай. Но при этом возникает зависимость от одного крупного потребителя, что чревато «выкручиванием рук». Контрагент может потребовать не просто снизить цены, а опустить их до уровня операционных затрат и даже ниже, так как остановка добычи (в случае, если единственный контрагент откажется покупать газ) может обернуться для поставщика куда большими потерями, чем снижение цен.
Для того чтобы избежать такого развития событий, России необходимо довести Единую систему газоснабжения, которая заканчивается в районе Кузбасса, до восточного побережья. Нужно построить лишь две перемычки: между «Силой Сибири» и трубой Сахалин–Хабаровск–Владивосток (600 км) и от Кемерово до Ковыктинского месторождения (1200 км).
А от Ковыкты до Чаяндинского месторождения, ресурсной базы «Силы Сибири», газопровод уже есть, сейчас он в стадии пусконаладки. Новые трубы должны быть мощностью в 20–30 млрд кубометров, что даст возможность перенаправлять часть газа, от которого отказалась Европа, на Восток. И если на восточном побережье построить дополнительные СПГ-мощности, то в случае проблем с Китаем СПГ даст возможности альтернативных поставок. И как минимум усилит переговорную позицию с КНР.
Кроме того, дешевый (иначе он просто не добывается, и надо содержать добычную инфраструктуру) западносибирский газ может быть использован для газификации Приморского и Хабаровского края. Сейчас там используется дорогой газ с Сахалина, а это – упущенная выгода. А если перевести на газ дальневосточные угольные ТЭЦ, то улучшится их экономика и высвободятся мощности под экспортные поставки, которые более эффективны.
Еще больше новостей и яркого контента в нашем Telegram
Источник: itek.ru
Регион который получает сжиженный газ
Сжиженные углеводородные газы (СУГ) получают из попутного нефтяного газа. Это чистые газы или специальные смеси, которые могут быть использованы для отопления домов, в качестве автомобильного топлива, а также производства нефтехимической продукции.
ШФЛУ на ГФУ
Сжиженные углеводородные газы получают из широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), которую, в свою очередь, выделяют из попутного нефтяного газа (ПНГ).
Разделение ШФЛУ на составляющие ее компоненты — индивидуальные углеводороды — происходит на газофракционирующих установках (ГФУ). Процесс разделения похож на разделение ПНГ. Однако в данном случае разделение должно быть более тщательным. Из ШФЛУ в процессе газофракционирования могут получаться различные продукты.
Это может быть пропан или бутан, а также смесь пропан-бутана (ее называют СПБТ, или смесь пропана-бутана технических). СПБТ — наиболее распространенный вид сжиженных газов — именно в этом виде этот продукт поставляется населению, промышленным предприятиям и отправляется на экспорт. Так, из 2,034 млн тонн СУГ, реализованных «Газпром газэнергосеть» в 2012 году, на смесь пропан-бутана пришлось 41%, на бутан — треть поставок, на пропан — около 15%.
Также путем разделения ШФЛУ получают технический бутан и технический пропан, пропан автомобильный (ПА) или смесь ПБА (пропан-бутан автомобильный).
Существуют и другие компоненты, которые выделяют путем переработки ШФЛУ. Это изобутан и изобутилен, пентан, изопентан.
Как применяют сжиженные углеводородные газы
Сжиженные углеводородные газы могут использоваться по-разному. Наверное, каждому знакомы еще с советских времен ярко-красные баллоны с надписью пропан. Их используют для приготовления пищи на бытовых плитах или для отопления в загородных домах.
Также сжиженный газ может использоваться в зажигалках — туда обычно закачивают либо пропан, либо бутан.
Сжиженные углеводородные газы используются и для отопления промышленных предприятий и жилых домов в тех регионах, куда еще не дошел природный газ по трубопроводам. СУГ в этих случаях хранится в газгольдерах — специальных емкостях, которые могут быть как наземными, так и подземными.
По показателю эффективности пропан-бутан занимает второе место после магистрального природного газа. При этом использование СУГ более экологично по сравнению, например, с дизельным топливом или мазутом.
Газ в моторы и пакеты
Пропан, бутан и их смеси, наряду с природным газом (метаном), используются в качестве альтернативного топлива для заправки автомобилей.
Использование газомоторного топлива в настоящее время очень актуально, ведь ежегодно отечественным автопарком, состоящим из более 34 млн единиц транспортных средств, вместе с отработавшими газами выбрасывается 14 млн тонн вредных веществ. А это составляет 40% от общих промышленных выбросов в атмосферу. Отработавшие газы двигателей, работающих на газе, в несколько раз менее вредны.
В выхлопах газовых моторов содержится в раза меньше оксида углерода (CO) и в 1,2 раза меньше окиси азота. При этом по сравнению с бензином стоимость СУГ ниже примерно на
Рынок газомоторного топлива активно развивается. В настоящее время в нашей стране насчитывается более 3000 газовых заправок и более 1 млн газобаллонных автомобилей.
Наконец, сжиженные углеводородные газы являются сырьем для нефтехимической промышленности. Для производства продукции СУГ подвергаются сложному процессу, протекающему при очень высоких температурах — пиролизу. В результате получаются олефины — этилен и пропилен, которые затем, в результате процесса полимеризации, превращаются в полимеры или пластики — полиэтилен, полипропилен и прочие виды продукции. То есть используемые нами в ежедневной жизни полиэтиленовые пакеты, одноразовая посуда, тара и упаковка многих продуктов производятся из сжиженных газов.
Источник: www.gazprominfo.ru