Что такое СПГ. Объясняем простыми словами
Природный газ представляет собой смесь метана, этана, пропана и бутана с небольшим количеством более тяжёлых углеводородов и примесей. Точный состав газа зависит от места и способа его добычи. Чтобы получить СПГ, следует удалить некоторые примеси, сжать газ и охладить. Этот процесс проходит на так называемых ожижительных установках (заводах по производству СПГ).
После сжижения газ загружают в специальное судно-газовоз, которое отправляется к покупателю. Там на приёмном терминале проходит регазификация, при которой из 1 куб. м СПГ получается более 600 куб. м обычного газа. В процессе регазификации выделяются этан, пропан, бутан и пентаны. Их используют в качестве топлива и нефтехимического сырья.
В качестве топлива СПГ используют для пассажирского и грузового авто-, ж/д и водного транспорта, энергоустановок и автономной газификации потребителей. Сжиженный природный газ в качестве топлива называют выгодной и экологически безопасной альтернативой дизелю и бензину, потому что СПГ снижает износ деталей газового двигателя и уменьшает расход масла.
СПГ не имеет цвета и запаха. Он не горит, не вызывает коррозии, нетоксичен, а также не способен загрязнить почву или воду, потому что при контакте с ними быстро испаряется. Сам по себе СПГ не взрывоопасен (может сдетонировать только при испарении и контакте с огнём) и способен долго храниться.
Пример употребления на «Секрете»
«Из-за высоких цен на газ в Европе страны увеличили закупки сжиженного природного газа (СПГ). Это увеличило его стоимость для стран Азии, а после подняло цены на газ в США, импортёре СПГ».
(Из новости о рекордных ценах на газ, которые могут стать помехой для глобального восстановления экономики.)
Нюансы
В последние годы СПГ наращивает популярность в Европе, его потребление в странах Евросоюза растёт. Рынок СПГ развился настолько, что морские суда-газовозы способны конкурировать с газопроводами. Из-за экспансии СПГ в Европу до пандемии у «Газпрома» в этом направлении падали объёмы продаж и цены. Однако Россия тоже осваивает рынок СПГ, и ключевой отечественный игрок на нём — компания НОВАТЭК.
Ключевая особенность рынка СПГ — циклическое развитие. Стоимость СПГ может серьёзно меняться за короткие промежутки времени. Она зависит в том числе от ввода в эксплуатацию крупных заводов СПГ. По оценкам аналитиков, в последние годы рынок СПГ всё больше напоминает нефтяной, которому тоже свойственны волатильность и цикличность.
История
Превращать природный газ в жидкость начали пробовать ещё в начале XX века. Первый СПГ получили в США в 1917 году. Однако совершенствовать технологию стали гораздо позже. Только с середины 1960-х годов в мире началось промышленное производство СПГ.
В России первый СПГ-завод «Сахалин-2» начали строить по соглашению о разделе продукции при участии «Газпрома» в 2006 году. Он заработал в 2009-м. Вначале его мощность составляла 9,6 млн т в год, но к 2020 году увеличилась до 11 млн. На 2024–2026 годы запланирован запуск третьей линии, мощность которой составит 5,4 млн т. Вторым проектом стал построенный в 2017–2018 годах НОВАТЭКом «Ямал СПГ».
В России в настоящее время строят сразу два грандиозных по масштабу завода СПГ.
Сжиженный природный газ (СПГ). Технология сжижения, хранение, транспортировка
Сжиженный природный газ (СПГ, англ. Liquefied Natural Gas, LNG) – природный газ, искусственно переведенный в жидкое состояние для удобства хранения и транспортировки.
Преобразование СПГ обратно в газообразную фазу для потребительских нужд осуществляется на специальных регазификационных терминалах.
Использование природного газа в сжиженной форме позволяет оптимизировать хранение и предоставляет широкие возможности его транспортировки в труднодоступные районы, находящиеся вдали от основных артерий магистральных газопроводов. Многие страны, среди которых США, Франция, Бельгия, Южная Корея и другие, рассматривают сжиженный природный газ как перспективную технологию расширения импорта полезных ископаемых.
На 2018 год 42 государства импортируют СПГ. Основным импортером сжиженного природного газа является Япония – около 100% всего ввозимого в страну газа поставляется в сжиженном виде. На втором месте с небольшим отставанием расположился Китай. В Европе основные объемы закупают Испания, Турция, Франция, Италия, Бельгия.
СПГ – перспективный и развивающийся рынок. По данным специального отчета аналитиков Royal Dutch Shell (2018 год) на СПГ приходится около 40% мирового экспорта газа. В 2018 году экспортом природного газа в сжиженном состоянии занимаются 18 стран, в том числе и Россия. По оценкам Международного Энергетического Агентства к 2040 году поставки природного газа в сжижженой форме превзойдут объемы поставки газа традиционным трубопроводным транспортом.
В России на конец 2018 года функционируют два СПГ проекта: «Сахалин-2» и «Ямал СПГ», на очереди еще как минимум 5 крупных проектов.
Метод производства СПГ
Химический состав сжиженного природного газа
В отличие от природного газа, СПГ не содержит нежелательных примесей и воды, так как производится из уже подготовленного сырья.
Физические свойства СПГ
Сжиженный природный газ представляет собой бесцветную, прозрачную криогенную жидкость, не имеющую запаха. На открытом пространстве при нормальном давлении и температуре субстанция довольно быстро переходит в газообразное состояние.
Хранение СПГ
Для хранения природного газа в сжиженном состоянии используются специальные резервуары, которые могут быть как надземного, так и подземного типа. Резервуары подземного типа имеют цилиндрическую форму и выпуклую крышу. Надземные могут быть как цилиндрической, так и шарообразной формы.
СПГ резервуары имеют двойные стенки, между которыми размещается система изоляции, содержащая криогенную жидкость. Емкости изготавливаются из металлов и сплавов с низким коэффициентом теплового расширения.
Вокруг резервуаров сооружаются насыпи и обвалования для сдерживания возможных утечек при хранении. В случае подземного резервуара предусматриваются специальные стенки-замки в грунте и непроницаемый пропласток.
Считается, что подземные резервуары для хранения сжиженного газа более безопасны. Особенно это касается сейсмоактивных районов. Однако затраты на сооружения подземных резервуаров выше, чем для аналогичных надземных емкостей. Поэтому большинство емкостей для хранения сжиженного природного газа делают надземного типа, строго соблюдая при этом регламент безопасности.
Транспортировка СПГ
Сжиженный попутный газ транспортируется в специальных изотермических емкостях, устанавливаемых на суда и наземный транспорт.
В сжиженном состоянии газ доставляется в пункты регазификации. До конечного потребителя регазифицированный СПГ транспортируется по трубопроводу.
История
Первые попытки сжижения природного газа были предприняты в начале 20-го века и увенчались успехом в США в 1917 году. Однако примерно в это же время промышленники переключили внимание на транспортировку газообразных продуктов по трубопроводам, и развитие технологий сжижения было заморожено.
Следующая попытка производства СПГ была совершена в 1941 году также в США (Кливленд, штат Огайо), но промышленное производство сжиженного природного газа началось только с середины 1960-х годов. Первая трансконтинентальная транспортировка природного газа в сжиженном состоянии была осуществлена в 1959 году в рамках поставки продукта из США в Великобританию на модернизированном танкере времен Второй мировой войны.
Стремительное развитие рынка СПГ началось в 1990-х годах. А в период 2000 – 2018 гг. экспорт-импорт этого продукта вырос более чем в два раза.
В России первый завод по производству СПГ был заложен в 2006 году в рамках проекта «Сахалин-2». Ввод завода в эксплуатацию состоялся зимой 2009 года.
Секретный Проект «Газпрома» Что такое СПГ и зачем он российским газовикам
Мировое производство сжиженного природного газа развивается стремительными темпами. За последние 40 лет объемы продаж СПГ выросли в 110 раз и, как прогнозируется, будут увеличиваться на семь процентов ежегодно в последующие десять лет. Рынок развивается стремительно, но для России он относительно новый — большая часть экспортного газа доставляется до потребителей трубопроводами. В перспективы СПГ верят даже в «Газпроме», причем у российского газового монополиста на этом рынке появились конкуренты.
Сжиженный природный газ (СПГ) — это природный газ, сжиженный путем охлаждения до температуры минус 161,6 градуса по Цельсию. В итоге из 600 кубометров природного топлива получается один кубометр сжиженного. СПГ производится на специальных терминалах (заводах), которые располагаются в портах. С терминалов топливо закачивается в газовозы и отправляется в путешествие по морю. В пункте прибытия СПГ подвергается регазификации (процесс, обратный сжижению) и закачивается в трубопроводы, которые поставляют топливо конечному потребителю.
Основными преимуществами СПГ являются удобство хранения и транспортировки, а также возможность доставки в любую точку мира, если там есть регазификационный терминал. Принципиальным его недостатком являются возможность срывов поставок и большие затраты на строительство терминалов и газовозов. Впрочем, это достаточно спорный вопрос — сейчас нет возможности оценить, что дешевле: строить трубопроводы или СПГ-терминалы. В каждом конкретном случае инвесторы взвешивают все «за» и «против», после чего выбирают вариант поставок.
Например, для Японии — крупнейшего импортера СПГ в мире — сжиженный газ пока является безальтернативным источником поставок топлива. Токио пытается договориться с РФ о строительстве трубопровода, но российские газовики пока отказываются от проекта, ссылаясь на высокую сейсмическую активность в регионе.
Установка по сжижению природного газа
Изображение: Пресс-служба ОАО «Национальные газовые технологии»
СПГ-технологии почти не развивались до 60-х годов прошлого века, но с 1970 по 2011 годы продажи сжиженного газа в мире выросли с трех миллиардов до 331 миллиарда кубометров в год. Как ожидается, до 2020 года продажи СПГ будут расти на семь процентов в год. По данным банка Jefferies, за прошедшее десятилетие спрос на этот вид топлива вырос вдвое. В консалтинговой компании Eurasia Group считают, что мощности по производству СПГ вырастут с 372,5 миллиарда до 705 миллиардов кубометров в год.
Сжиженный газ позволяет подключить к рынку новых игроков, которые находятся далеко от потребителей. Сейчас крупнейшим экспортером СПГ является Катар. Первый его газовоз покинул порт на Ближнем Востоке в 1997 году; уже через девять лет страна обошла по объемам экспорта СПГ прежних лидеров — Индонезию, Малайзию и Алжир. Сейчас на Катар приходится около четверти мировых поставок СПГ (более 100 миллиардов кубометров в год). Впрочем, арабская страна рискует в скором времени утратить лидерство. Ее крупнейшему конкуренту — Австралии — пророчат мощный рывок: материковое государство может резко увеличить экспорт сжиженного газа и обойти Катар к 2020 году.
Несмотря на стремительный рост СПГ-индустрии, доля сжиженного газа пока не превышает десяти процентов от глобального спроса на газ, а импортом СПГ занимаются всего около двух десятков стран. Тем не менее инвесторы во всем мире признают, что вкладываться в строительство соответствующей инфраструктуры можно и нужно. Развивается отрасль, хоть и со скрипом, в том числе и в России. Большинство СПГ-проектов в стране пока существуют лишь в планах, и точно неизвестно, когда именно они будут реализованы.
«Газпром» и конкуренция
Сейчас в России работает только один СПГ-завод, построенный в рамках проекта «Сахалин-2», оператором которого является Sakhalin Energy Investment Company. Контрольный пакет акций этой компании принадлежит «Газпрому», хотя изначально проект разрабатывали иностранцы: Shell и японские Mitsui (12,5 процента) и Mitsubishi (10 процентов). Российская монополия вошла в «Сахалин-2» в 2006 году, а уже через три года на нем начал работу СПГ-завод. В 2010-м он вышел на проектную мощность в десять миллионов тонн в год (впоследствии мощность планируется нарастить в полтора раза). Около 65 процентов сахалинского СПГ покупает Япония, остальные объемы поставляются в Северную Америку и Южную Корею.
Еще один СПГ-терминал монополия планирует построить во Владивостоке к 2018 году. Его мощность, как ожидается, также составит десять миллионов тонн топлива в год. Газ с владивостокского завода будет поставляться в Азиатско-Тихоокеанский регион.
Танкер Cygnus Passage на терминале по отгрузке газа первого в России СПГ-терминала (проект «Сахалин-2»)
Фото: Сергей Красноухов / РИА Новости
Если «Газпром» рассматривает СПГ-рынок как еще одну дополнительную возможность расширения экспортных поставок, то для его российских конкурентов развитие сжиженного газа может стать своеобразным «глотком свободы». Дело в том, что сейчас в России действует монополия на экспорт газа: все добывающие компании должны сдавать газ «Газпрому», который по своим трубопроводам доставляет его зарубежным потребителям.
В схеме с СПГ экспортная монополия теряет смысл, ведь никаких газопроводов для доставки газа не нужно. Следовательно, производители газа могут получить от СПГ дополнительную выгоду, начав конкурировать с «Газпромом» вне страны. И хотя решений по частичной отмене монополии в правительстве пока не приняли, очевидно, что так или иначе конкурентам «Газпрома» возможность продавать газ самостоятельно дадут. Тем более что лоббированием этого вопроса занимается бывший вице-премьер, а ныне руководитель «Роснефти» Игорь Сечин.
Именно государственная «Роснефть» может стать конкурентом «Газпрома» на рынке СПГ. Нефтекомпания намерена построить завод по сжижению газа на Дальнем Востоке. По информации РИА Новости, терминал планируется возвести в порту Де-Кастри в Хабаровском крае, на берегу Татарского пролива. Глава компании Игорь Сечин заявлял, что мощность первой из трех очередей завода составит пять миллионов тонн в год, а его строительство необходимо завершить к 2019 году.
Другим конкурентом «Газпрома» является «Новатэк», который планирует совместно с Total построить завод по сжижению газа на Ямале ; французской компании принадлежит 20 процентов проекта. Терминал мощностью 16,5 миллиона тонн топлива в год будет сжижать газ с Южно-Тамбейского месторождения.
Раньше «Новатэк» и «Газпром» планировали работать на Ямале вместе. Два года назад конкуренты договорились о создании двух СП по разработке своих месторождений на Ямале и Гыдане. В рамках СП на Ямале планировалось организовать производство СПГ. В «Новатэке» отмечали, что проект ведется отдельно от совместного с французами «Ямал СПГ». В конце апреля этого года глава независимого производителя Леонид Михельсон заявил, что переговоры по СП с «Газпромом» нельзя назвать продуктивными. Представитель концерна Сергей Куприянов рассказал 25 апреля, что госкомпания рассчитывала получить 50 процентов, но «Новатэк» хотел оставить контроль за собой. По его словам, сотрудничество заморожено.
Возможно, именно под воздействием неудачи с «Новатэком», с одной стороны, и в связи с активными СПГ-планами «Новатэка» и «Роснефти» — с другой, «Газпром» решил, что и ему необходимо активизироваться в этой сфере. 23 мая глава концерна Алексей Миллер заявил, что в ближайшее время компания намерена заявить о «принципиально новом» российском СПГ-проекте. Деталей он не уточнил, но СМИ выяснили, что речь идет о возврате к планам строительства СПГ-терминала в порту Приморск (Ленинградская область).
Построить терминал в Приморске планировалось еще в 2004 году. Совместное предприятие «Газпрома» и судоходной компании «Совкомфлот» получило 270 гектаров земли под строительство завода. В 2007 году проект, названный Baltic LNG, признали нерентабельным, и «Газпром» отказался от него в пользу Штокмановского месторождения, судьба которого впоследствии оказалась под вопросом. В 2011 году новым собственником Baltic LNG стал «Сибур»; в 2013 году компания ликвидировала проект по неизвестным причинам.
Схема проекта «Сахалин-2»
По информации «Коммерсанта», «Газпром» решил реанимировать Baltic LNG в расчете на захват доли европейского СПГ-рынка, где пока лидирует Катар. Проект может принести «Газпрому» не только денежную выгоду, но и моральное удовлетворение — с его помощью российская компания может заставить работать на себя нормы Третьего энергопакета, направленного как раз против концерна. В соответствии с этим соглашением владельцы газопроводов должны предоставить доступ к ним третьим лицам. Энергопакет распространяется и на терминалы по регазификации, на которые, в свою очередь, может претендовать «Газпром».
Очевидно, что направлять сжиженный газ российской монополии имеет смысл в те страны, которые он не охватывает газопроводами, то есть речь идет, прежде всего, о Великобритании и части стран Южной Европы. Однако на юге «Газпром» планирует построить «Южный поток» (он, правда, не дойдет до Португалии и Испании), а к Великобритании хочет тянуть одну из ниток «Северного потока». Как коррелируют планы по строительству СПГ-завода и газопроводов, пока неизвестно.
В 2011 году РФ заняла восьмое место по объему экспорта сжиженного газа с долей в четыре процента. Если российским компаниям удастся выполнить намеченные планы, к 2020 году СПГ-мощности в РФ составят почти 57 миллионов тонн в год (76 миллиардов кубометров), то есть экспорт увеличится многократно, а СПГ займет существенную долю от всего экспорта газа. На пути СПГ может встать только время: если конкуренты России на мировом рынке введут в строй свои СПГ-мощности раньше, а США решатся на массовый экспорт топлива, для российского газа может попросту не остаться места.
Что такое сжиженный газ и где его используют
перевозка сжиженный газ
Если необходимо топливо доставить на удаленный объект, то в силу географических нюансов это часто выгоднее сделать не по трубопроводу, а в сжиженном виде. То есть, газ сжиженный упрощает доставку к удаленным объектам.
Что СПГ и СУГ собой представляют
При оптимальной температуре воздуха и нормальном давлении углеводороды пребывают в газообразном состоянии. Но, они переходят в жидкое состояние, если незначительно увеличивают давление (без смены температуры).
Сжижаемый искусственно природный газ (при температуре минус 160 градусов)легче хранить и транспортировать. Объем при этом в сравнении с исходным меньше в 600 раз.
В промышленных условиях также для процессов фракционирования НПГ, проходящих при низких температурах, пользуются природным сжиженным газом, из которого выделяют пропан, этан, бутан, газовый бензин и гелий.
Важно: В воздухе сжиженный газ растворяется, переходя в состояние газообразное. Если уровень концентрации достигнет 5-15%, и произойдет контакт с источником пламени, газ может воспламениться. Если же она меньше 5%, этого не произойдет.
Многие страны, среди которых Испания с Францией, Япония с Бельгией, Южная Корея, СПГ используют не первый год как один из основных источников энергоресурсов, нужный для промышленных нужд, используемый в коммунальных комплексах и в быту, на заводах нефтехимических и в качестве топлива для автомобилей.
Для систем газоснабжения России наибольший интерес представляет технический пропан, пары которого обладают хорошей упругостью. Благодаря этому из наполненного этим газом газгольдера или баллона легко отобрать необходимое количество паров даже при минусовых температурах, что позволяет такие емкости и в зимнее время размещать на улице.
Бутан, в сравнении с пропаном, является более дешевым. При его сгорании 4 атома углерода и 10 водорода в реакции участвуют, что говорит о большой тепловой способности. Но, упругость паров у бутана ниже, что не позволяет применять его при отрицательной температуре.
Также интерес представляет пропан-бутановая смесь. СУГ используют в быту и коммунальной сфере. В российских климатических условиях бесперебойное функционирование резервуарных установок невозможно обеспечить, если бутана в смеси содержится более 60%.
Внешний вид и свойства
Внешне такой газ выглядит как бесцветная жидкость, не имеющая запаха. Он не агрессивен, т.е. не приводит к коррозии. Плотность СПГ меньше вдвое плотности воды. В жидком состоянии он не горюч и не токсичен.
Важно: Чтобы довести субстанцию до исходного состояния, перед использованием газ сжиженный подвергают испарению без доступа кислорода (воздуха). Во время сгорания выделяются диоксид углерода (углекислый газ) и парводяной.
СПГ очень быстро испаряется, не оставляя на почве и воде никаких следов.
Основные технические характеристики
Температура кипения лежит в пределах 158-163 градуса Цельсия. Плотность газа различна на разных месторождениях. Она лежит в диапазоне 430-470 кг/м³. Кроме этого, она определяется давлением в месте проведения ее расчета, и температурой. Поэтому, переводя тонны газа в кубометры, говорят «примерно», т.е. 1 тонна СПГ равна примерно 1,38 тысячам метров кубических.
Стандартные значения этих параметров установлены Национальным институтом NISN. Для температуры – это 20 градусов Цельсия (293,15 К), для давления – 1 атмосфера (101,325 кПа).
Компонентный состав
Экологическое топливо
Сжиженный газ имеет достаточно большое октановое число и отличается высокими энергетическими показателями, что позволяет его использовать для заправки автомобилей. Не нанося вред экологии, использование этого топлива уменьшает расход масла и износ двигателя. Цена его ниже стоимости бензина. К тому же, сжиженные газы безопасны, а заправка производится на специализированных заправочных станциях. Это объясняет, почему его считают более экономичным топливом, чем бензин.
Технология получения СПГ
Сжижение газа происходит в несколько ступеней, на которых его сжимают в 5-12 раз, охлаждают и передают дальше.
На первом этапе из природного газа необходимо удалить воду, чтобы холодильное оборудование обезопасить от ее агрессивного воздействия, а также водород, а также гелий, соединения серы, азот и прочие примеси, для чего применяют абсорбционную глубокую очистку, пропуская смесь через молекулярное сито.
На последней ступени процесса как раз и происходит сжижение охлажденного газа. Процесс достаточно энергозатратный: энергии требуется до 25% от общего количества.
На современных производствах используют 2 технологических процесса:
Использование термодинамических схем дает возможность эффективность довести до 100%:
На современном рынке лидируют несколько таких технологий:
Оборудование, необходимое для производства СПГ
Транспортировка
На данное время к потребителю сжиженный газ доставляется одним из способов:
Производители
Основными странами, производящими сжиженный газ, являются по данным на 2009 год:
Среди импортеров СПГ первое место занимает Япония. Также газ закупают: Испания, США, Франция, Индия.
В России также имеются 2 действующих завода. Один из них — запущенный в 2009 году проект Сахалин-2. Контрольным пакетом владеет Газпром Совладельцами являются: 27,5% Shell, 12,5Mitsui, 10% — Mitsubishi.По итогам 2015 года годовое производство достигло 10,8 миллионов тонн, что больше проектной мощности на 1,2 млн тонн. К сожалению,из-за падения цен на мировом рынке экспорт в последние годы заметно снизился.
Другим значимым игроком в России является компания Новатэк (Ямал-СПГ).
Не остались в стороне и американцы: они в эксплуатацию ввели 5 терминалов для экспорта СПГ, общая мощность которых составляет 57,8 млрд. т/год. Понятно, почему между этими странами не первый год имеется жесткое противостояние.
Сферы применения
Важно: На заправочных станциях продают разные смеси для разных сезонов, которые отличаются процентным составом газовых смесей: в летней, например, бутана должно быть 60%, в зимней – 40.
С требованиями, касающимися сжиженных углеводородных газов, можно ознакомиться в ГОСТ 27578-2018.
Преимущества
