double arrow

Транспортировка сжатого природного газа

Результатом растущего энергопотребления и озабоченности проблемами защиты окружающей среды стал рост спроса на природный газ. Считается, что природный газ будет крайне важным энергоносителем по крайней мере в последующие 20-30 лет. В доказательство приведу некоторые цифры. По прогнозам МЭА (IEA) энергопотребление вырастет к 2030 г. на 60% по сравнению с 2002г., при этом динамичнее всего будет расти потребление газа – 87% по отношению к 2002г.

Около четверти мировых доказанных запасов природного газа находится в шельфовых месторождениях, эксплуатация которых нерентабельна из-за того, что они малы или находятся слишком далеко от берега. Реализация попутного газа нефтяных месторождений на шельфе в большинстве случаев невозможна по причине отсутствия необходимой инфраструктуры, поэтому его или сжигают, или закачивают обратно для поддержания пластового давления.

Конечно, если говорить о таком месторождении как Штокмановское в Баренцовом море, то прокладка трубопровода и последующее сжижение газа на берегу себя оправдывают,однако для большинства месторождений оказываются нерентабельными.

Учитывая складывающуюся ситуацию на мировом рынке энергоресурсов, освоение упомянутых выше запасов газа имеет стратегическое значение для всего мира в целом и России в частности.

О Концепции транспортировки сжатого природного газа

Концепция морской транспортировки сжатого природного газа (CNG – compressed natural gas) является альтернативой транспортировки сжиженного природного газа (СПГ) на расстояние до 3000 морских миль (рис. №1).

Газ перевозится на судне под высоким давлением и при температуре окружающей среды. Данная технология позволяет экономить на строительстве дорогостоящих заводов по сжижению газа, которые, как правило, располагаются на берегу моря, где земля представляет особую ценность. Она дает возможность более выгодно и безопасно для окружающей среды осваивать малые и средние шельфовые месторождения, а также попутный газ нефтяных месторождений.

Таким образом, основными преимуществами транспортировки CNG перед транспортировкой СПГ является то, что не надо строить дорогостоящие заводы по сжижению газа (около $1.5 млрд.), хранилища и заводы по регазификации ($500млн.). В роли хранилища выступает сам транспорт – судно (около $250 млн.), а газ закачивается с помощью компрессорной станции ($150-350 млн.), которая может быть установлена как на берегу, так и на самом судне. Чтобы окупить производство и транспорт СПГ необходимо крупное месторождение и его разработка в течение 25 лет. Контракты на такие проекты не заключаются в одночасье, а требуют серьезного анализа и напряженной работы многих специалистов.

Хранение CNG

CNG перевозится на судах при температуре окружающей среды (в среднем 15°С) и давлении 20 МПа (205 атмосфер), что уменьшает объем газа в 200 раз. При необходимости температуру можно уменьшить, тогда коэффициент сжатия увеличится.

Стоить отметить, что возможны несколько вариантов размеров судна. В зависимости от размера в судно можно будет погрузить до 30 млн. куб. м. газа. Если говорить о таком объеме природного газа, как 20 млн. куб. м., то это эквивалентно 100 тыс. куб. м. сжатого газа. Чтобы вместить такое количество, общий объем хранилища должен составить 150 тыс. куб. м. с учетом 66% эффективности, так как газ хранится в цилиндрах, которые сами по себе занимают определенный объем. В результате длина хранилища составит 130 м., а длина судна – 280 м. Вот только низковато получилась осадка судна – 13,5 м.

Более того, в настоящее время разработано несколько способов хранения газа на судне. В рамках концепции PNG норвежской Knutsen O.A.S. Shipping (рис. №2) газ хранится в 3600 вертикально расположенных цилиндрах диаметром 42 дюйма каждый. Данная технология подготовлена в соответствии с правилами, разработанными Det Norske Veritas (DNV) для перевозчиков сжатого природного газа. DNV - классификационное общество, которое совместно с судоходными компаниями разрабатывает проект перевозки сжатого газа в технологической части, а также условия безопасной транспортировки.

Альтернативой может стать технология хранения сжатого газа “Coselle”, разработанная канадской Cran & Stenning, которая предполагает использование цилиндров малого диаметра (6.625”), заключенных в «обоймы». В каждой «обойме» содержится 100 тыс. куб. м. газа и чтобы собрать груз, например, в 20 млн. куб. м. газа требуется 200 «обойм». Однако данное решение не удовлетворяет потребностям в плане конфигурации судна.

Кроме этого в качестве материала для изготовления труб разные производители предлагают использовать высокопрочную сталь, композитные сплавы или фибра пластик (FRP – fibre reinforced plastic). Пожалуй, последний наиболее привлекателен. Причины тому следующие:

· легкий вес (1/3 от стали);

· не подвержен коррозии;

· не разрывается в случае пробоя;

· устойчив к низким температурам (до -80°С);

· конкурентоспособная цена.

Система хранения и транспортировки сжатого газа с применением FRP, разработанная и запатентованная канадской Trans Ocean Gas (TOG), схожа с технологией “Cosselle” и представляет собой легко устанавливающиеся и извлекающиеся кассеты. В кассетах находится определенное количество вертикально расположенных пластиковых сосудов. Стенки кассеты изолируют сосуды от внешних воздействий и вибраций, но в то же время позволяют проводить постоянное наблюдение и инспектирование хранилища. Компания готова выдавать лицензии на использование своей технологии, что еще более распространит эту технологию и, соответственно, позволит уменьшить стоимость транспортировки газа с любого месторождения. В то же время DNV в настоящее время проводит освидетельствование данной системы, которое должно быть передано TOG к 3 кварталу 2006 года.

Погрузка/разгрузка

В соответствии с видом операций по погрузке и разгрузке были разработаны 2 типа судов: для погрузки/разгрузки в открытом море и на терминалах.

Наибольший интерес вызывает способ погрузки/разгрузки в море, принципиальное различие которого использование подводного стыковочного буя (рис. №3). Это средство многие годы применяется в нефтяном деле,отличается надежностью и безопасностью даже в очень ненастную погоду. В некоторых регионах мира это может быть приоритетным способом погрузки/разгрузки, вследствие политических рисков и социальной напряженности.

Компрессорную установку выгоднее оборудовать непосредственно на судне. Это позволит выпускать газ в трубопровод получателя без строительства компрессорной станции на терминале.

Безопасность

Как часть правил и требований для перевозчиков сжатого газа, DNV в 2002 году проводила комплексное исследование и анализ рисков и пришла к выводу, что транспортировка CNG безопасна и даже более безопасна по сравнению с СПГ.

Состояние грузосодержащей системы судна не зависит от перепадов температуры в атмосфере, то есть трубы, соединения, узлы не подвержены деформациям или повреждениям. Это происходит благодаря тому, что грузосодержащая система работает при максимальном давлении.

Проектировщики не изобретали колесо, а использовали то, что давно изучено и проверено на практике. За основу дизайна газовоза были взяты нефтяной танкер и контейнеровоз, а в грузосодержащей системе использовались принципы трубопроизводства. Характеристики этих технологий хорошо известны в морском деле. Дело в том, что можно даже не строить новых судов, а переоборудовать имеющиеся танкеры или контейнеровозы, что, естественно, значительно сократит расходы.

Опять же большой плюс к безопасности – возможность погрузки/разгрузки на значительном расстоянии от берега.

Экономика

При транспортировке СПГ суммарный процент потерь на сжижение, погрузку, транспортировку, выгрузку и разжижение составляет 15%, а при погрузке, транспортировке и разгрузке CNG теряется 5-8%. Весь цикл транспортировки CNG на маршруте, скажем, в 1000 мор. миль займет около 9 дней, не учитывая возможные трудности, связанные с непогодой: 3 дня на погрузку, на преодоление расстояния уйдет 2 дня и 2 дня займет разгрузка, плюс 2 дня обратно. За год судно сможет сделать 40 рейсов. Чтобы обеспечить бесперебойные поставки газа к потребителю нужно хотя бы 3 судна. При данном сценарии годовой объем поставок газа составит 3.6 млрд. куб. м., что хватит для снабжения электростанции мощностью примерно в 1500 МВт целый год.

Транспортировка CNG целесообразна на следующих маршрутах: из Сахалина в Корею, Японию, Китай; из Индонезии и Среднего Востока в Индию; из Северной Африки, Северного и Баренцевого морей в Европу; из Восточной Канады в Восточное побережье США; из Венесуэлы и Тринидада на Американское побережье Мексиканского залива и др.

Транспортировка CNG также может применятся в период стартовой разработки таких крупных месторождений, как Штокмановское.

В недалеком будущем «Газпром» может приступить к продолжению «Голубого потока» в страны Южной и Центральной Европы – создание Южно-Европейского газового кольца. В рамках этого проекта обсуждается возможность поставок газа по подводному трубопроводу в Израиль. И концепция CNG является здесь неплохой альтернативой с закачкой газа в судно на турецком берегу, на пример в Измире, и его отправлением на израильское побережье.

Стоит, конечно, помнить, что перевозка сжатого природного газа – это пока теория, а перевозка сжиженного газа относительно широко используется. Однако эта технология позволит заполнить брешь между трубопроводным транспортом газа и транспортировкой сжиженного природного газа.

Концепция транспортировки природного сжатого газа позволит разрабатывать небольшие месторождения и в обозримом будущем освоить новые рынки. В противном случае немалая доля мировых запасов газа будет просто утеряна. С позиции здравого смысла такое нерациональное отношение к ограниченным энергоресурсом в наши дни недопустимо в условиях постоянных природных катаклизмов, терроризма и нищеты во многих странах.

Рис. №1 «затраты на перевозки»

Рис. №2 «Система труб для сжатого природного газа»

Рис. №3 «Погрузочно-разгрузочные операции»


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: