Диссертация (1172966), страница 10
Текст из файла (страница 10)
кубометров. По данным ведущих ученыхРГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, доказанные запасы газа, например,в Ямало-Гыданском регионе составляют 15-20 трлн. м3. [24] В настоящее времяразработка этих месторождений достаточно дорога и представляет большиетехнические трудности. Но здесь открываются возможности для применениязаводов СПГ на ОГТ, спроектированных для арктических условий, для работы вольдах.601.3 Малотоннажное производство СПГ: состояние и перспективы1.3.1 Современное состояние малотоннажного производства СПГМалотоннажное производство сжиженного природного газа занимает всеболее значительное место в структуре мировой индустрии СПГ. Это связано, впервую очередь, с расширением областей применения как непосредственноприродного газа, так и его жидкой формы – СПГ.
Кроме того, в общей структуремировойторговлисжиженнымприроднымгазомувеличиваетсядолямежрегиональной торговли СПГ в малых объемах. Пример – поставки СПГ смалотоннажного завода Nordic LNG в Норвегии на малотоннажный приемныйтерминал Nynäshamn в Швеции.За последние годы снижение цен на нефть, а вслед за этим и на природныйгаз, сделало нерентабельным реализацию целого ряда проектов крупнотоннажныхзаводов СПГ.
Самый дорогой рынок – Азиатско-тихоокеанский – просел болеечем в 2 раза: цены на СПГ в Японии по сравнению с 15,75 долларов за миллионбританских тепловых единиц (млн. БТЕ) в 2014 году (что соответствует 805,61долларов за тонну СПГ или 630 долларов за 1000 м3 газа) составили в мае 2018года 7,2 доллара за млн. БТЕ (что соответствует 368 долларов за тонну СПГ или288 долларов за 1000 м3 газа). Приостановлены проекты в Австралии, США,Канаде и других странах.Наличие крупных месторождений газа и желание добывающих компанийлюбыми средствами вовлечь их в разработку вынуждает менеджмент компанийпересматривать стратегию и искать решения, снижающие финансовые риски.
Так,для добывающих компаний в условиях низких цен на природный газ все болеепривлекательными становятся проекты малотоннажных заводов СПГ. Для этогосуществует несколько причин.Во-первых, капитальные вложения в малотоннажное производство СПГ вабсолютном исчислении значительно меньше, чем в крупнотоннажный завод.Строительство большого количества малотоннажных установок в Китае61продемонстрировало более низкие значения удельных капитальных затрат: 500долларов на тонну производимого СПГ по сравнению с 1500 долларов, типичныхдля крупнотоннажного завода.
Следовательно, для малотоннажного проекта болеереально получить финансирование.Во-вторых, срок строительства малотоннажного завода меньше, чемкрупнотоннажного. Установку СПГ производительностью до 1 млн. т в годможно построить за 1-3 года, в то время как средний срок строительствакрупнотоннажного завода СПГ составляет 5 лет.В-третьих, у малотоннажных проектов более короткий срок окупаемости.По данным аналитиков компании BTIG (Нью-Йорк), проект стоимостью 2,5 млрд.долларов может окупиться за 3-5 лет, тогда как срок окупаемости проекта в 60млрд. долларов может составить 12-15 лет. [25]Производственно-сбытоваяцепьмалотоннажногоСПГявляетсяотражением производственно-сбытовой цепи крупнотоннажного СПГ и включаетпроизводство СПГ, транспортировку, хранение, регазификацию СПГ, но при этомявляется более разветвленной, так что можно говорить не о цепи, а о сети(рисунок 1.16).Какотмечалосьвыше,производительностьмалотоннажныхтехнологических линий обычно не превышает 1 млн.
тонн в год. В настоящеевремя существуют установки производства СПГ, например, для снабжениятопливом железнодорожных локомотивов или автогазозаправочных станций,производительность которых составляет от 3 до 200 тыс. т в год. Сырьем длясредне- и малотоннажных производственных комплексов может служить:− подготовленный газ из магистральных газопроводов;− природный газ малых и средних месторождений;− попутный газ нефтяных месторождений с высоким газовымфактором;− газ, образующийся в процессе дегазации угольных пластов.62Рисунок 1.16 – Производственно-сбытовая цепь малотоннажного СПГ(Источник: составлено автором)Газ, поступающий на установку производства СПГ, подвергается очистке откислых компонентов и осушке прежде, чем он поступит на узел сжижения.
Вмалотоннажном производстве СПГ доминируют адсорбционные процессыочистки и осушки природного газа на цеолитах. Встречаются также мембранныепроцессы очистки от СО2 и физическая абсорбция полиэтиленгликолем с цельюснижения содержания углекислого газа, этана и более тяжелых углеводородов.[26, 27]В малотоннажных технологических процессах сжижение природного газаосуществляется двумя способами.
В первом случае, как и в крупнотоннажныхпроцессах, используется внешний источник охлаждения в виде замкнутыххолодильных циклов с использованием хладагентов. Во втором случае рабочим63телом холодильного цикла является непосредственно поток или часть потокаприродного газа, которые подвергаются последовательному сжатию, охлаждениюи расширению в одну или несколько ступеней.
Холодильный цикл в этом случаеявляется открытым. Также может быть использована комбинация этих двухспособов.КлассификациятехнологическихпроцессовмалотоннажногоТехнологии сжижения природногогазапроизводства СПГ представлена на рисунке 1.17.Однопоточные циклы (безпредварительного охлаждения)С использованиемвнешнего источникаохлажденияЦиклы с использованиемпредварительного охлажденияДроссельные и дроссельно-эжекторныециклы высокого давленияДетандерные циклыС расширением частипотока природногогазаЦиклы с вихревой трубойКомбинированныеЦиклы с волновыми криогенераторамиРисунок 1.17 – Классификация технологических процессов малотоннажногопроизводства СПГ(Источник: составлено автором)Как и при выборе крупнотоннажного технологического процесса, привыборе малотоннажной технологии руководствуются теми же принципами:термодинамическаяэксплуатационныеэффективность,затраты.Вбезопасностькачествеитеплообменногоминимальныеаппаратавмалотоннажных процессах используются как спиральновитые, так и, в большейстепени, ребристо-пластинчатые теплообменники.Малотоннажные заводы СПГ строятся по модульному принципу: все64оборудование собирается на заводе-изготовителе в нескольких модулях, илиблоках, готовых к отправке, и по прибытии на место монтируется в кратчайшиесроки для запуска в эксплуатацию.СПГ с малотоннажных установок может перевозиться как по морютанкерами СПГ грузовместимостью до 30 000 м3, так и по суше, вжелезнодорожных или автоцистернах.
К примеру, завод Nordic LNG в Норвегии(запущен в 2010 году) при производительности 300 000 тонн в год имеетпоблизости автодорогу и причал для небольших СПГ-танкеров.Технические аспекты наземного и воздушного транспорта СПГ ужеосвещались в работах [28] и [29]. По мнению их авторов, наиболееуниверсальным и перспективным способом перевозки сжиженного природногогаза наземным путем является транспортировка в криогенных контейнерцистернах,которыемогутсвободноперегружатьсясавтоприцеповнажелезнодорожные платформы или на речные суда. Конструкции контейнерцистерн разработаны в Англии, Германии, США. Контейнеры изготавливаютсякак в горизонтальном, так и в вертикальном исполнении.
В России существуетразработка контейнер-цистерны КЦМ-25/1,6 компании ОАО «Уралкриомаш».Основными преимуществами транспортировки СПГ в контейнер-цистернах,по мнению авторов работы [28], является возможность перевозки различнымивидами транспорта, включая автомобильный, железнодорожный, водный илиавиацию, сокращение времени перевозки и транспортных затрат, простотапогрузки и уменьшение затрат на погрузочно-разгрузочные работы.В свете перспективного освоения малых месторождений природного газа игазификации удаленных районов России наиболее перспективным способомгазоснабжения является доставка газа в сжиженном виде в контейнер-цистернахавтомобильным, речным или комбинацией этих видов транспорта. Особенно всвете того, что удаленные районы России, как правило, обладают хорошоразветвленной речной сетью.В настоящее время рассматриваются способы доставки СПГ по воздуху:грузовыми самолетами, экранопланами или дирижаблями. [30] По данным работы65[29], опыт доставки сжиженных нефтяных газов в баллонах с помощью авиации вРоссии имеется.
Но доставка СПГ авиацией является самым дорогим видомтранспорта сжиженных газов.В 80-х годах прошлого века изучался вопрос транспортировки СПГ помагистральным криогенным газопроводам [31, 32], но до сих пор этот видтранспортировкинедостаточноразработаниявляетсяэкономическинеоправданным.Малотоннажные регазификационные установки, как правило, представляютсобой емкости для хранения СПГ и воздушные испарители.Среди средне- и малотоннажных производственных комплексов установкидля покрытия пиковых нагрузок газопотребления отличаются техническимиособенностями. Исторически малотоннажное производство СПГ возникло вформе установок для покрытия пикового спроса на природный газ (Peak ShavingPlants).
Известно, что потребление газа в течение года не является равномерным.Летом его потребляют меньше, зимой – больше. Причем зимой потребность в газев несколько раз выше, чем летом. Задачу выравнивания кривых спроса ипредложения призваны решать производственные комплексы для покрытия«пиковых» нагрузок газопотребления. В течение периода низкого спроса на газего излишки поступают из магистрального газопровода, сжижаются и хранятся визотермических резервуарах. В период «пикового» спроса, когда запасовподземных хранилищ газа не хватает, СПГ регазифицируют и подают обратно вгазопровод. Таким образом, данный вид производственных комплексов сочетает всебе как производственные, так и регазификационные установки.Установки для покрытия пикового спроса на природный газ отличаютсямалой производительностью по сжижению (до 1 млн.
т в год), большимиобъемами хранения СПГ (до 200 тыс. м3 СПГ в 1-2 изотермических резервуарах) ибольшой производительностью по испарению (до 40 тыс. м3 СПГ в сутки).В отличие от крупнотоннажного производства СПГ, производственносбытовая цепь малотоннажного СПГ может исключить производственнуюустановку и начинаться с берегового приемного терминала. Такую цепь успешно66организовали в Швеции, где в 2011 году был построен первый на Балтийскомморе малотоннажный приемный терминал. Швеция не является производителемСПГ, а покупает его у Норвегии, с малотоннажного завода Nordic LNG.Приемный терминал включает причал со стендерами для малотоннажных судов,изотермический резервуар объемом 20 тыс.
м3 СПГ, наливную эстакаду инебольшую установку повторной конденсации испарившегося газа. На приемныйтерминал СПГ поставляется специально построенными танкерами объемом до15 000 м3. Из резервуара СПГ подается прямо на наливную эстакаду для загрузкив автоцистерны, и уже при помощи автоцистерн СПГ распределяется по стране:на крио-АЗС (автозаправочные станции с СПГ) и на комплексы регазификации.В последнее время в мире усилилась тенденция перевода транспортныхсредств на газомоторное топливо, в том числе, на СПГ. Это связано сухудшающейся экологической обстановкой, с принятием международныхконвенцийпоконтролюзазагрязнениямиссудов,железнодорожныхлокомотивов и автотранспорта.
Те требования, которые выдвигаются этимиконвенциями, можно удовлетворить только переводом двигателей на КПГ(компримированный природный газ) или СПГ. Причем, СПГ является болеечистым топливом, чем КПГ, вследствие применения технологических процессовочистки природного газа перед сжижением.Растущий сектор газомоторного топлива может внести изменения вструктурумировойторговлиСПГ. Все больший интерес представляетстроительство средне- и малотоннажных установок по всему миру с цельюпроизводства топлива. СПГ из компактной формы хранения и транспортировкистановится самостоятельным товаром. Автопроизводители по всему мируразрабатывают топливные системы и криогенные топливные баки, использующиесжиженный природный газ при низких температурах. Для транспорта насжиженном природном газе создается заправочная инфраструктура, включающаясеть крио-АЗС, заправочные комплексы для железнодорожных локомотивов ибункеровки судов.67Примером могут служить такие страны, как Китай, Испания, Норвегия,Швеция, Аргентина и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
