При каком давлении природный газ будет сжиженным

Сжиженный природный газ

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 1 апреля 2019; проверки требует 51 правка.

Для этого термина существует аббревиатура «СПГ», которая имеет и другие значения: см. СПГ.

Сжи́женный приро́дный газ (СПГ) — 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.

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.

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)[1][2]. Не токсичен. Температура кипения −158…−163 °C. Современный СПГ состоит на 85-95 % из метана, а в остальные 5 % входят этан, пропан, бутан, азот[3]. 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.[4]

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 4,4 до 17 % (объемных)[источник не указан 810 дней]. Если концентрация менее 4,4 %, то газа будет недостаточно для начала возгорания, а если более 17 %, то в смеси будет слишком мало кислорода. Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.

Применение[править | править код]

Моторное топливо[править | править код]

Начиная с 1990-х годов появляются различные проекты использования СПГ в качестве моторного топлива на водном[5], железнодорожном и даже автомобильном транспорте, чаще всего с использованием переоборудованных газодизельных двигателей[6].

На судах СПГ как основной вид топлива используется как на грузовых, так и на пассажирских перевозках:

• первым грузовым судном стал контейнеровоз Isla Bella (спуск на воду 18 апреля 2015 года);
• первым пассажирским круизным лайнером на СПГ стал AIDAnova (спущен на воду 21 августа 2018 года)[7].

В России выпускается тепловоз ТЭМ19-001, работающий на СПГ[8][9]. В США и Европе появляются проекты по переводу грузового автомобильного транспорта на СПГ[10][11].

Разрабатываются ракетные двигатели, использующие в качестве топлива «СПГ + жидкий кислород» (данный вид двигателей имеет ряд преимуществ).

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[3][12]. 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[13], до 25 % от её количества, содержащегося в сжиженном газе.

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

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[14].

Технология сжижения

Процессы сжижения больших заводов СПГ[15]:

• AP-C3MR — Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• AP-X — Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• AP-SMR ( Mixed Refrigerant) — Air Products & Chemicals, Inc. (APCI)
• Cascade — ConocoPhillips
• MFC (mixed fluid cascade) — Linde
• PRICO (SMR) — Black & Veatch
• DMR (Dual Mixed Refrigerant)
• Liquefin — Air Liquide

Способы хранения и транспортировки[править | править код]

Танкер с СПГ прибывает в порт Бостона

Доставка СПГ — 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.[16]

Считается, что транспортировка газа в виде СПГ становится более экономичной по сравнению с трубопроводом на расстояниях более нескольких тысяч километров[17].

Страны-производители[править | править код]

В 2018 году странами — лидерами по поставкам (чистый экспорт) сжиженного газа были (в млрд м³):[18]

• Катар — 104,8;
• Австралия — 91,8;
• Малайзия — 33,0;
• Нигерия — 27,8;
• США — 26,3;
• Россия — 24,9;
• Индонезия — 20,8;
• Тринидад и Тобаго — 16,8;
• Алжир — 16,6;
• Оман — 13,6;
• Папуа-Новая Гвинея — 9,5.

Производство СПГ в России[править | править код]

На сегодняшний день доля России на мировом рынке СПГ равна 6 % от общего объема[19]. Экспорт СПГ в 2018 году вырос на 70 %, составив почти 26 млрд м³.[20]

В России первый завод СПГ был построен в 2009 году, в рамках проекта Сахалин-2, в посёлке Пригородное на юге Сахалина. Завод был запущен 18 февраля 2009 года. Оператор строительства и проекта «Сахалин-2» — «Сахалин Энерджи Инвестмент Компани». По результатам работы в 2010 году завод вышел на проектную производственную мощность — 9,6 млн тонн СПГ (что эквивалентно 13 млрд м³ газообразного природного газа)[21]. Пущена уже третья очередь завода (? на декабрь 2020 года 3 очередь завода до сих пор не запущена).

Ямал СПГ: компанией «Новатэк» (владелец контрольного пакета акций), совместно с французской «Total» и китайской «CNPC», реализован проект завода по сжижению природного газа на полуострове Ямал.

Новые стратегии России в сфере СПГ[править | править код]

Новая тактика России поможет увеличить объемы производства сжиженного природного газа и включить процесс производства в систему развития газотранспортной системы (ГТС). Россия будет использовать весь потенциал ГТС благодаря новой стратегии по использованию сжиженного природного газа (СПГ).

Производство СПГ планируется включить в стратегию развития газотранспортной системы. Благодаря этому все мощности ГТС можно будет задействовать для производства СПГ (газоперерабатывающие заводы Балтийский СПГ, Амурский ГПЗ, Дальневосточный СПГ и Владивосток СПГ).

Это увеличит эффективность всей системы. Согласно российской стратегии по СПГ до 2035 года, «Роснефть» намерена построить три проекта мощностью до 95 миллионов тонн в год. Благодаря этому Россия станет одним из лидеров производства СПГ. Похожие проекты разрабатываются и в других компаниях, например, в «Новатэке».

Развитая структура ГТС исполнит роль транспорта для сети СПГ-заводов, которые удобно разместить в местах с готовой инфраструктурой и рабочей силой и высоким спросом на готовую продукцию. Ведется строительство СПГ-завода «Сахалин-1» мощностью 6,2 млн. т. в Де-Кастри в Хабаровском крае (первая очередь «Дальневосточного СПГ»). Его продукция будет востребована в Японии благодаря географической близости двух стран.

«Роснефть» планирует инвестировать три СПГ-проекта общей стоимостью не менее $100 млрд. (Дальневосточного СПГ, Кара СПГ, Арктик СПГ-2).

Реализация всех трех СПГ-проектов позволит стать России одним из крупнейших производителей СПГ в мире наравне с «большой тройкой» (Катар, Австралия и США).[22]

Страны-потребители[править | править код]

Основными импортёрами СПГ в 2017 году были (в млрд м³/год):[18]

• Япония — 113,9;
• Китай — 52,6;
• Республика Корея — 51,3;
• Индия — 25,7;
• Тайвань — 22,5;
• Испания — 16,6;
• Турция — 10,9;
• Франция — 19,8.

На 2014 год 29 стран импортировали СПГ[23].

За последние десять лет мировой спрос на СПГ увеличился вдвое, составив в 2016 году 258 млн тонн.[24]

Каталог регазификационных терминалов сжиженного природного газа.

Импорт СПГ в западную 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 м³ 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 м³ в эквиваленте (15,3 % мирового рынка этого продукта). При этом крупные поставки осуществлялись в Испанию (13,2 млрд м³), Великобританию (10,5 млрд м³), Францию (9,7 млрд м³).

Одна из причин низкой активности европейских стран на рынке СПГ — его высокая стоимость, другая причина — давно отлаженные трубопроводные поставки газа из России. 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[25].

Польша планирует стать одним из газовых хабов Европы за счёт импорта СПГ, в основном из США и Катара. Импорт СПГ в Польше остается спорным, т. к. само государство на 50 % обеспечивает собственные энергетические нужды за счёт поставок трубопроводного газа из России. Польша — один из старейших покупателей российского газа, поставки не прерывались с 1944 года[26].

В октябре 2019 года глава немецкой энергетической компании «Uniper» Андреас Ширенбек оценил в перспективе дефицит газа на континенте, который может достичь 300 миллиардов кубометров в год. По его словам, нынешняя ситуация с СПГ на европейском рынке говорит об увеличении поставок, которые обеспечит в основном Россия. По его словам, альтернативных источников практически нет. Норвегия сделать это не в состоянии из-за истощения месторождений в Северном море, а Алжир снизил экспорт на 20 процентов и сдаёт позиции крупного европейского поставщика из-за повышения внутреннего спроса[27].

История[править | править код]

• 1912 год — построен первый экспериментальный завод, не использовался для коммерческих целей. В 1917 году в США был получен первый СПГ. Развитие трубопроводных систем доставки надолго отложило совершенствование этой технологии.
• 1941 год — в Кливленде (штат Огайо, США) впервые налажено масштабное производство сжиженного природного газа.
• 1944 год — первая и самая серьёзная по сей день катастрофа, унёсшая 128 жизней. Основной причиной катастрофы послужил неправильный выбор металла для танков.
• 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. Арзев (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 Марса-эль-Брега (сейчас Эль-Бурайка), 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[28].
• 2009 год — запущен первый в России завод СПГ, порт Пригородное (Корсаков, Сахалинская область, проект «Сахалин-2»), объём резервуаров 200 тыс. м³.

См. также[править | править код]

• Газовоз
• Регазификация сжиженного природного газа
• Сланцевый газ

Примечания[править | править код]

1. ↑ (недоступная ссылка с 10-11-2016 [1626 дней])Сжиженный природный газ Архивная копия от 31 августа 2009 на Wayback Machine
2. ↑ https://en.murmanshelf.ru/files/oil_seminar_2012/1_Overview.pdf#page=6
3. ↑ 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). Дата обращения: 10 ноября 2016.
4. ↑ Майорец М., Симонов К., 2013, с. 40.
5. ↑ Природный газ на водном транспорте, 1986.
6. ↑ Гайнуллин Ф. Г., Гриценко А. И., Васильев Ю. Н., Золотаревский Л. С. Природный газ как моторное топливо на транспорте. — М.: «Недра», 1986.
7. ↑ Первый лайнер AIDA на сжиженном газе спущен на воду, CruiseRadar (22 августа 2018). Дата обращения 6 сентября 2018.
8. ↑ Локомотив с американским сердцем.
9. ↑ На МЖД испытали тепловоз на сжиженном газе Архивная копия от 17 мая 2014 на Wayback Machine
10. ↑ Перспективы США: перевод грузового транспорта на природный газ (недоступная ссылка). Дата обращения: 16 мая 2014. Архивировано 17 мая 2014 года.
11. ↑ Сжиженный природный газ (СПГ) как альтернатива нефти в транспортном секторе
12. ↑ (недоступная ссылка с 10-11-2016 [1626 дней])Сахалинский завод СПГ Архивировано 31 октября 2009 года.
13. ↑ Сжиженный природный газ (СПГ), технологии сжижения — Техническая библиотека Neftegaz.RU. neftegaz.ru. Дата обращения: 5 ноября 2019.
14. ↑ Майорец М., Симонов К., 2013, с. 46.
15. ↑ Evaluation of LNG Technologies, University of Oklahoma 2008 Архивировано 29 декабря 2015 года.
16. ↑ Liquefied Natural Gas (LNG) value chain.
17. ↑ https://en.murmanshelf.ru/files/oil_seminar_2012/1_Overview.pdf#page=4
18. ↑ 1 2 BP istical Review of World Energy 2019
19. ↑ ЦДУ ТЭК. Стратегия роста. ЦДУ ТЭК. ЦДУ ТЭК (15.05.2019).
20. ↑ России удалось рекордно заработать на экспорте // Взгляд, 18 января 2019
21. ↑ (недоступная ссылка с 10-11-2016 [1626 дней])Проект «Сахалин-2» — последние достижения Архивная копия от 8 марта 2011 на Wayback Machine
22. ↑ В СПГ-стратегию вписали возможные проекты «Роснефти» почти на 100 млн т. РБК. Дата обращения: 5 апреля 2021.
23. ↑ [1]
24. ↑ [2] — подставить прямую ссылку
25. ↑ Сергей Кудияров. СПГ не пройдёт // Эксперт, № 35 (1041), 28 августа — 3 сентября 2017
26. ↑ Минчичова В.С. Перспективы получения Польшей статуса нового газового хаба Европейского Союза // Экономика и предпринимательство. — 2020. — № 7 (120). — С. 114-117. — ISSN 1999-2300.
27. ↑ Труба зовет: Европа потребовала больше газа из России. РИА Новости (20200224T0800+0300). Дата обращения: 25 марта 2020.
28. ↑ Майорец М., Симонов К., 2013.

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.

Ссылки[править | править код]

• Производство и экспорт СПГ в 2018 г. // Лента. Ру, 1 апреля 2019
• Мир на грани конца бума: от жидкого газа начали отказываться // РИА Новости, 23.02.2020
• СПГ выходит в море/// ГеоЭнергетика.ru, 02.07.2018

Источник