Сжиженный природный газ. Зачем он нужен и как его производят

Природный газ необходим многим людям для нормальной жизни. Он широко применяется в многоквартирных и частных домах для отопления, приготовления пищи и подогрева воды, используется как топливо для котельных и ТЭЦ. Чаще всего его доставляют до потребителей напрямую по трубам, однако проложить коммуникации можно далеко не везде. А что, если газ сделать жидким? Да, это достаточно сложно, но объем при этом уменьшится в 600 раз, и тогда его можно будет отправить даже в отдаленные от месторождений и хранилищ районы. Как происходит это самое сжижение и каким образом вещество перевозят — в нашем материале.

Природный газ в своем естественном агрегатном состоянии занимает огромные объемы и чаще всего хранится под землей в горных породах, а затем уже оттуда напрямую по трубам доставляется до потребителя. Однако есть районы, куда невозможно протянуть коммуникации. И единственный способ доставить туда газовое топливо — сделать его жидким.

При сжижении природный газ охлаждают до -160 градусов по Цельсию, в результате его объем уменьшается в 600 раз. В таком виде, поддерживая нужное давление и температуру, его можно транспортировать в любую точку, а уже там регазифицировать и использовать по назначению.

Стоит отметить, что сжиженный газ — это вещество без цвета и запаха. По большей части в его составе присутствует метан. Он нетоксичен и негорюч, на открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние. Как только газ смешивается с воздухом, он становится взрывоопасным и при концентрации от 4,4% до 17% может воспламениться.

Применение СПГ:

• Сжиженный природный газ нужен для отопления коммунальных и промышленных помещений, которые находятся далеко от магистрального газопровода. Для этого после транспортировки его возвращают в газообразное состояние на специальных установках, а затем отправляют потребителям.

• Почти все виды транспорта работают на газовом топливе: автомобили, корабли и поезда. Его также используют на производстве для станков и других механизмов.

• СПГ необходим для покрытия нагрузок магистралей в пиковый период, например, зимой, когда потребление увеличивается.

Процесс производства сжиженного природного газа очень дорогой. Как минимум, необходимо построить специальный завод. При этом в процессе сжижения теряются до 25% первоначального объема: то есть, на каждые 3 тонны СПГ вам придется израсходовать 1 тонну вещества. Однако природный газ очень востребован на мировом рынке, поэтому все окупается.

Как же происходит само сжижение? Для начала газовую смесь подготавливают: удаляют ненужные примеси, в том числе воду, гелий, водород, азот и т. д. Обычно для этого используют так называемые «молекулярные сита» — однородные кристаллические песчинки, способные впитывать влагу.

На втором этапе подготовки из смеси убирают тяжелые углеводороды, на выходе объем примесей составляет не более 5%. После этого газ начинают охлаждать.

Сам процесс сжижения происходит ступенчато. На каждом этапе газ сжимается в 5–12 раз, потом охлаждается и отправляется на следующую ступень. Непосредственно переход из газообразного состояния в жидкое происходит после последней стадии сжатия. Важно добавить, что сжиженный газ хранится только при определенном давлении и температуре в специальных криоцистернах.

Транспортировка также происходит с соблюдением этих условий на специальных морских суднах (газовозах) или специальных автомобилях. По прибытию на место сжиженный газ перекачивается в хранилище на суше или в плавучие установки.

Если речь идет об использовании СПГ в отопительной системе, то после транспортировки вещество подвергается процедуре регазификации: с помощью специального оборудования его нагревают, от чего жидкость испаряется, превращаясь обратно в газ. После его подают в газораспределительную систему, а затем по трубам доставляют конечному потребителю.

В последнее время считается, что транспортировать сжиженный газ гораздо экономичнее, чем прокладывать магистрали на расстояния в тысячи километров.

Россия входит в десятку мировых экспортеров сжиженного природного газа. В 2021 г. сжиженный газ поставлялся в 22 страны, основные покупатели — Япония, Китай и Франция. В нашей стране есть два оператора — это проект Сахалин-2 и Ямал СПГ. Их суммарный доход за прошлый год составил более $7,3 млрд.

Сахалин-2 (Газпром)

Нефтегазовый проект, реализуемый на острове Сахалин. Его оператор — Сахалин Энерджи, где 50% + 1 акция принадлежат Газпрому, 27,5% – 1 акция — Shell, 12,5% — Mitsui и 10% — Mitsubishi. Проект включает три нефтегазодобывающие морские платформы, порт «Пригородное», терминал отгрузки нефти, а также первый в России завод по производству СПГ с проектной мощностью 9,6 млн тонн в год.

Сам завод был запущен 18 февраля 2009 г. на юге Сахалина. Включает в себя две технологические линии, на которых осуществляется подготовка и сжижение газа по технологии, специально разработанной концерном Royal Dutch Shell для максимально эффективного производства в условиях холодных сахалинских зим.

При этом вся инфраструктура расположена в зоне повышенной сейсмической активности — там часто происходят землетрясения. Поэтому во все объекты, в том числе и в завод СПГ, заложен запас прочности, чтобы конструкция могла выдержать нагрузки без повреждения и отказов оборудования.

Ямал СПГ (НОВАТЭК)

Проект Ямал СПГ включает в себя завод по сжижению природного газа, аэропорт, а также морской порт, построенный специально для доставки газа в страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Контрольный пакет акций 50,1% принадлежит НОВАТЭКу, 20% — концерну Total, 20% — CNPC и 9,9% — китайскому Фонду шелкового пути. Вероятные запасы месторождения в этом регионе составляют 926 млрд куб газа.

В ноябре 2017 г. началось производство СПГ. Правда, первую партию не продали, а использовали там же для технологических целей. Спустя месяц заработала первая линия завода, произведенная партия сжиженного газа отправилась в Великобританию.

Весной 2018 г. НОВАТЭК запатентовал собственную уникальную технологию сжижения — «Арктический каскад». Суть заключается в том, чтобы использовать суровые климатические условия Заполярья в производстве СПГ: холодный воздух участвует в процессе сжижения. Ее используют на четвертой производственной линии, запущенной в мае 2021 г. Также Ямал СПГ получил одобрение экспертизы о том, что с 1 по 3 очереди могут работать на 120% от проектной мощности — за счет этого производительность завода значительно увеличилась.

СПГ в мире

Мировой рынок сжиженного природного газа в 2021 г. вырос до 392 млн тонн, после падения в 2020 г. из-за пандемии, пишет Интерфакс. При этом Австралия стала крупнейшим экспортером СПГ (80 млн тонн), на второе место опустился Катар (почти 78 млн тонн), на третьем — США (70 млн тонн). Тройка лидеров поставила около 60% от общего объема сжиженного газа в 2021 г. Россия также входит в десятку с показателем 3 млн тонн.

Крупнейшей страной-импортером стал Китай, сменив Японию. Третьим по величине импортером оказалась Южная Корея. При этом Европа остается масштабным регионом по импорту СПГ, однако по итогам 2021 г. поставки сокращены на 6%.

Импорт в азиатские страны увеличился за счет постпандемийного восстановления и большого объема закупок со стороны китайских потребителей.

Важная деталь — цена на сжиженный природный газ разная в разных регионах планеты, иногда она отличается кратно. Все зависит от размера ценовой премии, то есть добавленной части стоимости, которую потребители готовы переплатить за то, чтобы купить именно этот товар. Она формируется из совокупности нескольких факторов, в их числе логистические затраты, объем, близость к источнику и т. д.

• Первые попытки сжижать газ в промышленных целях предпринимались еще в начале XX века. В 1917 г. в США получен первый СПГ, однако несколько десятилетий технологию не использовали. Промышленных масштабов производство сжиженного природного газа достигло лишь в 1960-х гг.

• СПГ используется как основной вид топлива и на грузовых, и на пассажирских судах. В апреле 2015 г. на воду был спущен Isla Bella — первый грузовой контейнеровоз, работающий на сжиженном газе. В августе 2018 г. начал свою работу первый пассажирский круизный лайнер на СПГ AIDAnova.

• Резервуары под сжиженный природный газ на Ямал СПГ раскрашены как огромные банки сгущенки . «Разве сжиженный природный газ не является сгущенной смесью?» — сказала дизайнер проекта Таисия Спирина.

• В ноябре 2021 г. в Африке у берегов Мозамбика спущен на воду плавучий завод по производству СПГ. Он должен заработать уже в этом году.

• Газгольдеры — это специальные контейнеры для хранения сжиженного газа. Их используют как в личных, так и в промышленных целях. Однако даже после отработки им находят применение. Например, в Санкт-Петербурге с 2017 г. работает планетарий с самым большим куполом в мире (37 м), он расположен в бывшем газгольдере.

• Творческое объединение Газгольдер, который сейчас возглавляет российский рэпер Баста, получило свое название из-за расположения — штаб-квартира находится в здании ранее заброшенного газового московского завода Арма, построенного в XIX в.

Читайте также: Пещеры, шахты или бочки? Где хранят природный газ и что такое ПХГ

Больше полезной информации для инвесторов вы найдете на BCS Express.