Что такое СПГ – Газпром СПГ технологии

Сжиженный природный газ (СПГ) — природный газ, преимущественно метан, переведенный в жидкое состояние путем конденсации при криогенных температурах. При атмосферном давлении температура конденсации природного газа составляет порядка −161,5 °С. В процессе сжижения природного газа происходит уменьшение его объема ориентировочно в 600 раз. СПГ представляет собой нетоксичную жидкость с относительно высокой массовой теплотой сгорания.

Производство СПГ

Малотоннажное производство СПГ осуществляется на комплексах по сжижению природного газа (КСПГ), предназначенных для приёма из газотранспортной системы, коммерческого учёта, предварительной подготовки и осушки природного газа, сжижения природного газа и дальнейшего отпуска СПГ потребителю. Типовая производительность малотоннажных КСПГ в среднем составляет менее 10 т/ч СПГ.

Существуют различные технологии производства СПГ, на территории РФ функционируют КСПГ, работающие по циклам высокого давления с применением компрессора и холодильной машины; среднего давления с применением турбодетандерных агрегатов; полного сжижения с внешним закрытым азотным циклом.

С учетом особенностей газотранспортной системы России, в частности наличием газораспределительных станций с большим перепадом входного и выходного давлений, перспективным является устройство КСПГ на ГРС по циклу среднего давления с применением турбодетандерных агрегатов.

Природный газ поступает на КСПГ по отводу от газопровода высокого давления, расположенному до объекта редуцирования газа. Производится коммерческий учет расхода газа через КСПГ, его фильтрация от механических примесей и отделение капельной жидкости. Далее газ поступает в блок комплексной очистки, где происходит удаление воды, диоксида углерода и других примесей перед подачей газа в технологическое оборудование.

Очищенный газ последовательно охлаждается в теплообменных аппаратах криогенного блока, дросселируется и направляется в сепаратор, где происходит разделение полученной парожидкостной смеси. Часть природного газа пропускается через детандерные агрегаты, где газ совершает работу на лопатках турбины, которая может быть использована для генерации электроэнергии на собственные нужды; при расширении газ охлаждается, и его холод рекуперируется в блоке сжижения.

Произведенный СПГ отводится на хранение либо отгрузку потребителю, а неожиженная часть потока газа возвращается в газопровод низкого давления.

Принципиальная блок-схема работы КСПГ по циклу с применением турбодетандеров

Особенностью выбранной технологии является необходимость наличия потребителя газа низкого давления для осуществления сброса неожиженной в технологическом процессе части газа. К преимуществам данной технологии относятся низкие эксплуатационные расходы КСПГ, минимальное энергопотребление основного технологического блока и энергетическая автономность за счет генерации энергии на собственные нужды.

Сферы применения СПГ

Существуют различные направления использования СПГ:

• В качестве газомоторного топлива на крио-АЗС и экипировочных пунктах. КПГ, получаемый путем регазификации СПГ, является наиболее востребованным ресурсом для легкового автотранспорта и с/х техники, а СПГ – для пассажирского и грузового авто-, ж/д- и водного транспорта.

• В качестве топлива энергоустановок предприятий и отдельных объектов энергетики, топлива хозяйственно-бытовых нужд населения. Для автономной газификации потребителей СПГ доставляется до СПХР (систем приема, хранения и регазификации), где проходит через процесс регазификации перед дальнейшей подачей по трубопроводам.

Отдельно необходимо отметить потенциал СПГ в качестве источника:

• Тепловой энергии при сжигании топлива;

• Холода, который может быть рекуперирован для хозяйственных нужд;

• Электрической энергии, которая может быть получена при производстве СПГ на перепаде давления газа и при его регазификации.

Преимущества СПГ перед традиционными видами топлива

СПГ имеет ряд коммерческих, экологических и энергетических преимуществ перед традиционными видами топлива при применении как в качестве моторного топлива, так и топлива энергоустановок.

Более высокие показатели массовой низшей теплоты сгорания топлива и коэффициент полезного действия энергетического оборудования

Снижение количества вредных выбросов в атмосферу

Меньшая стоимость топлива и экономия на топливных затратах

Увеличение срока службы оборудования вследствие чистоты топлива

Перспективы использования СПГ в качестве моторного топлива на транспорте

Ж/Д транспорт

Грузовой транспорт

Общественный транспорт

Речной транспорт

Эксплуатационные преимущества СПГ по сравнению с мазутом в качестве котельного топлива

• Уменьшение энергетических затрат на разогрев и рециркуляцию мазута

• Сокращение эксплуатационных расходов на сложное топливное хозяйство

• Повышение уровня автоматизации технологических процессов и автономности производственных объектов

• Сокращение негативного влияния топлива на активность процессов коррозии и эрозии оборудования

• Отсутствие необходимости очистки камер сгорания, горелок, дымовых труб

Секретный Проект «Газпрома» Что такое СПГ и зачем он российским газовикам: Ресурсы: Экономика: Lenta.

ru

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.

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.

Все о природном газе | ИФПЕН

Как и нефть, природный газ является ископаемым источником энергии, который также является результатом разложения органических материалов на дне океана. Одной из специфических характеристик газовой цепочки является транспорт, являющийся важным звеном, который из-за высоких затрат оказывает большое влияние на разработку природного газа.
 

• Из чего состоит природный газ?
• Как добывается природный газ?
• Как транспортируется природный газ?
• Для чего используется природный газ?
• Нетрадиционные газы
• Эволюция цен на природный газ и контрактов
• Разработка возобновляемого природного газа​​​​​
       
   

Из чего состоит природный газ?

Основным составным элементом природного газа является метан. Метан представляет собой углеводород, содержащий один атом углерода и четыре атома водорода . Для того чтобы природный газ можно было использовать, может потребоваться его очистка (удаление большей части кислот, двуокиси углерода и сероводорода) и отгонка (удаление тяжелых газовых фракций). В любом случае его нужно обезвоживать. Целью всех этих операций является устранение примесей, присутствующих в газе при его выходе из скважины.
 

Собственные свойства природного газа
Эти свойства в основном связаны с его высокая энергоэффективность и экологические преимущества : при его сгорании не выделяются частицы пыли, мало двуокиси серы (SO ₂ ), мало двуокиси азота (NO ₂ ) и меньше двуокиси углерода (CO ₂ ), чем у других ископаемых энергии. Более того, объем, который он занимает, можно уменьшить, сжижая его. В основном состоит из метана, он бесцветен и не имеет запаха, но «одорирован», чтобы его можно было обнаружить.

Как добывается природный газ?

Двойная энергия нефти, ее добыча проходит через аналогичные этапы: поверхностное наблюдение для признаков ее присутствия, подземная оценка, сейсмическая оценка и бурение. Более того, природный газ часто находится в тех же местах, что и нефть, и обратное тоже верно. В связи с ограничениями, связанными с транспортировкой, и отсутствием закрытого рынка наиболее важный вопрос, прежде чем принимать решение о разработке нового газового месторождения, касается наличия выхода для объемов добычи.

 

Добыча, производство и обработка, 3 основных этапа

Как и нефть, природный газ можно добывать на суше или в море. Газ , добытый из породы-коллектора, перед поставкой потребителю направляется на очистные сооружения . Затем он обрабатывается в системе очистки для удаления побочных продуктов (азота, двуокиси углерода, гелия и т. д.), которые извлекаются вместе с газом, но негорючи, что снижает теплотворную способность газа, а также коррозионно-активных соединений (сера). , которые наносят ущерб транспортной инфраструктуре. Другое пригодные для использования соединения , такие как сжиженный природный газ (этан, пропан, бутан и т. д.) и конденсаты, также добываются и используются в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности .

 

 

Более 65% разведанных мировых запасов природного газа сосредоточено в России и на Ближнем Востоке (Иран, Катар и др.). Морские запасы составляют около 1/3 мировых запасов газа.

Как транспортируется природный газ?

Из-за низкой энергетической плотности природного газа существует ряд связанных транспортных ограничений , которые влияют на развитие его коммерческой торговли.

Значительные транспортные расходы означают, что расстояние является основным фактором, когда речь идет о сбыте газа : 2/3 мирового производства продается в странах-производителях, и только оставшаяся треть продается на международном уровне. Доля международной торговли в мировом производстве увеличивается за счет того, что зоны производства постепенно удаляются от центров потребления.

 

Транспорт по газопроводу

Наиболее распространенный вариант. Это в четыре-пять раз дороже, чем транспортировка нефти по трубопроводу . Через каждые 120-150 км природный газ необходимо сжимать на компрессорных станциях. Это связано с тем, что именно разница в давлении заставляет газ двигаться со скоростью от 15 до 20 км/час.

 

Транспортировка танкерами СПГ  

Этот вариант используется , когда речь идет о больших расстояниях или когда возникают трудности , связанные с геополитическими или географическими условиями стран , через которые должен проходить газ . Предлагая еще большую гибкость и арбитражные возможности на международных рынках, транспортировка СПГ танкерами переживает бум и играет все более важную роль в торговле газом. природный газ транспортируется в жидком виде , отсюда и терминология СПГ (сжиженный природный газ). По прибытии в страну-покупатель переводится обратно на газ .

В настоящее время более двух третей продаваемого газа транспортируется по газопроводам – ​​по суше или по морю, а остальная часть транспортируется танкерами СПГ.

 

Важность хранения
Хранение необходимо для того, чтобы иметь возможность обеспечить потребление и ресурсы газа , чтобы потребители имели доступ к энергии в любое время. Природный газ обычно хранится в истощенных газовых и нефтяных месторождениях, водоносных горизонтах или соляных кавернах. На свободном рынке и зрелом рынке хранилище играет коммерческую роль в качестве инструмента поддержки торговли.

Для чего используется природный газ?

В отличие от нефти, у газа нет специального рынка для его использования. Она конкурирует с другими энергиями.

В частности используется в быту для обогрева и приготовления пищи . 40% потребления природного газа в Европе – 21% в мире – приходится на жилой/третичный сектор.

Сегодня использование природного газа быстрее развивается в других сферах, таких как электростанции , промышленность (включая нефтехимию) и транспорт (топливо КПГ и СПГ), благодаря его энергоэффективности и экологическим качествам. 55% потребления природного газа в Европе приходится на промышленность и электроэнергетику. Природный газ используется в качестве сырья в химической промышленности, особенно в нефтехимии и нефтепереработке.

Природный газ имеет очень благоприятное воздействие на окружающую среду когда речь идет о производстве электроэнергии . Выбросы CO ₂ вдвое меньше, чем у наиболее эффективных угольных электростанций.

Газовые электростанции связаны с более низкими инвестиционными и эксплуатационными затратами . Кроме того, они могут обеспечить показатели эффективности , превышающие 55% , что существенно снижает потребление энергии и, следовательно, глобальные выбросы в атмосферу.

Кроме того, присущая гибкость использования газовых электростанций обеспечивает идеальную взаимодополняемость с возобновляемыми источниками энергии, которые по своей природе являются прерывистыми.
 

На сектор электроэнергетики приходится 42% мирового потребления газа по сравнению с 36% в 2000 г. Доля газа в производстве электроэнергии выросла с 18% в 2000 г. до 24% в 2016 г.

«Гибкость, присущая газовым электростанциям, обеспечивает идеальную взаимодополняемость с возобновляемыми источниками энергии, которые по самой своей природе являются прерывистыми».
Армель Лекарпантье, инженер-экономист и специалист по газу, IFPEN

Нетрадиционные газы

Сланцевый газ

Этот газ добывается в глинистой материнской породе , где процент углеводородов (от 15 до 20%) остается захваченным. Для его извлечения необходимо «стимулировать» пласт методами гидроразрыва пласта и горизонтального бурения, позволяющими раскалывать богатую метаном породу на большие расстояния.
 

Дело Америки

Разведка и добыча сланцевого газа получили широкое развитие в осадочных бассейнах Америки благодаря совершенствованию методов и снижению затрат на горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта. Благодаря американской сланцевой «революции» США стали экспортерами в 2017 году и теперь конкурируют с некоторыми из крупнейших поставщиков СПГ, такими как Катар и Австралия. Другие страны также приступили к добыче сланцевого газа (Канада, Китай, Аргентина и др.). В других местах, однако, экологические проблемы препятствуют проектам развития.
  

Сегодня добыча сланцевого газа в Америке составляет более 60% добычи природного газа и почти 13% мировой добычи природного газа.

 

Метан угольных пластов

Это метан, содержащийся в угольных пластах . В настоящее время этот газ добывается в Северной Америке, Австралии и Китае. Производство остается маргинальным в России, Азии (Индия, Индонезия) и Европе.
 

Газ в плотных породах

Это газ, захваченный в низкопроницаемых коллекторах из песчаника . Северная Америка является источником более 80% мировой добычи газа в плотных породах. Другие страны, такие как Китай и Аргентина, производят все больше этих газов.
 

Гидраты метана

Гидраты метана представляют собой смесь воды и метана, которые при определенных условиях давления и температуры кристаллизуются с образованием твердого вещества .

Условия, необходимые для стабильности гидрата метана, находятся в верхней части осадочной толщи полярных регионов (очень низкая температура – ​​низкое давление) или в верхней части глубоководных морских отложений (высокое давление – низкая температура).

3 технологии производства были протестированы

:
 

• Разгерметизация : принцип здесь заключается в дестабилизации гидратов метана путем прокачки воды через скважину. Локальное падение давления способствует диссоциации гидратов и образованию воды и метана.
• Термическая стимуляция : закачка пара для дестабилизации гидратов.
• Закачка ингибитора : кривая стабильности гидрата изменена за счет закачки метанола.

 

Оценочные ресурсы этих нетрадиционных газов значительны , но их добыча в настоящее время нерентабельна . Был создан ряд международных партнерств для изучения потенциала добычи газовых гидратов в промышленных масштабах. Программы исследований и разработок также проводятся в нескольких странах. Первые газовые гидраты были добыты в Японии и России, но добыча остается незначительной.

Эволюция цен на природный газ и контрактов

Долгосрочные контракты с оговорками «бери или плати» (оплата не менее контрактных количеств) и индексация цен на нефть позволили обеспечить долгосрочная коммерческая жизнеспособность газового рынка, сектора, требующего значительных транспортных инвестиций. Этот тип контракта развивается, чтобы адаптироваться к потребностям все более конкурентного рынка.

Дерегулирование рынка привел к развитию «спотового» газового рынка , на котором газ торгуется в определенный момент изо дня в день. Цена «спот» определяется применительно к рынку газа и зависит от баланса спроса и предложения. Это ориентировочная цена в Северной Америке, а в последнее время и в Европе, где она используется примерно для 70% поставок газа. И наоборот, в Азии цена на газ по-прежнему в значительной степени определяется рынком нефти.

 

 «В Европе «спотовая» цена является ориентиром примерно для 70 % поставок газа».
Жоффруа Юро, генеральный секретарь Седигаз

 

Рост американского экспорта СПГ на способствует расширению спотового рынка и постепенно оказывает давление на механизмы индексации цен на газ и нефть. Кроме того, сегодня коммерческие контракты имеют разную продолжительность (срочные, краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные) и могут гарантировать гибкость поставок со свободой назначения, что позволяет игрокам использовать арбитражные возможности между рынками. Глобализация газовых рынков благодаря СПГ способствует сближению мировых цен на газ.

Разработка возобновляемого природного газа

Возобновляемый газ, т.е. биометан , является альтернативой природному газу. Биометан скорее биологического, чем ископаемого происхождения, представляет собой биогаз, прошедший стадию очистки , т. е. удаление газов, отличных от метана, для обеспечения содержания CH ₄ в диапазоне от 85 до 100 %. Затем этот биометан можно закачивать в сети природного газа или использовать в качестве топлива ( bioNGV ).

Биогаз получают путем рекуперации в хранилищах неопасных отходов (полигоны) или путем метанизации . Первый процесс включает переработку неопасных отходов (сельскохозяйственных, промышленных, бытовых отходов и т. д.), растительных остатков и шламов водоочистных сооружений (ГАОС).

Другие процессы производства биометана находятся на экспериментальной или демонстрационной стадии, например, газификация лигноцеллюлозной биомассы и производство газа, основанное на электролизе воды для производства водорода . В этих двух вариантах биометан производится путем метанирования путем взаимодействия CO ₂ с водородом. Метанизация микроводорослей также может быть потенциальным решением в долгосрочной перспективе.
 

Различные виды возобновляемого газа или рекуперации и производства
Источник: AFG

Биометан используется так же, как и природный газ. Одним из наиболее актуальных применений является использование в качестве топлива. Использование биометана в качестве топлива в транспортном секторе приведет к существенному сокращению выбросов загрязняющих веществ и CO ₂  выбросы в этом секторе. Более того, поскольку bioNGV и NGV (природный газ для транспортных средств) имеют одинаковый химический состав, bioNGV можно использовать в автомобилях, работающих на природном газе, и для снабжения АЗС без необходимости технических доработок.

Биометан — это развивающийся сектор , который в настоящее время представляет лишь незначительную долю мирового потребления газа. Но это быстро развивающийся сектор, особенно в Европе (включая Францию).
 

Новости

Расшифровка ажиотажа вокруг водородного рывка в газовой промышленности

Кажется, что почти каждый день новая обнадеживающая статья рекламирует потенциал использования водорода в качестве топлива для борьбы с изменением климата. То, что известно как «зеленый водород», производство которого зависит от возобновляемых источников энергии, привлекает основное внимание.

В декабре ABC News опубликовала статью с заголовком «Почему зеленый водород является возобновляемым источником энергии, за которым стоит следить в 2021 году». И, как сообщает Bloomberg, Airbus делает большие ставки на водород в качестве топлива для своих самолетов. Тем временем южнокорейская SK Global только что объявила об инвестициях в американского производителя водородных топливных элементов Plug Power 9.0006

Но среди тех, кто больше всего надеется на будущее водородной экономики, является индустрия ископаемого топлива и ее союзники. Совет по водороду — ведущая лоббистская группа, в состав которой входят крупные нефтяные и автомобильные компании — прогнозирует, что к 2050 году на водород будет приходиться 18 процентов от общего спроса на энергию. большой толчок для водорода в Европе.

Однако сейчас большая часть водорода фактически производится из ископаемого топлива, а именно из метана (природного газа) и угля.

Анализ показывает, что водород в настоящее время также неэффективен и непомерно затратен по сравнению с подходом к обезуглероживанию экономики, известным как электрификация всего, который включает в себя переключение большей части транспорта и отопления со сжигания ископаемого топлива на электричество, все чаще производимое из возобновляемых источников. .

Вся эта водородная шумиха вызывает массу вопросов. Итак, от «что такое водородная энергия» до «можем ли мы верить всей этой шумихе» ДеСмог критически смотрит на растущее новое топливо и развенчивает некоторые мифы, окружающие его.

1/ Во-первых, это разглагольствование, продвигаемое этой статьей в E&E News этим утром. Ответ на их вопрос № https://t.co/OsV5hbwzEQ

.

— Шон Кастен (@SeanCasten) 6 августа 2020 г.

Что такое водородная энергия?

Водород — самый распространенный элемент во Вселенной, и его можно использовать для хранения и переноса энергии — так же, как аккумулятор — поэтому он привлекателен как способ заменить сжигание ископаемого топлива для транспорта, тепла и власть.

Существует несколько способов производства водорода, но почти во всех из них в настоящее время используется метан (природный газ) в качестве исходного сырья, при этом производство осуществляется за счет невозобновляемой энергии. Этот процесс называется паровым риформингом и расщепляет метан на водород и углекислый газ. В результате получается так называемый «серый водород», или, если технология используется для улавливания выбросов углекислого газа, выделяемых во время производства, он становится известен как «голубой водород».

Большинство водородных проектов, продвигаемых в настоящее время нефтегазовыми, автомобильными и промышленными турбинными компаниями и странами — , которые считают, что водород следует широко использовать, чтобы помочь миру обезуглерожиться — в основном полагаются на синий и серый водород, полученный из ископаемого топлива.

Водород также может быть получен из воды с использованием возобновляемых источников энергии — это то, что известно как «зеленый водород».

Зеленый водород производится в процессе электролиза для преобразования воды в водород. В настоящее время он составляет менее одного процента водорода, потребляемого во всем мире, а это означает, что более 99 процентов текущего потребления водорода, в основном используемого для промышленных процессов, включая переработку нефти, получают из ископаемого топлива (синий и серый водород).

Водородные топливные элементы, снабжаемые зеленым водородом, вероятно, станут неотъемлемой частью полностью обезуглероженной экономики . Топливные элементы работают, используя водород для производства электроэнергии, которая затем может питать двигатель вместо энергии батареи, например, для электромобилей.

Зеленый водород может накапливать энергию без воздействия ископаемого топлива на климат и представляет собой возможное решение для ситуаций, когда электрификация и батареи невозможны, например, для дальних перевозок, авиации и некоторых промышленных применений, таких как производство стали.

Перспектива «зеленого» водорода также создает отличные рекламные тексты и приятные истории о решениях в области «зеленой» энергии. Энергетические компании, такие как Shell, Equinor и RWE, продвигают его на корпоративных веб-сайтах и ​​в социальных сетях. Но его использование, вероятно, займет десятилетия, прежде чем он сможет внести значительный вклад в обезуглероживание экономики.

Запуск зеленой #водородной экономики ⚡ @Shell_Nederland и ее партнеры приветствуют @Equinor и @RWE_AG в консорциуме #North3.

Вместе мы сможем реализовать крупнейший в Европе проект зеленого водорода. Подробнее: https://t.co/nNhcAaF7vy pic.twitter.com/18o0dnxEnC

— Shell (@Shell) 7 декабря 2020 г.

Несмотря на свои усилия по продвижению зеленого водорода, собственный веб-сайт Shell точно описывает текущую ситуацию с водородом, заявляя: «Хотя зеленый водород — это идеальное стремление к низкоуглеродной энергетике в будущем. , у этой технологии есть несколько лет, прежде чем она будет иметь конкурентоспособный ценовой диапазон. Тем временем синий водород может помочь создать спрос и транспортные сети для водорода, в то время как стоимость зеленого водорода снизится».

В статье Bloomberg за январь 2021 года об усилиях Siemens по производству зеленого водорода с использованием оффшорной ветровой энергии отмечается, что «до любого такого крупномасштабного развертывания еще далеко».

Производство большого количества зеленого водорода также требует огромного количества возобновляемой энергии. По данным независимого комитета правительства Великобритании по изменению климата, например, стране потребуется в 30 раз больше, чем нынешняя мощность морских ветровых установок, чтобы производить достаточно зеленого водорода, чтобы заменить все газовые котлы в Великобритании.

Британии потребуется в тридцать раз больше оффшорных ветровых мощностей, чем сегодня, чтобы произвести достаточно «зеленого» водорода, чтобы заменить все газовые котлы

Удивительная статистика от @ChiefExecCCC, объясняющая, почему перевод всего домашнего отопления на водород будет «нецелесообразным» https://t.co/LXEfsJCWNi

— Эмили Госден (@emilygosden) 7 декабря 2020 г.

Спасательный круг для газовой промышленности

Концепция природного газа как «переходного топлива» к моменту в будущем, когда возобновляемая энергия станет экономически жизнеспособной, слишком грязна топлива, увеличивая давление на промышленность. Теперь европейское газовое лобби Eurogas начало говорить о голубом водороде, полученном из метана и опирающемся на дорогую и в значительной степени неразвитую технологию улавливания углерода, в качестве нового топлива для мостов.

Газовая промышленность стала жертвой собственного успеха, производя рекордное количество газа, но при этом теряя огромные суммы денег. Фрекинг помог высвободить огромное количество метана, и нефтегазовые компании продолжают находить больше природного газа, который им необходимо продавать, потому что их дальнейшее существование основано на обнаружении и продаже большего количества нефти и газа. Но реальность такова, что большая часть этого природного газа останется в недрах в виде бесхозных активов, потому что не будет желающих купить , если отрасль не сможет преобразовать свою текущую инфраструктуру для использования водорода, полученного из метана, для создания нового рынка метана.

Точно. Хотя водород может играть ограниченную роль в мировом энергетическом будущем, нынешний толчок обусловлен нефтегазовой промышленностью как способ оправдать продолжение разработки природного газа. https://t.co/JDAxbUTBPe

— Роберт Ховарт (@howarth_cornell) 13 января 2021 г.

В то время как газовая промышленность производит рекордное количество метана, она сталкивается с конкуренцией со стороны возобновляемых источников энергии на двух своих крупнейших рынках — производстве электроэнергии и отоплении зданий. В Соединенных Штатах муниципалитеты начали запрещать использование природного газа для отопления и приготовления пищи в новом строительстве из-за проблем с климатом, и в прошлом году природный газ был превзойден возобновляемыми источниками энергии при строительстве новых генерирующих мощностей.

Как поясняется в статье в журнале Nature за август 2020 года: «… газовая промышленность обращается к водороду, чтобы дать новую жизнь».

Видение, которое продвигает газовая промышленность, заключается в том, что водородное топливо заменит метан для выработки электроэнергии и отопления домов, несмотря на ряд технических и экономических барьеров. Все это с обещанием, что когда-нибудь зеленый водород в конечном итоге заменит синий водород в экономике с низким уровнем выбросов углерода.

Крупным игроком в европейском стремлении к водородной экономике является Великобритания. Тем не менее, по оценкам Комитета по изменению климата Великобритании, к 2050 году 80 процентов потребляемого в Соединенном Королевстве водорода будет из голубого водорода, и только 20 процентов ожидается из зеленого водорода.

А в декабре Канада объявила о новой национальной водородной стратегии. Рассказывая об этом объявлении, агентство Reuters описало, почему это привлекает канадскую нефтегазовую промышленность: «Так называемый «голубой» водород, полученный из природного газа, с улавливанием и хранением образующихся в результате выбросов углерода, является потенциально полезным стержнем для компаний, находящихся в затруднительном положении. масляный пластырь».

Новая водородная стратегия Канады, которая в значительной степени опирается на так называемый «голубой» водород, увековечивает ложное представление о том, что мы можем поддерживать процветающую отрасль ископаемого топлива при значительном сокращении выбросов #cndpoli https://t. co/YPwmZvCuHC

— Юлия Левин (@lev_jf) 4 января 2021 г.

Тем временем США не являются лидером в усилиях по продвижению водорода. Тем не менее, Министерство энергетики выпустило «План водородной программы» в ноябре после публикации «Дорожной карты к водородной экономике США», изданной и финансируемой «коалицией крупнейших нефтегазовых, энергетических, автомобильных, топливных элементов». и водородные компании».

Green Tech Media сообщила, что «Дорожная карта к водородной экономике США» была названа «агностической» Джеком Брауэром, профессором Калифорнийского университета в Ирвине и заместителем директора Национального исследовательского центра топливных элементов. к источнику водорода (метан против воды). В плане повсеместно упоминается использование водорода, полученного из метана, а также продвигается идея использования водорода для «смешивания с газовой сетью», где он будет сжигаться со смесью метана.

Экономика водорода

В июле 2020 года в журнале Power Magazine была опубликована статья одного из руководителей Siemens Energy под названием «На заре водородной экономики». Как рекламируется в статье: «Очевидно, что следующая значительная трансформация в энергетическом переходе будет основана на водородной экономике».

Эта идея о том, что мир вот-вот перейдет к водородной экономике, игнорирует, однако, тот факт, что электричество, производимое ветром и солнцем, уже делает то, что водородная экономика надеется когда-нибудь сделать: обеспечивает дешевое производство электроэнергии и отопление домов и охлаждение.

Между тем, аккумуляторные электромобили дешевле и намного эффективнее, чем автомобили на водородных топливных элементах. Кроме того, аккумуляторные электромобили можно заряжать с использованием существующей бытовой энергии, а отрасль аккумуляторных электромобилей имеет огромное преимущество в инфраструктуре подзарядки по сравнению с водородом — в США 46 водородных заправочных станций по сравнению с примерно 29 000 электрических зарядных станций.

Это указывает на серьезную проблему, стоящую перед зеленым водородом: стоимость. Стоимость зеленого водорода в настоящее время является непомерно высокой, поскольку паровая конверсия метана для производства водорода является самым дешевым методом.

Основными затратами на производство зеленого водорода являются цены на возобновляемую электроэнергию, которая приводит в действие процесс электролиза, создающий водород. Новое исследование, проведенное консультантами в области энергетики Wood MacKenzie, предполагает, что «зеленый водород сможет успешно масштабироваться и снизить себестоимость производства до 64% ​​к 2040 году», но также предсказывает, что серый водород останется самым дешевым типом в США до 2040 года. Другие исследования говорят, что к 2030 году зеленый водород может стать конкурентоспособным по стоимости и заменить дизельное топливо на транспорте9.0006

Как показало быстрое сокращение добычи угля при администрации Трампа, переход к энергетике будет зависеть от экономики. В США угольная промышленность умирает, потому что она просто дороже, чем возобновляемая энергия и метан для выработки электроэнергии.

Зеленый водород требует более дешевой возобновляемой электроэнергии, чтобы быть экономически жизнеспособным. Тем не менее, эта более дешевая возобновляемая энергия также является лучшим решением для многих задач, которые водородная промышленность планирует использовать для достижения целей зеленого водорода (выработка электроэнергии, отопление домов, личный транспорт). Таким образом, поскольку экономика продолжает стимулировать переход к энергетике, зеленый водород уже находится в проигрышном положении для многих приложений, которые продвигают его сторонники.

Технические проблемы

Однако водород сталкивается не только с экономическими барьерами; есть и технические проблемы.

ABC News перефразирует точку зрения Хулио Фридмана, старшего научного сотрудника Центра глобальной энергетической политики (CGEP) Колумбийского университета: «Одна из причин, по которой существует такой большой интерес и энтузиазм в отношении зеленого водорода, заключается в том, что инфраструктура уже существует. для этого.” (CGEP известна тем, что продвигает темы для обсуждения в нефтегазовой отрасли, и после того, как в течение многих лет отказывалась разглашать информацию о своих спонсорах, она обнаружила, что ее финансируют многие крупные игроки в нефтегазовой отрасли, включая Exxon, BP и Saudi Aramco.)

Аргумент Фридмана состоит в том, что водород может просто заменить метан в газовой инфраструктуре. Но есть две проблемы.

Во-первых, водород делает стальные трубы хрупкими. Как ранее отмечал ДеСмог, в статье 2018 года, опубликованной в журнале Procedia Structural Integrity , было обнаружено, что «использование трубопроводов, предназначенных для транспортировки природного газа, для транспортировки водорода является рискованным выбором», поскольку это «может вызвать усталость и повредить конструкцию».

Переключение существующей трубопроводной инфраструктуры на транспортировку и распределение водорода вместо метана может привести к повреждению трубопроводов, что приведет к утечкам, отказам и взрывам. Кроме того, водород может представлять большую опасность взрыва, чем метан.

Водород также представляет собой намного меньшую молекулу, чем метан, а это означает, что его утечка, скорее всего, больше, чем у метана, который уже имеет значительные утечки в существующих трубопроводах. Одно исследование предполагает, что скорость утечки водорода будет в три раза выше, чем у метана.

«Водород протекает намного легче. Трубы, по которым транспортируется метан, имеют уровень утечки из этих труб около одного процента», — сказал DeSmog Марк Джейкобсон, профессор гражданской и экологической инженерии Стэнфордского университета. «Скорость утечки водорода из тех же труб будет намного больше, потому что это гораздо меньшая молекула. Я не понимаю, как они могли использовать эти трубы без огромных утечек».

Сжигание водорода неэффективно

Идея использования существующей инфраструктуры трубопроводов природного газа для получения водорода основана на цели сжигания этого водорода для обогрева домов и выработки электричества.

Этот подход является важной частью плана европейской водородной экономики, и все нынешние производители газовых турбин работают над созданием водородосовместимых газовых турбин, которые также будут сжигать водород для выработки электричества.

Например, слайд-шоу, подготовленное компанией Siemens — членом консорциума, занимающегося производством водородной энергии, — показывает, как зеленый водород смешивают с метаном для производства электроэнергии, а затем конечный продукт маркируется как «зеленая энергия для сети».

Источник: Siemens

Хотя этот процесс привлекателен для существующей газовой промышленности, он неэффективен.

Якобсон, недавно написавший новую книгу «100% чистая, возобновляемая энергия и хранение для всего», отверг текущие усилия нефтегазовой отрасли по продаже водорода в качестве замены метана чистой энергией. «Никто не должен использовать водород на электростанции для выработки электроэнергии», — заявляет Джейкобсон. «Неэффективно электролизовать водород, а затем сжигать его».

Роль зеленого водорода в обезуглероженной экономике

Несмотря на вводящие в заблуждение усилия газовой промышленности по продаже синего и серого водорода в качестве решения проблемы климата, в определенных ситуациях зеленый водород может сыграть важную роль в обезуглероженном будущем.

«Существует переломный момент, когда водород становится более эффективным, чем аккумуляторные электромобили. Это переломный момент веса и расстояния», — объяснил Джейкобсон.

Водородные топливные элементы в настоящее время лучше подходят, чем батареи, для поездок на большие расстояния и перевозки тяжелых грузов, что позиционирует зеленый водород как вероятное климатическое решение для дальнемагистральных грузовых автомобилей, судоходства и авиации.

Зеленый водород также может заменить ископаемое топливо в промышленных целях, таких как производство стали, хотя Международное энергетическое агентство недавно прогнозировало, что к 2050 году только 10 процентов стали будет производиться с использованием зеленого водорода.

Кроме того, водород может накапливать энергию, используя избыток возобновляемая энергия для электролиза для производства зеленого водорода для последующего использования.

Более немедленные решения

Водород в настоящее время, по мнению некоторых экспертов, отвлекает от проверенных технологий, которые дешевле и масштабируемы прямо сейчас, а не в 2040 году. используется сегодня для отопления, электроснабжения и большей части наземного транспорта.

«В этом все дело [с водородом], это как-то замедлить электрификацию», — объяснил DeSmog Дэвид ДиКарло, доцент кафедры инженерии нефти и геосистем Техасского университета в Остине. «Все это для того, чтобы ненадолго приглушить шум, а потом все стихнет».

Водород отвлекает | Railway-News #Rail #Hydrogen #Электрификация #Декарбонизация #ElectrifyAllTheThings #HydrogenIsADistraction @Railway_News https://t.co/ChDj0eivwp

— Hydrogen Gazette (@h3Gazette) 18 ноября 2020 г.

А когда дело доходит до отопления домов, тепловые насосы, работающие на чистой электроэнергии, являются гораздо лучшим решением, чем переход на водород. В серии статей BNEF о водороде отмечается, что при использовании теплового насоса «экономия энергии составляет 80%» по сравнению с водородом для отопления дома, если учесть «потери от электролиза, сжатия и транспортировки водорода».

Электромобили, работающие от аккумуляторов, являются гораздо лучшим решением для пассажирских перевозок, чем водородные топливные элементы, по многим причинам, включая цену, производительность и доступность вариантов зарядки. Широкое распространение электромобилей с батарейным питанием по сравнению с водородными транспортными средствами подтверждает этот аргумент.

Эта потрясающая диаграмма показывает, почему электромобили с аккумуляторными батареями выигрывают https://t.co/UfLlPsE6Az

— Кайл Филд (@mrkylefield) 11 июня 2020 г.

Электрификация всего также устраняет риск взрыва метана и водорода со смертельным исходом.

«Сколько мы можем электрифицировать, не преобразовывая электричество в водород, а затем обратно в электричество, тем лучше», — сказал Джейкобсон.

Промышленность, работающая на ископаемом топливе, фактически отбросила назад рынок электромобилей, уничтожив первые жизнеспособные электромобили. Голубой водород — это попытка отрасли аналогичным образом отсрочить электрификацию всего на десятилетия.

Нефтегазовая промышленность сделает все возможное, чтобы голубой водород стал реальностью. Но, как и в случае с углем и природным газом, водород не имеет большого экономического смысла. То есть, за исключением ограниченных приложений, где электрификация не работает, например, в авиации.

Будет ли зеленый водород экономически конкурентоспособным по сравнению с возобновляемыми источниками энергии в 2040 году? Возможно. Но этого может быть недостаточно, чтобы соответствовать темпам обезуглероживания, которые, по мнению ученых, необходимы для предотвращения катастрофических изменений климата.