Сжиженный природный газ. Зачем он нужен и как его производят — БКС Мир инвестиций на vc.ru

5493 просмотров

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.

Зачем вообще сжижать газ?

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.

Технология: как производят и перевозят

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.

Производство в РФ. Газпром и Новатэк

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.

Цена везде разная

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.

Интересные факты

• 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.

Больше полезной информации для инвесторов вы найдете на BCS Express.

Сжиженный природный газ (СПГ) | Sinus-Jevi

Описание

Хранение сжиженного природного газа происходит в специализированных изотермических криоцистернах – устройства, спроектированные по принципу сосудов Дьюара. Хранение происходит при температуре кипения, поддерживаемой испарением самого же СПГ, что связано с наличием в составе метана, критическая температура которого равна -83°С, что является намного ниже температуры внешней среды. К тому же, нет возможности хранить СПГ в резервуарах при высоком давлении, так как кроме 95 % метана, в состав СПГ входит этан и пропан, критическая температура которых равна +32°С и +97°С соответственно.

При использовании сжиженный природный газ подвергают процессу испарения (при обязательном отсутствии воздуха), который приводит СПГ в исходное парообразное состояние. Таким образом, один кубометр сжиженного природного газа дает около 600 кубов обычного природного.

Пониженная температура СПГ придает ему характер криогенной жидкости. Очень часто материалы и вещества с температурой -100°С (-48°F) и менее, являются криогенными, и следовательно, для них необходимы особые технологии обработки. К примеру, всем известно, что полюсом холода на Земле является п. Оймякон в Якутии с –77,8°С, а самая низкая температура в истории наблюдений была зарегистрирована в Антарктиде и составила –89,2°С. Экстремально низкая криогенная температура СПГ означает, что любой контакт с таким веществом пагубно повлияет на контактирующую материю, а именно, на ломкость, прочность и функциональность. Из чего можно сделать вывод, что в отраслях, связанных с СПГ необходимо использовать особые материалы и технологии.

Химический состав СПГ

Общеизвестно: сырая нефть и природный газ – это ископаемые виды топлива («углеводороды»). На хим. состав ПГ косвенно влияет место добычи и его обработка. СПГ – это смесь метана, этана, пропана и бутана с незначительным количеством более тяжелых углеводородов и примесей, например, азотных и комплексных соединений серы, воды, углекислого газа и сероводорода, которые, в свою очередь,  могут существовать в исходном газе, но их необходимо удалить перед сжижением. Метан, по сути, является главным и самым значительным компонентом, обычно, хотя и не всегда, более чем на 85% по объему.

Плотность сжиженного газа

Мы уже знаем, что СПГ – это смесь, а значит, плотность сжиженного ПГ кардинально не меняется с ее фактическим составом. Ориентировочно, плотность СПГ находится в спектре 430–470 кг на куб. метр, объем примерно 1/600 объема при атм. условиях (что позволяет быть примерно на 1/3 легче, чем воздух). Немаловажно, что СПГ по плотности меньше, чем вода, и в случае разлива будет находиться на поверхности; к парообразной фазе возвращается также сравнительно быстро.

Другие свойства и преимущества СПГ

СПГ не имеет ни запаха ни цвета, не может привести к коррозии, не горюч, а также не токсичен. Сжиженный ПГ хранится и транспортируется при очень низких t при атмосферном давлении (отсутствие высоких давлений). При контакте (взаимодействии) с окр. средой быстро испаряется, не оставляя следов ни в почве, ни в воде.

Жидкая форма СПГ позволяет ему взрываться и воспламеняться. В случае испарения и контакта с источником горения, концентрация СПГ будет в пределах 5-15%. При <5% возгорание невозможно, при более 15% в окр. Среде будет нехватка кислорода.

Основные преимущества СПГ:

1. Процесс сжижения ведет к увеличению плотности в сотни раз, что позволяет наиболее эффективно потреблять СПГ, хранить, транспортировать.
2. Криогенная жидкость (t хранения -162°С). Большие объемы газа хранятся в спец.наземных цистернах (при атм.давлении).
3. Танкеры-газовозы позволяют совершать межконтинентальные транспортировки. Также использование автомобильного и ж/д транспорта.
4. Газификации объектов, расположенных вдали от трубопроводов (создании запасов газа непосредственно на площадке)
5. Возможность выделить из СПГ широкую фракцию легких углеводородов (этан, пропан, бутан, пентан и т. п.)

СПГ является экологически чистым и безопасным видом топлива и, безусловно, обладает значительными энерго характеристиками  и октановым числом. Что касается цен, то СПГ гораздо дешевле сжиженного нефтяного газа, диз.топлива и мазута.

Подходящее оборудование

Что такое сжиженный природный газ? | СПГ объяснил

Сжиженный природный газ (СПГ) — это природный газ, переведенный в жидкое состояние в процессе охлаждения. Он был частью энергетического баланса Великобритании в течение многих лет, но может ли это быть ископаемое топливо, которое еще не реализовало свой истинный потенциал, поскольку мы движемся к более чистым, низкоуглеродным энергетическим системам?

Природный газ — это «традиционный» источник энергии, который уже используется для целого ряда функций, от отопления наших домов и предприятий до приготовления пищи и транспорта. Но тот факт, что это ископаемое топливо, означает, что существует предел того, как долго мы можем продолжать полагаться на него.

Однако по мере того, как мир движется к чистым нулевым выбросам углерода и возобновляемым источникам энергии, вот почему СПГ может быть «чистым» ископаемым топливом, которое лучше всего поможет нам перейти к безуглеродному будущему.

Как производится СПГ?

СПГ получают путем преобразования природного газа в жидкое состояние путем его охлаждения до -161 ^o C (-259F). Процесс уменьшает его до 1/600 ^th исходного неразжиженного объема и до половины веса воды.
 

Почему СПГ чище, чем другие природные газы?

СПГ производит на 40 % меньше углекислого газа (CO ₂ ), чем уголь, и на 30 % меньше, чем нефть, что делает его самым чистым из ископаемых видов топлива.

Не выделяет сажи, пыли или твердых частиц и производит незначительное количество диоксида серы, ртути и других соединений, считающихся вредными для земной атмосферы.

Прозрачный, без запаха и цвета СПГ обычно на 85-95% состоит из метана, который содержит меньше углерода, чем другие формы ископаемого топлива. Он также содержит небольшое количество этана, пропана, бутана и азота; точный состав варьируется в зависимости от его источника и обработки.
 

Почему СПГ важен для перехода к чистому нулю?

СПГ помогает с так называемой «энергетической трилеммой», которая относится к нахождению баланса между тремя ключевыми требованиями при выборе энергии: нам нужна доступная энергия ; мы хотим, чтобы наше энергоснабжение было безопасным ; и мы хотим снизить наши выбросы углерода до чистых нулевых .
 

СПГ может помочь сделать энергию доступной Топливная нехватка является реальной проблемой в Великобритании, поэтому обеспечение доступной энергии имеет решающее значение. СПГ помогает справиться с давлением на стоимость жизни, потому что существует глобальный рынок, обеспечивающий выбор предложения. В настоящее время мы импортируем газ из таких разных мест, как Катар, Алжир, США, Норвегия, Австралия и Тринидад. Этот выбор означает, что мы выигрываем от ценовой конкуренции, которая может снизить затраты.

СПГ может обеспечить нам надежное энергоснабжение Чтобы не допустить чрезмерной зависимости от одного источника, нам необходимо получать СПГ из как можно большего числа мест. Доступ к разнообразным поставщикам может не только снизить цены, но и дать нам возможность перейти к более надежным поставщикам или избежать геополитически чувствительных рынков.

СПГ может «заполнить пробелы» при колебаниях источников возобновляемой энергии При переходе на возобновляемых источников энергии мы также испытываем колебания в поставках; например, будет меньше солнечной энергии, когда солнце не светит, и меньше энергии ветра, когда ветер не дует. Очень важно убедиться, что у нас есть надежная энергия, и СПГ имеет хорошие возможности для заполнения пробелов в более прерывистой «зеленой» энергии, поэтому обеспечивается непрерывность поставок.

 

СПГ в Великобритании

Зерновой СПГ    – это крупнейший в Европе терминал по импорту СПГ, который играет важную роль в переходе к более чистой энергии в будущем. Он может работать с самым широким диапазоном композиций СПГ в мире и обладает гибкостью для доставки газа в любое время и в любом месте, где это необходимо. Поскольку терминал способен обеспечить до 25% потребностей Великобритании в энергии, он будет важной частью энергетического баланса Великобритании в течение многих лет.
 

СПГ как часть нашего энергетического будущего

Природный газ может быть ископаемым топливом, но он делает возможным переход к экологически чистой энергии, успешно помогая возобновляемым источникам энергии стать крупнейшим источником энергии в Великобритании.

У СПГ есть и другие применения в гонке за нулевыми выбросами. Он может выступать в качестве «исходного сырья» для низкоуглеродистого водорода — чистого нулевого процесса, поскольку он улавливает выбросы углерода в процессе производства — а это означает, что он может стать частью новой водородной экономики .
 

_{Последнее обновление: 30 мая 2022 г.
Информация в этой статье предназначена для разъяснения фактов и не обязательно отражает стратегическое направление или текущую деятельность National Grid.}

Объяснение дополнительной энергии

Что такое экологически чистая энергия?

Что такое чистый ноль?

Что такое углеродоемкость?

Что такое парниковые газы?

Что такое СПГ? | Эленгия

СПГ (сжиженный природный газ) относится к природному газу, переведенному в жидкое состояние.
Для перехода из газообразного состояния (его исходное состояние во время экстракции) в жидкое состояние газ необходимо охладить до температуры от -161°C до -163°C.

 
Заводы по сжижению, расположенные в странах, где есть ископаемое топливо, сжижают газ (например, в Алжире).
Находясь в этом жидком состоянии, сжиженный природный газ (СПГ) имеет в 600 раз меньший объем, чем в газообразном состоянии, и поэтому может перевозиться морским транспортом и отправляться в страны-потребители газа (например, во Францию).

Для чего используется СПГ?

В домохозяйствах

СПГ используется для подачи природного газа в домохозяйства, в частности, для газовых котлов, используемых для горячего водоснабжения и отопления.

Морской транспорт

СПГ также все чаще используется в качестве топлива для морских судов и круизных лайнеров. В результате эти морские гиганты могут перемещаться по водам, значительно ограничивая выбросы загрязняющих газов.

Дорожный транспорт

Транспортные средства, работающие на СПГ, также существуют. В основном это касается автомобильного транспорта, такого как грузовые автомобили и автобусы. Последние особенно используются в Соединенных Штатах.

Для чего используется СПГ?

В домохозяйствах

СПГ используется для подачи природного газа в домохозяйства, в частности, для газовых котлов, используемых для горячего водоснабжения и отопления.

Морской транспорт

СПГ также все чаще используется в качестве топлива для морских судов и круизных лайнеров. В результате эти морские гиганты могут перемещаться по водам, значительно ограничивая выбросы загрязняющих газов.

Дорожный транспорт

Транспортные средства, работающие на СПГ, также существуют. В основном это касается автомобильного транспорта, такого как грузовые автомобили и автобусы. Последние особенно используются в Соединенных Штатах.

В чем особенности СПГ?

При преобразовании из природного газа удаляется диоксид углерода (CO2), один из основных парниковых газов. Оксид азота (NOx) также извлекается для производства СПГ. Основная цель этих процессов очистки — сделать его даже нетоксичным и менее загрязняющим окружающую среду.
Хотя это ископаемое топливо, которое можно сравнить с нефтью или углем, СПГ считается чистым источником энергии. Низкое количество CO2, которое он выделяет, делает его менее загрязняющим окружающую среду, чем другие виды ископаемого топлива.

Для перевозки в грузовике или по морю на огромных газовозах СПГ хранится в теплоизолированных резервуарах  для поддержания природного газа в жидкой форме при температуре -160°C. В жидкой форме 600 м3 газа занимают только 1 м3 пространства

В чем разница между газом и сжиженным природным газом?

Газ транспортируется по газопроводу (огромная стационарная инфраструктура) в газообразном состоянии, в то время как сжиженный природный газ транспортируется в жидком состоянии судами, грузовиками или поездами, что обеспечивает большую гибкость с точки зрения транспорта и поставок для любой страны-производителя.

СПГ, энергия сегодняшнего дня, био-СПГ, энергия завтрашнего дня

Даже если СПГ по-прежнему производится из природного ископаемого газа, СПГ также имеет его возобновляемый эквивалент. Основанный на сжижении биометана (полученного из бытовых отходов) био-СПГ находится в зачаточном состоянии в Европе.

Для дополнительной информации

Как используется СПГ?

Основной функцией терминала СПГ является прием СПГ, его временное хранение, регазификация и придание ему запаха.