Содержание:
Что такое СПГ
Сжиженный природный газ (СПГ) — это природный газ, переработанный в жидкое состояние. При сжижении топливо охлаждают до температуры минус 161,6 градуса Цельсия, а его объем сокращается в 600 раз. В таком виде при соответствующих давлении и температуре СПГ можно транспортировать в любую точку мира, после чего регазифицировать и использовать по назначению.
Сжиженный природный газ — это не просто современное решение для транспортировки топлива, но и продукт эволюции технологий. Его история тесно переплетена с развитием добычи и использования природного газа, а также с поиском новых путей его доставки потребителям.
Идея сжижения природного газа возникла еще в конце XIX века, когда началась активная разработка газовых месторождений. Первые эксперименты по проводились в США и Европе. Однако эти технологии были несовершенны, а стоимость производства СПГ оказалась слишком высокой для коммерческого использования.
Настоящий прорыв в развитии СПГ-технологий произошел в середине XX века, когда появились эффективные методы сжижения и транспортировки такого топлива. В 1939 году в Западной Вирджинии (США) появился первый экспериментальный завод по производству СПГ, а в 1941 — первое коммерческое предприятие такого рода в штате Огайо. В 1959 году была осуществлена первая танкерная доставка американского СПГ в Великобританию.
Сегодня СПГ является одним из важнейших видов топлива для энергетики, промышленности и транспорта. Он используется как альтернатива трубопроводным поставкам и обеспечивает энергетическую безопасность стран, не имеющих собственных месторождений газа. Согласно отчету World LNG Report Международного газового союза (International Gas Union, IGU), в 2023 году объем мировой торговли СПГ составил 401,4 млн тонн, что на 8,4 млн тонн превысило данные предыдущего года и стало рекордом. Эксперты ожидают рост этого показателя до 700 млн тонн к 2030 году.
Как производится СПГ
Сжижение природного газа происходит на специальных заводах, которые обычно находятся рядом с местом добычи топлива.
На первом этапе его очищают от ненужных примесей, таких как азот, вода, гелий и водород. В этих целях используют «молекулярные сита» — способные впитывать влагу однородные кристаллы. На втором этапе избавляются от тяжелых углеводородов. На выходе объем примесей не должен превышать 5%. Полученная смесь подвергается циклам сжатия (в 5-12 раз) и охлаждения до тех пор, пока не перейдет из газообразного состояния в жидкое.
Потери от первоначального количества газа составляют до 25%. Полученный СПГ хранится в криоцистернах при определенной температуре и давлении.
Транспортировка сжиженного газа осуществляется морским путем специальными танкерами. На месте назначения СПГ перекачивают в хранилище на суше, плавучие установки или терминалы. В последних его подвергают регазификации, то есть обратно превращают из жидкого в газообразное состояние путем нагревания. После этого топливо подают в газораспределительную систему и по трубам доставляют конечным потребителям.
СПГ и КПГ — в чем различие
Компримированный природный газ (КПГ) — газообразная смесь, которую получают с помощью осушки и сжатия до 200 раз (до давления 200-250 атмосфер) природного газа или регазифицированного СПГ. Она на 75-98% состоит из метана, а также содержит более тяжелые углеводороды. КПГ хранится в специальных баллонах, не требует охлаждения и перевозится автомобильным и железнодорожным транспортом.
При одинаковой массе газа объем СПГ значительно меньше, чем КПГ. Транспортировка сжиженного газа целесообразна на дальние расстояния и для крупных потребителей, таких как электростанции. Сжатый газ больше подходит для местного потребления.
Оба вида природного газа используют в качестве моторного топлива. СПГ обладает высокой плотностью, что позволяет транспортному средству преодолеть большее расстояние, чем оно сделало бы это на компримированном газе. Но производство и применение СПГ сложнее и дороже, заправки с таким топливом не распространены, а из-за нагрева резервуара потребуется систематически выпускать образовавшиеся пары. Кроме того, при контакте с телом этот газ вызывает обморожение (крио-ожог).
Химические свойства СПГ
В результате сжижения природного газа образуется жидкость, которая на 85-95% состоит из метана и на 5-15% — этана, пропана и бутана и отличается высокой массовой теплотой сгорания.
Плотность СПГ достигает 430-470 кг на 1 м3, что меньше плотности воды. В случае разлива такое топливо останется на ее поверхности. Сжиженный природный газ также примерно на треть легче воздуха, не имеет цвета и запаха, не горюч и не приводит к коррозии.
При взаимодействии с окружающей средой он быстро переходит в газообразное состояние и испаряется, не оставляя следов в почве или воде. В случае концентрации СПГ в пределах 5-15% и контакте с источником горения возможен взрыв, а если более 15% — нехватка кислорода.
Крупнейшие производители СПГ
Как отмечает IGU, в мировой торговле СПГ принимают участие 20 экспортеров и 51 импортер. Крупнейшими странами по объему мощностей по сжижению являются США (91,4 млн тонн в год), Австралия (87,6 млн тонн в год) и Катар (77,1 млн тонн в год) — на их долю приходится более 50% мирового производства.
Крупнейшими экспортерами сжиженного природного газа по итогам 2023 года оказались:
- США — 84,5 млн тонн (21%);
- Австралия — 79,6 млн тонн (20%);
- Катар — 78,2 млн тонн (19%);
- Россия — 31,4 млн тонн (8%);
- Малайзия — 26,8 млн тонн (7%);
- Индонезия — 15,6 млн тонн (4%);
- Алжир — 13 млн тонн (3%);
- Нигерия — 13 млн тонн (3%);
- Оман — 11,4 млн тонн (3%);
- Папуа — Новая Гвинея — 8,4 млн тонн (2%).
Крупнейшими потребителями СПГ были:
- Китай — 71,2 млн тонн (18%);
- Япония — 66,1 млн тонн (16%);
- Южная Корея — 45,2 млн тонн (11%);
- Индия — 22 млн тонн (5%);
- Франция — 21,8 млн тонн (5%);
- Тайвань — 20,2 млн тонн (5%);
- Испания — 16,8 млн тонн (4%);
- Нидерланды — 16,3 млн тонн (4%);
- Великобритания — 14,5 млн тонн (4%);
- Италия — 11,8 млн тонн (3%).
Строятся и ежегодно вводятся в эксплуатацию новые мощности (по данным на февраль 2024 года 48% строящихся мощностей приходится на Северную Америку), а на экспортные рынки выходят новые страны, например, в феврале 2024 года экспортером СПГ стала Республика Конго. Среди них Мозамбик имеет самый большой портфель СПГ-проектов общей мощностью 33,2 млн тонн в год. Еще один потенциально крупный производитель СПГ Танзания планирует построить завод по производству сжиженного газа мощностью 15 млн тонн.
Плюсы и минусы СПГ
Из-за географического фактора европейские и азиатские страны часто выбирают импорт сжиженного газа вместо строительства трубопроводов на расстояния в тысячи километров. Однако у этого решения есть как положительные, так и отрицательные стороны.
Плюсы
- большая теплоемкость;
- нетоксичность;
- удобство и длительность хранения;
- транспортировка на большие расстояния;
- увеличенный срок службы и снижение эксплуатационных расходов на топливное оборудование;
- универсальность.
Минусы
- высокая стоимость производства;
- сложное производство;
- эффективность для крупных потребителей;
- опасность при взаимодействии.