Сжиженный природный газ

Сжиженный природный газ ( СПГ ) - это природный газ (преимущественно метан , CH ₄ , с некоторой смесью этана , C ₂ H ₆ ), который был охлажден до жидкой формы для облегчения и безопасности хранения или транспортировки без давления. Он занимает примерно 1/600 объема природного газа в газообразном состоянии (при стандартных условиях по температуре и давлению ). Он не имеет запаха , цвета , не токсичен и не вызывает коррозии . Опасности включают воспламеняемость после испарения в газообразное состояние, замерзание и асфиксию . ВПроцесс сжижения включает удаление определенных компонентов, таких как пыль, кислые газы , гелий , вода и тяжелые углеводороды , которые могут вызвать трудности на выходе. Затем природный газ конденсируется в жидкость при давлении, близком к атмосферному, путем его охлаждения примерно до -162 ° C (-260 ° F); максимальное давление транспортировки установлено на уровне 25 кПа (4 фунта на кв. дюйм).

Типичный процесс СПГ.

Газ, добываемый из залежей углеводородов, обычно содержит широкий спектр углеводородных продуктов, который обычно включает метан (CH ₄ ), этан (C ₂ H ₆ ), пропан (C ₃ H ₈ ) и бутан (C ₄ H ₁₀ ). Все эти продукты имеют широкий диапазон температур кипения, а также разную теплотворную способность, что позволяет использовать их по-разному, а также по-разному. «Кислотные» элементы, такие как сероводород (H ₂ S) и диоксид углерода (CO ₂ ), вместе с нефтью, грязью, водой и ртутью удаляются из газа, чтобы получить чистый подслащенныйпоток газа. Если не удалить такие кислотные молекулы, ртуть и другие примеси, это может привести к повреждению оборудования. Коррозия стальных труб и амальгамирование ртути с алюминием в криогенных теплообменниках может вызвать дорогостоящие повреждения.

Газовый поток обычно разделяется на фракции сжиженной нефти (бутан и пропан), которые могут храниться в жидкой форме при относительно низком давлении, и более легкие фракции этана и метана. Эти более легкие фракции метана и этана затем сжижаются, чтобы составить основную часть отгружаемого СПГ.

Природный газ считался экономически неважным везде, где добывающие газ нефтяные или газовые месторождения были удалены от газопроводов или располагались в прибрежных районах, где трубопроводы были нежизнеспособны. В прошлом это обычно означало, что добытый природный газ обычно сжигался на факеле, тем более что в отличие от нефти не существовало жизнеспособных методов хранения или транспортировки природного газа, кроме трубопроводов, которые требовали немедленного использования того же газа конечными пользователями. Это означало, что исторически рынки природного газа были исключительно местными, и любая добыча должна была потребляться в рамках местной сети.

Развитие производственных процессов, криогенного хранения и транспортировки эффективно создало инструменты, необходимые для коммерциализации природного газа на мировом рынке, который теперь конкурирует с другими видами топлива. Кроме того, развитие хранилищ СПГ также повысило надежность сетей, что ранее считалось невозможным. Учитывая, что хранение других видов топлива относительно легко обеспечить с помощью простых резервуаров, запасы могут храниться на складе в течение нескольких месяцев. С появлением крупномасштабных криогенных хранилищ стало возможным создание долгосрочных запасов газа. Эти запасы сжиженного газа могут быть задействованы в любой момент посредством процессов регазификации, и сегодня они являются основным средством для сетей удовлетворить местные потребности в сокращении пиковых нагрузок.

Появление коммерческого рынка СПГ, транспортируемого в основном по морю из мест, где запасы газа превышают потребности местных трубопроводов, привело к огромным коммерческим возможностям. Обычно это экономическая стратегия, особенно когда трубопроводная инфраструктура технически и экономически нежизнеспособна. ^[1] СПГ обеспечивает более высокое сокращение объема, чем сжатый природный газ (КПГ), так что (объемная) удельная энергия СПГ в 2,4 раза больше, чем КПГ (при 200 бар), или на 60 процентов от плотности дизельного топлива . ^[2] Это делает СПГ рентабельным при морских перевозках на большие расстояния. Однако корабли-газовозыможно экономично использовать на морском транспорте на средние расстояния. ^[3] Специально разработанные криогенные морские суда ( танкеры для перевозки СПГ ) или криогенные автоцистерны используются для перевозки СПГ. СПГ в основном используется для транспортировки природного газа на рынки, где он регазифицируется и распределяется как трубопроводный природный газ. Его можно использовать в транспортных средствах , работающих на природном газе , хотя в автомобилях чаще всего используется КПГ. Относительно высокая стоимость производства СПГ и необходимость хранения его в дорогих криогенных резервуарах препятствуют его широкому коммерческому использованию. Несмотря на эти недостатки, ожидается, что к 2020 году производство СПГ составит 10% от мирового производства нефти (см. Торговля СПГ ).

Удельное энергосодержание и плотность энергии [ править ]

Теплотворная способность зависит от используемого источника газа и процесса, который используется для сжижения газа. Диапазон теплотворной способности может составлять от +/- 10 до 15 процентов. Типичное значение высшей теплотворной способности СПГ составляет приблизительно 50 МДж / кг или 21 500 БТЕ / фунт. ^[4] Типичное значение нижней теплотворной способности СПГ составляет 45 МДж / кг или 19 350 БТЕ / фунт.

С целью сравнения различных видов топлива теплотворная способность может быть выражена в единицах энергии на единицу объема, которая известна как удельная энергия, выраженная в МДж / литр. Плотность СПГ составляет примерно от 0,41 кг / литр до 0,5 кг / литр, в зависимости от температуры, давления и состава ^[5], по сравнению с водой при концентрации 1,0 кг / литр. Используя среднее значение 0,45 кг / литр, типичные значения плотности энергии составляют 22,5 МДж / литр (на основе более высокой теплотворной способности) или 20,3 МДж / литр (на основе более низкой теплотворной способности).

Плотность энергии (на основе объема) СПГ примерно в 2,4 раза выше, чем у КПГ, что делает экономичную транспортировку природного газа по морю в виде СПГ. Плотность энергии СПГ сравнима с пропаном и этанолом, но составляет всего 60 процентов от плотности дизельного топлива и 70 процентов от бензина . ^[6]

История [ править ]

Эксперименты со свойствами газов начались в начале семнадцатого века. К середине семнадцатого века Роберт Бойль вывел обратную зависимость между давлением и объемом газов. Примерно в то же время Гийом Амонтон начал изучать влияние температуры на газ. Различные газовые эксперименты продолжались в течение следующих 200 лет. В то время были попытки сжижать газы. Было открыто много новых фактов о природе газов. Например, в начале девятнадцатого века Каньяр де ла Тур показал, что существует температура, выше которой газ нельзя сжижать. В середине и конце девятнадцатого века был большой толчок к сжижению всех газов. Ряд ученых, включая Майкла Фарадея, Джеймс Джоуль и Уильям Томсон (лорд Кельвин), делали эксперименты в этой области. В 1886 году Кароль Ольшевский сжижил метан, основной компонент природного газа. К 1900 году все газы были сжижены, кроме гелия, который был сжижен в 1908 году.

Первое крупномасштабное сжижение природного газа в США произошло в 1918 году, когда правительство США сжижало природный газ как способ извлечения гелия, который является незначительным компонентом некоторых видов природного газа. Этот гелий предназначался для использования в британских дирижаблях во время Первой мировой войны. Сжиженный природный газ (СПГ) не хранился, а регенерировался и сразу же подавался в газопровод. ^[7]

Ключевые патенты, связанные с сжижением природного газа, были получены в 1915 году и в середине 1930-х годов. В 1915 году Годфри Кэбот запатентовал метод хранения жидких газов при очень низких температурах. Он состоял из конструкции типа термоса, которая включала холодный внутренний резервуар внутри внешнего резервуара; баки разделены изоляцией. В 1937 году Ли Туми получил патенты на процесс крупномасштабного сжижения природного газа. Намерение состояло в том, чтобы хранить природный газ в виде жидкости, чтобы его можно было использовать для снижения пиковых энергетических нагрузок во время похолодания. Из-за больших объемов нецелесообразно хранить природный газ в виде газа при давлении, близком к атмосферному. Однако в сжиженном состоянии он может храниться в объеме, составляющем 1/600. Это практичный способ хранения, но температура газа должна быть −260 ° F (−162 ° C).

Есть два процесса сжижения природного газа в больших количествах. Первый - это каскадный процесс, в котором природный газ охлаждается другим газом, который, в свою очередь, был охлажден еще одним газом, отсюда и название «каскадный» процесс. Перед циклом сжиженного природного газа обычно есть два каскадных цикла. Другой метод - это процесс Линде , иногда используется вариант процесса Линде, называемый процессом Клода. В этом процессе газ охлаждается регенеративно, непрерывно проходя через отверстие, пока он не охладится до температур, при которых он сжижается. Охлаждение газа путем расширения его через отверстие было разработано Джеймсом Джоулем и Уильямом Томсоном и известно как эффект Джоуля-Томсона . Ли Туми использовал каскадный процесс для своих патентов.

Коммерческие операции в США [ править ]

East Ohio G Company построила коммерческий сжиженный природный газ (СПГ) полномасштабного в Кливленде, штат Огайо, в 1940 году только после успешного завершения пилотного завода , построенного по своей дочерней компании Hope Natural Gas Company Западной Вирджинии. Это был первый такой завод в мире. Первоначально он состоял из трех сфер диаметром примерно 63 фута, содержащих СПГ при температуре -260 ° F. Каждая сфера содержала около 50 миллионов кубических футов природного газа. Четвертый резервуар, цилиндр, был добавлен в 1942 году. Его эквивалентная емкость составляла 100 миллионов кубических футов газа. Завод успешно проработал три года. Хранившийся газ был регазифицирован и введен в магистраль, когда наступили похолодания и потребовалась дополнительная мощность. Это исключило отказ в подаче газа некоторым потребителям во время похолодания.

Завод в Кливленде рухнул 20 октября 1944 года, когда разорвался цилиндрический резервуар, и тысячи галлонов СПГ разлились над заводом и близлежащими окрестностями. Газ испарился и загорелся, в результате чего погибло 130 человек. ^[8] Пожар задержал дальнейшее внедрение объектов СПГ на несколько лет. Однако в течение следующих 15 лет новые исследования низкотемпературных сплавов и лучших изоляционных материалов подготовили почву для возрождения отрасли. Он был перезапущен в 1959 году, когда корабль « Methane Pioneer» времен Второй мировой войны , переоборудованный для перевозки СПГ, доставил СПГ с побережья Мексиканского залива США в Великобританию, испытывающую нехватку энергии. В июне 1964 года в строй вступил первый в мире танкер для перевозки СПГ Methane Princess .^[9] Вскоре после этого в Алжире было открыто крупное месторождение природного газа. Вскоре последовала международная торговля СПГ, поскольку СПГ поставлялся во Францию ​​и Великобританию с месторождений Алжира. Теперь эксплуатируется еще один важный атрибут СПГ. Когда природный газ стал сжиженным, его стало не только легче хранить, но и можно было транспортировать. Таким образом, теперь энергия может доставляться через океаны с помощью СПГ так же, как по нефти.

Производство СПГ в США возобновилось в 1965 году, когда в США была построена серия новых заводов. Строительство продолжалось до 1970-х годов. Эти заводы использовались не только для снижения пиковых нагрузок, как в Кливленде, но и для обеспечения базовой нагрузки в местах, где до этого никогда не было природного газа. Ряд импортных мощностей был построен на Восточном побережье в связи с необходимостью импорта энергии через СПГ. Однако недавний бум добычи природного газа в США (2010–2014 гг.), Вызванный гидроразрывом пласта (« гидроразрывом »), привел к тому, что многие из этих импортных мощностей рассматриваются как экспортные. Первый экспорт СПГ из США был завершен в начале 2016 года. ^[10]

Жизненный цикл СПГ [ править ]

Процесс начинается с предварительной обработки исходного природного газа, поступающего в систему, для удаления примесей, таких как H 2 S , CO ₂ , H ₂ O, ртуть и углеводороды с более высокими цепями . Затем исходный газ поступает в установку сжижения, где он охлаждается до температуры от -145 ° C до -163 ° C ^[11]. Хотя тип или количество циклов нагрева и / или используемых хладагентов могут варьироваться в зависимости от технологии, основной процесс включает циркуляцию газ через змеевики из алюминиевых трубок и воздействие сжатого хладагента. ^[11] Когда хладагент испаряется, теплопередача вызывает охлаждение газа в змеевиках. ^[11]Затем СПГ хранится в специализированном резервуаре с двойными стенками с изоляцией при атмосферном давлении, готовом к транспортировке к месту назначения. ^[11]

Большая часть отечественного СПГ транспортируется по суше на грузовиках / прицепах, рассчитанных на низкие температуры. ^[11] Эти блоки состоят из внутреннего стального или алюминиевого отсека и внешнего отсека из углеродистой или стальной стали с вакуумной системой между ними для уменьшения теплопередачи. ^[11] На месте СПГ должен храниться в резервуарах с вакуумной изоляцией или в резервуарах с плоским дном . ^[11] Когда СПГ готов к распределению, он поступает в установку регазификации , где его перекачивают в испаритель и снова нагревают до газообразной формы. ^[11] Затем газ поступает в трубопроводную систему распределения и доставляется конечному пользователю. ^[11]

Производство [ править ]

Природный газ, подаваемый на завод СПГ, будет обрабатываться для удаления воды, сероводорода , диоксида углерода и других компонентов, которые замерзнут (например, бензола ) при низких температурах, необходимых для хранения, или будут разрушать установку для сжижения. СПГ обычно содержит более 90%  метана . Он также содержит небольшое количество этана , пропана , бутана , некоторых более тяжелых алканов и азота. Процесс очистки может быть рассчитан на получение почти 100%  метана . Одна из опасностей СПГ - взрыв с быстрым фазовым переходом.(RPT), возникающий при контакте холодного СПГ с водой . ^[12]

Важнейшей инфраструктурой, необходимой для производства и транспортировки СПГ, является завод СПГ, состоящий из одной или нескольких линий СПГ , каждая из которых является независимой установкой для сжижения газа. Самая крупная линия СПГ находится в Катаре, ее общая производственная мощность составляет 7,8 млн тонн в год (MTPA). Эти объекты достигли рубежа в безопасности в 2014 году, завершив 12 лет эксплуатации на морских объектах без происшествий с временной потерей трудоспособности. ^[13] Катарский завод обогнал 4-ю технологическую линию компании Atlantic LNG в Тринидаде и Тобаго с производственной мощностью 5,2 млн тонн в год, ^[14] за ней последовала линия SEGAS LNG.завод в Египте мощностью 5 млн тонн в год. В июле 2014 года компания Atlantic LNG отпраздновала 3000-ю партию СПГ на заводе по сжижению газа в Тринидаде. ^[15] Завод Qatargas II имеет производственную мощность 7,8 млн тонн в год для каждой из двух линий. СПГ получен из Qatargas II будет поставляться в Кувейт, после подписания соглашения в мае 2014 года между Катаром Сжиженного Gas Company и Kuwait Petroleum Corp . ^[15]СПГ загружается на суда и доставляется на терминал регазификации, где СПГ разрешается расширяться и превращаться в газ. Терминалы регазификации обычно подключаются к хранилищам и трубопроводной распределительной сети для распределения природного газа местным распределительным компаниям (НРС) или независимым электростанциям (НЭС).

Производство завода СПГ [ править ]

Информация для следующей таблицы частично получена из публикации Управления энергетической информации США. ^[16]
См. Также Список терминалов СПГ.

Мировое производство [ править ]

Во второй половине прошлого века отрасль СПГ развивалась медленно, потому что большинство заводов СПГ расположены в удаленных районах, не обслуживаемых трубопроводами, и из-за больших затрат на переработку и транспортировку СПГ. Строительство завода по производству СПГ стоит не менее 1,5 млрд долларов на 1 млн тонн в год, приемный терминал стоит 1 млрд долларов на 1 млрд куб. Футов в день пропускной способности, а суда для СПГ стоят от 200 до 300 млн долларов.

В начале 2000-х цены на строительство заводов по производству СПГ, приемных терминалов и судов упали по мере появления новых технологий и увеличения инвестиций в сжижение и регазификацию. Это, как правило, делало СПГ более конкурентоспособным в качестве средства распределения энергии, но рост материальных затрат и спроса на строительных подрядчиков оказал повышательное давление на цены в последние несколько лет. Стандартная цена судна для сжиженного природного газа объемом 125 000 кубометров, построенного на европейских и японских верфях, раньше составляла 250 миллионов долларов США. Когда корейские и китайские верфи вступили в гонку, усиление конкуренции привело к сокращению прибыли и повышению эффективности - сокращению затрат на 60 процентов. Стоимость в долларах США также снизилась из-за девальвации валют крупнейших мировых судостроителей: японской иены и корейской воны.

С 2004 года большое количество заказов увеличило спрос на слоты верфи, повысив их цену и увеличив стоимость кораблей. Стоимость строительства завода по сжижению природного газа на тонну неуклонно снижалась с 1970-х по 1990-е годы. Стоимость снизилась примерно на 35 процентов. Однако в последнее время стоимость строительства терминалов сжижения и регазификации увеличилась вдвое из-за удорожания материалов и нехватки квалифицированной рабочей силы, профессиональных инженеров, дизайнеров, менеджеров и других белых воротничков.

Из-за опасений по поводу нехватки природного газа на северо-востоке США и излишков природного газа в остальной части страны в Соединенных Штатах рассматривается множество новых терминалов для импорта и экспорта СПГ. Опасения по поводу безопасности таких объектов вызывают споры в некоторых регионах, где они предлагаются. Одно из таких мест находится в проливе Лонг-Айленд между Коннектикутом и Лонг-Айлендом. Broadwater Energy , созданная компаниями TransCanada Corp. и Shell, хочет построить терминал для импорта СПГ в районе Нью-Йорка. Местные политики, в том числе администрация графства Саффолк, подняли вопросы о терминале. В 2005 году сенаторы от Нью-Йорка Чак Шумер и Хиллари Клинтон также заявили о своем несогласии с проектом. ^[23] Несколько предложений по импортным терминалам вдоль побережья штата Мэн также были встречены большим сопротивлением и вопросами. 13 сентября 2013 года Министерство энергетики США одобрило заявку Dominion Cove Point на экспорт до 770 миллионов кубических футов в день СПГ в страны, не имеющие соглашения о свободной торговле с США ^[24] В мае 2014 года, FERC завершила экологическую оценку проекта СПГ в Коув-Пойнт, в ходе которой было установлено, что предлагаемый проект по экспорту природного газа может быть построен и эксплуатируется безопасно. ^[25] Другой терминал СПГ в настоящее время предлагается на острове Эльба , штат Джорджия. ^[26]Планы строительства трех экспортных терминалов СПГ в регионе побережья Мексиканского залива США также получили условное федеральное одобрение. ^{[24] [27]} В Канаде недалеко от Гисборо , Новая Шотландия, строится экспортный терминал СПГ . ^[28]

Коммерческие аспекты [ править ]

Глобальная торговля [ править ]

При коммерческом развитии производственно-сбытовой цепочки СПГ поставщики СПГ сначала подтверждают продажи для последующих покупателей, а затем подписывают долгосрочные контракты (обычно на 20–25 лет) со строгими условиями и структурой ценообразования на газ. Только после подтверждения заказчиков и признания экономической целесообразности разработки нового проекта спонсоры проекта СПГ смогут инвестировать в их разработку и эксплуатацию. Таким образом, бизнес по сжижению природного газа был ограничен игроками с сильными финансовыми и политическими ресурсами. Крупные международные нефтяные компании (МОК), такие как ExxonMobil , Royal Dutch Shell , BP , Chevron , Total и национальные нефтяные компании (ННК), такие как Pertamina и Petronas являются активными игроками.

СПГ поставляется по всему миру на специально построенных морских судах . Торговля СПГ завершается подписанием SPA (соглашения о купле-продаже) между поставщиком и принимающим терминалом и подписанием GSA (соглашения о продаже газа) между принимающим терминалом и конечными пользователями. Большинство условий контракта раньше заключалось в DES или ex-ship , что возлагало ответственность за транспортировку газа на продавца. Однако при невысоких затратах на судостроение, а покупатели предпочитают обеспечивать надежные и стабильные поставки, контракты на условиях FOB увеличиваются. По таким условиям покупатель, который часто владеет судном или подписывает долгосрочное фрахтовое соглашение с независимыми перевозчиками, несет ответственность за транспортировку.

Соглашения о покупке СПГ заключались на длительный срок с относительно небольшой гибкостью как по цене, так и по объему. Если годовой объем контракта подтвержден, покупатель обязан принять и оплатить продукт или заплатить за него, даже если он не был взят, в соответствии с так называемым обязательством по контракту « бери или плати» (TOP).

В середине 1990-х СПГ был рынком покупателя. По просьбе покупателей в СПА стали применяться некоторые гибкие возможности по объему и цене. Покупатели имели большую гибкость вверх и вниз в TOP, и вступили в силу краткосрочные СПА менее 16 лет. В то же время были разрешены альтернативные направления для грузов и арбитраж. К началу XXI века рынок снова стал в пользу продавцов. Однако продавцы стали более изощренными и теперь предлагают разделить арбитражные возможности и отойти от ценообразования по S-образной кривой. Было много дискуссий относительно создания «OGEC» в качестве природного газового эквивалента ОПЕК . Россия и Катарстраны с крупнейшими и третьими по величине запасами природного газа в мире наконец поддержали такой шаг. ^{[ необходима цитата ]}

До 2003 года цены на СПГ внимательно следили за ценами на нефть. С тех пор цены на СПГ в Европе и Японии были ниже, чем на нефть, хотя связь между СПГ и нефтью все еще сильна. Напротив, цены в США и Великобритании недавно резко выросли, а затем упали в результате изменений в поставках и хранении. ^{[ необходима цитата ]} В конце 1990-х и начале 2000-х рынок сместился в сторону покупателей, но с 2003 и 2004 годов это был сильный рынок продавцов с чистой прибылью в качестве наилучшей оценки цен. ^{[ необходима цитата ]} .

Исследование Global Energy Monitor в 2019 году предупредило, что новая инфраструктура для экспорта и импорта СПГ на сумму до 1,3 триллиона долларов США, которая в настоящее время разрабатывается, находится под значительным риском оказаться в затруднительном положении, поскольку глобальное газовое предложение может стать избыточным, особенно если США и Канада будут играть более важную роль. . ^[29]

Текущий всплеск добычи нетрадиционной нефти и газа в США привел к снижению цен на газ в США. Это привело к дискуссиям на азиатских газовых рынках, связанных с нефтью, по поводу импорта газа на основе индекса Henry Hub. ^[30] Недавняя конференция высокого уровня в Ванкувере, Тихоокеанский энергетический саммит 2013 Тихоокеанский энергетический саммит 2013 собрала политиков и экспертов из Азии и США для обсуждения торговых отношений СПГ между этими регионами.

Приемные терминалы существуют примерно в 40 ^[31] странах, включая Индию, Японию, Корею, Тайвань, Китай, Грецию, Бельгию, Испанию, Италию, Францию, Великобританию, США, Чили и Доминиканскую Республику, среди других. Существуют планы для Бахрейна, Германии, Ганы, Марокко, Филиппин, Вьетнама ^[32] и других, чтобы также построить новые приемные (регазификационные) терминалы.

Проверка проектов СПГ [ править ]

Базовая загрузка (крупномасштабные,> 1 млн. Тонн в год) для проектов СПГ требует запасов природного газа ^[33], покупателей ^[34] и финансирования. Использование проверенных технологий и проверенного подрядчика чрезвычайно важно как для инвесторов, так и для покупателей. ^[35] Требуемые запасы газа: 1 трлн куб. Футов газа на миллион тонн СПГ в год в течение 20 лет. ^[33]

СПГ наиболее рентабельно производится на относительно крупных предприятиях из-за экономии на масштабе, на участках с выходом к морю, что позволяет регулярно отгружать крупные партии непосредственно на рынок. Для этого требуется надежная подача газа достаточной мощности. В идеале объекты должны располагаться близко к источнику газа, чтобы минимизировать затраты на промежуточную транспортную инфраструктуру и усадку газа (потери топлива на транспорте). Высокая стоимость строительства крупных заводов СПГ делает необходимым прогрессивное развитие источников газа для максимального использования мощностей и рентабельность продления срока службы существующих, изношенных в финансовом отношении объектов СПГ. В частности, в сочетании с более низкими продажными ценами из-за большой установленной мощности и роста затрат на строительство это делает экономический анализ / обоснование для разработки новых, особенно с нуля,Объекты СПГ сложны, даже если они могут быть более экологически безопасными, чем существующие объекты, и все опасения заинтересованных сторон будут удовлетворены. Из-за высокого финансового риска обычно предусматривается договорное обеспечение поставок газа / концессий и продажи газа на длительные периоды до принятия инвестиционного решения.

Использует [ редактировать ]

Основное использование СПГ - упростить транспортировку природного газа от источника к месту назначения. В больших масштабах это происходит, когда источник и пункт назначения находятся через океан друг от друга. Его также можно использовать при отсутствии подходящей пропускной способности трубопровода. Для крупномасштабного использования транспорта СПГ обычно повторно классифицируется на принимающей стороне и подается в местную инфраструктуру трубопроводов природного газа.

СПГ также можно использовать для удовлетворения пикового спроса, когда обычная трубопроводная инфраструктура может удовлетворить большинство потребностей спроса, но не потребности пикового спроса. Эти заводы обычно называются заводами по очистке пика СПГ, поскольку их цель состоит в том, чтобы сократить часть пикового спроса от того, что требуется, из трубопровода поставок.

СПГ можно использовать в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания. СПГ находится на ранних стадиях становления основным топливом для транспортных нужд. Он оценивается и тестируется для применения в автомобильных ^[36], внедорожных ^[37], морских и железнодорожных перевозках . ^[38] Известны проблемы с топливными баками и подачей газа в двигатель, ^[39], но, несмотря на эти опасения, переход на СПГ в качестве транспортного топлива начался. СПГ напрямую конкурирует со сжатым природным газом в качестве топлива для автомобилей, работающих на природном газе.так как двигатель идентичный. Могут быть приложения, в которых грузовики, автобусы, поезда и катера, работающие на СПГ, могут быть экономически эффективными, чтобы регулярно распределять энергию СПГ вместе с обычными грузами и / или пассажирами в меньшие изолированные общины без местного источника газа или доступа к трубопроводам.

Использование СПГ для заправки больших грузовиков повышенной проходимости [ править ]

Китай был лидером в использовании транспортных средств, работающих на СПГ ^[40], по состоянию на сентябрь 2014 г. ^[41] на дорогах находилось более 100 000 транспортных средств, работающих на СПГ.

В Соединенных Штатах создаются первые возможности для заправки СПГ. На сайте слежения за альтернативным заправочным центром показано 84 общественных заправочных центра для СПГ по состоянию на декабрь 2016 года. ^[42] Большие грузовики могут совершать поездки по пересеченной местности, например из Лос-Анджелеса в Бостон, и заправляться на общественных заправочных станциях каждые 500 миль. В Национальном справочнике водителей грузовиков за 2013 год перечислено около 7000 остановок грузовиков ^[43], таким образом, примерно на 1% остановок грузовиков в США имеется СПГ.

Хотя по состоянию на декабрь 2014 года СПГ и газомоторные топлива не были доставлены в Европу очень быстро, и было сомнительно, станет ли СПГ когда-либо предпочтительным топливом среди операторов автопарков ^[44], последние тенденции с 2018 года показывают разные перспективы. ^[45] В 2015 году Нидерланды представили грузовые автомобили, работающие на СПГ, в транспортном секторе. ^[46] Правительство Австралии планирует построить магистраль для СПГ, чтобы использовать СПГ местного производства и заменить импортное дизельное топливо, используемое в межгосударственных транспортных средствах. ^[47]

В 2015 году Индия также начала небольшую транспортировку СПГ автоцистернами для перевозки СПГ в штате Керала. ^[48] В 2017 году Petronet LNG установит 20 станций СПГ на автомагистралях вдоль западного побережья Индии, которые соединяют Дели с Тируванантапурамом, общей протяженностью 4500 км через Мумбаи и Бангалор. ^[49] В 2020 году Индия планирует установить 24 заправочные станции для СПГ вдоль шоссе Золотого четырехугольника протяженностью 6000 км, соединяющего четыре метро, ​​поскольку цены на СПГ резко упали. ^[50]

Япония, крупнейший в мире импортер СПГ, намерена использовать СПГ в качестве топлива для автомобильного транспорта. ^[51]

Двигатели с высокой мощностью и высоким крутящим моментом [ править ]

Объем двигателя - важный фактор мощности двигателя внутреннего сгорания . Таким образом, двигатель объемом 2000 куб. См, как правило, будет более мощным, чем двигатель объемом 1800 куб. См, но это предполагает использование аналогичной воздушно-топливной смеси .

Если, однако, с помощью турбонагнетателя, например, меньший двигатель использует топливно-воздушную смесь с более высокой плотностью энергии, то он может производить больше мощности, чем больший, сжигая менее энергоемкую воздушно-топливную смесь. К сожалению, турбокомпрессоры сложны и дороги. Таким образом, для двигателей с высокой мощностью / высоким крутящим моментом предпочтительным является топливо, которое создает более плотную по энергии топливовоздушную смесь, поскольку меньший и более простой двигатель может производить такую ​​же мощность.

В традиционных бензиновых и дизельных двигателях плотность энергии топливовоздушной смеси ограничена, поскольку жидкое топливо плохо смешивается в цилиндре. Кроме того, бензин и дизельное топливо имеют температуру и давление самовоспламенения, соответствующие конструкции двигателя. Важной частью традиционной конструкции двигателя является проектирование цилиндров, степеней сжатия и топливных форсунок таким образом, чтобы предотвратить преждевременное воспламенение, но в то же время можно было впрыснуть как можно больше топлива, хорошо перемешать и все еще иметь время для завершения процесс сгорания во время рабочего такта.

Природный газ не воспламеняется автоматически при давлениях и температурах, характерных для традиционных бензиновых и дизельных двигателей, что обеспечивает большую гибкость в конструкции двигателя, работающего на природном газе. Метан, основной компонент природного газа, имеет температуру самовоспламенения 580 ° C (1076 ° F), ^{[52] в} то время как бензин и дизельное топливо самовоспламеняются примерно при 250 ° C (482 ° F) и 210 ° C (410 ° F). соответственно.

В двигателе на сжатом природном газе (СПГ) смешивание топлива и воздуха более эффективно, поскольку газы обычно хорошо смешиваются за короткий период времени, но при типичных давлениях сжатия КПГ само топливо менее энергоемкое, чем бензин или дизельное топливо. таким образом, конечным результатом является более низкоэнергетическая воздушно-топливная смесь. Таким образом, для двигателя с таким же объемом цилиндров двигатель без турбонаддува, работающий на КПГ, обычно менее мощный, чем бензиновый или дизельный двигатель аналогичного размера. По этой причине турбокомпрессоры популярны на европейских автомобилях, работающих на КПГ. ^[53] Несмотря на это ограничение, 12-литровый двигатель Cummins Westport ISX12G ^[54]представляет собой пример двигателя, работающего на КПГ, предназначенного для буксировки тягачей / прицепов с массой до 80 000 фунтов, показывающий, что КПГ можно использовать в большинстве, если не во всех, применениях на грузовых автомобилях. Оригинальные двигатели ISX G включали турбонагнетатель для увеличения плотности энергии воздуха и топлива. ^[55]

СПГ предлагает уникальное преимущество перед СПГ для более требовательных приложений с большой мощностью, устраняя необходимость в турбокомпрессоре. Поскольку СПГ кипит при температуре примерно -160 ° C (-256 ° F), с помощью простого теплообменника небольшое количество СПГ может быть преобразовано в газообразную форму при чрезвычайно высоком давлении с использованием небольшой механической энергии или без нее. Правильно спроектированный двигатель большой мощности может использовать этот газообразный источник топлива с высокой плотностью энергии под высоким давлением для создания топливовоздушной смеси с более высокой плотностью энергии, чем можно эффективно создать с помощью двигателя, работающего на КПГ. Конечным результатом по сравнению с двигателями, работающими на сжатом природном газе, является более высокая общая эффективность в двигателях большой мощности при использовании технологии прямого впрыска под высоким давлением. Вестпорт HDMI2 ^[56]Топливная система является примером технологии прямого впрыска под высоким давлением, которая не требует турбокомпрессора, если используется в сочетании с соответствующей технологией теплообменника СПГ. 13-литровый двигатель Volvo Trucks, работающий на СПГ ^[57], является еще одним примером двигателя, работающего на СПГ, в котором используется передовая технология высокого давления.

Westport рекомендует использовать КПГ для двигателей объемом 7 литров или меньше и СПГ с прямым впрыском для двигателей от 20 до 150 литров. Для двигателей объемом от 7 до 20 литров рекомендуется любой вариант. См. Слайд 13 оттуда NGV Bruxelles - презентация Сессии отраслевых инноваций ^[58]

Двигатели большой мощности в нефтедобывающих, горнодобывающих, локомотивных и морских отраслях разрабатываются или разрабатываются. ^[59] Пол Бломерус написал статью ^[60], в которой говорится, что до 40 миллионов тонн СПГ в год (приблизительно 26,1 миллиарда галлонов в год или 71 миллион галлонов в день) может потребоваться только для удовлетворения глобальных потребностей высокоразвитых стран. к 2025-2030 гг.

По данным на конец 1 квартала 2015 года, Prometheus Energy Group Inc утверждает, что поставила более 100 миллионов галлонов СПГ в течение предыдущих 4 лет на промышленный рынок ^[61], и продолжает привлекать новых клиентов.

Использование СПГ в морских приложениях [ править ]

В некоторых портах налажена бункеровка СПГ с помощью грузовиков для заправки судов. Этот тип заправки СПГ несложно установить при условии наличия СПГ.

Судоходная компания Feeder and Shortsea Unifeeder управляет первым в мире контейнеровозом Wes Amelie, работающим на СПГ, с конца 2017 года, курсирующим между портом Роттердам и странами Балтии еженедельно. ^[62] Контейнерная судоходная компания Maersk Group решила представить контейнеровозы, работающие на СПГ-топливе. ^[63] DEME Group заключила контракт с Wärtsilä на поставку земснарядов нового поколения класса Antigoon с двухтопливными двигателями. ^{[64] Компания} Crowley Maritime из Джексонвилля, Флорида, спустила на воду два корабля ConRo, работающих на СПГ, Coquí и Taino в 2018 и 2019 годах соответственно. ^[65]

В 2014 году Shell заказала специальное судно-бункеровщик СПГ. ^[66] Планируется ввести в эксплуатацию в Роттердаме летом 2017 г. ^[67]

Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ), принятая ИМО , требует, чтобы морские суда не потребляли топливо (бункерное топливо, дизельное топливо и т. Д.) С содержанием серы более 0,5% с 2020 года в рамках Международной Воды и прибрежные районы стран, принимающих такие же правила. Замена бункерного топлива с высоким содержанием серы на СПГ, не содержащее серы, требуется в крупных масштабах в секторе морского транспорта, поскольку жидкое топливо с низким содержанием серы более дорогое, чем СПГ. ^[68] Япония планирует использовать СПГ в качестве бункерного топлива к 2020 году. ^[69]

BHP , одна из крупнейших горнодобывающих компаний в мире, планирует ввести в эксплуатацию суда для перевозки минералов, работающие на СПГ, к концу 2021 года ^[70].

Использование СПГ на железной дороге [ править ]

Железная дорога Восточного побережья Флориды имеет 24 локомотива GE ES44C4, адаптированных для работы на СПГ. ^[71]

Торговля [ править ]

Мировая торговля СПГ быстро растет с незначительной в 1970 году до того, что, как ожидается, станет существенным в глобальном масштабе к 2020 году. ^{[72] Для} справки, мировая добыча сырой нефти в 2014 году составила 92 миллиона баррелей (14,6 миллиона кубических метров) на душу населения. день ^[73] или 186,4 квадриллиона британских тепловых единиц (54 600 тераватт-часов ) в год.

В 1970 году мировая торговля СПГ составляла 3 миллиарда кубометров (млрд кубометров) (0,11 квадратов). ^[74] В 2011 году он составил 331 млрд куб. М (11,92 квадрата). ^[74] США начали экспортировать СПГ в феврале 2016 года. Согласно прогнозу Black & Veatch за октябрь 2014 года, к 2020 году только США будут экспортировать от 10 до 14 миллиардов кубических футов в день (от 280 до 400 миллионов м ³ / день) или теплотворная способность от 3,75 до 5,25 квадратов (от 1100 до 1540 ТВтч). ^[75] E&Y прогнозирует, что к 2020 году мировой спрос на СПГ может достичь 400 млн тонн в год (19,7 квадрата). ^[76] Если это произойдет, рынок СПГ будет примерно на 10% от мирового рынка сырой нефти, и это не считая огромных большая часть природного газа поступает по трубопроводу непосредственно от скважины к потребителю.

В 2004 году на СПГ приходилось 7 процентов мировой потребности в природном газе. ^[77] Ожидается, что мировая торговля СПГ, которая увеличивалась со скоростью 7,4 процента в год в течение десятилетия с 1995 по 2005 год, продолжит существенно расти. ^[78] Ожидается, что с 2005 по 2020 год торговля СПГ будет расти на 6,7 процента в год. ^[78]

До середины 1990-х годов спрос на СПГ был в значительной степени сконцентрирован в Северо-Восточной Азии: Японии, Южной Корее и Тайване . В то же время поставки из Тихоокеанского бассейна преобладали в мировой торговле СПГ. ^[78] Мировой интерес к использованию энергоблоков комбинированного цикла, работающих на природном газе, в сочетании с неспособностью поставок природного газа в Северной Америке и Северном море удовлетворить растущий спрос, существенно расширили региональные рынки СПГ. Это также привлекло к торговле новых поставщиков из Атлантического бассейна и Ближнего Востока. ^[78]

К концу 2017 года насчитывалось 19 стран-экспортеров СПГ и 40 стран-импортеров СПГ. В тройку крупнейших экспортеров СПГ в 2017 году входили Катар (77,5 тонн), Австралия (55,6 тонн) и Малайзия (26,9 тонн). В тройку крупнейших импортеров СПГ в 2017 году входили Япония (83,5 тонн), Китай (39 тонн) и Южная Корея (37,8 тонн). ^[79] Объемы торговли СПГ увеличились со 142 тонн в 2005 году до 159 тонн в 2006 году, 165 тонн в 2007 году, 171 тонн в 2008 году, 220 тонн в 2010 году, 237 тонн в 2013 году, 264 тонн в 2016 году и 290 тонн в 2017 году. ^{[79 ]} Мировое производство СПГ в 2014 году ^[80] составило 246 тонн, большая часть из которых была использована в торговле между странами. ^[81] В течение следующих нескольких лет ожидается значительный рост объемов торговли СПГ. ^[76] Например, только в 2009 году на рынок поступило около 59 млн тонн нового СПГ с шести новых заводов, в том числе:

• Северо-западный шельфовый поезд 5: 4,4 млн тонн в год
• Сахалин-2 : 9,6 млн тонн в год.
• Йемен СПГ : 6,7 млн ​​тонн в год
• Тангу: 7,6 млн тонн в год
• Катаргаз : 15,6 млн тонн в год
• Расгас Катар: 15,6 млн тонн в год

В 2006 году Катар стал крупнейшим в мире экспортером СПГ. ^[74] По состоянию на 2012 год Катар является источником 25 процентов мирового экспорта СПГ. ^[74] По оценкам, в 2017 году Катар поставлял 26,7% мирового СПГ. ^[82]

К 2013 году инвестиции в экспортные мощности США росли, эти инвестиции были вызваны увеличением добычи сланцевого газа в США и большой разницей в ценах на природный газ в США и в Европе и Азии. Cheniere Energy стала первой компанией в США, получившей разрешение на экспорт СПГ в 2016 году. ^[10]

Импорт [ править ]

В 1964 году Великобритания и Франция совершили первую торговлю СПГ, купив газ у Алжира , что стало новой эрой энергетики.

Сегодня СПГ экспортируют всего 19 стран. ^[74]

По сравнению с рынком сырой нефти, в 2013 году рынок природного газа составлял около 72 процентов рынка сырой нефти (измеренного на основе теплового эквивалента) ^[83], из которых СПГ составляет небольшую, но быстрорастущую часть. Во многом этот рост обусловлен потребностью в чистом топливе и некоторым эффектом замещения из-за высокой цены на нефть (в основном в секторах отопления и производства электроэнергии).

Япония, Южная Корея , Испания, Франция, Италия и Тайвань импортируют большие объемы СПГ из-за нехватки энергии. В 2005 году Япония импортировала 58,6 миллиона тонн СПГ, что составляет около 30 процентов мировой торговли СПГ в том году. Также в 2005 году Южная Корея импортировала 22,1 миллиона тонн, а в 2004 году Тайвань импортировал 6,8 миллиона тонн. Эти три основных покупателя покупают примерно две трети мирового спроса на СПГ. Кроме того, в 2006 году Испания импортировала около 8,2 млн тонн в год, что сделало ее третьим по величине импортером. Франция также импортировала столько же, сколько Испания. ^{[ необходима цитата ]} После ядерной катастрофы на АЭС Фукусима-дайити в марте 2011 года Япония стала крупным импортером, на долю которого приходилась треть от общего объема.^[84] Европейский импорт СПГ упал на 30 процентов в 2012 году и, как ожидается, сократится еще на 24 процента в 2013 году, поскольку импортеры из Южной Америки и Азии платят больше. ^[85] В 2017 году мировой импорт СПГ достиг 289,8 ^[86] миллионов тонн СПГ. В 2017 году 72,9% мирового спроса на СПГ приходилось на Азию. ^[87]

Перенаправление груза [ править ]

Согласно СПГ СПГ, СПГ предназначается для предварительно согласованных пунктов назначения, и перенаправление этого СПГ не допускается. Однако, если Продавец и Покупатель заключат взаимное соглашение, то изменение направления груза разрешено - при условии распределения дополнительной прибыли, полученной в результате такого перенаправления. В Европейском Союзе и некоторых других юрисдикциях не разрешается применять положение о распределении прибыли в СПГ СПГ.

Стоимость заводов СПГ [ править ]

В течение длительного периода времени усовершенствования конструкции заводов сжижения и танкеров привели к снижению затрат.

В 1980-е годы стоимость строительства завода по сжижению природного газа составляла 350 долларов за тонну в год. В 2000-е годы она составляла 200 долларов за тонну в год. В 2012 году затраты могут вырасти до 1000 долларов за тонну в год, частично из-за роста цен на сталь. ^[74]

Еще в 2003 году было принято считать, что это эффект «кривой обучения», который сохранится и в будущем. Но это представление о неуклонном снижении затрат на СПГ в последние несколько лет развеялось. ^[78]

Стоимость строительства новых СПГ-проектов начала стремительно расти с 2004 года и выросла с примерно 400 долларов за тонну в год до 1000 долларов за тонну в год в 2008 году.

Основные причины резкого роста затрат в отрасли СПГ можно описать следующим образом:

1. Низкая доступность подрядчиков EPC в результате чрезвычайно высокого уровня текущих нефтяных проектов по всему миру. ^[18]
2. Высокие цены на сырье в результате резкого роста спроса на сырье.
3. Отсутствие квалифицированной и опытной рабочей силы в отрасли СПГ. ^[18]
4. Девальвация доллара США.
5. Очень сложный характер проектов, построенных в удаленных местах, где затраты на строительство считаются одними из самых высоких в мире. ^[88]

Без учета высокозатратных проектов рост на 120% за период 2002-2012 гг. Больше соответствует эскалации в нефтегазовой отрасли, как показано в индексе UCCI ^[88]

Мировой финансовый кризис 2007–2008 годов вызвал общее снижение цен на сырье и оборудование, что несколько снизило стоимость строительства заводов по производству СПГ. Однако к 2012 году это было более чем компенсировано увеличением спроса на материалы и рабочую силу для рынка СПГ.

Малые заводы по сжижению [ править ]

Мелкомасштабные заводы по сжижению газа подходят для пикового использования трубопроводов природного газа, транспортного топлива или для доставки природного газа в отдаленные районы, не подключенные к трубопроводам. ^[89] Обычно они имеют компактный размер, питаются от трубопровода природного газа и расположены недалеко от места, где будет использоваться СПГ. Такая близость снижает стоимость транспортировки и СПГ для потребителей. ^{[90] [91]} Это также позволяет избежать дополнительных выбросов парниковых газов при длительной транспортировке.

Маломасштабный завод СПГ также позволяет локализовать пиковые нагрузки - балансируя доступность природного газа в периоды высокого и низкого спроса. Это также позволяет общинам, не имеющим доступа к трубопроводам природного газа, устанавливать местные распределительные системы и снабжать их хранимым СПГ. ^[92]

Цены на СПГ [ править ]

В текущих контрактах на СПГ есть три основные системы ценообразования:

• Индексированные контракты на нефть, используемые в основном в Японии, Корее, Тайване и Китае;
• Индексированные контракты на нефть, нефтепродукты и другие энергоносители, используемые в основном в континентальной Европе; ^[93] и
• Индексированные на рынке контракты, используемые в США и Великобритании;

Формула индексированной цены выглядит следующим образом:

CP = BP + β X

• БП: постоянная часть или базовая цена
• β: градиент
• X: индексация

Формула широко используется в азиатских СПГ СПГ, где базовая цена представляет собой различные факторы, не связанные с нефтью, но обычно является константой, определяемой путем переговоров на уровне, который может предотвратить падение цен на СПГ ниже определенного уровня. Таким образом, он меняется независимо от колебаний цен на нефть.

Генри Хаб Плюс [ править ]

Некоторые покупатели СПГ уже подписали контракты на поставку будущих грузов из США по ценам, привязанным к Генри Хабу. ^[94] Цена экспортного контракта Cheniere Energy на СПГ включает фиксированный сбор (толлинговый сбор за сжижение) плюс 115% от Henry Hub за миллион британских тепловых единиц СПГ. ^[95] Толлинговые сборы в контрактах Cheniere варьируются: 2,25 доллара США за миллион британских тепловых единиц (7,7 доллара США / МВтч) с BG Group, подписанными в 2011 году; 2,49 доллара за миллион британских тепловых единиц (8,5 доллара за МВт-ч) с GNF Испании, подписанным в 2012 году; и 3,00 доллара за миллион британских тепловых единиц (10,2 доллара за МВтч) с южнокорейскими компаниями Kogas и Centrica, подписанными в 2013 году. ^[96]

Нефтяной паритет [ править ]

Нефтяной паритет - это цена СПГ, которая будет равна цене сырой нефти на основе барреля нефтяного эквивалента (BOE). Если цена СПГ превышает цену сырой нефти в BOE, то ситуация называется нарушенным нефтяным паритетом. Коэффициент 0,1724 дает полный нефтяной паритет. В большинстве случаев цена на СПГ ниже, чем цена на сырую нефть в балансовом эквиваленте. В 2009 году в нескольких сделках по спотовым грузоперевозкам, особенно в Восточной Азии, нефтяной паритет приближался к полному нефтяному паритету или даже превышает нефтяной паритет. ^[97] В январе 2016 года спотовая цена СПГ в размере 5,461 доллара за миллион британских тепловых единиц (18,63 доллара за МВтч) нарушила нефтяной паритет, когда цена на нефть марки Brent (≤32 доллара США за баррель) резко упала. ^[98]К концу июня 2016 года цена на СПГ упала почти на 50% ниже его нефтяного паритета, что сделало его более экономичным, чем более загрязняющее дизельное топливо / газойль в транспортном секторе. ^[99]

S-образная кривая [ править ]

Большая часть торговли СПГ регулируется долгосрочными контрактами. Многие формулы включают S-образную кривую , где формула цены отличается выше и ниже определенной цены на нефть, чтобы смягчить влияние высоких цен на нефть на покупателя и низких цен на нефть на продавца. Когда спотовая цена на СПГ ниже, чем долгосрочные контракты с индексированными ценами на нефть, наиболее выгодным конечным использованием СПГ является приведение в действие мобильных двигателей для замены дорогостоящего бензина и дизельного топлива.

В большинстве восточноазиатских контрактов на СПГ формула цены индексируется по корзине сырой нефти, импортируемой в Японию, которая называется Japan Crude Cocktail (JCC). В индонезийских контрактах на СПГ формула цены привязана к индонезийской цене на сырую нефть (ICP).

В континентальной Европе индексация формулы цены отличается по формату и варьируется от контракта к контракту. Брент сырая цена (Б), масло тяжелого топлива цена (ТНТ), стоимость легкого дизельного топлива (ГНЧ), газ цена на нефть (ГО), цена на угль , цены на электроэнергию , а в некоторых случаях, потребительские и цены производителей индексы индексации элементы формулы цены.

Обзор цен [ править ]

Обычно существует пункт, позволяющий сторонам инициировать пересмотр цен или повторное открытие цен в СПГ СПГ. В некоторых контрактах есть два варианта инициирования пересмотра цены. регулярные и специальные. Обычные - это даты, которые будут согласованы и определены в СПГ СПГ с целью пересмотра цен.

Качество СПГ [ править ]

Качество СПГ - один из самых важных вопросов в СПГ-бизнесе. Любой газ, который не соответствует согласованным спецификациям в договоре купли-продажи, рассматривается как газ или СПГ «некондиционного» (некондиционного) или «некачественного». Нормы качества служат трем целям: ^[100]

1 - для обеспечения того, чтобы распределяемый газ был некоррозионным и нетоксичным, ниже верхних пределов содержания H ₂ S, общей серы, CO ₂ и Hg;

2 - для защиты от образования жидкостей или гидратов в сетях за счет максимальных точек росы по воде и углеводородам;

3 - для обеспечения взаимозаменяемости распределяемых газов посредством ограничения диапазона изменения параметров, влияющих на горение: содержание инертных газов, теплотворная способность, индекс Воббе, индекс сажи, коэффициент неполного сгорания, индекс желтого наконечника и т. Д.

В случае некондиционного газа или СПГ покупатель может отказаться принять газ или СПГ, а продавец должен выплатить заранее оцененные убытки за соответствующие объемы некондиционного газа.

Качество газа или СПГ измеряется в точке доставки с помощью такого инструмента, как газовый хроматограф.

Наиболее важные проблемы с качеством газа связаны с содержанием серы и ртути и теплотой сгорания. Из-за чувствительности объектов сжижения к элементам серы и ртути, газ, направляемый на процесс сжижения, должен быть точно очищен и испытан, чтобы гарантировать минимально возможную концентрацию этих двух элементов перед поступлением на завод сжижения, следовательно, не так много беспокойство о них.

Однако главное беспокойство вызывает теплотворная способность газа. Обычно рынки природного газа можно разделить на три рынка по теплотворной способности: ^[100]

• Азия (Япония, Корея, Тайвань), где газ распределяется богатым, с высшей теплотворной способностью (GCV) выше 43 МДж / м ³ (n), т.е. 1090 БТЕ / scf,
• Великобритания и США, где распределенный газ бедный, с GCV обычно ниже 42 МДж / м ³ (n), т.е. 1065 Btu / scf,
• Континентальная Европа, где допустимый диапазон GCV довольно широк: ок. От 39 до 46 МДж / м ³ (n), то есть от 990 до 1160 БТЕ / scf.

Есть несколько методов для изменения теплотворной способности производимого СПГ до желаемого уровня. Для увеличения теплотворной способности можно использовать впрыск пропана и бутана. Для снижения теплотворной способности закачка азота и извлечение бутана и пропана являются проверенными решениями. Смешивание с газом или СПГ может быть решением; однако все эти решения, будучи теоретически жизнеспособными, могут быть дорогостоящими и сложными с точки зрения логистики в крупном масштабе. Цена на экономичный СПГ с точки зрения энергетической ценности ниже цены на богатый СПГ. ^[101]

Технология сжижения [ править ]

Для крупных заводов СПГ с базовой нагрузкой доступно несколько процессов сжижения (в порядке их распространенности): ^[102]

1. AP-C3MR - разработан Air Products & Chemicals , Inc. (APCI)
2. Каскад - разработан ConocoPhillips
3. AP-X - разработан Air Products & Chemicals , Inc. (APCI)
4. AP-SMR (одинарный смешанный хладагент) - разработан Air Products & Chemicals , Inc. (APCI)
5. AP-N (азотный хладагент) - разработан Air Products & Chemicals , Inc. (APCI)
6. MFC (каскад смешанных жидкостей) - разработан Linde
7. PRICO (SMR) - разработан Black & Veatch
8. AP-DMR (двойной смешанный хладагент) - разработан Air Products & Chemicals , Inc. (APCI)
9. Liquefin - разработан Air Liquide

По состоянию на январь 2016 года глобальная номинальная мощность по сжижению природного газа составляла 301,5 млн тонн в год, а строящиеся мощности по сжижению - 142 млн тонн в год. ^[103]

В большинстве этих линий для процесса сжижения используется технология APCI AP-C3MR или Cascade. Другие процессы, используемые на небольшом меньшинстве некоторых заводов по сжижению газа, включают технологию Shell DMR (двойной смешанный хладагент) и технологию Linde.

Технология APCI является наиболее часто используемым процессом сжижения на заводах по производству СПГ: из 100 действующих или находящихся в стадии строительства линий сжижения 86 линий общей производительностью 243 млн тонн в год были спроектированы на основе процесса APCI. Процесс Philips Cascade является вторым по частоте использования, он используется на 10 линиях общей мощностью 36,16 млн тонн в год. Процесс Shell DMR был использован на трех линиях общей мощностью 13,9 млн тонн в год; и, наконец, процесс Linde / Statoil используется в одиночном поезде Snohvit 4.2 MTPA.

Плавучие предприятия по производству сжиженного природного газа (ПСПГ) плавают над морским газовым месторождением и производят, сжижают, хранят и перекачивают СПГ (и, возможно, СУГ и конденсат) в море, прежде чем перевозчики отправят его непосредственно на рынки. Первая установка СПГ в настоящее время разрабатывается компанией Shell ^{[104] и} должна быть завершена в 2018 году ^[105].

Хранилище [ править ]

Современные резервуары для хранения СПГ, как правило, представляют собой полностью герметичные резервуары с внешней стенкой из предварительно напряженного бетона и внутренним резервуаром из высоконикелевой стали с чрезвычайно эффективной изоляцией между стенками. Большие резервуары имеют низкое соотношение сторон (высота к ширине) и имеют цилиндрическую форму с куполообразной стальной или бетонной крышей. Давление хранения в этих резервуарах очень низкое, менее 10 килопаскалей (1,5 фунта на  квадратный дюйм ). Иногда для хранения используются более дорогие подземные резервуары. Меньшие количества (скажем, 700 кубических метров (180 000 галлонов США) и меньше) могут храниться в горизонтальных или вертикальных емкостях высокого давления с вакуумной рубашкой. Эти резервуары могут находиться под давлением от менее 50 до более 1700 кПа (7,3–246,6 фунтов на кв. Дюйм).

СПГ необходимо хранить в холодном состоянии, чтобы он оставался жидким независимо от давления. Несмотря на эффективную изоляцию, неизбежно произойдет некоторая утечка тепла в СПГ, что приведет к испарению СПГ. Этот отпарный газ поддерживает охлаждение СПГ (см. « Охлаждение » ниже). Отпускной газ обычно сжимается и экспортируется как природный газ или повторно сжижается и возвращается на хранение.

Транспорт [ править ]

СПГ транспортируется на специально сконструированных судах с двойными корпусами, защищающими грузовые системы от повреждений или протечек. Существует несколько специальных методов испытаний на герметичность для проверки целостности мембранных грузовых танков судна для перевозки СПГ. ^[106]

Танкеры стоят около 200 миллионов долларов каждый. ^[74]

Транспортировка и поставка - важный аспект газового бизнеса, поскольку запасы природного газа обычно находятся на значительном удалении от потребительских рынков. Для транспортировки природного газа требуется гораздо больше, чем нефти, и большая часть газа транспортируется по трубопроводам. Сеть газопроводов есть в странах бывшего Советского Союза , в Европе и Северной Америке. Природный газ менее плотный даже при более высоком давлении. Природный газ будет перемещаться по трубопроводу высокого давления намного быстрее, чем нефть, но из-за более низкой плотности может передавать только около пятой части количества энергии в день. Природный газ обычно сжижается до СПГ в конце трубопровода перед отправкой.

Доступны короткие трубопроводы СПГ для использования при перемещении продукта с судов СПГ на береговое хранилище. В стадии разработки находятся более длинные трубопроводы, которые позволят судам выгружать СПГ на большем удалении от портовых сооружений. Это требует технологии «труба в трубе» из-за требований к поддержанию СПГ в холодном состоянии. ^[107]

СПГ транспортируется как в автоцистернах, ^[108] железнодорожных цистернах, ^{[109], так} и в специально построенных судах, известных как танкеры для перевозки СПГ . СПГ иногда доводят до криогенных температур, чтобы увеличить вместимость цистерны. Первые коммерческие перевалки с судна на судно (STS) были предприняты в феврале 2007 года на предприятии Flotta в Скапа-Флоу ^[110], при этом 132 000 м ³ СПГ прошло между судами Excalibur и Excelsior. Передачи также были осуществлены Exmar Shipmanagement , бельгийским владельцем танкера-газовоза в Мексиканском заливе., который включал передачу СПГ с обычного танкера СПГ на судно регазификации СПГ (LNGRV). До этого коммерческого эксперимента СПГ передавался между судами лишь в нескольких случаях по необходимости после инцидента. ^{[ необходима цитата ]} SIGTTO - Общество операторов международных газовых танкеров и терминалов является ответственным органом за операторов СПГ по всему миру и стремится распространять знания о безопасной транспортировке СПГ по морю. ^[111]

Помимо судов СПГ, СПГ также используется в некоторых самолетах .

Терминалы [ править ]

Сжиженный природный газ используется для транспортировки природного газа на большие расстояния, часто по морю. В большинстве случаев терминалы СПГ представляют собой специально построенные порты, используемые исключительно для экспорта или импорта СПГ.

Холодильное [ править ]

Изоляция, сколь бы эффективной она ни была, сама по себе не будет достаточно охлаждать СПГ. Неизбежно утечка тепла приведет к нагреванию и испарению СПГ. Промышленная практика заключается в хранении СПГ в виде кипящего криогена . То есть жидкость хранится при температуре кипения для того давления, при котором она хранится (атмосферное давление). Когда пар выкипает, тепло для фазового перехода охлаждает оставшуюся жидкость. Поскольку изоляция очень эффективна, для поддержания температуры необходимо лишь относительно небольшое количество кипячения. Это явление также называют автоматическим охлаждением .

Отходящий газ из наземных резервуаров для хранения СПГ обычно сжимается и подается в сети трубопроводов природного газа . Некоторые танкеры СПГ используют в качестве топлива отпарный газ.

Проблемы окружающей среды [ править ]

Природный газ можно считать наиболее экологически чистым ископаемым топливом, поскольку он имеет самые низкие выбросы CO ₂ на единицу энергии и потому, что он подходит для использования на высокоэффективных электростанциях с комбинированным циклом . При сжигании эквивалентного количества тепла при сжигании природного газа образуется примерно на 30% меньше углекислого газа, чем при сжигании нефти, и примерно на 45% меньше, чем при сжигании угля . ^[112]В расчете на километр транспортировки выбросы от СПГ ниже, чем от природного газа по трубопроводам, что является особой проблемой в Европе, где значительные объемы газа транспортируются по трубам за несколько тысяч километров от России. Однако выбросы природного газа, транспортируемого в виде СПГ, выше, чем выбросы природного газа, производимого на месте, до точки сгорания, поскольку выбросы, связанные с транспортом, ниже для последнего. ^{[ необходима цитата ]}

Однако на западном побережье США, где было предложено до трех новых терминалов для импорта СПГ до бума гидроразрыва пласта в США, экологические группы, такие как Pacific Environment , Ratepayers for Affordable Clean Energy (RACE) и Rising Tide, перешли на противостоять им. ^[113] Они утверждали, что, хотя электростанции, работающие на природном газе, выбрасывают примерно половину углекислого газа эквивалентной угольной электростанции, сжигание природного газа, необходимое для производства и транспортировки СПГ на электростанции, добавляет на 20-40 процентов больше углекислого газа, чем сжигание природного газа. один. ^[114] В рецензируемом исследовании 2015 года оценивался полный жизненный цикл СПГ, производимого в США и потребляемого в Европе или Азии. ^[115] Он пришел к выводу, что глобальное производство СО2 сократится из-за соответствующего сокращения других сжигаемых ископаемых видов топлива.

Некоторые ученые и местные жители выразили обеспокоенность по поводу потенциального влияния Польши «s инфраструктуры СПГ на морской жизни в Балтийском море . ^[116] Аналогичные опасения были высказаны в Хорватии . ^[117]

Эта статья или раздел могут содержать вводящие в заблуждение части . Пожалуйста, помогите прояснить эту статью в соответствии с любыми предложениями, представленными на странице обсуждения .

СПГ по сравнению с дизелем [ править ]

Хотя дизельное топливо имеет более высокую плотность энергии, чем СПГ, объем выбросов парниковых газов (ПГ) и выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (CAC), связанных как с добывающим, так и с последующим секторами, больше для дизельного топлива, чем для природного газа . ^[118] (Таблица 1)

Безопасность и несчастные случаи [ править ]

Природный газ - это топливо и горючее вещество. Для обеспечения безопасной и надежной эксплуатации особые меры принимаются при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов СПГ.

В жидком состоянии СПГ не взрывоопасен и не может воспламениться. Чтобы СПГ загорелся, он должен сначала испариться, затем смешаться с воздухом в надлежащих пропорциях ( диапазон воспламеняемости составляет от 5 до 15 процентов), а затем загореться. В случае утечки СПГ быстро испаряется, превращаясь в газ (метан плюс следовые газы) и смешиваясь с воздухом. Если эта смесь находится в пределах воспламеняемости , существует риск воспламенения, что может создать опасность возгорания и теплового излучения .

Отвод газа из транспортных средств, работающих на СПГ, может создать опасность воспламенения, если он припаркован в помещении дольше недели. Кроме того, из-за низкой температуры заправка автомобиля, работающего на СПГ, требует обучения, чтобы избежать риска обморожения . ^{[119] [120]}

Танкеры СПГ прошли более 100 миллионов миль без гибели судна или даже серьезных аварий. ^[121]

Ниже перечислены несколько аварий на площадке, связанных с СПГ или связанных с ним:

• 20 октября 1944 года , Кливленд , штат Огайо, США. В компании East Ohio Natural Gas Co. произошла авария в резервуаре для СПГ. ^[122] 128 человек погибли в результате взрыва и пожара . Танк не имел дамбу подпорную стенки, и это было сделано во время Второй мировой войны, когда металл нормирование было очень строгим. Сталь резервуара была сделана с очень низким содержанием никеля , что означало, что резервуар был хрупким при воздействии криогенной природы СПГ. Танк разорвался, и СПГ попал в городскую канализацию. СПГ испарился и превратился в газ, который взорвался и загорелся.
• 10 февраля 1973 года , Статен-Айленд , Нью-Йорк, США. Во время операции по очистке 42 рабочих находились внутри одного из резервуаров TETCo для СПГ, который предположительно был полностью осушен десятью месяцами ранее. Однако произошло возгорание, в результате чего в резервуаре поднялся шлейф горючего газа. Двое рабочих наверху почувствовали жар и бросились к безопасным строительным лесам снаружи, в то время как другие 40 рабочих погибли, когда бетонная крышка резервуара поднялась на 20–30 футов в воздух, а затем рухнула обратно, раздавив их насмерть. ^{[123] [124]}
• 6 октября 1949 года, Ласби, Мэриленд , США. На заводе по импорту СПГ в Коув-Пойнт вышло из строя уплотнение насоса, в результате чего пары природного газа (не СПГ) попали в электрический канал. ^[122] Рабочий выключил автоматический выключатель, который воспламенил пары газа. В результате взрыва один рабочий погиб, другой был серьезно ранен, а зданию был нанесен серьезный ущерб. В то время анализ безопасности не требовался, и он не проводился во время планирования, проектирования или строительства объекта. ^[125] Национальные правила пожарной безопасности были изменены в результате аварии.
• 19 января 2004 г., Скикда , Алжир . Взрыв на заводе по сжижению природного газа Sonatrach. ^[122] 27 человек погибли, 56 получили ранения, три линии СПГ разрушены, причал был поврежден, и производство в 2004 году снизилось на 76 процентов за год. Общий убыток составил 900 миллионов долларов США. Паровой котел, входивший в состав технологической линии по сжижению природного газа, взорвался, вызвав мощный взрыв углеводородного газа. Взрыв произошел в том месте, где располагалось холодильное хранилище пропана и этана. Размещение подразделений вызвало эффект домино от взрывов. ^{[126] [127]}Остается неясным, инициировали ли взрывы СПГ или пары СПГ или другие углеводородные газы, образующие часть процесса сжижения. В одном из отчетов правительственной группы США по инспекции завода СПГ Sonatrach Skikda в Скикде, Алжир, 12–16 марта 2004 г., упоминается, что это была утечка углеводородов из технологической системы хладагента (сжижения).

Проблемы безопасности [ править ]

8 мая 2018 года Соединенные Штаты вышли из Совместного всеобъемлющего плана действий с Ираном , восстановив санкции против своей ядерной программы. ^[128] В ответ Иран пригрозил закрыть Ормузский пролив для международного судоходства. ^[129] Ормузский пролив - это стратегический маршрут, по которому проходит треть мировых поставок СПГ от производителей с Ближнего Востока. ^[130]

См. Также [ править ]

Газовоз Газ в жидкости Эквивалент бензина в галлонах

Промышленный газ Сжиженный газ Регазификация СПГ

Разлив СПГ Сжиженный природный газ (ШФЛУ) Хранение природного газа

Викискладе есть медиафайлы по теме сжиженного природного газа .

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Годовой отчет GIIGNL за 2018 год (видео)
• Обучающее видео по СПГ. Как природный газ сжимается в сжиженный природный газ для транспортировки (Shell).
• Центр СПГ
• Новости СПГ и отраслевой журнал
• Сайт Gasworld
• Новая технология завода СПГ
• Что такое СПГ и как он становится источником энергии в США?
• Сжиженный природный газ в США: Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC)
• Безопасность СПГ
• Обучение использованию транспортных средств на альтернативном топливе от Национального консорциума по обучению альтернативным видам топлива
• Безопасность СПГ «Риски и опасности СПГ» - это исчерпывающий отчет, подготовленный президентом CH · IV International Джеффом Билом, в котором анализируются моменты, высказанные в скандальном видеоролике против СПГ.
• Организация по разработке стандартов для терминалов СПГ, выступающая за принятие правительством отраслевых стандартов СПГ
• Перспективы развития СПГ в России Выступление Константина Симонова на выставке LNG 2008. 23 апреля 2008 г.
• Террористическая угроза сжиженному природному газу: факт или вымысел?
• Растущая доля Азии на мировом рынке СПГ по данным World Review
• [1]
• Энергетический прогноз BP на 2035 год с доступом к загрузке глобальных исторических данных
• Мировой рынок сжиженного природного газа: состояние и перспективы - (документ Adobe Acrobat * .PDF)
• Калифорнийская энергетическая комиссия: Прогноз мировой торговли сжиженным природным газом до 2020 года - (документ Adobe Acrobat * .PDF)
• Руководство по анализу рисков и последствиям для безопасности большого разлива сжиженного природного газа (СПГ) через воду - (документ Adobe Acrobat * .PDF)
• Международная группа импортеров сжиженного природного газа (GIIGNL)
• Промышленность СПГ 2008 - (документ Adobe Acrobat * .PDF)
• Мировые стандарты индустрии СПГ Общества международных операторов танкеров и терминалов