СПГ (Сжиженный природный газ)

Что такое СПГ?

СПГ (Сжиженный природный газ) — это вид природного газа, который был сжат под давлением, чтобы уменьшить его объем и сделать его более удобным для транспортировки и хранения. СПГ используется в качестве альтернативы к традиционному природному газу (ТПГ) и является важным источником энергии для промышленности, транспорта и электроэнергии.

Это природный газ, искусственно сжиженный путем охлаждения до -160°C.

СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, плотность которой в 2 раза меньше плотности воды. На 75-99% состоит из метана. Температура кипения − 158…−163°C.

Основными компонентами СПГ являются метан, этан, пропан, бутан и другие углеводороды.

В жидком состоянии не горюч, не токсичен, не агрессивен.

СПГ может быть произведен из природного газа, который содержит достаточное количество метана, или из метана, который извлекается из нефтяных и газовых месторождений. СПГ может быть храниться в специальных резервуарах или транспортироваться через специальные трубопроводы.

Области применения

• Энергетика: СПГ используется для производства электроэнергии в электростанциях, что способствует диверсификации энергетического баланса.
• Транспорт: СПГ широко применяется в транспортном секторе, особенно в автотранспорте и морском транспорте, снижая выбросы вредных веществ.
• Промышленность: СПГ используется в различных отраслях промышленности, включая производство стекла, металлургию и химическую промышленность.

Методы производства сжиженного газа

Производство сжиженного природного газа (СПГ) включает в себя несколько ключевых этапов, которые обеспечивают его конверсию из газообразного состояния в жидкое.

Основные методы производства СПГ включают в себя следующие:

Добыча и очистка природного газа:

• Добыча: Первый этап — добыча природного газа из месторождений. Это газ содержит метан и другие углеводороды.
• Очистка: Газ подвергается процессу очистки, в ходе которого удаляются примеси, влага и другие компоненты. Это необходимо для предотвращения образования обледенения и конденсата при последующих этапах.

Сжигание для производства сжиженного газа (LNG):

• Охлаждение: После очистки газ подвергается охлаждению до крайне низких температур (обычно менее -160°C) в специальных установках, называемых линииями сжижения (liquefaction trains).
• Сжижение: При таких низких температурах газ сжижается, образуя СПГ. Давление также снижается, что облегчает хранение и транспортировку.

Хранение и транспортировка:

• Хранение: Сжиженный газ хранится в специализированных термически изолированных резервуарах, называемых LNG-танкерах или хранилищах.
• Транспортировка: СПГ транспортируется с использованием специализированных судов, способных обеспечивать необходимые низкие температуры.

Регазификация для использования:

• Транспорт и регазификация: По достижении места назначения, СПГ регазифицируется с помощью специальных установок (регазификационные терминалы) и подается в газопроводы для дальнейшего использования.

Эти методы обеспечивают производство СПГ, делая его доступным для использования в различных областях, и способствуют расширению рынка этого энергетического ресурса.

Преимущества

Сжиженный природный газ (СПГ) предоставляет ряд значительных преимуществ, которые делают его привлекательным и эффективным источником энергии. Вот несколько ключевых преимуществ СПГ:

• Экологическая чистота: СПГ считается более экологически чистым видом топлива по сравнению с традиционными видами энергии, такими как уголь и нефть. При сжигании СПГ выделяются меньше вредных веществ и углекислого газа, что способствует снижению воздействия на окружающую среду.
• Безопасность: СПГ является безопасным видом топлива, поскольку его давление ниже, чем у ТПГ, что делает его менее взрывоопасным.
• Универсальность использования: СПГ широко применяется в различных отраслях, таких как энергетика, транспорт, промышленность и бытовое использование. Его высокая энергетическая плотность делает его универсальным источником энергии.
• Удобство хранения и транспортировки: СПГ можно сжижать и транспортировать в жидком состоянии, что облегчает транспортировку и хранение на дальние расстояния. Это особенно важно для обеспечения энергией удаленных и труднодоступных районов.
• Эффективность использования: СПГ обладает высоким качеством горения, высоким коэффициентом полезного действия при сжигании и имеет высокую энергетическую плотность. Это обеспечивает эффективное использование энергии и снижение потребления топлива.
• Снижение выбросов в атмосферу: Использование СПГ в транспорте и промышленности способствует снижению выбросов вредных веществ и парниковых газов. Это важно для сокращения воздействия на климат и улучшения качества воздуха.
• Доступ к новым источникам энергии: СПГ открывает доступ к ранее недоступным источникам природного газа, таким как удаленные месторождения или места, где строительство трубопроводов затруднено.
• Энергетическая безопасность: Использование СПГ может содействовать диверсификации источников энергии и уменьшению зависимости от традиционных топлив, что способствует обеспечению энергетической безопасности.
• Экологическая безопасность: СПГ является чистым видом топлива, поскольку при его сжижении не образуется сернистых кислот, оксидов азота или других загрязняющих веществ.

Преимущества СПГ делают его важным элементом в переходе к более устойчивым и экологичным системам энергоснабжения.

Недостатки

Несмотря на многочисленные преимущества сжиженного природного газа (СПГ), существуют и некоторые недостатки, которые также важно учитывать:

• Энергозатраты на производство: Процесс сжижения природного газа требует значительных энергетических затрат, особенно при использовании технологии LNG (liquefied natural gas). Это может снижать общую энергетическую эффективность и увеличивать экологический след.
• Опасность при хранении и транспортировке: СПГ обладает высокой плотностью энергии в жидком состоянии, что делает его потенциально опасным при несчастных случаях. Существует риск утечек и взрывов, особенно при долгосрочном хранении и транспортировке на большие расстояния.
• Инфраструктурные затраты: Для использования СПГ требуется развитая инфраструктура, включая специализированные терминалы, трубопроводы и хранилища. Эти инфраструктурные затраты могут быть высокими, что создает барьеры для внедрения СПГ в некоторых регионах.
• Цена и волатильность рынка: Стоимость СПГ может подвергаться значительным колебаниям из-за внешних факторов, таких как изменения в мировых ценах на энергоресурсы, что может затруднить планирование и управление бюджетом.
• Экологические вопросы при добыче: Добыча природного газа, из которого затем получают СПГ, может вызывать экологические проблемы, такие как загрязнение воды, выбросы парниковых газов и нарушение экосистем.
• Зависимость от ресурсов: Поскольку СПГ получается из природного газа, его производство и использование остаются зависимыми от наличия природных газовых запасов. Это может создавать риски для устойчивости поставок в долгосрочной перспективе.
• Потери при длительном хранении: При длительном хранении сжиженного природного газа (СПГ) могут возникать потери, которые включают в себя различные аспекты

При внедрении СПГ важно учесть эти недостатки и работать над их минимизацией через развитие новых технологий, улучшение стандартов безопасности и устранение экологических проблем.

Потери при длительном хранении СПГ

За год хранения испаряется 16.7% объема сжиженного газа и 9.5% его денежной стоимости.

• Эвапорация: Даже при тщательной изоляции и хранении в термически изолированных резервуарах, процесс эвапорации (испарения) СПГ неизбежен. Это связано с тем, что даже в условиях низких температур часть СПГ может переходить в газообразное состояние со временем.
• Технологические потери: Процессы хранения и транспортировки могут привести к технологическим потерям. Возможны утечки газа в окружающую среду из-за технических несовершенств или износа оборудования.
• Рассеивание тепла: Длительное хранение СПГ сопровождается потерями тепла через стенки хранилища, что может привести к увеличению температуры СПГ и его частичному испарению.
• Стойкость критическим температурам: СПГ может испаряться при относительно высоких температурах, особенно если не обеспечивается стабильностьОпределение Стабильность - это способность системы или процесса сохранять свои основные характеристики в течение определенного времени, несмотря на внешние воздействия или внутренние изменения. Стабильность может б... хранения или если термическая изоляция нарушена.
• Окислительные процессы: В случае наличия кислорода в хранилище, могут происходить окислительные процессы, влияющие на качество и состав СПГ.

Как снизить потери при длительном хранении СПГ

Для минимизации потерь при длительном хранении СПГ применяются различные технологии и методы:

Технологии и методы

• Использование высокотехнологичных теплоизоляционных материалов для уменьшения потерь тепла.
• Регулярный мониторинг уровня СПГ, температуры и давления в хранилищах.
• Регулярная инспекция и техническое обслуживание оборудования.
• Применение специальных адсорбентов или изоляционных газов для уменьшения эвапорации.

Для снижения потерь при длительном хранении сжиженного природного газа (СПГ), применяются различные технологии и методы, направленные на улучшение изоляции, контроль температуры и обеспечение технической надежности хранилищ.

Способы

Вот несколько способов снижения потерь:

Теплоизоляция:

• Высокоэффективные изоляционные материалы: Использование передовых теплоизоляционных материалов с низкой теплопроводностью позволяет уменьшить тепловые потери через стенки хранилища.
• Многослойные оболочки: Применение многослойных теплоизоляционных оболочек также способствует снижению теплопотерь.

Контроль температуры:

• Адекватная вентиляция: Обеспечение эффективной вентиляции и конденсатации в хранилище помогает уменьшить температурные градиенты и тем самым уменьшить потери.
• Регулярный мониторинг и регулирование температуры: Постоянный мониторинг температуры и поддержание оптимального уровня позволяют минимизировать потери.

Техническое обслуживание:

• Регулярная инспекция: Проведение регулярных инспекций хранилищ и оборудования позволяет выявлять и устранять потенциальные проблемы.
• Обновление технологии: Применение современных технологий и оборудования, таких как эффективные насосы и системы управления, способствует снижению энергопотребления и потерь.

Профилактические меры:

• Управление загрязнением: Предотвращение загрязнения оборудования и поверхностей внутри хранилища помогает сохранять его теплоизоляционные характеристики.
• Меры по предотвращению коррозии: Применение защитных покрытий и регулярная проверка состояния металлических поверхностей помогают предотвратить коррозию.

Оптимизация процессов:

• Улучшение процессов сжижения и хранения: Использование более эффективных технологий сжижения природного газа и оптимизация процессов хранения может уменьшить общие потери.

Эти меры помогают снизить потери при хранении СПГ и повысить эффективность всего процесса, делая его более устойчивым и экономически эффективным.

Несмотря на потери, СПГ остается относительно стабильным и эффективным источником энергии, и индустрия постоянно работает над улучшением технологий хранения и уменьшением потерь.

Статистика развития отрасли СПГ

В отличие от инфраструктуры по «приёму» сжиженного природного газа (СПГ), темпы ввода новых мощностей по производству СПГ в последние годы постепенно замедлялись.

В 2018 году во всем мире было запущено 12 новых технологических линий по производству СПГ общей мощностью 42,0 миллиона тонн в год — последний по времени пик.

В сравнении, в 2021 году было запущено 5 линий на производство 11,9 миллиона тонн в год, а за неполный 2023 год — только одна линия на 3,8 миллиона тонн в год.

Однако в следующие годы отрасль ожидает всплеск новых проектов.

К октябрю 2023 года объем действующих мощностей по производству СПГ достигнет 464,4 миллиона тонн в год, а объем строящихся мощностей будет составлять 192,7 миллиона тонн в год. Больше половины из них приходится на США (74,0 миллиона тонн в год) и Катар (33,0 миллиона тонн в год).

Учитывая более длительный инвестиционный цикл в этом сегменте (нежели в регазификации), вторая половина 2020-х годов отразит на статистике ввод новых производственных линий.

Для получения наиболее актуальной информации и статистики рекомендуется обращаться к официальным отчетам и публикациям международных энергетических организаций, таких как Международное энергетическое агентство (МЭА), Мировой энергетический совет (WEC), а также национальные энергетические агентства различных стран.

СПГ — это инновационное решение в сфере энергетики, которое обещает уменьшить зависимость от традиционных источников энергии и содействовать устойчивому развитию. Благодаря своей экологической чистоте и универсальности применения, СПГ заслуживает внимания как ключевой игрок в будущем энергетического рынка.