Эффективная транспортировка газа — важный фактор энергетической безопасности

Сегодня для дальней морской/океанской транспортировки газа используют технологии сжижения газа и LNG-танкеры (газовозы). Но не только LNG-технологии рассматриваются сегодня как альтернатива трубопроводному транспорту. Альтернативой для морской транспортировки газа, особенно из офшорных месторождений, является его перевозка в сжатом состоянии — CNG-технологии. Хотя идеальный вариант — это разумное использование всех этих способов транспортировки газа. Это и есть практическая диверсификация газоснабжения.

Энергетическая безопасность — это способность государства обеспечить эффективное использование собственной топливно-энергетической базы, осуществить оптимальную диверсификацию источников и путей поставок энергоносителей для обеспечения жизнедеятельности населения и функционирования национальной экономики в режиме обычного, чрезвычайного и военного положения, предупредить резкие ценовые колебания на топливно-энергетические ресурсы и создать условия для малоощутимой адаптации национальной экономики к росту цен на эти ресурсы.

В первичном энергопотреблении Украины на протяжении последних лет доля природного газа составляет 41—45%, что значительно превышает аналогичный среднеевропейский показатель (22—23%). Украина относится к газодефицитным государствам: за счет собственной добычи потребность в природном газе удовлетворяется лишь на 20—25%. Дефицит энергоносителей нужно покрывать импортом, и чем больше альтернативных источников поставок, тем выше уровень энергетической безопасности. Импорт природного газа с единственным монопольным поставщиком не способствует усилению энергетической безопасности государства. Как не способствует этому исключительно трубопроводный способ доставки в Украину импортного газа.

Европейский рынок газа в некоторой степени влияет на перспективные планы разработки альтернативных путей поставок газа в Украину. Если учитывать анализ специалистами потенциальной ресурсной базы и существующие газовые рынки, то перспективными для Украины в качестве альтернативных источников импорта природного газа являются Азербайджан, Туркменистан и страны севера Африки, в частности Алжир. В этих странах есть профицит природного газа и достаточно весомые его запасы, высокими темпами растет добыча. На этот рынок вышел новый мощный игрок — динамичный газовый бизнес США.

США планировали импортировать LNG в больших объемах, было построено много LNG-терминалов, которые сейчас простаивают. На сегодняшний день североамериканские производители газа, в том числе сланцевого, задыхаются от низких цен и недостаточного рынка сбыта. В США предложение газа превышает спрос на него.

Первый танкер с LNG, предназначенный для рынка США, был перенаправлен в Европу в 2010 году. Два года спустя в США и Канаде начались работы по 13 проектам экспорта газа в страны Азии и Европы. Аналитики Timera Energy подсчитали: если все эти проекты будут реализованы, объем североамериканского экспорта составит 15% от всего добытого в США и Канаде газа, при этом LNG будет достаточно для удовлетворения 25% спроса на газ в Европе.

Вероятные пути транспортировки природного газа из этих стран пролегают через морские акватории. Поэтому эффективность альтернативных поставок газа в значительной степени зависит от технических и экономических показателей выбранного способа морской транспортировки газа.

В практике морской транспортировки природного газа широко известны способы использования подводных магистральных трубопроводов, транспортировка судами в сжиженном (Liquefied Natural Gas — LNG) и сжатом состоянии (Compressed Natural Gas — CNG).

Подводные трубопроводы при расстояниях транспортировки свыше 1000 км становятся малоэффективными, а при расстояниях свыше 2000 км — неэффективными, что связано со сложностью создания компрессорного оборудования, способного обеспечить соответствующее давление для прокачки газа на такие расстояния, а также практической невозможностью разместить промежуточные компрессорные станции. Например, расстояние между компрессорными станциями, размещенными на суше, составляет 100—200 км. Здесь также нужно дополнительно учитывать негативное влияние глубины моря на толщину стенки трубы при условии недопущения ее сдавливания. Для глубин Черного моря в пределах 2000 метров толщина стенки трубы превышает 30 мм при расстояниях транспортировки до 500 км, а с увеличением расстояния толщина ощутимо возрастает. Поэтому относительно короткий газопровод “Голубой поток” (из России в Турцию) успешно эксплуатируется, а такой проект, как “Южный поток”, будет значительно более дорогим при строительстве и чрезвычайно сложным в эксплуатации.

Как отмечалось, трубопроводы непрактичны для передачи газа на большие расстояния, особенно через океан. Поэтому сегодня с этой целью используют LNG-танкеры (газовозы).

Полный цикл производства LNG состоит из завода по сжижению природного газа, судов (LNG-флота) для транспортировки LNG и терминалов по регазификации, включая хранилища газа в пункте прибытия.

Технология LNG требует энергозатратной и высокостоимостной инфраструктуры по сжижению и регазификации. Заводы LNG — это крупномасштабные долгосрочные инвестиционные проекты, требующие еще и строительства или аренды танкерного флота. Все эти факторы препятствуют организации транспортировки газа в виде LNG из малых изолированных (особенно офшорных) месторождений из-за масштабности и непрерывности производства LNG, необходимых для поддержания термодинамической эффективности и минимизации расходов на его производство.

Альтернативой морской транспортировке газа, особенно из офшорных месторождений, является его перевозка в виде CNG. Сжатый газ — это природный газ, который при перевозке и хранении находится в емкостях под высоким давлением (около 200—250 атмосфер).

Цикл производства CNG включает завод компримирования (сжатия) газа, танкеры для транспортировки CNG, декомпрессионный терминал с хранилищами газа. Стоимость производства и хранения CNG ниже по сравнению с LNG, поскольку производство сжатого газа не требует дорогого процесса охлаждения и криогенных резервуаров.

На сегодняшний день морские танкеры, которые должны перевозить CNG на дальние расстояния, находятся на стадии разработки и рассматриваются как конкурентоспособные с транспортировкой LNG.

Впрочем, некоторые специалисты утверждают, что сравнение транспортной способности танкеров по перевозке CNG с танкерами LNG может быть некорректным, поскольку обе технологии призваны эффективно работать в разных по масштабности проектах транспортировки газа. Так, заводы и флот LNG из-за высоких капитальных затрат рентабельны только в очень крупномасштабных проектах со значительно большими запасами газа и рынками сбыта высокой емкости.

В свою очередь, транспортировка газа в виде CNG может стать эффективным решением проблемы перевозки небольшого количества газа из малых месторождений, месторождений, расположенных в глубоководных или арктических зонах, а также попутного газа нефтяных месторождений, транспортировка которого считалась раньше нерентабельной. Флот CNG-танкеров может быть более мобильным, если будет состоять из судов меньшего размера, и большим количественно, что позволяет доставлять газ каждый день непосредственно к распределительному трубопроводу. Также у проектов CNG короче период строительства и значительно больший чистый дисконтированный доход по сравнению с проектами LNG.

Если все же сравнивать перевозку газа танкерами LNG и CNG, то расстояние, с которого более эффективно транспортировать газ в сжатом состоянии, может меняться в зависимости от типа проекта, размера месторождения, емкости рынка и других экономических условий. Но в целом затраты по перевозке CNG по сравнению с LNG ниже при расстоянии менее 2500 км.

Перевозка газа в сжатом виде имеет ряд преимуществ перед транспортировкой по морским трубопроводам: затраты на его транспортировку не меняются в зависимости от глубины пролегания трасы, также CNG может быть применен в зонах повышенной опасности движения и обвала ледяных глыб.

Исходя из энергетических реалий, Украина активно нарабатывает альтернативные пути импорта природного газа. Разработано технико-экономическое обоснование (ТЭО) “Национального проекта LNG-терминала”. Успешность проекта зависит от комплексного решения ряда ключевых вопросов, связанных с необходимостью строить приемный терминал и завод регазификации, сложностью прохождения пролива Босфор.

Пролив Босфор — единственный путь сообщения между Черным и Средиземным морями (протяжность около 30 км, ширина 0,7—3,7 км, средняя глубина 33—80 м) — чрезвычайно загружен. Ежегодно он пропускает 45 тыс. судов, 140 млн. тонн нефти и 4 млн. тонн сжиженного газа. Ежедневно пролив пересекают 15 тыс. паромов, перевозящих 1,5 млн. людей. По данным разных морских транспортных компаний, время простоя судов перед прохождением пролива Босфор может достигать 7—9 суток. Для расширения сообщения в этом направлении планируется построить к 2023 году параллельный Босфору Стамбульский канал, который соединит Черное море с Мраморным. Строительство канала может начаться в 2014 году, его длина 40—45 км, ширина 140—150 м и глубина 25 м. Ориентировочная стоимость проекта оценивается в 40 млрд. долл.

Учитывая результаты анализа стоимости транспортировки газа с использованием различных способов и для ее снижения, в Ивано-Франковском национальном техническом университете нефти и газа совместно с Институтом электросварки имени Е.О.Патона НАН Украины и при участии Национального университета кораблестроения имени адмирала Макарова предложен новый способ морской транспортировки природного газа “подвижными трубопроводами”. Особенность этого способа, в отличие от морской транспортировки судами CNG, заключается в том, что как транспортное средство используются обычные суда-контейнеровозы, на которых размещен длинномерный трубопровод, составленный из стандартных укрепленных газопроводных труб. Внутренний объем трубопровода заполняется сжатым газом. Загрузка и разгрузка газа, транспортированного подвижными трубопроводами, осуществляется, как для СNG-судов.

Объем газа, перевозимого за один рейс, зависит от размеров и грузоподъемности судна. Крупнейшие из существующих контейнеровозов могут загрузить и перевезти за один рейс до 25 млн. кубометров газа.

Этот способ может использоваться и для транспортировки газа, непосредственно добытого из морского месторождения. Для этого предложена конструкция специальной баржи для перевозки сжатого природного газа, которая пришвартовывается к погруженному приемному бую типа STL (Submerget Turret Loading) или к добывающей платформе на шельфе. Технологическое промышленное оборудование для очистки, осушения и сжатия добытого газа размещается на платформе или отдельном технологическом судне. Технологическая цепочка “буровая скважина—технологическое промышленное оборудование—транспортная баржа” соединяется специальными гибкими трубопроводами. Заполненную баржу буксиром транспортируют по соответствующему маршруту, а место для загрузки занимает другая. При таком способе эксплуатации морского газового месторождения нет необходимости сооружать промышленный трубопровод от скважины к береговому терминалу.

Предварительные технико-экономические расчеты свидетельствуют, что способ морской транспортировки природного газа с помощью подвижного трубопровода, смонтированного на обычном судне-контейнеровозе, характеризуется лучшими экономическими показателями по сравнению с другими транспортными технологиями. При этом не нужно строить специальные дорогие суда.

Для быстрой реализации предложенного способа транспортировки суда можно арендовать, а по завершении проекта, после демонтажа трубопровода, их можно использовать по первоначальному назначению. Следует отметить, что для реализации проекта можно использовать исключительно отечественные материалы, конструкции, оборудование и технологии.

Понятно, что такой способ транспортировки газа заинтересовал научно-технический совет “Нафтогаза Украины”. Но для практической реализации предложенного проекта нужно разработать соответствующее ТЭО.

Рассмотренный способ морской транспортировки газа подвижными трубопроводами перспективен для реализации в Черном море. При любом сценарии поставок из любого вероятного источника на берег Черного моря природный газ может быть доставлен и разгружен в газотранспортную систему Украины или передан в подземные хранилища.

Евстахий КРЫЖАНИВСКИЙ