Сжиженный природный газ в газовой отрасли¶
Сжиженный природный газ (СПГ) — природный газ, охлаждённый до криогенной температуры (около −162 °C) до перехода в жидкое состояние, что позволяет транспортировать и хранить его в сжатом виде. Объём сжиженного газа примерно в 600 раз меньше объёма того же количества газа в газообразном состоянии при нормальных условиях, что делает СПГ экономически выгодным для морских перевозок на большие расстояния, где прокладка трубопроводов невозможна или нецелесообразна.
¶Состав и свойства
Основу СПГ составляет метан (обычно 85–98 %), а также этан, пропан, бутан и примеси азота и других инертных газов. При сжижении из сырья удаляются вода, сернистые соединения, углекислый газ и прочие примеси, что обеспечивает высокую чистота топлива.
Ключевые свойства СПГ:
- Температура хранения — около −162 °C при атмосферном давлении.
- Плотность жидкого газа — примерно 430–470 кг/м³ (в 600 раз меньше, чем у газообразного метана при нормальных условиях).
- Удельная теплота сгорания — около 50 МДж/кг, что выше, чем у большинства жидких углеводородных видов топлива.
- Точка воспламенения — около −188 °C, что ограничивает риск возгорания по сравнению с бензином и дизельным топливом.
¶Технология производства
Процесс производства СПГ включает несколько последовательных стадий:
- Предварительная очистка — удаление из сырья воды, углекислого газа, сероводорода и других примесей, которые могут привести к образованию твёрдых отложений при криогенном охлаждении.
- Охлаждение и сжижение — газ охлаждают до температуры, при которой он переходит в жидкое состояние. Основные применяемые технологии — процесс Порт-Артур (каскадное охлаждение с использованием пропана и затем смеси азота и метана), а также гибридные схемы.
- Хранение — жидкий газ хранят в криогенных резервуарах с двойными стенками и вакуумной изоляцией, предотвращающей поступление тепла извне.
Крупнейшие производители СПГ в мире — Катар, Австралия, США, Малайзия и Россия.
¶Транспортировка
Основной способ доставки СПГ на дальние расстояния — морские перевозки специализированными газовозами (танкерами для СПГ). Эти суда оснащены криогенными резервуарами, поддерживающими низкую температуру груза. Крупнейшие современные газовозы вмещают до 174 тыс. м³ сжиженного газа.
Для доставки на более короткие расстояния используются:
- Морские газовозы (малого тоннажа) — для региональной торговли.
- Железнодорожные и автомобильные цистерны — для наземной доставки конечным потребителям.
- Криогенные контейнеры — для небольших партий.
В России основной экспортный маршрут СПГ проходит через морские порты: СПГ-завод «Сахалин-2» (о. Сахалин), «Ямал СПГ» (Ямал) и «Арктик СПГ-2» (Утреннее месторождение, Красноярский край).
¶Хранение и регазификация
Для хранения СПГ используются криогенные резервуары — вертикальные цилиндрические ёмкости с двойным днищем и стенками, пространство между которыми заполнено утеплителем и вакуумом. Для регазификации (перевода в газообразное состояние) применяются испарители различного типа: атмосферные, водяные, промежуточного давления.
¶Применение
СПГ находит применение в нескольких отраслях:
- Энергетика — топливо для газовых электростанций, особенно в регионах, удалённых от магистральных газопроводов (островные государства, отдалённые районы).
- Транспорт — топливо для морских судов (в том числе в рамках требований IMO по снижению выбросов серы), грузовых автомобилей и железнодорожного транспорта.
- Промышленность — источник газообразного топлива для металлургических, химических и других производств.
- Коммунальное хозяйство — газификация удалённых населённых пунктов.
- Жилищно-коммунальное хозяйство — резервное топливо для котельных.
¶Рынок СПГ
Мировой рынок СПГ активно развивается с начала 2000-х годов. По данным отраслевых аналитиков, к 2023 году мировая мощность по производству СПГ превысила 500 млн тонн в год. Крупнейшие импортёры — Япония, Китай, Южная Корея и страны Европы.
Россия занимает одно из ведущих мест на мировом рынке СПГ. Крупнейшие российские проекты:
- «Сахалин-2» — первый российский СПГ-завод, запущен в 2009 году, проектная мощность — 9,6 млн тонн в год.
- «Ямал СПГ» — крупнейший российский проект, запущен в 2017 году, проектная мощность — 16,5 млн тонн в год.
- «Арктик СПГ-2» — проект мощностью до 19,8 млн тонн в год, первые поставки начались в 2023 году.
¶Экологические аспекты
По сравнению с углём и мазутом, СПГ при сжигании выбрасывает примерно на 40–50 % меньше углекислого газа и практически не содержит серы. Однако на этапе добычи, транспортировки и хранения возможны утечки метана — парникового газа, потенциально более эффективного по воздействию на климат, чем CO₂. Поэтому в отрасли ведётся работа по минимизации утечек на всех этапах цепочки поставок.
Источники:
- ГОСТ Р 58653-2019 «Газ природный сжиженный. Технические условия»
- «Газовая промышленность России» (ежегодный справочник)
- Данные Международного энергетического агентства (IEA) по рынку СПГ
- Публикации Газпрома и НОВАТЭКа о проектах СПГ