Эффективная транспортировка газа — важный фактор энергетической безопасности

Несмотря на преимущества трубопроводной транспортировки газа, трубопроводы непрактичны для морской передачи газа на большие расстояния, особенно через океан. 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.