Суда длиной более 300 метров для перевозки сжиженного природного газа смогут прорезать лед толщиной до 2 метров.
До тех пор, пока не построены заводы на Луне или Марсе, будет трудно отыскать менее гостеприимное промышленное предприятие, чем «Ямал СПГ» — завод по переработке природного газа стоимостью 27 миллиардов долларов, расположенный на территории России в 600 километрах к северу от Полярного круга.
Зимой, когда солнце не появляется более двух месяцев, температура здесь достигает -25 на суше и -50 в ослепляющем тумане моря. Но в этой пустыне много ископаемого топлива, около — 13 триллионов кубических метров, что эквивалентно примерно 8 миллиардам баррелей нефти.
Поэтому «Ямал СПГ», контролируемый российским производителем природного газа «Новатэк» , собрал партнеров, чтобы потратить беспрецедентную сумму на новый вид транспортировки топлива.
Обычные танкеры все еще не могут пробиваться сквозь арктические льды Карского моря, несмотря на их таяние из-за глобального потепления. Использование небольших ледокольных судов в качестве эскорта для танкеров остается чрезвычайно дорогостоящим и трудоемким. Вот почему международное сотрудничество корабельных дизайнеров, инженеров, строителей и владельцев планируют потратить 320 миллионов долларов на создание минимум 15 трехсотметровых танкеров, способных самостоятельно пробиваться сквозь лед.
Судно должно будет выполнять свои задачи в чрезвычайно суровых условиях», — рассказал Bloomberg Мика Ховилайнен , специалист по ледоколам в Aker Arctic Technology Inc. , хельсинкской компании, занимающийся проектировкой кораблей. — Его системы должны работать правильно в очень широком диапазоне температур.
Эти танкеры — самые большие перевозчики газа из когда-либо построенных, их ширина составляет 50 метров. При полной загрузке каждый из них может нести чуть более 1 миллиона баррелей нефти. Все 15 смогут перевозить 16,5 миллионов тонн сжиженного природного газа в год — этого достаточно чтобы обеспечить половину годового потребления Южной Кореи и близко к возможностям Ямальского СПГ. Они отправятся на запад в Европу зимой и на восток в Азию летом, пройдя через двухметровый лед.
Ледоколы не ломают лед, как думают многие. Корпуса кораблей предназначены для сгибания края ледяной шапки и распределения веса равномерно по всей его поверхности. При движении во льду танкер пользуется своей кормовой частью, специально приспособленной для перемалывания толстого льда.
Испытания первого танкера состоялись в декабре прошлого года. При движении кормой вперед в толстом льду его скорость составила 7,2 узла (13,3 км/ч). Это первый корабль подобного типа, который проплыл по Северному морскому пути из Сибири в Берингов пролив за 6,5 дней.
Постройка таких кораблей является частью гораздо более крупной игры. «Это, пожалуй, самый большой шаг вперед в развитии Арктики», — заявил президент России Владимир Путин в декабре на старте первого танкера-газовоза на заводе «Ямал СПГ». Говоря о предсказании 18-го века поэта Михаила Ломоносова о прирастании Россиии Сибирью, Путин подчеркнул: «Теперь мы можем смело сказать, что Россия будет расширяться через Арктику в этом и следующем столетии. Здесь находятся крупнейшие запасы полезных ископаемых. Это место будущей транспортной артерии — Северного морского пути, который, я уверен, станет очень эффективным».
Для того чтобы прорубаться сквозь лед необходима огромные усилия, именно поэтому танкеры получили три генератора работающих на природном газе мощностью в 15 мегаватт. Любой из этих судов может «заряжать» около 35 тысяч стандартных американских домов.
Чтобы избежать чрезмерной работы генераторов, специальное подруливающее устройство, выпускаемое шведско-швейцарским инженерным гигантом ABB Ltd. , отключает двигатели от винтов. То есть, винты могут вращаться быстрее или медленнее, при этом не заставляя двигатель «выть», говорит Питер Тервиш , президент подразделения промышленной автоматизации ABB. По его словам, разделение двигателя и рабочей нагрузки пропеллера повышает эффективность использования топлива на 20 процентов. В качестве бонуса «вы получаете гораздо лучшую маневренность», говорит Тервиш. Никогда управление супертанкером не было столь простым.
Хотя танкеры сжиженного природного газа плавают уже около полувека, переправляя топливо с засушливого Ближнего Востока, до последнего десятилетия не было необходимости в специальных «ледовых» моделях, когда норвежский Snohvit и российские проект «Сахалин-2» впервые начали добычу газа в более холодных климатических условиях. Порт Ямальского СПГ, Сабетта , был спроектирован и построен в тандеме с кораблями, которые будут обслуживать его.
В рамках сотрудничества в области энергетики между Японией и Россией обсуждалось расширение проекта "Сахалин 2" (Sakhalin-2). Однако Южно-Киринское (South Kirinskoye) газовое месторождение в настоящее время попадает под санкции США из-за своих нефтяных резервов. Поэтому у компании "Газпром" могут возникнуть затруднения с поиском потенциальных инвесторов на Западе для реализации проекта.
Компанией "Новатэк" был предложен план по расширению мощностей и реализации проекта "Арктик СПГ-2" (Arctic LNG-2), который мог бы производить дополнительно 19,8 млн т СПГ в год. Пуск первой линии проекта "Арктик СПГ-2" запланирован на 2023 г. с выходом на полную мощность в 2026 г.
Trans-shipment terminal for 8 million tones of LNG per year - Зебрюгге, Бельгия терминал для поставок 8 млн т СПГ в год; Suez Canal - Суэцкий канал; Arctic LNG2: Russia’s LNG producer Novatek plans to build second Arctic LNG plant on Gydan Peninsula - проект "Арктик СПГ-2": российский производитель "Новатек" планирует построить второй завод Арктик СПГ на Гыданском полуострове; Sakhalin-2: Russia’s sole LNG plant. Capacity: 10 m tones of LNG per year - "Сахалин-2": единственный российский завод по производству СПГ. Производительность: 10 млн т СПГ в год; Arctic circle - полярный круг; North Pole - Северный полюс; Atlantic Ocean - Атлантический океан; U.S. - США; CANADA - Канада; RUSSIA - Россия; Icebreking LNG carriers - газовозы СПГ ледового класса; Conventional LNG carriers - традиционные газовозы СПГ; China: Yamal expected to provide more than 80% of China LNG demand - Китай: ожидается что Ямал будет обеспечивать более 80% спроса Китая на СПГ; Yamal LNG: Owned by Novatek (50,1%), China’s CNCP and France Total (20% each), and China’s Silk Road Fund (9,9%) - "Ямал СПГ": во владении "Новатека" (50,1%), китайской компании CNCP и французской компании Total (20% каждая), и китайского фонда Silk Road Fund (9,9%).
В настоящее время интерес к проекту проявляют французская компания Total SA, китайская компания CNPC, японская корпорация Marubeni Corporation и компания из Саудовской Аравии Saudi Aramco. Однако, согласно мнению специалистов института Institute of Energy Economics по ситуации на рынке СПГ, к середине 2020 г. спрос и предложение достигнут баланса на уровне примерно 400 млн т. В период между 2020 г. и 2025 г., Океания и Северная Америка планируют начать работу своих терминалов СПГ. К 2030 г. уже не будет нехватки поставок СПГ, поскольку намечаемые к постройке объекты в соответствии с планом мировых поставок СПГ дадут 370 млн т. В этой ситуации будет трудно найти покупателей и привлечь дополнительные инвестиции.
Year-round - круглогодично; Summer - в летний период; Baltic LNG 10 mtpa Gazprom - Балтика СПГ 10 млн т в год "Газпром"; Pechora LNG 10 mtpa Rosneft/Alltek - Печора СПГ 10 млн т в год "Роснефть"/ Alltek; Yamal LNG 16,5 mtpa Novatec Total CNCP - "Ямал СПГ" 16,5 млн т в год "Новатек", Total, CNCP; 30 bcma Altai - 30 млрд т в год Алтай; 38 bcma Power of Siberia - 38 млрд т в год "Сила Сибири"; Far Eastern LNG 5-10 mtpa Rosneft/ExxonMobil - Дальний восток СПГ 5-10 млн т в год "Роснефть"/ ExxonMobil ; Sakhalin-2 10-15 mtpa SEIC - "Сахалин-2" 10-15 млн т в год Центр SEIC; Vladivostok LNG 10-15 mtpa Gazprom - Владивосток СПГ 10-15 млн т в год "Газпром".
Оценка перспективности комплекса "Ямал-СПГ"
Комплекс "Ямал СПГ", совладельцами которого являются российская компания "Новатэк", французская Total SA, китайская компания CNPC и фонд Silk Road Fund, часто называют "окном в Азиатско-Тихоокеанский регион. Предполагается, что СПГ с данного комплекса будет поставляться на Азиатско-Тихоокеанский и европейский рынки круглый год. В реальности на периодичность поставок СПГ с данного комплекса, видимо, будут влиять ограничения по погодным условиям Арктики. В период с декабря по апрель Северный морской путь, соединяющий полуостров Ямал и Азиатско-Тихоокеанский бассейн, закрыт для судоходства. В этом случае поставки могут идти только на западные европейские рынки. В зимний период поставки СПГ для азиатских стран менее выгодны и требуют больших затрат времени. Например, плавание с грузом СПГ до Японии займет 72 дня. Это примерно в 4 раза превышает срок поставки СПГ из Австралии (16 дней). Только с мая по ноябрь, когда спрос на энергию обычно несколько снижается, суда смогут доставлять СПГ и на европейские, и на Азиатско-Тихоокеанские рынки.
Комплекс "Сахалин-2", первый проект по производству СПГ в России, который круглогодично способен экспортировать СПГ в Азиатско-Тихоокеанский регион. В 2016 г. комплекс удовлетворил 6% спроса на СПГ в Азии. В частности, поставки СПГ в Японию и Южную Корею покрыли 8,6% и 8% национального спроса соответственно.
All year round to Europe and Latin America - круглогодичные поставки в Европу и Латинскую Америку; During summer to Asia - в течение летнего периода в Азию; During winter to Asia - в течение зимнего периода; Average number of days for round trip - среднее количество дней затрачиваемых на круговой рейс; Yamal LNG - "Ямал СПГ".
Высокий уровень зависимости от Китая
К 2035 г. российское правительство рассчитывает увеличить долю в Азиатско-Тихоокеанской торговле природным газом до 33%. При этом в основном имеются в виду поставки газа в КНР. Участие Китая в российских газовых проектах уже является весьма значительным. Китайские инвесторы уже обеспечили 12 млрд долл. из общей суммы в размере 27 млрд долл., необходимой для работы комплекса "Ямал СПГ". Когда комплекс будет выведен на полную мощность в 2019 г., планируется ежегодно поставлять в КНР 4 млн т СПГ. Ранее в мае 2014 г. Россия заключила сделку с КНР на 30-летний период. По мнению экспертов портала Global Risk Insights , если все будет развиваться в соответствии с планом, то к 2030 г. мощность сибирских и алтайских газопроводов суммарно составит 68 млрд куб. м газа ежегодно (billion cubic meters per annum-bcma), по сравнению с 80 млрд куб. м, поставляемыми в Европу.
Газовозы СПГ и проблемы их постройки
Современный газовоз СПГ является сложным техническим объектом. Освоение технологии постройки судов данного класса требует времени и соответствующей подготовки. Постройка подобных газовозов СПГ ледового класса, предназначенных для работы в арктических условиях, задача еще более сложная.
Рис.4. Внешний вид газовоза ледового класса "Vladimir Rusanov" для поставок СПГ с комплекса "Ямал СПГ".
Принципы и технология постройки газовозов СПГ
Наиболее важным компонентом газосодержащей системы при постройке газовоза СПГ являются танки для хранения сжиженного газа. В настоящее время существует несколько типов таких танков. Это танки сферической конструкции типа MOSS и танки мембранной конструкции. Последние являются наиболее современными и перспективными. Конструкции танков разрабатываются всего 2-3 компаниями, ведущими в данной области, запатентованы, и танки СПГ во всем мире строятся по лицензиям этих компаний.
Сейчас на строящихся газовозах СПГ ледового класса для комплекса "Ямал СПГ" используются танки мембранной конструкции NO 96GW компании GTT.
Основной материал: сплав 64FeNi (Invar 36).
Присадочный материал: NiMo28Fe4Cr (~ S Ni1069 acc. to DIN EN ISO 18274).
Особенности:
Сварочный процесс: плазменно-дуговая сварка (Plasma Arc Welding - PAW) и вольфрамово-дуговая сварка в газовой среде (Gas Tungsten Arc Welding - GTAW).
Сложный сварочный процесс (необходимо наличие высококвалифицированного персонала).
Необходим постоянный мониторинг уровня нагрева и выделения тепла при сварке.
Сложно выполнять контроль возможных протечек.
Primary invar membrane - первичная мембрана из сплава Инвар; Secondary invar membrane - вторичная мембрана из сплава Инвар; Inner tube - внутренняя труба; Inner hull - внутренний корпус судна; Resin ropes - прокладки из эпоксидной мастики; Insulation box - короб изоляции; Coupler base - стяжка.
Конструкция танков СПГ NO
96 GW является усовершенствованием конструкции NO
96. В данной конструкции стекловолокно заменяет перлит в качестве изоляционного материала первичных и вторичных изоляционных коробов. Конструкция снижает уровень испарения СПГ до 0,125% - 0,13% в день.
Однако компанией GTT уже разработана конструкция следующего поколения NO 96 LO3. В данной конструкции используются три слоя изоляции, причем первые два слоя изолируются стекловолокном, а короба третьего слоя изоляции используют жесткую полиуретановую пену (reinforced polyurethane foam - RPUF).
Технологии, необходимые для изготовления танков СПГ
Для производства танков СПГ особое значение имеет сварочное оборудование и высококачественная технология сварки. Сварка ведется автоматически в среде инертного газа, для получения высококачественных сварных швов, исключающих возможности утечек.
Полностью автоматизированная сварка плавящимся электродом в среде инертного газа (Fully-Automatic single wire MIG welding).
Рис. 8. Качественный сварной шов, полученный автоматизированной сваркой плавящимся электродом в среде инертного газа.
Присадочная проволока: AA 5183 (AlMg 4,5Mn) 1,6 мм
Основной материал: AA 5356 (AlMg5)
Размеры шва: 500 x 250 x 15 мм
(предварительный подогрев не разрешается)
Инертный газ: 100% Ar.
Скорость сварки: 22,5 см/мин
Сварочная позиция: вертикальное расположение шва
Один слой сварного шва > вибрирующей дугой
Сварка двумя последовательно расположенными головками
Рис. 9. Сварочное оборудование для сварки двумя последовательно расположенными сварочными головками (Tandem Welding System).
Кто будет строить газовозы СПГ для России?
Южнокорейская судостроительная компания Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering поставила два газовоза СПГ ледового класса, предназначенные для доставки СПГ с производственного комплекса "Ямал СПГ" в ноябре 2017 г. Новые газовозы "Boris Vilkitsky" и "Fedor Litke" были заказаны как часть серии из 15 газовозов СПГ для данного российского проекта. Суда длиной почти 300 м и шириной 50 м имеют дедвейт 85 тыс. т.
Газовозы могут эксплуатироваться круглый год при температурах до -50 °С, имеют ледовый класс Arc 7, что позволяет им осуществлять плавание во льдах толщиной до 2,1 м при движении кормой вперед без помощи ледоколов.
Суда грузовместимостью 172,6 тыс. куб. м оснащены тремя азимутальными винто-рулевыми колонками общей мощностью 45 МВт.
Судостроительный комплекс "Звезда" и газовозы СПГ
Из приведенных выше данных видно, что технологические процессы изготовления танков СПГ являются высокотехнологичным производством и требуют особого опыта и высокого качества работ. Кроме того, для изготовления танков необходимо специализированное оборудование. То же самое, правда, в меньшей степени относится и к изготовлению корпуса, систем и оборудования газовозов СПГ.
Танкер-газовоз «Кристоф де Маржери» (судовладелец ПАО «Совкомфлот ») 17 августа 2017 года успешно завершил свой первый коммерческий рейс, доставив партию сжиженного природного газа (СПГ) по Северному морскому пути (СМП) из Норвегии в Южную Корею. Об этом сообщает пресс-служба Совкомфлот а.
В ходе плавания судно установило новый рекорд преодоления СМП - 6,5 суток. При этом «Кристоф де Маржери» стал первым в мире торговым судном, которое смогло совершить переход по СМП без ледокольной проводки на всем протяжении этой трассы.
При переходе по СМП судно преодолело 2193 мили (3530 км) от мыса Желания на архипелаге Новая Земля до мыса Дежнева на Чукотке - крайней восточной материковой точки России. Точное время перехода составило 6 дней 12 часов 15 минут.
Во время рейса судно вновь подтвердило свою исключительную приспособленность для работы в высоких широтах. Средняя скорость движения во время перехода превышала 14 узлов - несмотря на то, что на отдельных участках газовоз был вынужден идти сквозь ледовые поля толщиной до 1,2 м. Отмечается, что общая продолжительность рейса из Хаммерфеста (Норвегия) в Порён (Южная Корея) с использованием Севморпути составила 22 дня, что почти на 30% меньше, чем потребовалось бы при переходе по традиционному южному маршруту через Суэцкий канал. Результаты рейса позволили в очередной раз подтвердить экономическую эффективность использования Севморпути для транзита крупнотоннажных судов.
«Кристоф де Маржери» - первый и пока единственный в мире ледокольный газовоз. Уникальное судно построено по заказу группы компаний «Совкомфлот» для круглогодичной транспортировки СПГ в рамках проекта «Ямал СПГ». Судно было принято в эксплуатацию 27 марта 2017 года после успешного завершения ледовых испытаний, которые проходили в Карском море и море Лаптевых.
Газовоз способен самостоятельно преодолевать лед толщиной до 2,1 м. Судно обладает ледовым классом Arc7 - самым высоким среди существующих транспортных судов. Мощность пропульсивной установки газовоза составляет 45 МВт, что сопоставимо с мощностью современного атомного ледокола. Высокую ледопроходимость и маневренность «Кристофу де Маржери» обеспечивают винторулевые колонки типа «Азипод», при этом он стал первым в мире судном высокого ледового класса, на котором установлено сразу три «Азипода».
Газовоз назван в честь Кристофа де Маржери, экс-руководителя концерна Total. Он сыграл ключевую роль в выработке инвестиционных решений и технологической схемы проекта «Ямал СПГ» и внес существенный вклад в развитие российско-французских экономических отношений в целом.
Группа компаний «Совкомфлот» (Группа СКФ) - крупнейшая судоходная компания России, одна из ведущих в мире компаний по морской транспортировке углеводородов, а также обслуживанию шельфовой разведки и добычи нефти и газа. Собственный и зафрахтованный флот включает 149 судов общим дедвейтом более 13,1 млн тонн. Половина судов обладает ледовым классом.
«Совкомфлот» участвует в обслуживании крупных нефтегазовых проектов в России и мире: «Сахалин-1», «Сахалин-2», «Варандей», «Приразломное», «Новый Порт», «Ямал СПГ», Tangguh (Индонезия). Головной офис компании находится в Санкт-Петербурге, представительства расположены в Москве, Новороссийске, Мурманске, Владивостоке, Южно-Сахалинске, Лондоне, Лимасоле и Дубае.
Доставка газа потребителям осуществляется не только по трубопроводам, но и в сжиженном виде - по большей части морским транспортом. В настоящее время транспортировка «голубого топлива» по газопроводам и его перевозка в виде СПГ не являются конкурирующими сегментами, а лишь дополняют друг друга.
Зачем нужны поставки СПГ?
Перевозка СПГ обходится значительно дороже, чем поставки газа по трубопроводам, и на первый взгляд может показаться, что бизнес-ниша, связанная с транспортировкой сжиженного газа, существенно проигрывает трубопроводным поставкам или даже вообще выглядит неконкурентоспособной.
В частности, ещё на этапе производства СПГ требуются определённые производственные и энергетические мощности, а также существенные затраты, связанные с очисткой и охлаждением сырья. К примеру, только на производственный процесс уходит дополнительно 25% энергии в сравнении с подготовкой газа для обычных поставок по трубам. Таким образом, для сжатия 1 тыс. кубометров газа потребуется потратить 250 кубометров этого топлива. Кроме того, следует учитывать и необходимость обратного перевода СПГ в газообразное состояние в пункте доставки, потери топлива как при транспортировке, так и при хранении.
Требуется строительство терминалов в портах, регазификационных заводов, дополнительных газопроводов для доставки топлива после его перевода из жидкого в газообразное состояние, и, само собой разумеется - огромных танкеров. И всё же, несмотря на очевидную затратность транспортировки СПГ в сравнении с традиционной доставкой газа по трубам, перевозки сжиженного топлива необходимы. К примеру, потребителями катарского газа являются страны Азиатско-Тихоокеанского региона, а прокладка газопроводной магистрали через океан представляется технически трудновыполнимой задачей с колоссальными затратами.
По подсчётам экспертов, стоимость доставки газа танкерами постепенно уравнивается с расходами на транспортировку топлива по трубам по мере достижения расстояния от месторождений до пунктов назначения до значения в 2,5 тыс. километров. Мало того, при определённых условиях танкерные перевозки могут быть даже дешевле, чем трубопроводные поставки. Зависимость роста стоимости перевозки СПГ от увеличения расстояния значительно меньшая, чем в случаях, связанных с необходимостью строительства новых магистральных газопроводов.
Также перевозки сжиженного газа не так жёстко привязаны к конкретным пунктам назначения - корабли могут заходить в любой приспособленный для приёма топлива порт. Это подтверждается словами руководителя компании «Новатэк» Леонида Михельсона. Он отмечает, что, хотя первоначальные вложения в СПГ-инфраструктуру выше, чем в сферу трубопроводного транспорта, доставка топлива большими танкерами в результате оказывается выгоднее. Топ-менеджер уточняет, что речь идёт в том числе об отсутствии чёткой привязки СПГ-бизнеса к конкретным покупателям и о наличии возможности менять рынки сбыта.
История развития флота газовозов
Перевозки СПГ по морю осуществляются при помощи специальных танкеров-газовозов (LNG carrier). На таких судах можно перевозить не только СПГ (природный газ - метан), но и нефтяные газы - пропан и бутан в сжиженном виде. Первые рейсы газовозов относят к 1929 году, когда для этих целей компания Shell переоборудовала нефтяной танкер Megara. Она же построила на голландской верфи судно Agnita, которое было способно перевозить одновременно нефть, серную кислоту и сжиженные газы. Танкер курсировал из Карибского бассейна в Западную Европу.
Впрочем, тогдашние танкеры нельзя считать полноценными газовозами класса LNG carrier, поскольку они транспортировали только сжиженный углеводородный газ и аммиак под давлением, но не низкотемпературные фракции СПГ. Дело в том, что метан в сжиженном виде может сохраняться только при температуре в пределах минус 162 градуса по Цельсию. Обеспечить такое условие перевозки технологии того времени были неспособны.
Танкер Agnita, год постройки 1931
Впервые сжиженный природный газ был перевезён комбинированным способом - под давлением и с охлаждением - лишь в конце пятидесятых годов после спуска на воду французского газовоза Descartes. И, наконец, первый полноценный СПГ-танкер Bridgestone Maru был построен в Японии в 1961 году. Он был предназначен для транспортировки метана в танках изолированного типа, при нормальном давлении, но охлаждённого до температуры кипения.
К настоящему времени во всём мире построен довольно внушительный флот СПГ-танкеров. Ожидается, что в 2017 году их количество достигнет 520 единиц. Темпы наращивания объёмов постройки газовозов растёт. В частности, для ввода в эксплуатацию первой сотни газовых танкеров операторам потребовалось более трёх десятков лет, а в следующие семь лет флот вырос сразу на 220 танкеров. Сейчас усреднённые темпы производства газовозов составляют порядка ста судов за три–пять лет.
Японский СПГ-танкер Bridgestone Maru
Самыми крупными производителями газовозов являются азиатские компании, в том числе Daewoo, Hyundai, Samsung, Mitsubishi, Kawasaki и Mitsui. Две трети газовозов мира сошли с южнокорейских стапелей. Спрос на танкеры только увеличивается, что связано с вводом в строй новых мощностей по производству СПГ и наращиванием спроса на газ. Объёмы поставок внушительны. К примеру, Пронедра писали ранее, что всего за шесть лет с сахалинских терминалов сжиженный газ был отгружен на тысячу танкеров.
Класс Q-Max: танкеры-гиганты
Преобладающее большинство метановозов, выпускающихся в настоящее время, имеют вместимость 145–155 тыс. кубометров. Объём природного газа, полученного из такого количества СПГ путём регазификации, составляет 89–95 млн кубометров. В гораздо меньшей степени представлены танкеры малого класса - с резервуарами, рассчитанными на 18–19 тыс. кубометров СПГ.
Большего внимания заслуживают настоящие колоссы танкерной отрасли - газовозы классов Q-Max и Q-Flex, способных перевозить по 210–266 тыс. кубометров сжиженного природного газа. На сегодняшний день крупнейшие представители флота газовозов - это суда линейки Q-Max, первый из которых, танкер Mozah, был построен на верфях Samsung по заказу Qatar Gas Transport Company для поставок СПГ компаниями Qatargas и RasGas.
Mozah - танкер класса Q-Max
Корабль был назван в честь супруги катарского эмира. До момента ввода Mozah в эксплуатацию (2008 год) грузоподъёмность СПГ-танкеров не превышала 140 тыс. кубометров. Возможности Mozah поражают воображение - его вместимость достигла 266 тыс. кубометров СПГ. Сжиженный газ в Mozah перевозится в пяти мембранных танках. Чтобы примерно понять масштабы загрузки одного такого газовоза, нужно знать лишь одно - этого количества топлива достаточно для обеспечения электроэнергией и теплом всей Великобритании непрерывно в течение одних суток.
Поражают и габариты судна. При длине в 345 метров и ширине 50 метров оно имеет осадку в 12 метров. Впрочем, появление танкеров с большей осадкой вряд ли возможно, поскольку их размеры и дедвейт ограничиваются возможностью прохождения через Суэцкий канал. Уникальность конструкции корабля состоит и в том, что он оснащён в том числе установкой, предназначенной для сжижения испаряющегося СПГ, что, в свою очередь, даёт возможность сохранности 100% груза по пути следования. Mozah был первым, но не единственным газовозом проекта - в общей сложности всего за два года было построено 14 танкеров Q-Max, все - по заказу катарцев. Суда этой линейки выпускал не только Samsung, но и южнокорейская Daewoo.
Особенности конструкции и эксплуатации СПГ-танкеров
Газовоз любого класса, предназначенный для транспортировки СПГ, на этапах проектирования и постройки требует особых технических решений. Это связано с тем, что сжиженный природный газ по своим свойствам значительно отличается от любого другого вида грузов. В частности, кроме упомянутого выше обязательного условия соблюдения сверхнизкой температуры газа, при создании танкеров учитывается и критическая взрывная, а также пожарная опасность СПГ.
Груз закачивается в термоизолированные резервуары. Данные ёмкости окружает двойной слой изоляции и дополнительная капитальная оболочка для недопущения утечек в случае повреждения основного корпуса. Поверхности, контактирующие непосредственно со сжиженным газом, устойчивы к низкотемпературному воздействию, поскольку состоят из стали, алюминия или же инвара (никелево-железного сплава).
На 41% танкеров применяется система Moss, когда резервуары являются сферическими. Они производятся с использованием алюминия и прикрепляются к корпусу корабля по линии своего «экватора». Кроме того, при постройке 47% СПГ-газовозов применяются трёхмембранные системы - к примеру, стандарты CS1, Technigaz и GazTransport. Ряд японских компаний, занятых в производстве газовозов, предпочитают устанавливать резервуары призматического типа.
СПГ-танкер со сферическими резервуарами (система Moss): 1 - машинное отделение; 2 - рубка; 3 - сферические резервуары; 4 - балласт
Высокая стоимость производства газовозов приводит к тому, что при их проектировании предусматриваются решения, которые изначально позволяют задействовать суда с максимально эффективным графиком работы для скорейшей окупаемости.
СПГ-танкер с трёхмембранными резервуарами (GazTransport & Technigaz): 1 - машинное отделение; 2 - рубка; 3 - СПГ-резервуары мембранного типа; 4 - балласт
В частности, конструктивные особенности кораблей позволяют осуществлять полную загрузку или разгрузку крупного газовоза максимум за 18 часов. Кроме того, газовозы достаточно быстроходны. Их скорость достигает планки в 20 узлов (более 37 километров в час), при том, что обычные нефтяные танкеры не могут разогнаться быстрее, чем до 14 узлов (26 километров в час).
На СПГ-танкерах в качестве горючего для силовых установок используется непосредственно перевозимый сжиженный газ. Впрочем, СПГ выступает в роли топлива для двигателей газовоза лишь частично, по большей части совместно с традиционным мазутом. На танкерах устанавливаются паровые турбины, которые, несмотря на свою недостаточно высокую эффективность в качестве двигательных установок, в то же время являются «всеядными».
В качестве перспективного направления рассматривается возможность установки на газовозах двухтопливных дизелей с системами впрыска газа под низким давлением. Такие двигатели работают как на дизтопливе, так и на испаряющемся жидком газе. Они выгодно отличаются возможностью гибкого использования рабочих режимов, а также высокоэффективны и достаточно безопасны.
Машинное отделение с двухтопливными двигателями СПГ-танкера Castillo de Santisteban
В целом основным приоритетом при проектировании судов на современном этапе развития судостроения является достижение максимального уровня энергоэффективности, что обеспечивается не только грамотным использованием тех или иных решений, связанных с топливным обеспечением и двигателями, но и оптимизацией формы корпуса газовоза для снижения сопротивления воды при его движении с целью предотвращения потерь скорости и предупреждения увеличения затрат горючего.
СПГ-танкер Creole Spirit
Очевидно, что повышение эффективности транспортировки сжиженного газа в регионы, в которые прокладка газопроводов нерентабельна или же невозможна - это дело вовсе не энергетиков, а прежде всего судостроителей. От их инженерных решений зависит повышение рентабельности перевозок и, как один из результатов - предоставление возможности поставщикам снижать стоимость газа, делая его более доступным для потребителей в ценовом аспекте.
От поставок же газа, как и угля, зависит ключевой аспект жизнеобеспечения - выработка электрической и тепловой энергии в регионах - не только промышленности, но и бытовых потребителей, то есть рядовых граждан. Таким образом, на судостроительную отрасль возложена, не в меньшей степени, чем на трубопроводных операторов, миссия эффективного транспортного обеспечения глобальной энергетической безопасности.