Запасы природного газа в мире огромны, но большая часть месторождений находится в труднодоступных местах, удаленных от промышленных районов. Это полбеды — трубопровод на суше или по дну морскому проложить можно. А для транспортировки через океан газ переводят в жидкое состояние. При этом объем уменьшается почти в шестьсот раз, что позволяет использовать для транспортировки газа не только трубопроводы, но и танкеры СПГ специальной конструкции.
Танкеры для перевозки сжиженных газов
СПГ — природный газ, охлажденный до температуры -162° C, при которой он переходит из газообразного в жидкое состояние.
Большая часть мирового экспорта сжиженного газа осуществляется на межконтинентальном рынке танкерами двух типов, обозначаемых аббревиатурами СНГ – сжиженный нефтяной газ и СПГ – сжиженный природный газ. Специализированные суда отличаются конструкцией резервуаров и предназначены для разных грузов: танкеры СНГ перевозят сжиженные пропан, бутан, пропилен и другие углеводородные газы, танкеры СПГ — метан. Иногда эти танкеры называют метановозами. На фото ниже изображение танкера в разрезе.
Компоновка танкера для перевозки СПГ
Основными составляющими конструкции танкера для перевозки сжиженных газов являются силовые и насосные установки, двойной корпус для дополнительной прочности, носовые двигатели, резервуары для сжиженного газа и мощные холодильные установки для поддержания низкой температуры газа.
Как правило, в корпусе судна размещаются от четырех до шести изолированных танков, расположенных вдоль осевой линии судна. Окружение резервуаров представляет собой комбинацию балластных цистерн, коффердамов – специальных отсеков для исключения утечек газа из танков и пустот. Такое размещение придает танкеру-газовозу СПГ конструкцию типа двойного корпуса.
Сжиженные газы перевозят в резервуарах под давлением, которое выше атмосферного, или при температуре, существенно ниже температуры окружающей среды. В конструкции некоторых резервуаров используются оба метода.
Танкеры укомплектованы резервуарами под давлением 17,5 кг/см2. Газ перевозится в цилиндрических или сферических стальных резервуарах с соответствующей температурой хранения. Все танкеры строятся с двойным дном.
Танкеры-газовозы обеспечиваются мощными двигателями и отличаются быстроходностью. Область их рационального применения — это дальние, преимущественно трансконтинентальные, рейсы, протяженностью более 3000 морских миль. Учитывая активное испарение метана, судно должно преодолевать это расстояние на высоких скоростях.
Особенности конструкции резервуаров
Для безопасной транспортировки сжиженного природного газа требуется поддерживать в танках температуру ниже -162 оС и высокое давление. Танкеры комплектуют мембранными резервуарами с высоковакуумной многослойной изоляцией. Мембранные резервуары состоят из первичного барьерного металлического слоя, изоляционного слоя, жидко-защитного слоя и второго изоляционного. Конструкция резервуаров и толщина металлического корпуса танков зависит от расчетного эксплуатационного давления, температуры и водоизмещения танкера. Под давлением морской воды стенки танка, являясь частью судна, испытывают те же нагрузки, что и корпус корабля.
Сжиженные нефтяные газы также транспортируются в сферических металлических, хорошо изолированных во избежание утечки резервуарах под высоким давлением.
Код IGC определяет три типа независимых резервуаров, используемых для транспортировки газа: А, В и С. Танкеры СПГ комплектуются резервуарами категории В или С, емкости танкеров СНГ соответствуют категории А.
Операции по загрузке и разгрузке танкеров
Наиболее опасными являются операции по загрузке и разгрузке танкеров. Сжиженный природный газ — криогенное вещество, основной компонент которого метан. При попадании в неподготовленный должным образом грузовой отсек с несоблюдением температурного режима смесь метана с воздухом становится взрывоопасной.
Процедуры загрузки танкера строго регламентированы. Грузовой танк сушат инертным газом определенной температуры для предотвращения конденсации влажного воздуха внутри резервуара.
После просушки танков продувают трюм для удаления остатков инертного газа, после чего в трюм подается сухой нагретый воздух под давлением.
Непосредственно закачке сжиженного газа предшествует заполнение резервуара инертным газом для удаления воздуха и охлаждения танков. Изоляционное пространство мембранных танков продувается жидким азотом. Погрузку начинают, когда система подачи газа и танк будут охлаждены до температуры, близкой к температуре СПГ.
В порту назначения сжиженный природный газ передается в береговой резервуар с помощью погружного грузового насоса, установленного на дне каждого грузового танка. При выгрузке также соблюдаются требования по температурному и влажному режиму всех линий во избежание образования взрывоопасной смеси метана с воздухом.
Экологическая безопасность
Жесткие стандарты безопасности установлены Международным Кодексом постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом (Кодекс IGC). Международные правила охватывают практически все аспекты безопасности этих судов, а также стандарты подготовки экипажа.
Рекорд безопасности перевозки сжиженного природного газа на судах имеет историю, которой можно позавидовать. С 1959 года, когда началась коммерческая транспортировка СПГ, на борту ни разу не произошло ни одной смерти, связанной с сжиженным природным газом. В мире произошло восемь морских инцидентов, связанных с аварийным разливом сжиженного природного газа.
В июне 1979 года в Гибралтарском проливе танкер «Эль-Пасо Кайзер» врезался в скалы на скорости 19 узлов с грузом 99 500 м3. Судно получило тяжелые повреждения днища по всей длине грузовых помещений, однако мембранные резервуары не пострадали, и сжиженный природный газ не был разлит.
Навигация танкеров через проливы
Проливы – самое опасное место для навигации, поэтому для строительства терминалов по производству и приему сжиженного газа выбирают места на окраинах континентов, избегая сложных транспортных путей и захода танкеров во внутренние моря.
В свое время Украина заявила о намерении построить терминал для приема сжиженного природного газа в Одесской области с целью диверсификации источников поставок газа в страну. На это немедленно отреагировала Анкара.
Постоянный транзит сжиженного природного газа опасных грузов через Дарданеллы и Босфор на танкерах СПГ может нанести серьезный экологический ущерб. Эти проливы входят в топ самых опасных в мире: Босфор – на третьем, Дарданеллы – на пятом месте. В случае крупной аварии последствия для акватории Мраморного моря и густонаселенного Стамбула могут оказаться катастрофическими.
Международный рынок СПГ
Флот специализированных судов связывает предприятия по производству и регазификации СПГ во всем мире для создания безопасной, надежной и эффективной сети транспортировки сжиженного природного газа. Суда-метановозы оснащены современной технологией обнаружения утечек, системами аварийного отключения, передовыми радиолокационными и системами позиционирования, и другими технологиями, предназначенными для обеспечения безопасной и надежной транспортировки газа.
Сжиженный газ в настоящее время составляет более 35 % международной торговли природным газом, при этом спрос на него постоянно растет.
Немного статистики
На сегодняшний день индустрия сжиженного природного газа во всем мире включает:
- 25 терминалов по производству СПГ и 89 заводов по сжижению газа работают в 18 странах на пяти континентах. Катар является мировым лидером по производству сжиженного газа, опережая Индонезию, Малайзию, Австралию и Тринидад и Тобаго.
- 93 терминала приема и регазификационные установки в 26 странах на четырех континентах. Япония, Корея и Испания являются ведущими импортерами сжиженного газа.
- В настоящее время по всему миру эксплуатируется около 550 танкеров для транспортировки сжиженного природного газа.
Лидер строительства танкеров СПГ
Исторически около двух третей мирового флота танкеров-метановозов было построено южнокорейцами, 22 % — японцами, 7 % — китайцами, а остальные — Францией, Испанией и США. Успех Южной Кореи связан с инновациями и ценой. Южнокорейские строители построили первые танкеры-метановозы ледокольного класса. Они же построили самые большие танкеры СПГ класса Q-Flex и Q-Max дедвейтом 210 000 и 260 000 кубических метров для Катарской газотранспортной компании «Накилат». Отличительной особенностью судов класса Q является размещение завода по сжижению природного газа непосредственно на борту судна-гиганта. Длина корабля составляет 345 метров, ширина 53.8 метров.
Проект «Ямал СПГ»
29 сентября 2014 года состоялась торжественная церемония закладки танкера, заказанного российской судоходной компанией «Современный коммерческий флот» , специализирующейся на транспортировке энергоносителей, для перевозки сжиженного природного газа по проекту «Ямал СПГ». Это уникальные суда ледового класса Arc7 с максимально возможными для подхода к порту Сабетта на полуострове Ямал габаритами.
Предназначенные для транспортировки газа Южно-Тамбейского месторождения из Заполярья в Европу и Азию и навигации в суровых климатических условиях Заполярья, танкеры СПГ «Ямал» по конструкции являются судами двойного действия: носовая часть для плавания в открытой воде, а корма – для навигации в сложной ледовой обстановке.
В настоящее время построено пять таких судов. Головное судно Christophe de Margerie. Принадлежит компании «Совкомфлот».
В первом же коммерческом рейсе танкер СПГ из России установил исторический рекорд: впервые за историю судоходства торговое судно прошло по Северному морскому пути без сопровождения ледокола.
