Способи транспортування природного газу традиційним шляхом

Зміст

Вступ………………………………………………………………………………3

1. Проблема диверсифікації постачання енергоносіїв на Україну і забезпе­чення природним газом внутрішніх споживачів………………...............5

2. Способи транспортування природного газу традиційним шляхом…....7

3. Газогідратні поклади, як джерело природного газу……………………13

4. Перспективи впровадження газогідратної технології для транспортування і зберігання природного газу……………………………………...16

5. Поняття про газові гідрати та їх властивості……………………………25

6. Транспортування природного газу в газогідратному стані…………….35

Висновки…………………………………………………………………………43

Використана література…………………………………………………………45

Вступ

Енергетична криза, що виникла в другій половині ХХ століття, докорінним чином змінила відношення країн з розвиненою економікою до проблеми енергозабезпечення. Зважаючи на це, більшість країн Організації економічного співробітництва і розвитку переглянули національні енергетичні стратегії і зосередили зусилля на визначенні пріоритетів, адекватних викликам сучасності. Пріоритетними напрямами державної політики стали: зниження залежності національних економік від зовнішнього енергопостачання, передусім, шляхом проведення дійової енергозберігаючої політики; структурна перебудова економіки на користь прискореного розвитку не енергоємних виробництв і збільшення обсягу послуг [ 1].

Невиправдана затримка з реалізацією ефективної енергетичної державної політики України спонукає до активізації дій щодо підвищення ефективності енергозабезпечення та національної енергетичної безпеки. Успішне розв’язання цих завдань вимагає стабільного нарощування власного видобутку, транспортування і переробки вуглеводневих енергоносіїв на основі інноваційного розвитку підприємств вуглеводного сектору паливно-енергетичного комплексу України з використанням сучасних організаційних та економічних механізмів.

Як відомо, в світі постійно зростає попит на природний газ. Економіч­ність видобування, переробки та транспортування його залежить від річних об’ємів, відстані транспортування та способу доставки до споживача. На сього­дні найвідоміші такі форми доставки природного газу до споживача: газоподібна форма природного газу (NG), зріджений природний газ (LNG чи СПГ), зріджений нафтовий чи скраплений газ (LPG), стиснутий газ, у ви­гляді гідратів природного газу (тверда форма NGH).

Крім того світ постійно стоїть перед проблемою пошуку нових джерел енергії для забезпечення своєї енергетичної безпеки. Викопні види палива при цьому ще довгий час зберігатимуть провідну роль у паливному балансі. За прогнозами експертів Exxon Mobil, споживання енергоресурсів у найближчі 30 років на планеті зросте наполовину.

Актуальність. В багатьох випадках існують проблеми накопичення, транспортування та зберігання природного газу. При цьому традиційні технології його транспортування трубопроводами чи у вигляді скрапленого або стисненого газу часто виявляються неефективними. Це стосується наприклад проблеми забезпечення споживачів природним газом при відсутності трубопроводів та видобування газу необлаштованих родовищ. В той же час при вирішенні проблеми техногенного гідратоутворення в ластивості природного газу в певних умовах утворювати тверді з’єднання починають активно використовуватися під час розробки газогідратних технологій: розділення, стиснення, транспортування та зберігання газів; о пріснення морської води; розділення водних розчинів; акумуляції тепла; захоронення діоксиду вуглецю; видобування шахтного метану в холодильних циклах; ліквідації туманів, ізотопного розділення; використання низькопотенційного тепла й інших. Протягом останніх років спостерігається стрімкий розвиток газогідратних технологій для розв’язання проблеми транспортування і довгострокового зберігання гідратоутворюючих газів.

Відомо, що гідрати газів-гідратоутворювачів при невисоких тисках та незначних від’ємних температурах можуть відносно довго перебувати у стабільному стані. Крім того, їх дисоціація може бути значно уповільнена за рахунок ефекту самоконсервації та примусової консервації льодяною кіркою. Тому альтернативою традиційним технологіям може стати транспортування, накопичення і зберігання газів у газогідратній формі.

Мета магістерської роботи. Проаналізувати доцільність розробки і впровадження в умовах України технології транспортування природного газу в газогідратній формі.

1. Проблема диверсифікації постачання енергоносіїв на Україну і забезпе­чення природним газом внутрішніх споживачів

Проблеми розвитку промисловості з метою підвищення ефективності використання енергетичних ресурсів,енергетичної безпеки країни, удосконалення механізмів оцінки й упровадження енергозберігаючих технологій та охорони навколишнього середовища вже стали предметом розгляду вітчизняних науковців, зокрема О. І. Амоші, С. С. Аптекаря, С. Ф. Єрмілова, В. М. Гейця, В. В. Микитенка, М. Г. Чумаченка. Разом із тим, робота з визначення напрямів і шляхів оптимізації енергозабезпечення України має бути постійною з огляду на нові види ресурсів та нові програмні заходи, які можна залучити до загальної політики держави з енергозбереження[2].

Сьогодні Україна є енергодефіцитною країною, запаси нафти і газу якої є недостатніми для задоволення потреб економіки. За рахунок власного видобутку держава забезпечує себе тільки на 25% газом і на 20% нафтою. Тобто Україна в значній мірі залежить від імпорту енергоносіїв. Однак проблема заключається навіть не в цьому (так як подібна ситуація є нормальною практично для всіх європейських кран), а в тому, що наша країна отримує основні об’єми вуглеводнів (близько 85%) безпосередньо з одного джерела, Росії, або ж енергоносії, що закупаються проходять транзитом через одну територію. При таких умовах залежність енергетики і економіки України, що в цілому залежить від імпортних поставок є критичною. У відповідності з міжнародною практикою, таких незалежних одне від одного джерел повинно бути три-чотири, а прив’язка поставок тільки до однієї країни криє в собі загрозу для політичної незалежності держави в цілому [3].

Щодо позиціонування України на міжнародних енергетичних ринках, то тут є свої плюси і мінуси.

Недоліки:

- обмеженість у власних розвіданих ресурсах природного газу, нафти, а також ядерному паливі власного виробництва;

- відсутність диверсифікації джерел постачання енергетичних продуктів;

- використання переважної частини потужностей власних гідроресурсів;

- високе техногенне навантаження на довкілля;

- незадовільний технічний стан частини енергетичних об’єктів, в тому числі систем транспортування енергетичних продуктів.

Переваги:

- достатні запаси вугілля та складових ядерного палива: урану і цирконію;

- надлишкові потужності для транспортування газу, нафти та експорту електроенергії;

- вигідне географічне та геополітичне становище;

- розвинута інфраструктура енергетики;

- високопрофесійний кадровий потенціал.

З точки зору глобальних енергетичних процесів слід врахувати вигідне геополітичне та географічне становище України та пов’язану із цим її роль як транзитної держави [4].

Можливий варіант посилення своєї енергетичної безпеки за рахунок реалізації заходів направлених на підвищення енергоефективності економіки і пошуку альтернативних поставщиків енергоносіїв. При чому обидва аспекти взаємопов’язані. Так, диверсифікація енергоджерел і маршрутів транспортування енергоносіїв представляє собою не тільки довгострокову державну політику, але й до того ж є доволі затратним заходом. Тобто, зміна інфраструктури і створення нових шляхів поставок паливно-енергетичних ресурсів потребує значних капіталовкладень, що, безперечно, не може не відобразитись на кінцевій вартості продукту для споживачів, а при умові збереження сьогоднішнього низького рівня енергоефективності української економіки, остання, в свою чергу, просто не зможе “потянути” істотний стрибок цін на енергоносії [3].

Способи транспортування природного газу традиційним шляхом

Як відомо, в світі постійно зростає попит на природний газ. Економіч­ність видобування, переробки та транспортування його залежить від річних об’ємів, відстані транспортування та способу доставки до споживача. На сього­дні найвідоміші такі форми доставки природного газу до споживача: газоподібна форма природного газу (NG), зріджений природний газ (LNG чи СПГ), зріджений нафтовий чи скраплений газ (LPG), стиснутий газ, у ви­гляді гідратів природного газу (тверда форма NGH).

В даний час основним видом транспорту є трубопровідний. Газ під тис­ком, як правило, до 75 атмосфер (кгс/см²) рухається по трубах діаметром до 1420 мм. В міру просування газу по трубопроводу він втрачає енергію, перебо­рюючи сили тертя як між газом і стінкою труби, так і між шарами газу. Тому через визначені проміжки необхідно споруджувати компресорні станції (КС) з газоперекачувальними агрегатами (ГПА), на яких газ дотиска­ється до розрахункового тиску. Спорудження й обслуговування трубопро­воду досить дороге, однак це найдешевший спосіб транспортування газу і нафти. Газопроводи великого діаметру, призначені для транспортування газу на великі відстані, називаються магістральними.

Загальна довжина магістральних газопроводів в Україні складає 35,6 тис.км [5].

Тариф на транспортування природного газу магістральними трубопроводами України з початку року в середньому зріс на 29%. Так, за рішенням НКРЕ від 29 вересня з 1 жовтня тариф на транспортування природного газу трубопровідним транспортом для споживачів України збільшився на 6% - до 302,3 грн за тис. куб. м (без ПДВ), а тариф на послуги з транспортування природного газу магістральними трубопроводами для споживачів, які безпосередньо приєднанні до магістральних мереж, і розрахунковий середній тариф на транспортування природного газу магістральними газопроводами збільшилися, відповідно, на 7% та 2% - до 262,25 грн та 104,20 грн за тис. куб. м (без ПДВ) відповідно [6].

Крім трубопровідного транспорту використовують спеціальні танкери — га­зовози (рис.1). Це спеціальні кораблі, на яких газ перевозиться в стиснутому або скрапленому стані при визначених термобаричних умовах. У такий спосіб для транспортування газу цим способом необхідно простягнути газопровід до берега моря, побудувати на березі газовий завод, що скраплює, порт для танкерів, і самі танкери. Такий вид транспорту вважається економічно обґрунто­ваним при віддаленості споживача скрапленого газу більш 3000 км.

Постачальники скрапленого природного газу (СПГ) виграють за рахунок еко­номії на морських перевезеннях. За сприятливих умов ціна постачання газу танкером може бути нижче за ціну постачання по газопроводу майже на порядок. Порівняння транспортних витрат з використанням СПГ і газовозів показує, що при збільшенні відстані транспортування витрати збільшуються набагато нижчими темпами, підтверджуючи привабливість нового ринку скрапле­ного природного газу. Навпаки, прокладка як наземних, так і підвод­них трубопроводів зі зростанням відстаней збільшує собівартість традицій­ного природного газу набагато швидше [5].

У порту країни-експортера або транзитера природний газ стискується до 250 атмосфер і закачується на судно. При цьому витрати на обладнання і сам процес стиснення менші порівняно із зрідженим. Немає також необхідності будувати спеціальні судна, оскільки перевозити стиснений газ можна на контейнеровозах після незначної їх модернізації.

Після приходу в порт контейнеровоз підключається до берегової системи. Далі газ перекачується або в сховище, або безпосередньо в газопровід.

Транспортування СПГ вважається потенційно небезпечним заходом, тому не дивно, що в процесі проектування, управління та експлуатації до метановозів застосовуються найжорсткіші нормативи техніки безпеки. Всі метановози забезпечені другим корпусом і повинні відповідати «Кодексу Міжнародної морської організації (IMO) з будівництва та оснащенню суден, що здійснюють транспорт великотоннажних вантажів зріджених газів». У цьому кодексі наводяться вимоги, що включають критерії проектування і розміщення резервуарів, будівельні матеріали, ізоляцію і заходи з охорони навколишнього середовища.

Екіпажі метановозів проходять спеціальну підготовку і навчання, що дозволяють безпечно експлуатувати судно, як у нормальній, так і в аварійній ситуації. Оскільки більшість метановозів ходять по строго визначеним і постійним маршрутами, екіпажі мають можливість добре вивчити маршрут і знайти оптимальні методи та процедури взаємодії з портами і співробітниками берегових терміналів [7].

Є й інший спосіб використання такого контейнеровоза: після прибуття в порт відбувається стандартна процедура вивантаження контейнерів. Далі вони можуть перевозитися автотранспортом або залізницею.

За розрахунками дослідників, вартість перевезення контейнеровозами газу в стислому стані, наприклад, з Алжиру на Україну складе майже $ 60 за 1000 кубометрів [8].

У грудні 2010 року уряд України затвердив ряд пріоритетних національних проектів, перше місце серед яких посідає будівництво терміналу з прийому скрапленого газу поруч із Одеським портом.

Будівництво терміналів з прийому скрапленого газу так само як заводів із скраплення природного газу – дорогий проект, ціна якого між 1 та 2 мільярдами євро. Перед його початком прораховують усі деталі – постачальники, способи транспортування, джерела фінансування. Можна доправляти скраплений природний газ із Катару до України, Румунії, Угорщини та, можливо, Болгарії. Проте ці перспективи нівелюються позицією Туреччини, яка вважає неможливим курсування танкерів із скрапленим природним газом завантаженим Босфором.

Рисунок 1. Сферичні танки типу MOSS

Таким чином, газ має постачатися у внутрішніх кордонах Чорного моря. Донедавна єдиним таким варіантом були поставки із Азербайджану. Проект AGRI передбачає п’ять етапів. Спочатку газ транспортуватиметься із Азербайджану до грузинського порту Кулеві. Там його скраплюватимуть. Тоді перевозитимуть танкерами до румунського порту Констанца, регазифікуватимуть та подаватимуть до румунського трубопроводу, який доправлятиме газ до європейських споживачів. Але всю картину псує «Газпром», який може збудувати власний завод зі скраплення газу. Це завдасть шкоди проекту AGRI.

Реалізація проектів із скрапленого газу у Чорноморському регіоні наразі під питанням. Нещодавнє прийняття антимонопольного законодавства у ЄС, яке передбачає розділення власності між операторами трубопроводів та постачальниками, створює труднощі для «Газпрому». Тому він може серйозно взятися за проекти зі скрапленого газу. Отже, країни проекту AGRI «мають думати швидко» [9].

Рисунок 2. Автоцистерна для транспортування зрідженого газу

Ще одним напрямком поставки газу до споживача є транспортування його в зрідженому стані, що традиційно здійснюється автомобільним чи залізничним транспортом.

Вартість транспортування зрідженого газу (ЗПБТ) автоцистернами (рис.2) ємністю 58 м³ (25 т) на 1 км маршруту складає близько 11,2 грн [10].

Інший спосіб його доставки — залізничним транспортом (рис.3)

Десять років тому залізничний вид доставки зрідженого газу складав близько 90% від усіх перевозок. На сьогодні, коли з’явились автоцистерни, котрі перевозять стільки ж, скільки і залізничний вагон — близько 25тн, вони з впевненістю «витісняють» залізницю, займаючи 50-60% цього ринку. Хоча в перспективі і їх можуть «витіснити» контейнерні перевезення. Контейнери легко перевозяться автомобілями, по залізниці, річковим і морським транспортом (Рис. 4)

Рисунок 3. Цистерни для транспортування зрідженого газу залізницею

Рисунок 4. Контейнер - цистерна для транспортування зрідженого газу

Контейнер-цистерна є спеціалізованим транспортним обладнанням, що призначена для безпечного перевезення зріджених вуглеводневих газів автомобільним, залізничним, річковим і морським транспортом. Переваги даного виду транспортування:

- відсутність додаткових операцій по переливу при комбінованій перевозці декількома видами транспорту від виробника до споживача. Це плюс і для споживачів — так як різні партії зрідженого газу не перемішуються на ГНС при зберіганні;

- зниження вартості перевозки на 20%-60% порівняно з традиційними видами транспортування небезпечних вантажів. Це знижує транспортні витрати і впливає на ціну пального на АЗС;

- можливість складування і часткового зберігання вантажів в контейнерах-цистернах без термінового розвантаження.

Не потребує спеціальних під’їздних шляхів до місць сливу та наливу продукту [11].

Поиск по сайту: