Достижения в технологиях плавающего газа (сжиженного природного газа)

Данные по отрасли от Международной группы импортеров СПГ (GIIGNL) показывают, что общая контрактная мощность FLNG выросла с нуля до 2015 года до более 30 миллионов тонн в год (мтпа) к 2024 году. Это быстрое внедрение отражает созревание технологии и растущую уверенность нефтегазовой отрасли в ее надежности.

Традиционные береговые заводы СПГ используют огромные поезда сжижения с плоским слоем, которые полагаются на поток гравитации и обширную недвижимость. На плавучем судне пространство находится на премиальном уровне, и завод должен переносить волновое движение. Решением была разработка компактных спиральных теплообменников и пластинчатых теплообменников , которые достигают высоких тепловых характеристик в части объема. Производители, такие как Воздушные продукты , впервые применили циклы сжижения с устойчивым к движению (например, AP-X, AP-C3MR), специально адаптированные для плавучих сред. Эти устройства также включают в себя охлаждение на основе азота в некоторых конструкциях, что устраняет необходимость в больших запасах пропана и повышает безопасность.

Передовые системы швартовки и башни

Судно FLNG должно оставаться неподвижным над подводной газовой скважиной в течение 20–30 лет, часто в подверженных циклонам регионах. Современные системы швартовки башен используют большой вращающийся концентратор, который позволяет судну перемещаться (вращаться в ветер) при подключении к морскому дну. Отключаемые башни позволяют судну быстро отсоединяться и отплывать во время экстремальных штормов, а затем снова подключаться, когда условия спадают. Эта способность в сочетании с системами динамического позиционирования с использованием двигателей значительно улучшила время безотказной работы и безопасность в суровых условиях, таких как бассейн Брауза и Южно-Китайское море.

Модульное строительство и сборка

Одним из самых больших факторов затрат в проектах FLNG является время строительства. Модульный подход разбивает завод по сжижению на сборные модули, построенные параллельно на верфях по всему миру, а затем собранные и интегрированные на корпусе. Этот метод сжал общие графики поставок на 12-18 месяцев по сравнению с наземными заводами, построенными на палке. Проект Coral Sul FLNG, совместное предприятие Eni и его партнеров, был построен с использованием 20 массивных модулей, изготовленных в Китае, Южной Корее и Италии, а затем перенесен на корпус в Южной Корее. Модуляция также упрощает техническое обслуживание, потому что неисправные модули могут быть удалены и заменены, а не отремонтированы на месте.

Повышение безопасности и экологических гарантий

Операции FLNG сочетают в себе опасности обработки газа высокого давления, криогенных жидкостей и морской среды. Современные объекты используют моделирование дисперсии газа для прогнозирования поведения утечки в морской среде, автоматические клапаны изоляции, которые закрываются в течение нескольких секунд, и пассивные покрытия противопожарной защиты, которые выдерживают пожары углеводородов в течение нескольких часов. Экологически суда FLNG спроектированы с системами нулевого взрыва - газ никогда не преднамеренно выпускается во время обычных операций. Системы аварийных вспышек закрыты для снижения шума и светового загрязнения. Меньший физический след по сравнению с береговой установкой также уменьшает возмущение морских местообитаний и прибрежных экосистем.

Многие из оставшихся в мире газовых ресурсов расположены в глубоководных бассейнах, далеких от существующей инфраструктуры. Например, месторождение Greater Tortue Ahmeyim находится на глубинах воды, превышающих 2000 метров. Судно FLNG может быть размещено непосредственно над скважинами, перерабатывая газ, который в противном случае был бы неэкономичным для производства. По оценкам Международного энергетического агентства (IEA) , FLNG может разблокировать до 50 триллионов кубических футов ранее застрявших газовых ресурсов во всем мире.

Стоимость и график эффективности

Хотя проекты FLNG несут высокие первоначальные капитальные затраты - по сообщениям, Prelude FLNG стоит более 20 миллиардов долларов - общая экономика может быть благоприятной по сравнению с строительством совершенно нового поезда СПГ на суше плюс морской терминал и трубопроводная система. FLNG проекты могут достичь первого газа через 4-6 лет после окончательного инвестиционного решения, по сравнению с 7-10 годами для сопоставимой разработки наземных месторождений. Это более быстрое время выхода на рынок означает более ранние денежные потоки и более низкий риск финансирования. Кроме того, как только месторождение истощено, судно может быть перемещено в другое место, давая активу второй срок службы, которого не хватает береговым заводам.

Экологические и социальные выгоды

Наземные заводы СПГ требуют дноуглубительных работ, мелиорации земель и обширного строительства, которые могут нарушить местные сообщества и экосистемы. Морское расположение FLNG минимизирует землепользование, снижает потребление пресной воды (не требует больших лагерей персонала или орошения) и снижает выбросы воздуха, потому что нет связанной компрессорной станции трубопровода. Меньшая рабочая сила также снижает давление на местное жилье, школы и больницы. Для стран с ограниченными промышленными мощностями FLNG может обеспечить путь к монетизации газа без необходимости постоянного промышленного комплекса на побережье.

Гибкость на динамичном рынке

Нынешний рынок СПГ характеризуется краткосрочными контрактами, спотовой торговлей и волатильными ценами. Владельцы СПГ могут решать, куда отправлять свои грузы, основываясь на том, какой рынок предлагает лучший нетбэк. Суда, такие как Gimi FLNG , спроектированы с возможностью продления срока службы на 30 лет и могут быть адаптированы для обработки различных газовых составов, если они будут перенесены на новое месторождение. Эта операционная гибкость является мощным хеджированием против региональных сдвигов спроса.

Проблемы и соображения в развертывании FLNG

Несмотря на свои обещания, FLNG не является универсальным решением. Технология сталкивается с различными препятствиями, с которыми разработчики проектов должны тщательно справляться.

Технический риск остается главной проблемой. Интегрированный характер плавучей установки по сжижению означает, что отказ в любой подсистеме - швартовка, сжижение, разгрузка или хранение - может остановить производство. Например, судно Prelude FLNG пережило длительные остановки из-за проблем с его электрическими системами и пожара газовой турбины, демонстрируя, что даже лидеры отрасли сталкиваются с проблемами прорезывания зубов.

Экологические условия в морских районах могут быть суровыми. Циклоны, большие набухания и сильные течения влияют на стабильность судна и время безотказной работы. Системы башни должны быть спроектированы для выживания в 100-летних штормах, что добавляет значительные затраты. В таких регионах, как Арктика или субарктика, аккреция льда и низкие температуры вносят еще большую сложность.

Роль плавающего СПГ в глобальном энергетическом переходе

Природный газ широко признан наименее углеродоемким ископаемым топливом, производя приблизительно половину CO_]2 угля при сжигании для производства электроэнергии. FLNG позволяет разрабатывать газовые ресурсы с более низким углеродным следом цепи поставок, чем наземные альтернативы. Поскольку газ обрабатывается на месторождении, нет необходимости в трубопроводах на большие расстояния, которые пропускают метан — мощный парниковый газ. Суда FLNG также могут быть оснащены системами улавливания и хранения углерода (CCS) для дальнейшего сокращения выбросов. В настоящее время изучаются несколько интегрированных концепций FLNG-CCS, где CO₂, отделенный от сырого газа, повторно вводится в истощенные резервуары вместо того, чтобы вентилироваться.