научная статья по теме ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА Энергетика

Текст научной статьи на тему «ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА»

ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ

производстве сжиженного природного гезе

Академик Е. П. ВЕЛИХОВ Российский научный центр "Курчатовский институт"

Глобальная энергетическая безопасность одним из необходимых условий своего достижения предполагает возможность коммерчески приемлемой доставки энергетических ресурсов по всему земному шару от мест их добычи к месту потребления. Такие традиционные и новые важные энергоресурсы, как уголь, нефть или ядерное топливо, могут быть доставлены в необходимом количестве в любую географическую точку Земли, где требуется энергия. Природный газ, один из наиболее важных энергоресурсов, транспортируется до настоящего времени преимущественно в региональных масштабах по системам наземных, подземных и подводных газо-

со к

О

ц

0 *

1

СО

2 о

X

О *

О ГС

£1 0) X

О

проводов. Только 5% добываемого природного газа сжижается и перевозится в морских танкерах, чем и определяется уровень глобализации рынка природного газа в мире. По оценкам ряда международных институтов к 30-м годам нынешнего века доля ожижаемого природного газа (СПГ) в мире возрастет до 25 ^ 30%, что, естественно, будет связано с расширением использования и развития технологий СПГ.

В настоящее время в России отсутствует промышленность производства и морской транспортировки сжиженного природного газа. Вопрос создания таких производств и трансконтинентальной транспортировки российского СПГ в последнее время рассматривается в связи с планами освоения гигантских морских месторождений природного газа на Арктическом шельфе. Наиболее крупные месторождения природного газа располагаются в бассейне Баренцева и Карского морей (рис. 1).

Рис. 1. Карта-схема с расположением Штокмановских газоконденсатны/х месторождений.

2

© Е. П. Велихов

Так, разведанные запасы Штокма-новского газоконденсатного месторождения в Баренцевом море определены в 3.6 трлн. м3, и в планах его освоения рассматривается создание производства СПГ на побережье Кольского полуострова. Месторождения Русаковское и Ленинградское в Карском море содержат более 7 трлн. м3 природного газа. Заводы производства СПГ в этом случае могут быть созданы на острове Новая Земля или на полуострове Ямал. И, наконец, месторождения природного газа на полуострове Ямал содержат более 13 трлн. м3 природного газа, для ожижения той или иной части которого существует несколько проектов создания производства СПГ на полуострове.

Повторим: создание промышленности для производства и транспортировки сжиженного природного газа в России необходимо для глобализации рынка российского природного газа и укрепления тем самым глобальной энергобезопасности.

В статье обсуждаются варианты энергообеспечения и сравнительная оценка стоимости всего цикла производства СПГ при использовании на собственные нужды то ли части поступающего на ожижение природного газа, доля которого по оценкам может достигать 20%, то ли ядерной энергии с целью экономии ценного экспортного продукта. Оценки выполнены для производства мощностью 15 млн. т СПГ в год (22.5 млрд. м3 природного газа) с продолжительностью жизненного цикла 30 лет (время жизни месторождения).

Энергообеспечение

производства СПГ

При производстве сжиженного природного газа энергия расходуется на тех-

нологические нужды по разделению добытого газа на фракции и на приведение основного компонента природного газа -метана в сжиженное состояние при атмосферном давлении и температуре -163°С, при которых он хранится, перегружается и транспортируется судами-газовозами.

Энергопотребление производства СПГ существенно различается в зависимости от используемых технико-технологических решений, состава добываемого газа, экологических и других требований. На основании зарубежного опыта можно принять, что для производства 5 млн. т СПГ в год необходимы постоянные источники энергии мощностью 200 МВт(эл.).

Традиционными в технологическом цикле сжиженного природного газа чаще всего являются газотурбогенераторные

Таблица 1

Параметры производства природного газа и СПГ с традиционным и ядерным энергообеспечением

Газ

Метан

Производительность по газу

одной очереди проекта,

млрд. м3 в год 22.5

Производительность одной очереди проекта по производству СПГ, млн. т 15 Необходимое энергообеспечение производства СПГ, МВт (эл.) 600 Расчетный срок жизненного цикла проекта, год 30 Атомное энергообеспечение проекта(вариант) Газотурбинное энергообеспечение проекта (вариант), расход газа млрд. м3

Стоимость атомного энергообеспечения, млн. долл. 800

Экспортная стоимость газа, расходуемого на собственные нужды проекта 10000

2 х (ПАЭС-300)

1.5

установки, в которых сжигается часть добытой продукции скважин. Принято, что энергообеспечение производства СП Г в объеме 15 млн. т потребует сжигания 1.5 млрд. м3 газа в год. Соответствующая этому объему упущенная выгода от возможной реализации его на мировом рынке составит 375 млн. долл. в год при существующей рыночной цене на природный газ 250 долл. за 1000 м3 (2006 г.). При высоких рыночных ценах на газ и росте затрат на добычу газа в экстремальных природно-климатических условиях и его транспортировку с удаленных месторождений Арктического шельфа возникает обоснованное сомнение в целесообразности использования столь трудно добываемого и дорогостоящего углеводородного сырья в качестве источника энергии для внутренних технологических нужд.

Указанное обстоятельство побуждает к поиску альтернативных источников энергообеспечения собственных нужд производства СПГ на отдаленных шель-фовых газовых месторождениях, например ядерных.

Расчетные параметры производства СПГ при традиционном газовом и ядерном вариантах энергообеспечения представлены в таблице 1.

В качестве такого альтернативного энергоисточника предлагаются плавучие атомные электростанции (ПАЭС) как наиболее приемлемые для использования в составе комплексов по добыче углеводородов на шельфе. Проекты ПАЭС мощностью от 6 до 300 МВТ (эл.) разрабатываются в настоящее время ОАО ЦКБ "Лазурит" совместно с Федеральным научно-производственным центром ФГУП ОКБМ им. И.И. Африкантова (главным конструктором реакторных установок), г. Н. Новгород, и Российским научным центром "Курчатовский институт", г. Москва, на основе синтезированного опыта российских транспортной и гражданской ядерной энергетики.

Для энергообеспечения одной очереди проекта потребуется две ПАЭС-300 с реакторами ВБЭР-300 мощностью по 300 МВт (эл.) каждая. ПАЭС-300 представляет собой крупный плавучий модуль завершенного заводского изготовления, доставляемый водным путем к месту берегового или плавучего расположения (бухта, залив, порт) заводов СПГ (рис. 2).

Они могут серийно изготавливаться на ПО "Севмаш" в Северодвинске с продолжительностью производственного цикла 3 года. Там же могут производиться плавучие заводы СПГ.

Плавучие атомные электростанции

ОКБМ им. И.И. Африкан-това, ЦКБ "Лазурит", ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова и другие специализированные организации совместно с РНЦ "Курчатовский инсти-

Рис. 2.

Проект ПАЭС-300.

Рис. 3.

ПАЭС-300 с береговой инфраструктурой.

тут" выступают с инициативой использования отечественных технологий атомного судостроения для производства атомных энергоисточников малой и средней мощности различного назначения.

Привлекательным с производственной, коммерческой, эксплуатационной, социальной и экологической точек зрения является плавучее исполнение атомной электростанции. В том числе, для энергообеспечения освоения и эксплуатации удаленных морских месторождений углеводородов в Арктике рассматриваются плавучие атомные электростанции мощностью 300 МВт (ПАЭС-300) на базе разрабатываемой в настоящее время в ОКБМ им. И.И. Африкантова реакторной установки ВБЭР-300.

Рис. 4.

Конструкция реактора ВБЭР-300.

Головной проектант ПАЭС-300 ЦКБ "Лазурит" (Н. Новгород) предложил вариант крупноблочного способа формирования станции, удовлетворяющий производственным условиям ПО "Севмаш" и Дальневосточного завода "Звезда". Общий вид ПАЭС-300 с береговой гидроструктурой представлен на рис. 3. На рис. 4 представлена конструкция реактора ВБЭР-300.

Техническими основами создания реакторной установки ВБЭР-300 являются опыт создания и эксплуатации более 400 транспортных реакторов с общим сроком службы более 6000 реакторолет и нескольких десятков реакторов типа ВВЭР.

Российские проектно-конструктор-ские организации, машиностроительное и судостроительное производства могли бы обеспечить разработку проектов, строительство и поставку плавучих атомных электростанций ПАЭС-300 применительно к условиям и срокам разработки проектов освоения морских месторожде-

Таблица 2 Основные технико-экономические показатели ПАЭС-300

Генерируемая электрическая мощность, МВт 312

Энергопотребление собственных нужд, % 5

Число часов использования установленной мощности в год 7500 Ежегодный отпуск электроэнергии, млн. кВт • ч 2200 Жизненный цикл ПАТЭЦ, лет

- срок строительства 3.5

- срок эксплуатации 50-60

- срок эксплуатации до заводского ремонта 20

- периодичность перегрузок топлива 1 раз в Полная стоимость строительства, 2 года млн. долл., в ценах 2005 г.,

в том числе: 396

- плавучий энергоблок 360

- береговые и гидротехнические сооружения 36 Удельные кап. затраты, долл./кВт 1270 Себестоимость электроэнергии, цент/кВт • ч 1.95

Рис. 5.

Береговая инфраструктура производства, отгрузки и транспортировки СПГ.

4.7 цент/кВт-ч

ПЭБ с РУ ПГУ-300

ВБЭР-300 расход 210 г/кВт-ч, газ по 230 долл./тыс. м3

Топливо, включая обращение с ОЯТ и РАО

Капитальная составляющая

Эксплуатационная составляющая

Рис. 6.

Сравнение структур себестоимости электроэнергии, производимой ПАЭС и тепловой станцией с ПГУ.

ний природного газа на Арктическом шельфе России.

Основные технико-экономические показатели серийной ПАЭС-300 приведены в табл. 2. При расчетах стоимость строительства плавучего энергоблока определена с использованием ценообразующих показателей судостроительного завода (2004 г.). Стоимость строительства береговых и гидротехнических сооружений определяется условиями зоны размещения энергоблока и составляет 10-15% от стоимости ПАЭС.

При оценке э

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком