С полным текстом статьи можно ознакомиться по ссылке ЧИТАТЬ И СКАЧАТЬ

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ГАЗИФИКАЦИИ КУРИЛЬСКИХ ОСТРОВОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА

Кузовкин А.И.
Микроэкономика. 2019. № 2. С. 72-78.

В статье оценена целесообразность использования сжиженного природного газа (СПГ)
на Курильских островах, показана экономическая эффективность его применения
для энергоснабжения. В Сахалинской области в 2018 г. уже построен мини-завод СПГ
производительностью 12 тыс. т СПГ в год, планируется строительство еще двух очередей завода.
Определен срок окупаемости мини-завода СПГ. Рассмотрена возможность использования СПГ
на Курильских островах для замещения дизельного топлива на электростанциях и котельных.

Kuzovkin A.I. Technical and economic proposals gasification of
the Kuril Islands using liquefied natural gas

The article assesses the feasibility of using liquefied natural gas (LNG) in the Kuril Islands, shows
the economic efficiency of its use for energy supply. In the Sakhalin region in 2018, a mini LNG plant
with a capacity of 12 thousand tons of LNG per year has already been built, it is planned to build two
more stages of the plant. The payback period of the LNG mini-plant was determined. The possibility
of using LNG in the Kuril Islands to replace diesel fuel in power plants and boilers is considered.

ключевые слова: газификация Курильских островов, сжиженный природный газ (СПГ),
эффективность СПГ.

Keywords: gasification of the Kuril Islands, liquefied natural gas (LNG), efficiency of LNG.

 

В основу технико-экономической оценки возможности нового способа газификации потребителей Курильских островов положена технология перевода природного газа, добытого на Сахалине, в сжиженное состояние (СПГ), с доставкой его морским и далее автомобильным транспортом (с последующей его регазификацией) потребителям Курильских островов.

В исследование включены материалы информационного, технического и экономического характера, связанные с разработкой и обоснованием схемы замещения дизельного топлива на СПГ, используемого в электроэнергетике Курильских островов.

Газифицировать Курильские острова и отдаленные села на Сахалине власти области намерены с помощью нового завода по сжижению природного газа (СПГ), который запустят в Поронайском районе. Председатель правления ПАО «Газпром» Алексей Миллер и глава региона Валерий Лимаренко на недавней
встрече подтвердили намерение построить этот объект.

Как сообщили РИА «Сахалин-Курилы» в региональном правительстве, на встрече обсуждались шаги, которые нужно предпринять для автономной газификации населенных пунктов на Сахалине и на Курилах, которые находятся вдали от газопроводных систем.
Первое, что нужно сделать, — это открыть в Поронайском районе завод СПГ мощностью 100 тысяч тонн в год. Он, в частности, обеспечит сжиженным газом электро-и теплогенерирующее оборудование на островах Кунашир, Шикотан и Итуруп. Доставлять СПГ будут по морю [1].

Мини-завод СПГ производительностью 12 тыс. тонн СПГ в год был запущен 9 сентября 2018 г. Для производства используется природный газ, добытый в рамках проекта «Сахалин-2». Его продукция в основном должна реализовываться на территории Сахалинской области. Стоимость проекта составила
800 млн руб., все работы по возведению предприятия были завершены за два года.

Планируется строительство еще двух очередей завода.

Губернатор Сахалинской области сообщил, что видит перспективным приобретение мини-танкеров для поставки СПГ на Курильские острова [2].

В табл. 1 приведены данные себестоимости производства сжиженного природного  газа с учетом его транспортировки и хранения в портах Курильских островов (в ценах 2005 г.), выполненные по данным, опубликованным на III Международном форуме «Газ России», 2005 г., с ориентацией на проект производства СПГ на Штокмановском месторождении газа, а также по среднестатистическим данным себестоимости добычи природного газа (ПГ),
сжижения и транспортировки его морским транспортом и хранения его на терминалах [3].
Кроме того, добавлены себестоимость наземного транспорта СПГ и себестоимость газификации СПГ потребителей Курильских островов.

Итоговая себестоимость СПГ составляет 161,3 долл. США/тыс.м3 (см. табл. 1) в ценах 2005 г. Эти данные полезны для оценки структуры
себестоимости СПГ. Стоимость СПГ в ценах 2018 г. дана согласно расчетам Б.С. Рачевского [4].

На внутреннем рынке энергоносителей мини-заводы СПГ занимают вполне самостоятельную нишу. Производимый ими СПГ конкурентоспособен с мазутом, дизельным топливом и даже углем. Мини-заводы СПГ обеспечивают возвращение малодебитных и низконапорных месторождений газа в коммерческую
эксплуатацию в интересах региональных потребителей [4].

В работе Б.С.Рачевского [4] приводится график удельного расхода электроэнергии на сжижение в малотоннажных установках производства СПГ.

На Сахалине в 2018 г. построен мини-завод СПГ производительностью 12 тыс.т СПГ в год или 33 т/сут. (12 тыс.т/365 дней) или (около 1,4 т./час). Согласно [3] для мини-заводов СПГ удельный расход электроэнергии составляет 0,75 кВт.ч/кг СПГ. Следовательно, за год потребуется 9 млн.кВт.ч для производства 12 тыс.т СПГ.
При цене электроэнергии 5 руб./кВт.ч потребуется 45 млн руб. в год на оплату электроэнергии.

В работе Б.С.Рачевского [4] при оценке эффективности капвложений малотоннажных заводов СПГ принимается, что годовые эксплуатационные затраты Э. = 0,5К, где К — капиталовложения в строительство завода СПГ.

Выше отмечалось, что затраты на электроэнергию на мини-заводе составляют 45 млн руб. в ценах 2018 г. или 11,25% от всех эксплуатационных затрат, которые согласно [4] равны 0,5К или 0,5 * 800 млн.руб. = 400 млн руб. в нашем примере.

По данным администрации Сахалинской области [6] цена дизтоплива в 2018 г. в отдаленных от НПЗ районах Сахалина составляет 55 руб./л или 64 625 руб./т (1 т = 1175 литров).


В настоящее время наиболее эффективны малотоннажные технологии СПГ, реализуемые в компактном модульном исполнении, размещаемом на открытой площадке, не требующие значительных строительно-монтажных работ, что ведет к снижению инвестиций.
Используемые в этих технологиях процессы поддаются полной автоматизации, что позволяет существенно снизить эксплуатационные расходы.

Точные данные по расходам на СПГ — проекты выявить достаточно сложно, так как они могут значительно различаться в зависимости от места нахождения и объемов производства и применения СПГ. Тем не менее можно выделить и оценить в процентном отношении четыре основных компонента стоимости проекта
СПГ в цепочке производства-потребления СПГ [5]. Так по затратам:

• 15% составляют добыча природного газа и подача его по трубопроводам к заводу СПГ;
• 40% относят на подготовку газа к сжижению (очистка, осушка) на заводе СПГ, сжижение природного газа, хранение и отгрузку СПГ в танкеры для отправки потребителям;
• 20% — транспортировка СПГ танкерами от завода СПГ к приемному терминалу;
• 25% — разгрузка СПГ на приемном терминале, хранение и распределение СПГ.
Эти данные относятся к крупнотоннажному экспортному варианту поставки СПГ потребителям.


Целесообразно использование СПГ на энергетических установках малой мощности [3].

Применительно к условиям Курильских островов особого внимания заслуживает перспектива широкомасштабного использования в регионе газо-поршневых и газотурбинных установок мощностью до нескольких мегаватт, работающих на сжиженном газе и расположенных близко к потребителю. Это значительно
снизит затраты на сооружение ЛЭП от дизельных электростанций (ДЭС) к потребителям.

Опыт эксплуатации подобных установок в Северо-Западном федеральном округе по казал, что привлекательность их сооружения и эксплуатации обусловлена:

• низкой стоимостью электро-и теплоэнергии, получаемых на газовых мини-ТЭЦ по сравнению с тарифами Ленэнерго и Теплоэнерго;
• высокой стоимостью подведения электроэнергии к объекту (строительство подстанций, линий электропередач);
• окупаемостью в течение 4–5 лет капиталовложений в строительство энергетического объекта.
Затраты на строительство «под ключ» (в ценах 2007 г.) для ТЭЦ на СПГ ориентировочно оцениваются (применительно к условиям Ленинградской
области) в 1200–1300 евро/кВт установленной электрической мощности [3].

Себестоимость произведенной (электрической и тепловой) энергии при существующей цене на природный газ и СПГ в регионе составляет ориентировочно около 1,8 руб./кВтч. Учитывая, что при работе ТЭЦ количество произведенной электрической энергии приближенно равно количеству произведенного
тепла, можно считать, что себестоимость 1 кВтч электрической энергии и 1 кВтч тепловой энергии составит по 90 коп. (в ценах 2007 г.).

Стоимость СПГ у потребителя зависит как от расстояния транспортирования газа, так и от режима потребления газа.

Для централизованной газификации мелких потребителей целесообразно сосредоточить хранение СПГ на терминалах в портах Курильских островов и далее у потребителей. 


Система хранения СПГ у потребителей возможна на базе блочных систем (БСХП) полной заводской готовности с использованием криогенных резервуаров с экранно-вакуумной суперизоляцией. БСХП выпускаются объемом от 5 до 100м3. Также производятся резервуары объемом 250 м3 .

Доставка СПГ от его хранилищ на побережье потребителям может быть обеспечена автоцистернами типа ЦТП для перевозки сжиженного природного газа с экранно-вакуумной суперизоляцией объемом 8 и 25 м3 на рабочее давление 0,6 МПа. — 16/1.6, выпуска «Сибкриотехника», с полуприцепами КамАЗ. Эти цистерны обеспечивают бездренажное хранение СПГ в течение 7–10 суток [3].
Режим отопительных котельных крайне неравномерный, 5100–5600 час в год с использованием максимальной мощности 140–150 час в год. Основное  cнижение потребления газа в коммунально-бытовом секторе наблюдается с мая по август, когда по данным газораспределительных организаций потребление газа снижается на 60–62%.
Среднегодовое использование газа населением и котельными по данным многолетних наблюдений порядка 70% от максимального месячного (январь).
Эта неравномерность в существенной мере может быть покрыта за счет использования газа в сельскохозяйственном производстве, включая заготовку рыбыcырца и рыбопереработку, перевод на газ сельскохозяйственной техники, где основное потребление энергоресурсов происходит в летний период, что соответствует сокращению нагрузки котельных.
В жилом фонде (без отопления жилищ) потребление газа практически равномерное — 180 м3 на одного человека в год для пищеприготовления и 350 м3 на одного человека в год для горячего водоснабжения. 

При выполнении этого анализа была произведена оценка экономической составляющей химического потенциала следующих альтернативных моторных топлив:
• компримированный природный газ при давлении 20 и 32 МПа (КПГ);
• сжиженный природный газ при давлении 0,4 МПа (СПГ);
• сжиженный углеводородный газ (пропан-бутан) при давлении до 1,6 МПа (СУГ);
• водород при давлении 40 МПа, размещенный в баллоне емкостью 50л, по сравнению с расходом бензина А-92 при отпускной цене 14,1 руб./л (по состоянию на май 2005 г.).
Из сравнения химического потенциала альтернативных видов моторного топлива следует, что:
• несмотря на значительный запас хода с одной заправки СУГ (пропан-бутан) по экономичности уступает КПГ из-за роста отпускных цен. Уже сложилась практика, когда с ростом цен на бензин и дизельное топливо почти одновременно увеличивается цена на СУГ;
• при увеличении давления КПГ в баллоне с 20,0 до 32,0 МПа запас хода с одной заправки увеличивается на 60%;
• наиболее экономичным вариантом использования природного газа в качестве моторного топлива является СПГ для Курильских островов.
Затраты на перевод двигателя с нефтяного топлива на газ как на КПГ, так и на СПГ практически близки, хотя металлоемкость топливной
системы на СПГ значительно ниже, чем на КПГ. Стоимость криогенного топливного бака для СПГ практически не отличается от стоимости металлопластиковых баллонов для КПГ, а при переходе на давление 32,0 МПа может оказаться даже ниже.

Количество СПГ (метана), заключенное в криогенном топливном баке емкостью 560 л при коэффициенте его использования 0,8, эквивалентно 25–27 баллонам компримированного природного газа под давлением 20,0 МПа. т.е. при использовании КПГ в качестве газомоторного топлива необходимо разместить на карьерном самосвале 25–27 баллонов объемом по 50л каждый, что потребует не только сложных конструктивных решений, но и снизит полезную грузоподъемность самосвала почти на 2000 кг.

Внедрение СПГ на автотранспорте позволит преобразовать автозаправочные станции (АЗС) в комбинированные автогазо-заправочные станции (АГЗС), что улучшит снабжение газобаллонного автотранспорта КПГ.

При внедрении СПГ на АЗС, обеспечивающих транспорт традиционным нефтяным топливом, можно перепрофилировать их в АГЗС, что позволит производить заправку автомобильного транспорта как бензином, дизельным топливом, СУГ, так и компримированным природным газом, т.е. передать им часть функций автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) по реализации КПГ. Такое техническое решение значительно улучшит снабжение газобаллонного автотранспорта и снизит его холостые пробеги на заправку.

ВЫВОДЫ

1. Применение СПГ для энергоустановок небольшой мощности на Курильских островах обеспечит экологическую чистоту, дешевизну электро-и тепловой энергии, близость ее источников к потребителям, значительное сокращение потребности в новых дорогостоящих ЛЭП и теплотрассах.
2. В качестве объектов потребления сжиженного природного газа было рассмотрено замещение дизельного топлива для ДЭС на Курильских островах, в котельных городов и поселков городского типа. Объем дизтоплива, поставляемого на дизельные электростанции (ДЭС) Курильских островов составляет
около 30 тыс. т. В случае возможности замещения дизтоплива СПГ потребуется 27 370 тыс. т СПГ (1т СПГ = 1,083т. дизтоплива). Однако, более вероятно замещение на первом этапе лишь части дизтоплива на ДЭС в объеме 40–45%, т.е. в объеме 12 тыс. т СПГ, направляемых для южных Курильских
островов. Для замещения дизельного топлива на СПГ до 90% необходимо строительство второй очереди мини-завода СПГ мощностью 12 тыс. т.
3. Анализ эффективности СПГ как коммерческого проекта дает расчетный срок окупаемости — пять лет. При этом цена СПГ в 1,5 раза ниже, чем дизтопливо для дизельных электростанций и котельных
4. Потенциальными заказчиками указанного способа газификации на Курильских островах могут выступать: жилищно-коммунальный сектор, котельные, мини-ТЭЦ, автономные электростанции, автотранспортные предприятия.
5. Обоснована целесообразность использования СПГ для автотранспорта на Курильских островах.

Статья подготовлена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18-010-00739/18).

1. Сахалин и Курилы [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://skr.su/news/post/120440/ (дата обращения: 02.04.2019 г.).
2. На Сахалине могут построить вторую и третью очереди малотоннажного завода СПГ [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
https://tass.ru/ekonomika/5600582 (дата обращения: 02.04.2019 г.).
3. Кузовкин А.И., Старостенко Н.Н., Старостенко В.И. Сжиженный природный газ — перспективное направление газификации потребителей
топливно-энергетических ресурсов Сахалинской области //Микроэкономика. 2008. № 5. С. 78-81.
4. Рачевский Б.С. Технико-экономическая оценка проектов производства-потребления сжиженного природного газа //Вести газовой науки. 2018. № 2 (24).
5. Рачевский Б.С. Сжиженные углеводородные газы. М.: Из-во «Нефть и газ», 2009. 639 с.
6. Цены на топливо поднялись на Сахалине [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://astv.ru/news/politics/2019-01-09-cenyna-
toplivo-podnyalis-na-sahaline (дата обращения: 05.04.2019 г.).

REfERENcES


1. Sakhalin and the Kuriles [Electronic resource].  — Access mode: https://skr.su/news/post/120440/(date accessed: 02.04.2019).
2. On Sakhalin, the second and third stages of a low-tonnage LNG plant can be built. [Electronic resource] — Access mode: https://
tass.ru/ekonomika/5600582 (date accessed: 02.04.2019).
3. Kuzovkin A. I., Starostenko N. N., Starostenko V. I. Liquefied natural gas is a promising direction of gasification of consumers of fuel and
energy resources of the Sakhalin region //Microeconomics. 2008. № 5. pp.78-81.
4. Rachevskiy, B.S. Technical-economic evaluation of projects of production and consumption of liquefied natural gas. / Scientific and technical
collection. News of gas science. 2018. № 2 (24).
5. Rachevskiy, B.S. Liquefied hydrocarbon gases: LPG, LNG, GTL / B.S.Rachevskiy. — M.: From «Oil and gas», 2009. 639 p.
6. Fuel prices have risen on Sakhalin [Electronic resource]. – Access mode: https://astv.ru/news/politics/2019-01-09-ceny-na-toplivo-podnyalis-
na-sahaline (date accessed: 05.04.2019).