Трудности постройки газовозов СПГ, и зачем нам "Звезда"

В рамках сотрудничества в области энергетики между Японией и Россией обсуждалось расширение проекта "Сахалин 2" (Sakhalin-2). Однако Южно-Киринское (South Kirinskoye) газовое месторождение  в настоящее время попадает под санкции США из-за своих нефтяных резервов. Поэтому у компании "Газпром" могут возникнуть  затруднения с поиском потенциальных инвесторов на Западе для реализации проекта. 
 

Компанией "Новатэк" был предложен план по расширению мощностей и реализации проекта "Арктик СПГ-2" (Arctic LNG-2), который мог бы производить  дополнительно 19,8 млн т СПГ в год. Пуск первой линии проекта "Арктик СПГ-2" запланирован на 2023 г. с выходом на полную мощность в 2026 г. 

 

Рис.1. Схема размещения проекта Arctic LNG 2. Источник

В настоящее время интерес к проекту проявляют французская компания Total SA,  китайская компания CNPC, японская корпорация Marubeni Corporation  и компания из Саудовской Аравии Saudi Aramco. Однако, согласно мнению  специалистов института Institute of Energy Economics по ситуации на рынке СПГ, к середине 2020 г. спрос и предложение достигнут баланса на уровне примерно 400 млн т. В период между 2020 г. и 2025 г., Океания и Северная Америка планируют начать работу своих терминалов СПГ. К 2030 г. уже не будет нехватки поставок СПГ, поскольку намечаемые к постройке объекты в соответствии с планом мировых поставок СПГ дадут 370 млн т. В этой ситуации будет трудно найти покупателей и привлечь дополнительные инвестиции. 

Рис.2. Российские проекты по производству СПГ. Источник

Year-round – круглогодично; Summer – в летний период; Baltic LNG 10 mtpa  Gazprom – Балтика СПГ 10 млн т в год "Газпром"; Pechora LNG 10 mtpa Rosneft/Alltek – Печора СПГ 10 млн т в год "Роснефть"/ Alltek; Yamal LNG 16,5 mtpa Novatec Total CNCP – "Ямал СПГ" 16,5 млн т в год "Новатек",  Total, CNCP; 30 bcma Altai – 30 млрд т в год Алтай; 38 bcma Power of Siberia – 38 млрд т в год "Сила Сибири"; Far Eastern LNG  5-10 mtpa Rosneft/ExxonMobil – Дальний восток СПГ 5-10 млн т в год "Роснефть"/ ExxonMobil ; Sakhalin-2 10-15 mtpa SEIC – "Сахалин-2" 10-15 млн т в год Центр SEIC; Vladivostok LNG 10-15 mtpa Gazprom – Владивосток СПГ 10-15 млн т в год "Газпром".

Комплекс "Ямал СПГ", совладельцами которого являются  российская компания "Новатэк", французская Total SA, китайская компания CNPC  и фонд Silk Road Fund, часто называют "окном в Азиатско-Тихоокеанский регион.  Предполагается, что СПГ с данного комплекса  будет поставляться на Азиатско-Тихоокеанский и европейский рынки круглый год. В реальности на периодичность поставок СПГ с данного комплекса, видимо, будут влиять ограничения по погодным условиям Арктики. В период с декабря по апрель Северный морской путь, соединяющий полуостров Ямал и Азиатско-Тихоокеанский бассейн, закрыт для судоходства. В этом случае поставки могут идти только на западные европейские рынки. В зимний период поставки СПГ для азиатских стран менее выгодны и требуют больших затрат времени. Например, плавание с грузом СПГ до Японии займет 72 дня. Это примерно в 4 раза превышает срок поставки СПГ из Австралии (16 дней). Только с мая по ноябрь, когда спрос на энергию обычно несколько снижается, суда смогут доставлять СПГ и на европейские, и на Азиатско-Тихоокеанские рынки. 
 

Комплекс "Сахалин-2", первый проект по производству СПГ в России, который круглогодично способен экспортировать СПГ в Азиатско-Тихоокеанский регион. В 2016 г. комплекс удовлетворил 6% спроса на СПГ в Азии. В частности, поставки СПГ в Японию и Южную Корею покрыли 8,6% и 8% национального спроса соответственно. 

Рис.3. Маршруты доставки СПГ от комплекса "Ямал-СПГ" газовозами в различные районы мира. Источник

All year round to Europe and Latin America – круглогодичные поставки в Европу и Латинскую Америку; During summer to Asia – в течение летнего периода в Азию; During winter to Asia - в течение зимнего периода; Average number of days for round trip – среднее количество дней затрачиваемых на круговой рейс; Yamal LNG – "Ямал СПГ".

К 2035 г. российское правительство рассчитывает увеличить долю в Азиатско-Тихоокеанской торговле природным газом до 33%. При этом в основном имеются в виду поставки газа в КНР. Участие Китая в российских газовых проектах уже является весьма значительным. Китайские инвесторы уже обеспечили 12 млрд  долл. из общей суммы в размере 27 млрд долл., необходимой для работы комплекса "Ямал СПГ".  Когда комплекс будет выведен на полную мощность в 2019 г., планируется ежегодно поставлять в КНР 4 млн т СПГ. Ранее в мае 2014 г. Россия  заключила сделку с КНР на 30-летний период. По мнению экспертов портала Global Risk Insights, если все будет развиваться в соответствии с планом, то к 2030 г. мощность сибирских и алтайских газопроводов суммарно составит  68 млрд куб. м  газа ежегодно (billion cubic meters per annum-bcma), по сравнению с 80 млрд куб. м, поставляемыми в Европу. 

Современный газовоз СПГ является сложным техническим объектом. Освоение технологии постройки судов данного класса требует времени и соответствующей подготовки. Постройка подобных газовозов СПГ ледового класса, предназначенных для работы в арктических условиях, задача еще более сложная.

 

Рис.4.   Внешний вид газовоза ледового класса "Vladimir Rusanov" для поставок СПГ с комплекса "Ямал СПГ". Источник

Наиболее важным компонентом газосодержащей системы при постройке газовоза СПГ являются танки для хранения сжиженного газа.  В настоящее время существует несколько типов таких танков. Это танки сферической конструкции типа MOSS и танки мембранной конструкции. Последние являются наиболее современными и перспективными. Конструкции танков разрабатываются всего 2-3 компаниями, ведущими в данной области, запатентованы, и танки СПГ во всем мире строятся по лицензиям этих компаний.
 

Рис.5. Схема конструкции газосодержащих танков типа MOSS и мембранных танков. Источник

 

Сейчас на строящихся газовозах СПГ ледового класса для комплекса "Ямал СПГ" используются танки мембранной конструкции NO 96GW  компании GTT.

 

Рис. 6. Внутренний вид танка модели NO 96. Источник

 

Основной материал: сплав 64FeNi (Invar 36).

Присадочный материал: NiMo28Fe4Cr (~ S Ni1069 acc. to DIN EN ISO 18274).

Особенности:
 

Сварочный процесс: плазменно-дуговая сварка  (Plasma Arc Welding  - PAW)  и вольфрамово-дуговая сварка в газовой среде  (Gas Tungsten Arc Welding - GTAW).

Сложный сварочный процесс (необходимо наличие высококвалифицированного персонала).

Необходим постоянный мониторинг уровня нагрева и выделения тепла при сварке.

Сложно выполнять контроль возможных  протечек.

Рис. 7. Схема устройства изоляции танков модели NO 96. Источник

Primary invar membrane - первичная мембрана из сплава Инвар; Secondary invar membrane – вторичная мембрана из сплава Инвар; Inner tube – внутренняя труба; Inner hull – внутренний корпус судна; Resin ropes – прокладки из эпоксидной мастики; Insulation box – короб изоляции; Coupler base – стяжка.

 

Конструкция танков СПГ NO 96 GW является усовершенствованием конструкции NO 96. В данной конструкции стекловолокно заменяет перлит в качестве изоляционного материала первичных и вторичных изоляционных коробов. Конструкция снижает уровень испарения СПГ до 0,125% - 0,13%  в день.
 

Однако компанией GTT  уже разработана конструкция следующего поколения NO 96 LO3. В данной конструкции используются три слоя изоляции, причем первые два слоя изолируются стекловолокном,  а короба третьего слоя изоляции используют жесткую полиуретановую пену (reinforced polyurethane foam - RPUF).

Для производства танков СПГ особое значение имеет сварочное оборудование и высококачественная технология сварки. Сварка ведется автоматически в среде инертного газа, для получения высококачественных сварных швов, исключающих возможности утечек.

 

Полностью автоматизированная сварка плавящимся электродом в среде инертного газа (Fully-Automatic single wire MIG welding).

  

Рис. 8. Качественный сварной шов, полученный автоматизированной сваркой плавящимся электродом в среде инертного газа. Источник

 

Присадочная проволока: AA 5183 (AlMg 4,5Mn) 1,6 мм

Основной материал: AA 5356 (AlMg5)

Размеры шва: 500 x 250 x 15 мм 

(предварительный подогрев не разрешается)

Инертный газ: 100% Ar.

Скорость сварки: 22,5 см/мин

Сварочная позиция: вертикальное расположение шва

Один слой сварного шва > вибрирующей дугой

  Рис. 9. Сварочное оборудование для сварки двумя последовательно расположенными сварочными головками (Tandem Welding System). Источник

Южнокорейская судостроительная компания Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering  поставила два газовоза СПГ ледового класса, предназначенные для  доставки СПГ с производственного комплекса "Ямал СПГ" в ноябре 2017 г.  Новые газовозы "Boris Vilkitsky" и "Fedor Litke" были заказаны как часть серии из 15 газовозов СПГ для данного российского проекта. Суда длиной почти 300 м и шириной 50 м имеют дедвейт 85 тыс. т.  
 

Газовозы могут эксплуатироваться круглый год при температурах до -50 °С, имеют ледовый класс Arc 7, что позволяет им осуществлять плавание во льдах толщиной до 2,1 м при движении кормой вперед без помощи ледоколов. 
 

Суда грузовместимостью 172,6 тыс. куб. м  оснащены тремя азимутальными винто-рулевыми колонками общей мощностью 45  МВт.

Из приведенных выше данных видно, что технологические процессы изготовления танков СПГ являются высокотехнологичным производством и требуют особого опыта и высокого качества работ. Кроме того, для изготовления танков необходимо специализированное оборудование. То же самое, правда, в меньшей степени относится и к изготовлению корпуса, систем и оборудования газовозов СПГ.

 

Предполагалось, что такие газовозы будут строиться на отечественном судостроительном комплексе в г. большой Камень, создаваемым на базе верфи "Звезда".

Создание судостроительного комплекса на базе верфи "Звезда" предусматривает три этапа:

 

I расширенная очередь

 

Площадка среднетоннажного судостроения.

 

Блок корпусных производств и окрасочные камеры с открытым тяжелым стапелем и передаточным доком для строительства среднетоннажных судов и морской техники.

 

II очередь

 

Площадка крупнотоннажного судостроения.

 

Сухой док и производственные цеха полного цикла для строительства крупнотоннажных судов и морской техники.

 

III очередь

 

Площадка оффшорного судостроения.

 

Сухой док с производственными цехами для строительства оффшорной морской техники.

 

Сроки реализации проекта:
 

I очередь: 2012 – 2019 гг.

II очередь: 2018 – 2022 гг.

III очередь: 2021 – 2024 гг.

 

В настоящее время группой компаний "КЭР" велось строительство следующих объектов:

•   блок корпусных производств и административно-бытовая пристройка;

•   окрасочные камеры и производственно-бытовая пристройка;

•   открытый достроечный тяжёлый стапель и передаточный причал.

 

По данным группы компаний "КЭР", общая площадь зданий и сооружений первого этапа строительства составляет 218 тыс. кв. м, в том числе 69,7 тыс. кв. м – закрытая.

Производственная мощность строящихся в данное время объектов составит 47 тыс. т переработки металла в год, в дальнейшем с увеличением до 90 тыс. т.

Сейчас довольно трудно определиться в какой стадии находиться строительство. В прессе сообщается о закупке и поставке из-за рубежа кранового оборудования.

 

Рис. 10. Так выглядит ССК "Звезда" в настоящий момент

 

По данным Российской Газеты, Китай до конца текущего года поставит на стапель в городе Большой Камень пять единиц оборудования: два крана грузоподъемностью 320 т и два крана грузоподъемностью 100 т, а также кран типа "Голиаф" грузоподъемностью 1200 т.

В марте 2018 г. заключен контракт на постройку сухого дока с китайской компанией China Communications Construction Company (CCCC). 
 

Однако 20 марта 2018 г. пришло сообщение что судостроительная верфь "Звезда" разорвала контракты с крупным подрядчиком на 17,5 млрд руб., что приведет к смещению сроков строительства верфи.

Перенос сроков был бы критичен для отрасли, если бы завод обеспечивал замещение импортных судов, подпадающих под действие международных санкций, принятых против отрасли. Но сейчас суда ледового класса, которые будет строить "Звезда", покупаются на верфях Китая и Южной Кореи.

Эти страны не участвуют в санкциях против арктических нефтегазовых проектов. А стоимость судов, построенных на "Звезде", не будет намного ниже, считает эксперт-аналитик ГК "Финам" Алексей Калачев.

Кроме того, по его мнению, добыча углеводородов на арктических проектах при нынешнем уровне мировых цен нерентабельна, особенно с учетом транспортировки по Северному морскому пути. Поэтому форсировать ее сейчас, при избытке месторождений, смысла нет.

Автор: Олег Губарев

 

Фото: Sudostroenie.info