Gaseros superpetroleros. Buque transportador de GNL

transportador de GNL es un buque de transporte marítimo que transporta gases licuados (propano, butano, metano, amoniaco, etc.).

Según los tipos de gases transportados, que se diferencian por la temperatura de licuefacción, se distinguen:

• gaseros para gases licuados del petróleo (GLP), amoniaco, etc. (temperatura de licuación hasta 218 K);
• gaseros- portadores de etileno para licuar etano, etileno, etc. (temperatura de licuación hasta 169 K);
• gases para gas natural licuado (GNL) o metano (temperatura de licuefacción hasta 110 K).

Según el tipo arquitectónico y estructural, los gaseros son buques con una disposición de popa del motor principal y la superestructura, un doble fondo, a menudo dos lados y tanques de lastre aislados.

Para la licuación mediante aumento de presión, se utilizan tanques de carga insertados con una presión de diseño que normalmente no supera los 2 MPa. Se colocan tanto en cubierta como en bodegas sobre bases especiales. El material de los tanques es acero al carbono. Para los gaseros con un método combinado de licuefacción de gas, los tanques insertados están aislados térmicamente y se instalan solo en las bodegas. El material de los tanques de gas con una temperatura de 223K es acero sin alear de grano fino tratado térmicamente.

El gas licuado a presión atmosférica se transporta en tanques de membrana (semimembrana) con aislamiento térmico (la membrana es una delgada carcasa de metal sostenida a través de un aislamiento de carga en el revestimiento interior de la carcasa). El material de los tanques (temperatura de carga de 218 K y menos) son aleaciones de aluminio, aceros aleados con níquel y cromo, aleaciones especiales (por ejemplo, Invar que contiene 36% de níquel).

Los tanques insertables tienen diferentes formas (por ejemplo, esféricos, cilíndricos, prismáticos). Los buques de GNL y de etileno cuentan con unidades de refrigeración para volver a licuar los vapores de carga generados durante el transporte. En los vehículos transportadores de GLP, estos vapores se pueden utilizar como combustible adicional para el motor principal. Para transportar gas con temperaturas inferiores a 236 K, los tanques están equipados con una barrera secundaria continua que sirve como contenedor temporal para la carga filtrada.

Al transportar gases inflamables, el espacio de bodega alrededor del casco del tanque se llena con gas inerte almacenado en contenedores o producido por la instalación del barco.

Dependiendo del grado de peligrosidad de la carga transportada, existen 3 grados de protección estructural para el gasero, siendo el 1er grado el más alto. Cada grado caracteriza el nivel de supervivencia del tanque y una cierta distancia entre los tanques de carga y el revestimiento exterior. Para garantizar la seguridad, los gaseros están equipados con instrumentos para medir la temperatura de la carga y del casco del barco, la presión, el nivel de llenado de los tanques, analizadores de gas, etc.

La carga y descarga de gases, licuados a temperatura ambiente o de forma combinada, se realiza mediante bombas de refuerzo de barco, cuyo suministro de gas se realiza debido a la diferencia de presión proporcionada por el compresor en el tanque de carga del barco y el tanque de costa. La descarga de gas licuado a presión atmosférica se realiza mediante bombas sumergibles de barco y la carga se realiza por medios terrestres.

El desplazamiento del gasero, dependiendo del tipo y método de licuefacción del gas, es de 15 a 30 mil toneladas, la velocidad es de 16 a 20 nudos. La central eléctrica suele ser diésel.

Existen gaseros combinados para el transporte simultáneo de gases licuados y otras cargas a granel (petróleo, productos químicos, etc.).

La industria del GNL es una industria de crecimiento muy prometedora para los fabricantes de válvulas de todo el mundo, pero dado que las válvulas de GNL deben cumplir con los requisitos más estrictos, representan el más alto nivel de desafíos de ingeniería.

¿Qué es el gas natural licuado?

El gas natural licuado, o GNL, es gas natural ordinario que se licua enfriándolo a -160 °C. En este estado, es un líquido inodoro e incoloro, cuya densidad es la mitad que la del agua. El gas licuado no es tóxico, hierve a una temperatura de −158...−163 °C, se compone en un 95% de metano y el 5% restante incluye etano, propano, butano y nitrógeno.

• El primero es la extracción, preparación y transporte de gas natural a través de un gasoducto hasta una planta de licuefacción;
• El segundo es el procesamiento, licuefacción de gas natural y almacenamiento de GNL en la terminal.
• En tercer lugar, cargar GNL en buques cisterna y transportarlo por mar a los consumidores.
• Cuarto - Descarga de GNL en la terminal receptora, almacenamiento, regasificación y entrega a los consumidores finales.

Tecnologías de licuefacción de gases.

Como se mencionó anteriormente, el GNL se produce comprimiendo y enfriando gas natural. En este caso, el volumen del gas disminuye casi 600 veces. Este proceso es complejo, consta de varias etapas y consume mucha energía: los costos de licuefacción pueden representar aproximadamente el 25% de la energía contenida en el producto final. En otras palabras, es necesario quemar una tonelada de GNL para obtener tres más.

Se han utilizado siete tecnologías diferentes de licuefacción de gas natural en todo el mundo en diferentes momentos. Actualmente, Air Products lidera el camino en tecnología para producir grandes volúmenes de GNL para la exportación. Sus procesos AP-SMR™, AP-C3MR™ y AP-X™ representan el 82% del mercado total. Un competidor de estos procesos es la tecnología Optimized Cascade desarrollada por ConocoPhillips.

Al mismo tiempo, las plantas de licuefacción de pequeño tamaño destinadas a uso interno en empresas industriales tienen un gran potencial de desarrollo. Ya se pueden encontrar instalaciones de este tipo en Noruega, Finlandia y Rusia.

Además, las plantas locales de producción de GNL pueden encontrar una amplia aplicación en China, donde hoy en día se está desarrollando activamente la producción de automóviles propulsados ​​por GNL. La introducción de unidades de pequeña escala podría permitir a China ampliar su actual red de transporte de vehículos de GNL.

Además de los sistemas estacionarios, en los últimos años se han desarrollado activamente plantas flotantes de licuefacción de gas natural. Las plantas flotantes proporcionan acceso a yacimientos de gas inaccesibles a infraestructuras (gasoductos, terminales marítimas, etc.).

Hasta la fecha, el proyecto más ambicioso en este ámbito es la plataforma flotante de GNL que Shell está construyendo a 25 km de distancia. desde la costa oeste de Australia (el lanzamiento de la plataforma está previsto para 2016).

Construcción de una planta de producción de GNL

Normalmente una planta de licuefacción de gas natural consta de:

• instalaciones de pretratamiento y licuefacción de gases;
• líneas tecnológicas para la producción de GNL;
• tanques de almacenaje;
• equipos para cargar en camiones cisterna;
• Servicios adicionales para dotar a la planta de electricidad y agua para refrigeración.

¿Dónde comenzó todo?

En 1912 se construyó la primera planta experimental, que, sin embargo, aún no se utilizaba con fines comerciales. Pero ya en 1941, en Cleveland, EE. UU., se estableció por primera vez una producción a gran escala de gas natural licuado.

En 1959 se realizó el primer suministro de gas natural licuado desde Estados Unidos al Reino Unido y Japón. En 1964 se construyó una planta en Argelia, desde donde comenzó el transporte regular en camiones cisterna, en particular a Francia, donde entró en funcionamiento la primera terminal de regasificación.

En 1969 comenzaron los suministros a largo plazo desde Estados Unidos a Japón y, dos años más tarde, desde Libia a España e Italia. En los años 70, la producción de GNL comenzó en Brunei e Indonesia; en los años 80, Malasia y Australia entraron en el mercado del GNL. En la década de 1990, Indonesia se convirtió en uno de los principales productores y exportadores de GNL en la región de Asia y el Pacífico: 22 millones de toneladas al año. En 1997, Qatar se convirtió en uno de los exportadores de GNL.

Propiedades de consumo

El GNL puro no arde, no se enciende ni explota por sí solo. En un espacio abierto a temperaturas normales, el GNL vuelve a un estado gaseoso y se mezcla rápidamente con el aire. Al evaporarse, el gas natural puede encenderse si entra en contacto con una fuente de llama.

Para el encendido es necesario tener una concentración de gas en el aire del 5% al ​​15% (volumen). Si la concentración es inferior al 5%, entonces no habrá suficiente gas para iniciar un incendio, y si es superior al 15%, habrá muy poco oxígeno en la mezcla. Para ser utilizado, el GNL se somete a regasificación - evaporación sin presencia de aire.

Varios países, entre ellos Francia, Bélgica, España, Corea del Sur y Estados Unidos, consideran que el GNL es una tecnología prioritaria o importante para la importación de gas natural. El mayor consumidor de GNL es Japón, donde casi el 100% de las necesidades de gas se cubren con importaciones de GNL.

Combustible para motores

Desde la década de 1990, han surgido varios proyectos para el uso de GNL como combustible para motores en el transporte marítimo, ferroviario e incluso por carretera, utilizando en la mayoría de los casos motores de gas-diésel reconvertidos.

Ya existen ejemplos reales de operación de buques marítimos y fluviales que utilizan GNL. En Rusia se está iniciando la producción en serie de la locomotora diésel TEM19-001 que funciona con GNL. En Estados Unidos y Europa están surgiendo proyectos para convertir el transporte de mercancías por carretera a GNL. E incluso existe un proyecto para desarrollar un motor de cohete que utilizará GNL + oxígeno líquido como combustible.

Motores que funcionan con GNL

Uno de los principales desafíos asociados al desarrollo del mercado de GNL para el sector del transporte es aumentar el número de vehículos y barcos que utilizan GNL como combustible. Las principales cuestiones técnicas en este ámbito están relacionadas con el desarrollo y mejora de distintos tipos de motores que funcionan con GNL.

Actualmente, se pueden distinguir tres tecnologías de motores de GNL utilizados en embarcaciones marinas: 1) motor de encendido por chispa con una mezcla pobre de combustible y aire; 2) motor bicombustible con encendido diésel y gas de trabajo a baja presión; 3) motor dual fuel con encendido por combustible diesel y gas de trabajo a alta presión.

Los motores de encendido por chispa solo funcionan con gas natural, mientras que los motores de combustible dual diésel-gas pueden funcionar con diésel, GNC y fueloil pesado. Hoy en día existen tres fabricantes principales en este mercado: Wärtsila, Rolls-Royce y Mitsubishi Heavy Industries.

En muchos casos, los motores diésel existentes se pueden convertir en motores diésel/gas de combustible dual. Esta conversión de motores existentes puede ser una solución económicamente viable para convertir buques marinos a GNL.

Hablando del desarrollo de motores para el sector de la automoción, cabe destacar la empresa estadounidense Cummins Westport, que ha desarrollado una línea de motores de GNL destinados a camiones pesados. En Europa, Volvo ha lanzado un nuevo motor dual-fuel de 13 litros que funciona con diésel y GNC.

Las innovaciones notables en motores de GNC incluyen el motor de encendido por compresión compacto (CCI) desarrollado por Motiv Engines. Este motor tiene una serie de ventajas, la principal de las cuales es una eficiencia térmica significativamente mayor que sus homólogos existentes.

Según la empresa, la eficiencia térmica del motor desarrollado puede alcanzar el 50%, mientras que la eficiencia térmica de los motores de gas tradicionales es de aproximadamente el 27%. (Usando los precios del combustible en Estados Unidos como ejemplo, un camión con motor diésel cuesta 0,17 dólares por caballo de fuerza/hora para operar, un motor de GNC convencional cuesta 0,14 dólares y un motor CCEI cuesta 0,07 dólares).

También vale la pena señalar que, al igual que ocurre con las aplicaciones marinas, muchos motores de camiones diésel se pueden convertir en motores diésel-GNL de combustible dual.

Países productores de GNL

Según datos de 2009, los principales países productores de gas natural licuado se distribuían en el mercado de la siguiente manera:

El primer lugar lo ocupó Qatar (49,4 mil millones de m³); seguida de Malasia (29,5 mil millones de m³); Indonesia (26,0 mil millones de m³); Australia (24,2 mil millones de m³); Argelia (20,9 mil millones de m³). El último lugar en esta lista fue Trinidad y Tobago (19,7 mil millones de m³).

Los principales importadores de GNL en 2009 fueron: Japón (85,9 mil millones de m³); República de Corea (34,3 mil millones de m³); España (27,0 mil millones de m³); Francia (13,1 mil millones de m³); Estados Unidos (12,8 mil millones de m³); India (12,6 mil millones de m³).

Rusia apenas está comenzando a ingresar al mercado del GNL. Actualmente, solo hay una planta de GNL en funcionamiento en la Federación de Rusia, Sakhalin-2 (inaugurada en 2009, la participación mayoritaria pertenece a Gazprom, Shell tiene el 27,5%, las japonesas Mitsui y Mitsubishi, el 12,5% y el 10%, respectivamente). A finales de 2015, la producción ascendió a 10,8 millones de toneladas, superando la capacidad de diseño en 1,2 millones de toneladas. Sin embargo, debido a la caída de los precios en el mercado mundial, los ingresos por exportaciones de GNL en términos de dólares disminuyeron un 13,3% interanual hasta 4.500 millones de dólares.

No existen condiciones previas para mejorar la situación del mercado del gas: los precios seguirán bajando. Hasta 2020, se pondrán en funcionamiento en Estados Unidos cinco terminales de exportación de GNL con una capacidad total de 57,8 millones de toneladas. Comenzará una guerra de precios en el mercado europeo del gas.

El segundo actor importante en el mercado ruso de GNL es Novatek. Novatek-Yurkharovneftegaz (una filial de Novatek) ganó la subasta por el derecho a utilizar el sitio Nyakhartinsky en el distrito autónomo de Yamal-Nenets.

La empresa necesita el sitio Nyakhartinsky para el desarrollo del proyecto Arctic LNG (el segundo proyecto de Novatek se centró en la exportación de gas natural licuado, el primero es Yamal LNG): está ubicado muy cerca del campo Yurkharovskoye, que está siendo desarrollado por Novatek-Yurkharovneftegaz. El área de la parcela es de unos 3 mil metros cuadrados. kilómetros. Al 1 de enero de 2016, sus reservas se estimaban en 8,9 millones de toneladas de petróleo y 104,2 mil millones de metros cúbicos de gas.

En marzo, la empresa inició negociaciones preliminares con socios potenciales sobre la venta de GNL. La dirección de la empresa considera que Tailandia es el mercado más prometedor.

Transporte de gas licuado

La entrega de gas licuado al consumidor es un proceso muy complejo y que requiere mucha mano de obra. Después de licuar el gas en las plantas, el GNL ingresa a las instalaciones de almacenamiento. El transporte adicional se realiza utilizando buques especiales - gaseros equipado con criocankers. También es posible utilizar vehículos especiales. El gas de los gaseros llega a los puntos de regasificación y luego es transportado a través de tuberías .

Los petroleros son gaseros.

Un buque cisterna de gas, o metanero, es un buque construido específicamente para transportar GNL en tanques. Además de los tanques de gas, estos buques están equipados con unidades de refrigeración para enfriar el GNL.

Los mayores fabricantes de buques para el transporte de gas natural licuado son los astilleros japoneses y coreanos: Mitsui, Daewoo, Hyundai, Mitsubishi, Samsung, Kawasaki. Fue en los astilleros coreanos donde se construyeron más de dos tercios de los gaseros del mundo. Cisternas modernas de las series Q-Flex y Q-Max capaz de transportar hasta 210-266 mil m3 de GNL.

La primera información sobre el transporte de gases licuados por mar se remonta a 1929-1931, cuando la empresa Shell transformó temporalmente el petrolero Megara en un buque para el transporte de gas licuado y construyó en Holanda el buque Agnita con un peso muerto de 4,5 mil toneladas, destinado para el transporte simultáneo de petróleo, gas licuado y ácido sulfúrico. Los petroleros Shell recibieron el nombre de conchas marinas- fueron comercializados por el padre del fundador de la empresa, Marcus Samuel.

El transporte marítimo de gases licuados no se generalizó hasta el final de la Segunda Guerra Mundial. Inicialmente, para el transporte se utilizaban barcos reconvertidos de petroleros o de carga seca. La experiencia acumulada en el diseño, construcción y operación de los primeros gaseros nos permitió pasar a la búsqueda de los métodos más rentables de transporte de estos gases.

Buque cisterna de GNL estándar moderno (transportador de metano) puede transportar entre 145 y 155 mil m3 de gas licuado, de los cuales, como resultado de la regasificación, se pueden obtener entre 89 y 95 millones de m3 de gas natural. Debido al hecho de que los transportadores de metano requieren mucho capital, su tiempo de inactividad es inaceptable. Son rápidos, la velocidad de un barco que transporta gas natural licuado alcanza los 18-20 nudos, frente a los 14 nudos de un petrolero estándar.

Además, las operaciones de carga y descarga de GNL no requieren mucho tiempo (una media de 12 a 18 horas). En caso de accidente, los buques metaneros cuentan con una estructura de doble casco diseñada específicamente para evitar fugas y roturas. La carga (GNL) se transporta a presión atmosférica y una temperatura de -162°C en tanques especiales aislados térmicamente dentro del casco interno del buque gasero.

Un sistema de almacenamiento de carga consta de un contenedor o depósito primario para almacenar líquido, una capa de aislamiento, una contención secundaria diseñada para evitar fugas y otra capa de aislamiento. Si el tanque primario está dañado, la carcasa secundaria evitará fugas. Todas las superficies en contacto con el GNL están fabricadas con materiales resistentes a temperaturas extremadamente bajas.

Por ello, los materiales más utilizados son acero inoxidable, aluminio o Invar (una aleación a base de hierro con un contenido de níquel del 36%).

Una característica distintiva de los gaseros tipo Moss, que actualmente representan el 41% de la flota mundial de metaneros, son los tanques esféricos autoportantes, que generalmente están hechos de aluminio y se fijan al casco del barco mediante un manguito a lo largo del ecuador del tanque.

El 57% de los buques cisterna utilizan sistemas de tanques de triple membrana (sistema GazTransport, sistema Technigaz y sistema CS1). Los diseños de membrana utilizan una membrana mucho más delgada que se apoya en las paredes de la carcasa. El sistema GazTransport incluye membranas primarias y secundarias en forma de paneles planos Invar, mientras que en el sistema Technigaz la membrana primaria está hecha de acero inoxidable corrugado.

En el sistema CS1, los paneles invar del sistema GazTransport, que actúan como membrana primaria, se combinan con membranas Technigaz de tres capas (láminas de aluminio colocadas entre dos capas de fibra de vidrio) como aislamiento secundario.

A diferencia de los buques de GLP (gas licuado de petróleo), los gaseros no están equipados con una unidad de licuefacción en cubierta y sus motores funcionan con gas de lecho fluidizado. Dado que parte de la carga (gas natural licuado) complementa al fuel oil, los buques metaneros no llegan a su puerto de destino con la misma cantidad de GNL que cargaron en la planta de licuefacción.

El valor máximo permitido de la tasa de evaporación en un lecho fluidizado es aproximadamente el 0,15% del volumen de carga por día. Las turbinas de vapor se utilizan principalmente como sistema de propulsión en buques metaneros. A pesar de su baja eficiencia de combustible, las turbinas de vapor se pueden adaptar fácilmente para funcionar con gas de lecho fluidizado.

Otra característica única de los buques cisterna de GNL es que normalmente retienen una pequeña porción de su carga para enfriar los tanques a la temperatura requerida antes de cargarlos.

La próxima generación de buques cisterna de GNL se caracteriza por nuevas características. A pesar de la mayor capacidad de carga (200-250 mil m3), los buques tienen el mismo calado; hoy en día, para un barco con una capacidad de carga de 140 mil m3, un calado típico de 12 metros es típico debido a las restricciones aplicadas en el Canal de Suez. y en la mayoría de las terminales de GNL.

Sin embargo, su cuerpo será más ancho y más largo. La potencia de las turbinas de vapor no permitirá que estos buques más grandes desarrollen suficiente velocidad, por lo que utilizarán un motor diésel de gasóleo de doble combustible desarrollado en los años 1980. Además, muchos buques de GNL actualmente en pedido estarán equipados con una unidad de regasificación a bordo.

La evaporación del gas en los metaneros de este tipo se controlará de la misma forma que en los buques que transporten gas licuado de petróleo (GLP), lo que evitará pérdidas de carga durante el viaje.

Mercado de transporte marítimo de gas licuado

El transporte de GNL implica su transporte marítimo desde las plantas de licuefacción de gas hasta las terminales de regasificación. En noviembre de 2007, había 247 buques metaneros en el mundo con una capacidad de carga de más de 30,8 millones de m3. El auge del comercio de GNL ha garantizado que todos los buques estén ahora totalmente ocupados, en comparación con mediados de los años 1980, cuando había 22 buques inactivos.

Además, hasta finales de la década deberían ponerse en servicio unos 100 buques. La edad promedio de la flota mundial de GNL es de unos siete años. 110 embarcaciones tienen cuatro años o menos de antigüedad, mientras que 35 embarcaciones tienen edades comprendidas entre cinco y nueve años.

Unos 70 petroleros han estado en funcionamiento durante 20 años o más. Sin embargo, todavía tienen una larga vida útil por delante, ya que los buques cisterna de GNL suelen tener una vida útil de 40 años debido a sus características resistentes a la corrosión. Estos incluyen hasta 23 petroleros (buques pequeños y antiguos que sirven al comercio de GNL en el Mediterráneo) que serán reemplazados o mejorados significativamente durante los próximos tres años.

De los 247 buques cisterna actualmente en funcionamiento, más de 120 sirven a Japón, Corea del Sur y Taipei Chino, 80 a Europa y los buques restantes a América del Norte. En los últimos años se ha visto un crecimiento fenomenal en el número de buques que sirven al comercio en Europa y América del Norte, mientras que el Lejano Oriente ha visto sólo un ligero aumento debido al estancamiento de la demanda en Japón.

Regasificación de gas natural licuado

Una vez que el gas natural llega a su destino, se produce el proceso de regasificación, es decir, su transformación del estado líquido nuevamente al estado gaseoso.

El buque cisterna suministra GNL a terminales especiales de regasificación, que constan de un atracadero, una rejilla de descarga, tanques de almacenamiento, un sistema de evaporación, instalaciones para procesar los gases de evaporación de los tanques y una unidad de medición.

Al llegar a la terminal, el GNL se bombea desde los camiones cisterna a los tanques de almacenamiento en forma licuada, luego el GNL se convierte a estado gaseoso según sea necesario. La conversión en gas se produce en un sistema de evaporación utilizando calor.

En términos de capacidad de terminales de GNL, así como en volumen de importaciones de GNL, Japón es el líder: 246 mil millones de metros cúbicos por año según datos de 2010. En segundo lugar se sitúa Estados Unidos, con más de 180 mil millones de metros cúbicos al año (datos de 2010).

Así, la tarea principal en el desarrollo de terminales receptoras es principalmente la construcción de nuevas unidades en varios países. Hoy en día, el 62% de la capacidad receptora proviene de Japón, Estados Unidos y Corea del Sur. Junto con el Reino Unido y España, la capacidad de recepción de los cinco primeros países es del 74%. El 26% restante se distribuye entre 23 países. En consecuencia, la construcción de nuevas terminales abrirá nuevos mercados y aumentará los existentes para el GNL.

Perspectivas de desarrollo de los mercados de GNL en el mundo.

¿Por qué la industria del gas licuado se está desarrollando a un ritmo cada vez mayor en el mundo? En primer lugar, en algunas regiones geográficas, como Asia, el transporte de gas en camiones cisterna es más rentable. A una distancia de más de 2.500 kilómetros, el gas licuado ya puede competir en precio con el gas de gasoducto. En comparación con los gasoductos, el GNL también tiene las ventajas de la ampliación modular del suministro y, en algunos casos, también elimina los problemas de cruce de fronteras.

Sin embargo, también existen dificultades. La industria del GNL ocupa su nicho en regiones remotas que no cuentan con reservas propias de gas. La mayoría de los volúmenes de GNL se contratan en la etapa de diseño y producción. La industria está dominada por un sistema de contratos a largo plazo (de 20 a 25 años), que requiere una coordinación desarrollada y compleja de los participantes en la producción, exportadores, importadores y transportistas. Algunos analistas ven todo esto como una posible barrera al crecimiento del comercio de gas licuado.

En general, para que el gas licuado se convierta en una fuente de energía más asequible, el costo del suministro de GNL debe competir exitosamente en precio con las fuentes de combustible alternativas. Hoy la situación es la contraria, lo que no niega el desarrollo de este mercado en el futuro.

Continuación:

• Parte 3: Válvulas de mariposa para temperaturas criogénicas

Al preparar el material se utilizaron datos de los siguientes sitios:

• lngas.ru/transportation-lng/istoriya-razvitiya-gazovozov.html
• lngas.ru/transportation-lng/morskie-perevozki-spg.html
• innodigest.com/liquefied-natural-gas-LNG-as-alta/?lang=es
• expert.ru/ural/2016/16/novyij-uchastok-dlya-spg/

La estrategia de desarrollo a largo plazo de Gazprom implica el desarrollo de nuevos mercados y la diversificación de actividades. Por lo tanto, uno de los objetivos clave de la compañía hoy es aumentar la producción de gas natural licuado (GNL) y la participación de mercado de GNL.

La favorable posición geográfica de Rusia le permite suministrar gas a todo el mundo. El creciente mercado de la región de Asia y el Pacífico (APR) será un consumidor clave de gas en las próximas décadas. Dos proyectos de GNL del Lejano Oriente permitirán a Gazprom fortalecer su posición en la región de Asia y el Pacífico: el proyecto Sakhalin-2, que ya está en funcionamiento, y el proyecto Vladivostok-LNG, que está en ejecución. Nuestro otro proyecto, Baltic LNG, está dirigido a los países de la región atlántica.

Cómo se licua el gas y se transporta el GNL te contamos en nuestro reportaje fotográfico.

La primera y hasta ahora única planta de licuefacción de gas en Rusia (planta de GNL) se encuentra en la costa de la bahía de Aniva, en el sur de la región de Sajalín. La planta produjo su primer lote de GNL en 2009. Desde entonces, se han enviado más de 900 cargamentos de GNL a Japón, Corea del Sur, China, Taiwán, Tailandia, India y Kuwait (1 carga estándar de GNL = 65 mil toneladas). La planta produce anualmente más de 10 millones de toneladas de gas licuado y proporciona más del 4% del suministro mundial de GNL. Esta participación puede aumentar: en junio de 2015, Gazprom y Shell firmaron un Memorando sobre la implementación del proyecto para la construcción de la tercera línea tecnológica de la planta de GNL en el proyecto Sakhalin-2.

El operador del proyecto Sakhalin-2 es Sakhalin Energy, en el que tienen acciones Gazprom (50% más 1 acción), Shell (27,5% menos 1 acción), Mitsui (12,5%) y Mitsubishi (10%). Sakhalin Energy está desarrollando los campos Piltun-Astokhskoye y Lunskoye en el Mar de Okhotsk. La planta de GNL recibe gas del campo Lunskoye.

Tras recorrer más de 800 kilómetros desde el norte de la isla hacia el sur, el gas llega a la planta a través de este tubo amarillo. En primer lugar, la estación de medición de gas determina la composición y el volumen del gas entrante y lo envía para su purificación. Antes de la licuefacción, las materias primas deben estar libres de impurezas de polvo, dióxido de carbono, mercurio, sulfuro de hidrógeno y agua, que se convierte en hielo cuando se licua el gas.

El principal componente del GNL es el metano, que debe contener al menos un 92%. El gas crudo secado y purificado continúa su camino a lo largo de la línea de producción y comienza su licuefacción. Este proceso se divide en dos etapas: primero, el gas se enfría a -50 grados y luego a -160 grados Celsius. Después de la primera etapa de enfriamiento, se produce la separación de los componentes pesados ​​(etano y propano).

Como resultado, el etano y el propano se envían para su almacenamiento en estos dos tanques (se necesitarán etano y propano en etapas posteriores de licuefacción).

Estas columnas son el refrigerador principal de la planta, es en ellas donde el gas se vuelve líquido y se enfría a -160 grados. El gas se licua mediante tecnología especialmente desarrollada para la planta. Su esencia es que el metano se enfría utilizando un refrigerante previamente separado del gas de alimentación: etano y propano. El proceso de licuefacción tiene lugar a presión atmosférica normal.

El gas licuado se envía a dos tanques, donde también se almacena a presión atmosférica hasta su carga en un gasero. La altura de estas estructuras es de 38 metros, el diámetro es de 67 metros y el volumen de cada tanque es de 100 mil metros cúbicos. Los tanques tienen un diseño de doble pared. La carcasa interior es de acero al níquel resistente al frío, la carcasa exterior es de hormigón armado pretensado. El espacio de un metro y medio entre los edificios está lleno de perlita (una roca de origen volcánico), que mantiene la temperatura requerida en el cuerpo interior del tanque.

El ingeniero jefe de la empresa, Mikhail Shilikovsky, nos hizo un recorrido por la planta de GNL. Ingresó a la empresa en 2006, participó en la finalización de la construcción de la planta y su puesta en marcha. Actualmente, la empresa opera dos líneas tecnológicas paralelas, cada una de las cuales produce hasta 3,2 mil metros cúbicos de GNL por hora. La división de la producción permite reducir el consumo energético del proceso. Por la misma razón, el gas se enfría por etapas.

A quinientos metros de la planta de GNL se encuentra una terminal de exportación de petróleo. Es mucho más sencillo. Al fin y al cabo, aquí el petróleo básicamente está esperando a ser enviado al siguiente comprador. El petróleo también llega al sur de Sajalín desde el norte de la isla. Ya en la terminal se mezcla con el condensado de gas que se libera durante la preparación del gas para la licuefacción.

El “oro negro” se almacena en dos de estos tanques con un volumen de 95,4 mil toneladas cada uno. Los tanques están equipados con un techo flotante: si los miráramos a vista de pájaro, veríamos el volumen de petróleo que hay en cada uno de ellos. Se necesitan unos 7 días para llenar completamente los tanques con aceite. Por lo tanto, el petróleo se envía una vez por semana (el GNL se envía una vez cada 2-3 días).

Todos los procesos de producción en la planta de GNL y en la terminal petrolera son monitoreados de cerca desde un panel de control central (CCP). Todos los sitios de producción están equipados con cámaras y sensores. La CPU se divide en tres partes: la primera es responsable de los sistemas de soporte vital, la segunda controla los sistemas de seguridad y la tercera monitorea los procesos de producción. El control de la licuefacción del gas y su envío recae en tres personas, cada una de las cuales controla hasta 3 circuitos de control cada minuto durante su turno (que dura 12 horas). En este trabajo son importantes la velocidad de reacción y la experiencia.

Una de las personas con más experiencia aquí es el malasio Viktor Botin (no sabe por qué su nombre y apellido están tan en consonancia con los rusos, pero dice que todos le hacen esta pregunta cuando se encuentran). En Sajalín, Víctor lleva 4 años formando a jóvenes especialistas en simuladores de CPU, pero con tareas reales. El entrenamiento de un principiante dura un año y medio, luego el entrenador sigue de cerca su trabajo "en el campo" durante el mismo tiempo.

Pero el personal del laboratorio examina diariamente no sólo las muestras de las materias primas recibidas en el complejo de producción y estudia la composición de los lotes enviados de GNL y petróleo, sino también verifica la calidad de los productos derivados del petróleo y los lubricantes que se utilizan tanto en el territorio del complejo de producción como en más allá de. En este cuadro se ve cómo la técnica de laboratorio Albina Garifulina estudia la composición de los lubricantes que se utilizarán en las plataformas de perforación en el Mar de Okhotsk.

Y esto ya no es investigación, sino experimentos con GNL. Desde el exterior, el gas líquido parece agua corriente, pero se evapora rápidamente a temperatura ambiente y es tan frío que es imposible trabajar con él sin guantes especiales. La esencia de este experimento es que cualquier organismo vivo se congela al entrar en contacto con el GNL. El crisantemo, sumergido en el matraz, quedó completamente cubierto con una costra de hielo en solo 2-3 segundos.

Mientras tanto, comienzan los envíos de GNL. El puerto de Prigorodnoye acepta gaseros de diversas capacidades, desde los pequeños capaces de transportar 18 mil metros cúbicos de GNL a la vez, hasta los tan grandes como el buque cisterna de gas Ob River, que se ve en la foto, con una capacidad de casi 150 mil metros cúbicos. El gas licuado ingresa a los tanques (como se llaman los tanques para transportar GNL en gaseros) a través de tuberías ubicadas debajo de un muelle de 800 metros.

Cargar GNL en un camión cisterna de este tipo lleva entre 16 y 18 horas. El muelle está conectado al barco mediante mangas especiales llamadas soportes. Esto se puede determinar fácilmente por la gruesa capa de hielo que se forma sobre el metal debido a la diferencia de temperatura entre el GNL y el aire. En la estación cálida, se forma una costra más impresionante sobre el metal. Foto del archivo.

Se envió el GNL, se derritió el hielo, se desconectaron los puestos y ya puede salir a la carretera. Nuestro destino es el puerto surcoreano de Gwangyang.

Dado que el buque cisterna está amarrado en el puerto de Prigorodny por su lado izquierdo para cargar GNL, cuatro remolcadores ayudan al gasero a salir del puerto. Literalmente lo arrastran consigo hasta que el camión cisterna puede darse la vuelta y continuar por sí solo. En invierno, las tareas de estos remolcadores también incluyen la limpieza del hielo de los accesos a los atracaderos.

Los buques cisterna de GNL son más rápidos que otros buques de carga y, aún más, pueden dar una ventaja a cualquier buque de pasajeros. La velocidad máxima del gasero "Río Ob" es de más de 19 nudos o unos 36 kilómetros por hora (la velocidad de un petrolero estándar es de 14 nudos). El barco podrá llegar a Corea del Sur en poco más de dos días. Pero, teniendo en cuenta la apretada agenda de las terminales de carga y recepción de GNL, se están ajustando la velocidad y la ruta del camión cisterna. Nuestro viaje durará casi una semana e incluirá una breve parada frente a la costa de Sakhalin.

Esta parada permite ahorrar combustible y ya se ha convertido en una tradición para todas las tripulaciones de los gaseros. Mientras estábamos fondeados esperando el momento adecuado para zarpar, el petrolero Grand Mereya esperaba junto a nosotros su turno para atracar en el puerto de Sajalín.

Y ahora os invitamos a echar un vistazo más de cerca al gasero “River Ob” y su tripulación. Esta foto fue tomada en el otoño de 2012, durante el transporte del primer envío de GNL del mundo a través de la Ruta del Mar del Norte.

El pionero fue el petrolero del río Ob, que, acompañado por los rompehielos 50 Let Pobedy, Rossiya, Vaygach y dos pilotos de hielo, entregó un cargamento de GNL perteneciente a la filial de Gazprom, Gazprom Marketing and Trading & Trading, abreviado GM&T, desde Noruega. a Japón. El viaje duró casi un mes.

El río Ob se puede comparar en sus parámetros con una zona residencial flotante. La longitud del camión cisterna es de 288 metros, su ancho es de 44 metros y su calado es de 11,2 metros. Cuando estás en un barco tan gigantesco, incluso las olas de dos metros parecen salpicaduras que, al romperse contra el costado, crean patrones extraños en el agua.

El gasero “River Ob” recibió su nombre en el verano de 2012, tras la celebración de un contrato de arrendamiento entre Gazprom Marketing and Trading y la naviera griega Dynagas. Antes de esto, el barco se llamaba Clean Power y hasta abril de 2013 operaba en todo el mundo para el transporte de gas (incluso dos veces a lo largo de la Ruta del Mar del Norte). Luego fue alquilada por Sakhalin Energy y operará en el Lejano Oriente hasta 2018.

Los tanques de membrana para gas licuado están ubicados en la proa del barco y, a diferencia de los tanques esféricos (que vimos en Grand Mereya), están ocultos a la vista: solo se revelan mediante tuberías con válvulas que sobresalen de la cubierta. En total en el río Ob hay cuatro tanques con un volumen de 25, 39 y dos de 43 mil metros cúbicos de gas. Cada uno de ellos se llena hasta no más del 98,5%. Los tanques de GNL tienen una carcasa de acero multicapa, el espacio entre las capas está lleno de nitrógeno. Esto permite mantener la temperatura del combustible líquido y también, al crear mayor presión en las capas de membrana que en el propio tanque, evitar daños a los tanques.

El camión cisterna también está equipado con un sistema de refrigeración de GNL. Tan pronto como la carga comienza a calentarse, se enciende una bomba en los tanques, que bombea GNL más frío desde el fondo del tanque y lo rocía sobre las capas superiores del gas calentado. Este proceso de enfriamiento del GNL por el propio GNL permite reducir al mínimo las pérdidas de “combustible azul” durante el transporte hasta el consumidor. Pero sólo funciona mientras el barco está en movimiento. El gas calentado, que ya no se puede enfriar, sale del tanque a través de un tubo especial y se envía a la sala de máquinas, donde se quema en lugar del combustible del barco.

La temperatura del GNL y su presión en los tanques es monitoreada diariamente por el ingeniero de gas Ronaldo Ramos. Toma lecturas de los sensores instalados en la cubierta varias veces al día.

Un ordenador realiza un análisis más profundo de la carga. En el panel de control, donde se encuentra toda la información necesaria sobre el GNL, están de servicio el capitán suplente principal Pankaj Puneet y el tercer capitán asistente Nikolai Budzinsky.

Y esta sala de máquinas es el corazón del petrolero. En cuatro cubiertas (pisos) se encuentran motores, generadores diésel, bombas, calderas y compresores, que son responsables no sólo del movimiento del barco, sino también de todos los sistemas vitales. El trabajo coordinado de todos estos mecanismos proporciona al equipo agua potable, calor, electricidad y aire fresco.

Estas fotografías y vídeos fueron tomados en el fondo del tanque, a casi 15 metros bajo el agua. En el centro del marco hay una turbina. Impulsado por vapor, produce entre 4 y 5 mil revoluciones por minuto y hace girar la hélice, lo que, a su vez, pone el barco en movimiento.

Los mecánicos, dirigidos por el ingeniero jefe Manjit Singh, se aseguran de que todo en el barco funcione como un reloj...

…y el segundo mecánico Ashwani Kumar. Ambos son de la India, pero según sus propias estimaciones pasaron la mayor parte de sus vidas en el mar.

Sus subordinados, los mecánicos, son responsables del buen estado del equipo en la sala de máquinas. En caso de avería, inician inmediatamente las reparaciones y también realizan periódicamente inspecciones técnicas de cada unidad.

Todo lo que requiera una atención más cuidadosa se envía al taller de reparación. Aquí también hay uno. El tercer mecánico Arnulfo Ole (izquierda) y el mecánico en formación Ilya Kuznetsov (derecha) reparan una pieza de una de las bombas.

El cerebro del barco es el puente del capitán. El capitán Velemir Vasilic escuchó la llamada del mar cuando era niño: una de cada tres familias en su ciudad natal en Croacia vive con un marinero. A los 18 años ya se hizo a la mar. Han pasado 21 años desde entonces, ha cambiado más de una docena de barcos: trabajó tanto en barcos de carga como de pasajeros.

Pero incluso durante las vacaciones, siempre encontrará la oportunidad de hacerse a la mar, incluso en un pequeño yate. Se reconoce que entonces existe una oportunidad real de disfrutar del mar. Después de todo, el capitán tiene muchas preocupaciones en el trabajo: es responsable no solo del camión cisterna, sino también de cada miembro de la tripulación (hay 34 en el río Ob).

El puente del capitán de un barco moderno, en cuanto a la presencia de paneles operativos, instrumentos y diversos sensores, se parece a la cabina de un avión de pasajeros, incluso los volantes son similares. En la foto, el marinero Aldrin Galang espera la orden del capitán antes de tomar el timón.

El gasero está equipado con radares que permiten indicar con precisión el tipo de embarcación cercana, su nombre y número de tripulación, sistemas de navegación y sensores GPS que determinan automáticamente la ubicación del río Ob, mapas electrónicos que marcan los puntos de paso de el barco y trazar su próxima ruta, y brújulas electrónicas. Los marineros experimentados, sin embargo, enseñan a los jóvenes a no depender de la electrónica y, de vez en cuando, les encargan la tarea de determinar la ubicación del barco mediante las estrellas o el sol. En la foto, el tercer oficial Roger Dias y el segundo oficial Muhammad Imran Hanif.

El progreso técnico aún no ha logrado sustituir los mapas de papel, en los que cada hora se marca la ubicación del petrolero con un simple lápiz y una regla, ni el cuaderno de bitácora, que también se rellena a mano.

Entonces, es hora de continuar nuestro viaje. El “Río Ob” es desenganchado de su ancla que pesa 14 toneladas. La cadena del ancla, de casi 400 metros de longitud, se iza mediante máquinas especiales. Varios miembros del equipo están monitoreando esto.

Todo sobre todo, no más de 15 minutos. Cuánto tiempo llevaría este proceso si el ancla se levantara manualmente, el comando no se compromete a calcularlo.

Los marineros experimentados dicen que la vida en los barcos modernos es muy diferente a la de hace 20 años. Ahora la disciplina y un horario estricto están a la vanguardia. Desde el momento del lanzamiento, se organizó una guardia de 24 horas en el puente del capitán. Tres grupos de dos personas cada día, ocho horas diarias (con descansos, por supuesto), vigilan el puente de navegación. Los oficiales de guardia siguen el rumbo del gasero y la situación general, tanto dentro como fuera del barco. También llevamos a cabo una de las guardias bajo la estricta supervisión de Roger Diaz y Nikolai Budzinsky.

Los mecánicos tienen ahora un trabajo diferente: no sólo controlan el equipo en la sala de máquinas, sino que también mantienen en buen estado el equipo de repuesto y de emergencia. Por ejemplo, cambiar el aceite de un bote salvavidas. En el río Ob hay dos en caso de una evacuación de emergencia, cada uno está diseñado para 44 personas y ya está lleno con el suministro necesario de agua, alimentos y medicamentos.

Los marineros están lavando la cubierta a esta hora...

...y limpiar las instalaciones: la limpieza en el barco no es menos importante que la disciplina.

Las alarmas de entrenamiento casi diarias añaden variedad al trabajo rutinario. En ellos participa toda la tripulación, dejando de lado por un tiempo sus funciones principales. Durante la semana de nuestra estancia en el buque cisterna, observamos tres simulacros. Al principio, el equipo hizo todo lo posible para apagar un incendio imaginario en el incinerador.

Luego rescató a una hipotética víctima que había caído desde gran altura. En esta imagen se ve a una “persona” que casi ha sido salvada: fue entregada al equipo médico que transporta a la víctima al hospital. El papel de todos en los simulacros está casi documentado. El equipo médico en dicha capacitación está encabezado por el cocinero Ceazar Cruz Campana (centro) y sus asistentes Máximo Respecia (izquierda) y Reygerield Alagos (derecha).

La tercera sesión de entrenamiento, en busca de un simulacro de bomba, fue más bien una búsqueda. El proceso fue dirigido por el compañero mayor Grewal Gianni (tercero desde la izquierda). Toda la tripulación del barco se dividió en equipos, cada uno de los cuales recibió tarjetas con una lista de los lugares necesarios para la inspección...

...y empezó a buscar una gran caja verde con la palabra "Bomba" escrita en ella. Por supuesto, por la velocidad.

El trabajo es trabajo y el almuerzo está a tiempo. El filipino César Cruz Campana se encarga de tres comidas al día, ya lo habéis visto en la foto antes. La formación culinaria profesional y más de 20 años de experiencia en barcos le permiten hacer su trabajo de forma rápida y divertida. Admite que durante esta época viajó por todo el mundo, excepto Escandinavia y Alaska, y estudió a fondo los hábitos alimentarios de cada pueblo.

No todo el mundo puede hacer frente a la tarea de alimentar a un equipo tan internacional. Para complacer a todos, prepara platos indios, malayos y continentales para el desayuno, el almuerzo y la cena. Maximo y Reigerield lo ayudan en esto.

Los miembros de la tripulación suelen pasar por aquí para visitar la cocina (así llaman a la cocina en el lenguaje del barco). A veces, al extrañar su hogar, ellos mismos cocinan la cocina nacional. No solo cocinan para ellos, sino que también tratan a toda la tripulación. En esta ocasión, ayudaron colectivamente a terminar el postre indio laddu preparado por Pankach (izquierda). Mientras el cocinero César terminaba de preparar los platos principales para la cena, Roger (segundo desde la izquierda) y Muhammad (segundo desde la derecha) ayudaron a un colega a hacer bolitas de masa dulce.

Los marineros rusos introducen su cultura a sus colegas extranjeros a través de la música. El tercer oficial Sergei Solnov toca en la guitarra música con motivos nativos rusos antes de la cena.

Se recomienda pasar tiempo libre juntos en el barco: los oficiales sirven durante tres meses seguidos, los soldados, durante casi un año. Durante este tiempo, todos los miembros de la tripulación se convirtieron no solo en colegas, sino en amigos entre sí. Los fines de semana (aquí es domingo: no se cancelan las tareas de todos, pero intentan darle menos tareas al equipo) organiza proyecciones conjuntas de películas, concursos de karaoke o competiciones por equipos de videojuegos.

Pero aquí la mayor demanda es la recreación activa: en mar abierto, el tenis de mesa se considera el deporte de equipo más activo. En el gimnasio local, el equipo organiza auténticos torneos de tenis de mesa.

Mientras tanto, el paisaje ya familiar empezó a cambiar y la tierra apareció en el horizonte. Nos acercamos a las costas de Corea del Sur.

Aquí termina el transporte de GNL. En la terminal de regasificación, el gas licuado vuelve a ser gaseoso y se envía a los consumidores surcoreanos.

Y el río Ob, una vez que los tanques están completamente vacíos, regresa a Sakhalin para el siguiente lote de GNL. A qué país asiático irá el gasero a menudo se sabe inmediatamente antes de que el buque comience a cargarse con gas ruso.

Nuestro viaje de gas ha terminado y el componente de GNL del negocio de Gazprom, como un enorme buque cisterna de gas, está ganando velocidad de crucero activamente. Deseamos a este gran “barco” un largo viaje.

P.D. La toma de fotografías y videos se realizó cumpliendo con todos los requisitos de seguridad. Nos gustaría expresar nuestro agradecimiento a los empleados de Gazprom Marketing and Trading y Sakhalin Energy por su ayuda en la organización del rodaje.

La eficiencia del transporte marítimo de GNL ruso se puede aumentar significativamente mediante el uso de los últimos avances tecnológicos.

La entrada de Rusia en el mercado mundial de GNL coincidió con la llegada de tecnologías mejoradas para el transporte marítimo de gas licuado. Han entrado en servicio los primeros gaseros y las terminales receptoras de nueva generación, que pueden reducir significativamente el coste del transporte de GNL. Gazprom tiene una oportunidad única de crear su propio sistema de transporte de gas licuado utilizando los últimos avances en este ámbito y obtener ventajas sobre los competidores que necesitarán mucho tiempo para el reequipamiento técnico.

Tenga en cuenta las tendencias avanzadas

La puesta en marcha de la primera planta de GNL de Rusia en Sakhalin, los preparativos para la construcción de una instalación de producción aún mayor basada en el campo Shtokman y el desarrollo de un proyecto para una planta de GNL en Yamal incluyen el transporte marítimo de gas licuado en la lista de tecnologías críticas para nuestro país. Esto hace relevante analizar las últimas tendencias en el desarrollo del transporte marítimo de GNL, de manera que en el desarrollo de proyectos nacionales se incorporen no sólo las tecnologías existentes sino también las prometedoras.
Entre los proyectos implementados en los últimos años se pueden destacar las siguientes áreas para incrementar la eficiencia del transporte marítimo de GNL:
1. Incrementar la capacidad de los buques metaneros;
2. Aumentar la proporción de buques con tanques de membrana;
3. Uso de motores diésel como central eléctrica marina;
4. Aparición de terminales de GNL de aguas profundas.

Aumento de la capacidad de los buques metaneros

Durante más de 30 años, la capacidad máxima de los buques metaneros no superó los 140-145 mil metros cúbicos. m, lo que equivale a una capacidad de carga de 60 mil toneladas de GNL. En diciembre de 2008 entró en funcionamiento el buque metanero Mozah (Fig. 1), tipo Q-Max, líder de una serie de 14 buques con una capacidad de 266 mil metros cúbicos. m En comparación con los barcos más grandes existentes, su capacidad es un 80% mayor. Simultáneamente con la construcción de los buques cisterna del tipo Q-Max, en los astilleros surcoreanos se hicieron pedidos para la construcción del 31º buque del tipo Q-Flex, con una capacidad de 210-216 mil metros cúbicos. m, que es casi un 50% más que los buques existentes.
Según información de Samsung Heavy Industries, en cuyo astillero se construyó Mozah, en el futuro previsible la capacidad de los buques metaneros no superará los 300 mil metros cúbicos. m, lo que se debe a las dificultades tecnológicas de su construcción. Sin embargo, un aumento en la capacidad de los buques de los tipos Q-Max y Q-Flex se logró solo aumentando la longitud y el ancho del casco, manteniendo al mismo tiempo el calado estándar de 12 metros para los grandes buques metaneros, que está determinado por el profundidades en terminales existentes. En la próxima década será posible operar gaseros con un calado de 20 a 25 m, lo que aumentará la capacidad a 350 mil metros cúbicos. my mejorar el rendimiento de conducción mejorando los contornos hidrodinámicos del casco. Esto también reducirá los costos de construcción, ya que se pueden construir buques cisterna más grandes sin aumentar el tamaño de los muelles y rampas.
Al organizar las exportaciones de GNL desde Rusia, es necesario evaluar la posibilidad de utilizar buques de mayor capacidad. Construcción de buques con capacidad de 250-350 mil metros cúbicos. m reducirá los costos unitarios del transporte de gas ruso y obtendrá una ventaja competitiva en los mercados extranjeros.

Ud. aumentar la proporción de buques cisterna de membrana

Actualmente, en los buques metaneros se utilizan dos tipos principales de tanques de carga (tanques en los que se transporta GNL): esféricos insertados (sistema Kvaerner-Moss) y de membrana prismática incorporada (transporte de gas - sistema Technigas). Los tanques esféricos insertables tienen un espesor de 30 a 70 mm (cinturón ecuatorial - 200 mm) y están hechos de aleaciones de aluminio. Se instalan ("anidados") en el casco del petrolero sin conexión a las estructuras del casco, descansando en el fondo del barco a través de cilindros de soporte especiales. Los tanques de membrana prismática tienen una forma cercana a la rectangular. Las membranas están hechas de una lámina delgada (0,5-1,2 mm) de acero aleado o Invar (aleación de hierro y níquel) y son solo una carcasa en la que se carga el gas licuado. Todas las cargas estáticas y dinámicas se transfieren a través de la capa de aislamiento térmico al casco del barco. La seguridad requiere la presencia de una membrana principal y secundaria que garantice la seguridad del GNL en caso de daño a la principal, así como una doble capa de aislamiento térmico: entre las membranas y entre la membrana secundaria y el casco del barco.
Con capacidad de cisterna de hasta 130 mil metros cúbicos. metros, el uso de tanques esféricos es más efectivo que los tanques de membrana, en el rango de 130-165 mil metros cúbicos. m, sus características técnicas y económicas son aproximadamente iguales, con un mayor aumento de capacidad, se prefiere el uso de tanques de membrana.
Los tanques de membrana pesan aproximadamente la mitad que los tanques esféricos; su forma permite aprovechar el espacio del casco del barco con la máxima eficiencia. Debido a esto, los camiones cisterna de membrana tienen dimensiones y desplazamiento por unidad de capacidad de carga más pequeños. Son más baratos de construir y más económicos de operar, en particular debido a los menores cargos portuarios y tarifas de paso por los canales de Suez y Panamá.
Actualmente hay aproximadamente el mismo número de camiones cisterna con tanques esféricos y de membrana. Debido al aumento de capacidad, en un futuro próximo predominarán los buques cisterna de membrana, cuya proporción de los buques en construcción y previstos para la construcción es de alrededor del 80%.
En relación con las condiciones rusas, una característica importante de los buques es la capacidad de operar en los mares árticos. Según los expertos, las cargas de compresión y de choque que se producen al cruzar los campos de hielo son peligrosas para los buques cisterna de membrana, lo que hace que su funcionamiento en condiciones difíciles de hielo sea riesgoso. Los fabricantes de buques cisterna de membrana afirman lo contrario, citando cálculos de que las membranas, especialmente las onduladas, tienen una gran flexibilidad de deformación, lo que evita su rotura incluso en caso de daños importantes a la estructura del casco. Sin embargo, no se puede garantizar que la membrana no sea perforada por elementos de estas mismas estructuras. Además, no se puede permitir que un barco con tanques deformados, incluso si permanecen sellados, siga funcionando, y reemplazar parte de las membranas requiere reparaciones largas y costosas. Por lo tanto, los diseños de los buques cisterna de GNL de hielo implican el uso de tanques esféricos insertados, cuya parte inferior está ubicada a una distancia considerable de la línea de flotación y la parte sumergida del costado.
Es necesario considerar la posibilidad de construir buques cisterna de membrana para exportar GNL desde la península de Kola (Teriberka). Para la planta de GNL de Yamal, aparentemente sólo se pueden utilizar barcos con tanques esféricos.

Aplicación de motores diésel y unidades de licuefacción de gases a bordo.

Una característica de los barcos de nuevos proyectos es el uso de unidades diésel y diésel-eléctricas como motores principales, que son más compactos y económicos que las turbinas de vapor. Esto hizo posible reducir significativamente el consumo de combustible y reducir el tamaño de la sala de máquinas. Hasta hace poco, los buques cisterna de GNL estaban equipados exclusivamente con unidades de turbina de vapor capaces de utilizar el gas natural que se evapora de los tanques. Al quemar gas evaporado en calderas de vapor, los buques cisterna de GNL con turbina cubren hasta el 70% de la demanda de combustible.
En muchos buques, incluidos los tipos Q-Max y Q-Flex, el problema de la evaporación del GNL se resuelve instalando a bordo una planta de licuefacción de gas. El gas evaporado se vuelve a licuar y se devuelve a los tanques. Una instalación a bordo para la relicuación de gas aumenta significativamente el coste de un buque metanero, pero en líneas de longitud considerable su uso se considera justificado.
En el futuro, el problema podrá solucionarse reduciendo la evaporación. Si en los barcos construidos en la década de 1980 las pérdidas debidas a la evaporación del GNL ascendieron al 0,2-0,35% del volumen de carga por día, en los barcos modernos esta cifra es aproximadamente la mitad: 0,1-0,15%. Se puede esperar que en la próxima década el nivel de pérdidas por evaporación se reduzca a la mitad.
Se puede suponer que en condiciones de navegación sobre hielo de un buque metanero equipado con un motor diésel, es necesaria la presencia de una unidad de licuefacción de gas a bordo, incluso con un nivel reducido de volatilidad. Al navegar en condiciones de hielo, toda la potencia del sistema de propulsión se utilizará sólo durante una parte de la ruta, y en este caso el volumen de gas evaporado de los tanques excederá la capacidad de los motores para utilizarlo.
Los nuevos buques cisterna de GNL deberán estar equipados con motores diésel. La presencia de una unidad de licuefacción de gas a bordo probablemente será aconsejable tanto cuando se opere en las rutas más largas, por ejemplo, a la costa este de los Estados Unidos, como cuando se operen vuelos lanzadera desde la península de Yamal.

Aparición de terminales de GNL en aguas profundas

La primera terminal marina de recepción y regasificación de GNL del mundo, Gulf Gateway, entró en funcionamiento en 2005, convirtiéndose también en la primera terminal construida en Estados Unidos en los últimos 20 años. Las terminales marinas están situadas en estructuras flotantes o islas artificiales, a una distancia considerable de la costa, a menudo fuera de las aguas territoriales (las denominadas terminales marinas). Esto permite reducir el tiempo de construcción, así como garantizar que las terminales estén ubicadas a una distancia segura de las instalaciones terrestres. Se puede esperar que la creación de terminales costa afuera en la próxima década amplíe significativamente las capacidades de importación de GNL de América del Norte. En EE.UU. hay cinco terminales y hay proyectos de construcción para unas 40 más, 1/3 de las cuales son terminales de carretera.
Las terminales costa afuera pueden acomodar embarcaciones con un calado significativo. Las terminales de aguas profundas, por ejemplo Gulf Gateway, no tienen ninguna restricción en cuanto al calado de los buques, otros proyectos prevén un calado de hasta 21-25 m, como ejemplo se puede citar el proyecto de la terminal BroadWater. Se propone ubicar la terminal a 150 km al noreste de Nueva York, en Long Island Sound, protegida de las olas. La terminal estará compuesta por una pequeña plataforma de pilotes instalada a una profundidad de 27 metros y una unidad flotante de almacenamiento y regasificación (FSRU), de 370 metros de largo y 61 metros de ancho, que servirá simultáneamente como atraque para buques metaneros de calado elevado. a 25 metros (Fig. 2 y 3). Los proyectos de varias terminales costeras también prevén el procesamiento de buques con mayor calado y una capacidad de 250 a 350 mil metros cúbicos. metro.
Aunque no se implementarán todos los proyectos de nuevas terminales, en un futuro previsible la mayor parte del GNL se importará a Estados Unidos a través de terminales capaces de manejar buques metaneros con un calado de más de 20 m. A largo plazo, terminales similares desempeñarán un papel destacado papel en Europa occidental y Japón.
La construcción de terminales marítimas en Teriberka capaces de recibir buques con un calado de hasta 25 m nos permitirá obtener una ventaja competitiva a la hora de exportar GNL a América del Norte y, en el futuro, a Europa. Si el proyecto de la planta de GNL se lleva a cabo en Yamal, las aguas poco profundas del mar de Kara frente a la costa de la península impedirán el uso de buques con un calado de más de 10 a 12 metros.

conclusiones

El pedido inmediato de 45 buques metaneros ultragrandes de los tipos Q-Max y Q-Flex cambió las ideas predominantes sobre la eficiencia del transporte marítimo de GNL. Según el cliente de estos buques, Qatar Gas Transport Company, un aumento en la capacidad unitaria de los buques cisterna, así como una serie de mejoras técnicas, reducirán los costos de transporte de GNL en un 40%. El coste de construcción de barcos, por unidad de capacidad de carga, es un 25% menor. Estos buques aún no han implementado toda la gama de soluciones técnicas prometedoras, en particular un mayor calado y un mejor aislamiento térmico de los tanques.
¿Cómo será el buque cisterna de GNL “ideal” del futuro próximo? Será un buque con una capacidad de 250 a 350 mil metros cúbicos. m de GNL y un calado de más de 20 m. Los tanques de membrana con aislamiento térmico mejorado reducirán la evaporación al 0,05-0,08% del volumen de GNL transportado por día, y una unidad de licuefacción de gas a bordo eliminará casi por completo las pérdidas de carga. La central diésel proporcionará una velocidad de unos 20 nudos (37 km/h). La construcción de buques aún más grandes, equipados con una gama completa de soluciones técnicas avanzadas, reducirá el coste del transporte de GNL a la mitad en comparación con el nivel actual y el coste de construcción de buques a 1/3.

La reducción del coste del transporte marítimo de GNL tendrá las siguientes consecuencias:

1. El GNL recibirá ventajas adicionales sobre el gas “por tubería”. La distancia a la que el GNL es más efectivo que un gasoducto se reducirá en otro 30-40%, de 2500-3000 km a 1500-2000 km, y para los gasoductos submarinos, a 750-1000 km.
2. Las distancias para el transporte marítimo de GNL aumentarán y los esquemas logísticos se volverán más complejos y variados.
3. Los consumidores tendrán la oportunidad de diversificar las fuentes de GNL, lo que aumentará la competencia en este mercado.

Este será un paso significativo hacia la formación de un mercado único global de gas, en lugar de los dos mercados locales de GNL existentes: Asia-Pacífico y Atlántico. Un impulso adicional para esto lo dará la modernización del Canal de Panamá, cuya finalización está prevista para 2014-2015. Aumentar el tamaño de las cámaras de esclusas en el canal de 305x33,5 m a 420x60 m permitirá que los buques cisterna de GNL más grandes se muevan libremente entre los dos océanos.
La creciente competencia exige que Rusia aproveche al máximo las últimas tecnologías. El coste de un error en este asunto será altísimo. Los buques metaneros, debido a su elevado coste, llevan 40 años o más en funcionamiento. Al incorporar soluciones técnicas obsoletas en los planes de transporte, Gazprom socavará su posición en la lucha competitiva en el mercado del GNL en las próximas décadas. Por el contrario, al proporcionar transporte entre la terminal marítima de aguas profundas de Teriberka y las terminales marítimas de los Estados Unidos utilizando buques de gran tonelaje y mayor calado, la compañía rusa superará a sus competidores del Golfo Pérsico en términos de eficiencia de entrega.

La planta de GNL en Yamal no podrá utilizar los buques cisterna de GNL más eficientes debido a la zona de aguas poco profundas y las condiciones del hielo. La mejor solución probablemente será un sistema de transporte alimentador, con transbordo de GNL a través de Teriberka.
Las perspectivas de un uso generalizado del transporte marítimo para las exportaciones de gas ponen en la agenda la cuestión de organizar la construcción de buques metaneros en Rusia, o al menos la participación de las empresas rusas en su construcción. Actualmente, ninguna de las empresas de construcción naval nacionales tiene diseños, tecnologías y experiencia en la construcción de dichos buques. Además, en Rusia no existe ni un solo astillero capaz de construir buques de gran tonelaje. Un gran avance en esta dirección podría ser la adquisición por parte de un grupo de inversores rusos de parte de los activos de la empresa Aker Yards, que dispone de tecnologías para la construcción de buques metaneros, incluidos los de clase hielo, así como astilleros en Alemania y Ucrania. capaz de construir buques de gran tonelaje.