Табиғи газды сұйықтандыру және тасымалдау технологиясы

Сұйықтандырылған табиғи газ (LNG): сақтау мен тасымалдауды жеңілдететін, қауіпсіз, иіссіз, түссіз газ. Құрамы, қасиеттері мен қауіптері туралы біліңіз.

29 мин оқу

100%

Дереккөз: Liquefied natural gas — Wikipedia

Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.

Мазмұны

Кіріспе

Сұйытылған табиғи газ (СТГ) – табиғи газдың (негізінен метан, CH4, және этанның (C2H6) аралас қоспасы) қысымсыз сақтау және тасымалдау үшін оңайлығы мен қауіпсіздігін қамтамасыз ету мақсатында сұйық күйге дейін салқындатылған түрі. Ол стандартты температура және қысым жағдайында газ күйіндегі табиғи газдың көлемінен шамамен 1/600 бөлігін құрайды. СТГ иісі жоқ, түссіз, уытты емес және коррозиялық емес. Оның қауіптеріне газ күйіне айналғанда тұтанғыштық, мұздану және оттегінің жетіспеуі жатады. Сұйыту процесіне шаң, қышқыл газдар, гелий, су және ауыр көмірсутектер сияқты кейбір компоненттерді жою кіреді, олар келесі кезеңдерде қиындықтар тудыруы мүмкін. Табиғи газ атмосфералық қысымға жуық температурада сұйыққа конденсацияланады, ал ең жоғары тасымалдау қысымы шамамен (өлшеуіш қысымы) деңгейінде белгіленеді, бұл теңіз деңгейіндегі атмосфералық қысымнан 1,25 есе жоғары. Жер астындағы көмірсутектер кен орындарынан алынған газ әдетте метан (CH4), этан (C2H6), пропан (C3H8) және бутан (C4H10) қоса алғанда, көмірсутек компоненттерінің әр түрлі қоспасын қамтиды. Табиғи газдың құрамында CO2 сияқты басқа да газдар да кездеседі. Бұл газдардың қайнау температуралары әртүрлі, сондай-ақ әртүрлі жылу беру қабілетіне ие, бұл оларды коммерцияландырудың және қолданудың әртүрлі жолдарын ұсынады. Газдағы күкірттегі (H2S) және көмірқышқыл газы (CO2) сияқты «қышқыл» элементтер, сондай-ақ мұнай, лай, су және сынап таза газ алу үшін алынып тасталады. Мұндай қышқыл молекулалардың көп бөлігін немесе барлығын, сынапты және басқа да қоспаларды жоймау жабдыққа зақым келтіруі мүмкін. Болат құбырлардың коррозияға ұшырауы және криогендік жылу алмастырғыштардағы сынаптың алюминиймен қосылуы қымбат шығынға әкелуі мүмкін. Газ ағыны әдетте сұйытылған мұнай фракцияларына (бутан және пропан) бөлінеді, оларды салыстырмалы түрде төмен қысымда сұйық күйде сақтауға болады, ал жеңіл этан және метан фракциялары сұйытылып, тасымалданатын СТГ-нің басым бөлігін құрайды. 20-шы ғасырда газ өндіретін мұнай кен орындары газ құбырларынан алыс болғанда немесе құбырлар тиімді емес оффшорлық жерлерде орналасқанда табиғи газ экономикалық тұрғыдан маңызды емес деп есептелді. Бұрын бұл өндірілген табиғи газды әдетте жағып жіберуді білдірді, себебі мұнайдан айырмашылығы, табиғи газды сақтау немесе тасымалдау үшін сол газдың соңғы пайдаланушыларына қысылған газ құбырларынан басқа тиімді әдіс болған жоқ. Бұл табиғи газ нарықтарының тарихи тұрғыдан толығымен жергілікті болып дамуына және кез келген өндіріс жергілікті немесе аймақтық желіде тұтынуы қажеттігіне әкелді. Өндіріс процестерінің, криогендік сақтаудың және тасымалдаудың дамуы табиғи газды бүгінде басқа отындармен бәсекелесетін әлемдік нарыққа шығару үшін қажетті құралдарды жасады. Сонымен қатар, СТГ сақтаудың дамуы желілердің сенімділігін арттырды, бұл бұрын мүмкін емес деп есептелген. Басқа отындарды қарапайым резервуарлар арқылы сақтау оңай болғандықтан, бірнеше айға арналған қорды сақтауға болады. Ірі масштабты криогендік сақтаудың пайда болуы ұзақ мерзімді газ сақтау қорларын құруға мүмкіндік берді. Сұйытылған газдың бұл қорларын қайта газдандыру процестері арқылы кез келген уақытта пайдалануға болады және бүгінде желілер үшін жергілікті сұраныстың өсуін басқарудың негізгі құралы болып табылады.

Form of natural gas for easier storage and transport

Liquefied natural gas (LNG) is natural gas (predominantly methane, CH4, with some mixture of ethane, C2H6) that has been cooled down to liquid form for ease and safety of non pressurized storage or transport. It takes up about 1/600th the volume of natural gas in the gaseous state at standard conditions for temperature and pressure. LNG is odorless, colorless, non toxic and non corrosive. Hazards include flammability after vaporization into a gaseous state, freezing and asphyxia. The liquefaction process involves removal of certain components, such as dust, acid gases, helium, water, and heavy hydrocarbons, which could cause difficulty downstream. The natural gas is then condensed into a liquid at close to atmospheric pressure by cooling it to approximately ; maximum transport pressure is set at around (gauge pressure), which is about 1.25 times atmospheric pressure at sea level. The gas extracted from underground hydrocarbon deposits contains a varying mix of hydrocarbon components, which usually includes mostly methane (CH4), along with ethane (C2H6), propane (C3H8) and butane (C4H10). Other gases also occur in natural gas, notably CO2. These gases have wide ranging boiling points and also different heating values, allowing different routes to commercialization and also different uses. The "acidic" elements such as hydrogen sulphide (H2S) and carbon dioxide (CO2), together with oil, mud, water, and mercury, are removed from the gas to deliver a clean sweetened stream of gas. Failure to remove much or all of such acidic molecules, mercury, and other impurities could result in damage to the equipment. Corrosion of steel pipes and amalgamization of mercury to aluminum within cryogenic heat exchangers could cause expensive damage. The gas stream is typically separated into the liquefied petroleum fractions (butane and propane), which can be stored in liquid form at relatively low pressure, and the lighter ethane and methane fractions. These lighter fractions of methane and ethane are then liquefied to make up the bulk of LNG that is shipped. Natural gas was considered during the 20th century to be economically unimportant wherever gas producing oil or gas fields were distant from gas pipelines or located in offshore locations where pipelines were not viable. In the past this usually meant that natural gas produced was typically flared, especially since unlike oil, no viable method for natural gas storage or transport existed other than compressed gas pipelines to end users of the same gas. This meant that natural gas markets were historically entirely local, and any production had to be consumed within the local or regional network. Developments of production processes, cryogenic storage, and transportation effectively created the tools required to commercialize natural gas into a global market which now competes with other fuels. Furthermore, the development of LNG storage also introduced a reliability in networks which was previously thought impossible. Given that storage of other fuels is relatively easily secured using simple tanks, a supply for several months could be kept in storage. With the advent of large scale cryogenic storage, it became possible to create long term gas storage reserves. These reserves of liquefied gas could be deployed at a moment's notice through regasification processes, and today are the main means for networks to handle local peak shaving requirements.

Өзгеше энергия мөлшері және энергия тығыздығы

Жылу мөлшері қолданылатын газ көзіне және газды сұйыту процесіне байланысты. Жылу мөлшерінің диапазоны ±10-нан 15%-ға дейін құбылуы мүмкін. СЖҚ-ның (сұйытылған табиғи газдың) жоғары жылу мөлшерінің әдеттегі мәні шамамен 50 МДж/кг немесе 21 500 БТ/фунт. СЖҚ-ның төменгі жылу мөлшерінің әдеттегі мәні 45 МДж/кг немесе 19 350 БТ/фунт. Әртүрлі отындарды салыстыру мақсатында жылу мөлшері көлемге шаққандағы энергия мөлшері ретінде беріледі, бұл энергия тығыздығы деп аталады және МДж/литрмен өлшенеді. СЖҚ-ның тығыздығы температураға, қысымға және құрамына байланысты шамамен 0,41 кг/литр-ден 0,5 кг/литр-ге дейін, ал судың тығыздығы 1,0 кг/литр-ге тең. 0,45 кг/литр орташа мәнін қолданғанда, энергия тығыздығының типік мәндері 22,5 МДж/литр (жоғары жылу мөлшеріне негізделген) немесе 20,3 МДж/литр (төмен жылу мөлшеріне негізделген) болады. СЖҚ-ның көлемдік энергия тығыздығы қысылған табиғи газдың (ҚТГ) шамамен 2,4 есесіне тең, бұл табиғи газды кемемен СЖҚ түрінде тасымалдауды экономикалық жағынан тиімді етеді. СЖҚ-ның энергия тығыздығы пропан мен этанолға шамалас, бірақ дизельдікінен 60 пайызға, ал бензиндікінен 70 пайызға төмен.

Тарих

Газдардың қасиеттерін зерттеу тәжірибелері 17 ғасырдың басында басталды. XVII ғасырдың ортасында Роберт Бойль газдардың қысымы мен көлемі арасындағы кері байланысты анықтады. Сол кезде Гийом Амонтон газға температураның әсерін зерттеуге кірісті. Келесі 200 жыл бойы газға қатысты түрлі тәжірибелер жүргізілді. Осы кезеңде газдарды сұйытуға күш-жігер жұмсалды. Газдардың табиғаты туралы көптеген жаңа деректер ашылды. Мысалы, XIX ғасырдың басында Каньяр де ла Тур газды сұйыту мүмкін емес болатын температураның бар екенін көрсетті. XIX ғасырдың ортасында барлық газдарды сұйытуға басымдық берілді. Майкл Фарадей, Джеймс Джоул және Уильям Томсон (Лорд Кельвин) сияқты көптеген ғалымдар осы салада тәжірибелер жүргізді. 1886 жылы Карол Олзевский табиғи газдың негізгі құрамы – метанді сұйытты. 1900 жылға дейін гелийден басқа барлық газдар сұйытылды, гелий 1908 жылы сұйытылды. АҚШ-та табиғи газды алғашқы ірі масштабта сұйыту 1918 жылы жүзеге асты, онда АҚШ үкіметі гелийді алу үшін табиғи газды сұйытты, гелий кейбір табиғи газдың шағын құрамдас бөлігі болып табылады. Бұл гелийді Бірінші дүниежүзілік соғыста қолданылатын британдық дирижабльдерінде пайдалану үшін арналған еді. Сұйытылған табиғи газ (СЖГ) сақталмады, керісінше қайта газдандырылып, дереу газ құбырларына жіберілді. Табиғи газды сұйытуға қатысты негізгі патенттер 1915 және 1930-жылдардың ортасына жатады. 1915 жылы Годфри Кэбот сұйық газдарды өте төмен температурада сақтау әдісін патенттеді. Ол сыртқы резервуардың ішінде суық ішкі резервуарды қамтитын, резервуарлар оқшаулау арқылы бөлінген термос бөтелкесі сияқты конструкциядан тұрады. 1937 жылы Ли Тьюми табиғи газды ірі көлемде сұйыту процесіне патент алды. Мақсаты – табиғи газды сұйық күйде сақтау, осылайша суық күндерде энергия жүктемесінің жоғарылауын теңдеуге пайдалану. Атмосфералық қысымда табиғи газды газ күйінде сақтау тиімсіз. Алайда, сұйытылған кезде оны 1/600 көлемде сақтауға болады. Бұл оны сақтаудың тиімді тәсілі, бірақ газды сақтау қажет. Табиғи газды ірі көлемде сұйытудың екі процесі бар. Біріншісі – каскадтық процесс, онда табиғи газ басқа газбен суытылады, ол өз кезегінде тағы бір газбен суытылады, сондықтан бұл процесс «каскадтық» деп аталады. Сұйық табиғи газ циклына дейін әдетте екі каскадтық цикл болады. Екінші әдіс – Линде процесі, кейде Клод процесі деп аталатын Линде процесінің өзгеруі қолданылады. Бұл процесте газ сұйықталатын температураға дейін суытылғанға дейін оны тесіктен үнемі өткізіп, кеңейту арқылы қалпына келтіріледі. Бұл процесті Джеймс Джоул мен Уильям Томсон әзірледі және ол Джоул-Томсон эффектісі деп аталады. Ли Тьюми патенттерінде каскадтық процесті қолданды.

Experiments on the properties of gases started early in the 17th century. By the middle of the seventeenth century Robert Boyle had derived the inverse relationship between the pressure and the volume of gases. About the same time, Guillaume Amontons started looking into temperature effects on gas. Various gas experiments continued for the next 200 years. During that time there were efforts to liquefy gases. Many new facts about the nature of gases were discovered. For example, early in the nineteenth century Cagniard de la Tour showed there was a temperature above which a gas could not be liquefied. There was a major push in the mid to late nineteenth century to liquefy all gases. A number of scientists including Michael Faraday, James Joule, and William Thomson (Lord Kelvin) did experiments in this area. In 1886 Karol Olszewski liquefied methane, the primary constituent of natural gas. By 1900 all gases had been liquefied except helium, which was liquefied in 1908. The first large scale liquefaction of natural gas in the U. S. was in 1918 when the U. S. government liquefied natural gas as a way to extract helium, which is a small component of some natural gas. This helium was intended for use in British dirigibles for World War I. The liquid natural gas (LNG) was not stored, but regasified and immediately put into the gas mains. The key patents having to do with natural gas liquefaction date from 1915 and the mid 1930s. In 1915 Godfrey Cabot patented a method for storing liquid gases at very low temperatures. It consisted of a Thermos bottle type design which included a cold inner tank within an outer tank; the tanks being separated by insulation. In 1937 Lee Twomey received patents for a process for large scale liquefaction of natural gas. The intention was to store natural gas as a liquid so it could be used for shaving peak energy loads during cold snaps. Because of large volumes it is not practical to store natural gas, as a gas, near atmospheric pressure. However, when liquefied, it can be stored in a volume 1/600th as large. This is a practical way to store it but the gas must be kept at
There are two processes for liquefying natural gas in large quantities. The first is the cascade process, in which the natural gas is cooled by another gas which in turn has been cooled by still another gas, hence named the "cascade" process. There are usually two cascade cycles before the liquid natural gas cycle. The other method is the Linde process, with a variation of the Linde process, called the Claude process, being sometimes used. In this process, the gas is cooled regeneratively by continually passing and expanding it through an orifice until it is cooled to temperatures at which it liquefies. This process was developed by James Joule and William Thomson and is known as the Joule–Thomson effect. Lee Twomey used the cascade process for his patents.

АҚШ-тағы коммерциялық операциялар

Шығыс Огайо газ компаниясы 1940 жылы Огайо штатының Кливленд қаласында толық көлемді коммерциялық СЖҚ зауытын салды, бұл оның серіктес компаниясы – Батыс Вирджиниядағы Hope Natural Gas Company компаниясының сәтті пилоттық зауытын салғаннан кейін болды. Бұл әлемдегі алғашқы осындай зауыт еді. Бастапқыда оның диаметрі шамамен 63 фут болатын үш сферасы болды, онда -260°F температурада СЖҚ сақталды. Әр сфера шамамен 50 миллион куб метр табиғи газға сыйымды. 1942 жылы төртінші цилиндрлі резервуар қосылды, оның сыйымдылығы 100 миллион куб метр газға тең болды. Зауыт үш жыл бойы сәтті жұмыс істеді. Сақталған газ суық ауа райында және қосымша қуат қажет болған кезде газдандырылып, желіге жіберілді. Бұл суық кезеңде кейбір тұтынушыларға газ беруден бас тартудың алдын алды. Кливленд зауыты 1944 жылдың 20 қазанында цилиндрлі резервуардың жарылуынан құлап, зауыт пен жақын жердегі аудандарға мыңдаған галлон СЖҚ төгілді. Газ буланып, өрт шықты, нәтижесінде 130 адам қаза тапты. Өрт СЖҚ нысандарын салуды бірнеше жылға тоқтатты. Алайда, келесі 15 жылда төмен температурадағы қорытпалар және жақсырақ оқшаулау материалдары бойынша жаңа зерттеулер саланың қайта жандануына жағдай жасады. 1959 жылы екінші дүниежүзілік соғыста қолданылған АҚШ-тың "Либерти" кемесі "Methane Pioneer" СЖҚ тасымалдауға қайта жабдықталды және АҚШ-тың Ыңғайлы жағалауынан энергия тапшылығын сезініп жүрген Ұлыбританияға СЖҚ жеткізіп берді. 1964 жылдың маусымында әлемдегі алғашқы СЖҚ тасымалдаушы кемесі – "Methane Princess" пайдалануға берілді. Содан кейін Алжирде ірі табиғи газ кен орны табылды. СЖҚ халықаралық саудасы тез дамыды, СЖҚ Алжир кен орындарынан Франция мен Ұлыбританияға тасымалданды. СЖҚ-ның тағы бір маңызды қасиеті пайда болды. Табиғи газ сұйытылғаннан кейін оны оңай сақтау ғана емес, тасымалдау да оңай болды. Осылайша, энергияны мұнай сияқты, теңіз арқылы СЖҚ түрінде де тасымалдауға болады. АҚШ-тағы СЖҚ индустриясы 1965 жылы бірнеше жаңа зауыттарды салумен қайта жанданды, бұл 1970 жылдарға дейін жалғасты. Бұл зауыттар Кливлендтегідей шыңдарды тегістеу үшін ғана емес, сонымен қатар бұрын табиғи газ болмаған жерлерге базалық жүктемені жеткізу үшін де пайдаланылды. Шығыс жағалауда СЖҚ арқылы энергия импорттау қажеттілігін ескере отырып, бірқатар импорттық нысандар салынды. Алайда, АҚШ-та табиғи газ өндірісінің өркендеуі (2010–2014 жылдар), гидравликалық жарылыс ("фрекинг") арқасында, осы импорттық нысандардың көптегені экспорттық нысандар ретінде қарастырылуда. АҚШ-тың алғашқы СЖҚ экспорты 2016 жылдың басында аяқталды. 2023 жылға қарай АҚШ әлемдегі ең ірі экспорттаушыға айналды, ал қазіргі уақытта салынып жатқан немесе рұқсат етілген жобалар 2027 жылға қарай экспорттық қуатын екі есеге арттырады. Ең ірі экспорттаушылар – Cheniere Energy Inc., Freeport LNG және Venture Global LNG Inc. АҚШ Энергия ақпараттық басқармасының мәліметінше, 2023 жылы АҚШ 4,3 триллион куб метр экспортқа шығарды.

The East Ohio Gas Company built a full scale commercial LNG plant in Cleveland, Ohio, in 1940 just after a successful pilot plant built by its sister company, Hope Natural Gas Company of West Virginia. This was the first such plant in the world. Originally it had three spheres, approximately 63 feet in diameter containing LNG at −260 °F. Each sphere held the equivalent of about 50 million cubic feet of natural gas. A fourth tank, a cylinder, was added in 1942. It had an equivalent capacity of 100 million cubic feet of gas. The plant operated successfully for three years. The stored gas was regasified and put into the mains when cold snaps hit and extra capacity was needed. This precluded the denial of gas to some customers during a cold snap. The Cleveland plant failed on October 20, 1944, when the cylindrical tank ruptured, spilling thousands of gallons of LNG over the plant and nearby neighborhood. The gas evaporated and caught fire, which caused 130 fatalities. The fire delayed further implementation of LNG facilities for several years. However, over the next 15 years new research on low temperature alloys, and better insulation materials, set the stage for a revival of the industry. It restarted in 1959 when a U. S. World War II Liberty ship, the Methane Pioneer, converted to carry LNG, made a delivery of LNG from the U. S. Gulf Coast to energy starved Great Britain. In June 1964, the world's first purpose built LNG carrier, the Methane Princess, entered service. Soon after that a large natural gas field was discovered in Algeria. International trade in LNG quickly followed as LNG was shipped to France and Great Britain from the Algerian fields. One more important attribute of LNG had now been exploited. Once natural gas was liquefied it could not only be stored more easily, but it could be transported. Thus energy could now be shipped over the oceans via LNG the same way it was shipped in the form of oil. The LNG industry in the U. S. restarted in 1965 with the building of a number of new plants, which continued through the 1970s. These plants were not only used for peak shaving, as in Cleveland, but also for base load supplies for places that never had natural gas before this. A number of import facilities were built on the East Coast in anticipation of the need to import energy via LNG. However, a recent boom in U. S. natural gas production (2010–2014), enabled by hydraulic fracturing ("fracking"), has many of these import facilities being considered as export facilities. The first U. S. LNG export was completed in early 2016. By 2023, the U. S. had become the biggest exporter in the world, and projects already under construction or permitted would double its export capacities by 2027. The largest exporters were Cheniere Energy Inc., Freeport LNG, and Venture Global LNG Inc. The U. S. Energy Information Administration reported that the U. S. had exported 4.3 trillion cubic feet in 2023.

СЖҚ өмірлік циклы

Бұл процесс жүйеге кіретін табиғи газдың бастапқы шикізатын алдын ала өңдеуден басталады, онда H2S, CO2, H2O, сынап және жоғары тізбекті көмірсутектер сияқты қоспалар алынады. Бастапқы газ сұйыту бөліміне кіреді, онда ол 145 °C және 163 °C температура аралығына дейін салқындатылады. Қолданылатын қыздыру циклдарының түрі немесе саны және/немесе салқындатқыштар технологияға байланысты өзгеруі мүмкін, бірақ негізгі процесс газды алюминий түтіктерден жасалған спиральдар арқылы айналдыруды және қысылған салқындатқышқа ұшыратуды қамтиды. СЖҚ өндіру және тасымалдау үшін қажетті ең маңызды инфрақұрылым – газды сұйыту және тазарту үшін әрқайсысы дербес бірлік болып табылатын бір немесе бірнеше СЖҚ пойыздарынан тұратын СЖҚ зауыты. Типтік пойыз қысыммен өңдеу аймағынан, пропан конденсаторы аймағынан, метан және этан аймақтарынан тұрады. Қазіргі кезде жұмыс істеп тұрған ең ірі СЖҚ пойызы Қатарда орналасқан, оның жылдық жалпы өндірістік қуаты 7,8 миллион тоннаны (MTPA) құрайды. СЖҚ кемелерге тиеліп, қайта газдандыру терминалына жеткізіледі, онда СЖҚ кеңейіп, газға айналуына мүмкіндік беріледі. Қайта газдандыру терминалдары әдетте жергілікті газ тарату компанияларына (LDC) немесе тәуелсіз электр станцияларына (IPP) газ тарату үшін сақтау және құбыр желісімен байланысты.

Әлемдік сауда

СЖҚ-ның коммерциялық дамуында СЖҚ жеткізушілер бірінші кезекте төменгі деңгейдегі сатып алушыларға сатуды растайды, содан кейін газ бағасын белгілеудің қатаң шарттары мен құрылымы бар ұзақ мерзімді келісімшарттарға (әдетте 20–25 жыл) қол қояды. Тек клиенттер расталғаннан және жаңа жобаны дамыту экономикалық тұрғыдан тиімді деп табылғаннан кейін ғана СЖҚ жобасының демеушілері оның дамуы мен жұмыс істеуіне инвестиция салады. Осылайша, сұйытылған табиғи газды сұйыту бизнесі күшті қаржылық және саяси ресурстары бар қатысушылармен шектеледі. Ірі халықаралық мұнай компаниялары (ХМК) ExxonMobil, Royal Dutch Shell, BP, Chevron, TotalEnergies және Pertamina және Petronas сияқты ұлттық мұнай компаниялары (ҰМК) белсенді қатысушылар болып табылады. СЖҚ әлем бойынша арнайы құрылған теңіз кемелерінде тасымалданады. СЖҚ саудасы жеткізуші мен қабылдау терминалы арасында СПА (сату-сатып алу келісімшарты), ал қабылдау терминалы мен соңғы пайдаланушылар арасында ГСА (газ сату келісімшарты) келісімшартына қол қою арқылы аяқталады. Көптеген келісімшарттардың шарттары DES немесе ex ship болып табылады, бұл газды тасымалдау үшін сатушының жауапкершілігін білдіреді. Кеме жасау құнының төмендеуіне және сатып алушылардың сенімді және тұрақты жабдықтауды қамтамасыз етуге басымдық беруіне байланысты FOB шарттарымен келісімшарттардың саны артты. Мұндай шарттар бойынша сатып алушы, көбінесе кемеге ие немесе тәуелсіз тасымалдаушылармен ұзақ мерзімді чартерлік келісімге қол қояды, ол тасымалдау үшін жауапты болады. СЖҚ сатып алу келісімдері бұрын баға және көлем тұрғысынан аз икемділікпен ұзақ мерзімді болып келді. Егер жылдық келісім-шарт мөлшері расталса, сатып алушы өнімді қабылдап, төлеуге міндетті, немесе қабылдамаса да төлеуге міндетті, бұл "алып немесе төле" (TOP) міндеттемесі деп аталады. 1990 жылдардың ортасында СЖҚ сатып алушылар нарығы болды. Сатып алушылардың сұрауы бойынша СПА көлем және баға тұрғысынан кейбір икемділіктерді қабылдай бастады. Сатып алушылар TOP бойынша жоғары және төмен икемділікке ие болды, ал 16 жылдан кем мерзімге шарттар жасалған қысқа мерзімді СПА қолданысқа енді. Сонымен қатар, жүк тасымалының бағыттары мен арбитражға да рұқсат берілді. ХХІ ғасырдың басында нарық қайтадан сатушыларға қолайлы болды. Алайда сатушылар күрделірек болып, арбитраж мүмкіндіктерін бөлісуді және S қисық бағадан бас тартуды ұсынады. "ОПЕК" табиғи газ эквиваленті ретінде "ОГЭК" құру туралы көп талқылаулар болды. Әлемдегі ең ірі және үшінші табиғи газ қоры бар Ресей мен Катар мұндай қадамды қолдады. 2003 жылға дейін СЖҚ бағасы мұнай бағасын тікелей баяулап қалды. Содан бері Еуропа мен Жапониядағы сұйытылған газ бағасы мұнай бағасынан төмен болды, бірақ СЖҚ мен мұнай арасындағы байланыс күшті болып қала береді. АҚШ пен Ұлыбританиядағы бағалар ұсыныстың өзгеруіне және сақтау көлеміне байланысты күрт өсті, содан кейін төмендеді. 1990 жылдардың соңы мен 2000 жылдардың басында нарық сатып алушыларға қолайлы болды, бірақ 2003 және 2004 жылдардан бері сатушылардың күшті нарығы болып табылады, бағаларды анықтаудағы негізгі өлшем – таза баға. 2019 жылы Global Energy Monitor зерттеулері қазіргі уақытта дамып жатқан жаңа СЖҚ экспорттық және импорттық инфрақұрылымының 1,3 триллион АҚШ долларына дейін тоқтап қалу қаупі бар екенін ескертті, себебі әлемдік газға сұраныс артық болуы мүмкін, әсіресе АҚШ пен Канада үлкен рөл атқарса. АҚШ-тағы конвенциялық емес мұнай мен газдың өсуі АҚШ-та газ бағасының төмендеуіне әкелді. Бұл Азияның мұнайға байланысты газ нарықтарында Генри Хаб индексіне негізделген газ импортын қарастыру туралы талқылауларға әкелді. Ванкуверде өткен жоғары деңгейдегі конференцияда, 2013 жылғы Тынық мұхиты энергетикалық саммитінде Азия мен АҚШ елдерінің саясаткерлері мен сарапшылары осы өңірлер арасындағы СЖҚ сауда қатынастарын талқылады. Қабылдау терминалдары шамамен 40 елде бар, оның ішінде Бельгия, Чили, Қытай, Доминикан Республикасы, Франция, Грекия, Үндістан, Италия, Жапония, Корея, Польша, Испания, Тайвань, Ұлыбритания, АҚШ және т.б. Бахрейн, Германия, Гана, Марокко, Филиппин, Вьетнам және басқа да елдерде жаңа қабылдау (қайта газдандыру) терминалдарын салу жоспарлануда.

In the commercial development of an LNG value chain, LNG suppliers first confirm sales to the downstream buyers and then sign long term contracts (typically 20–25 years) with strict terms and structures for gas pricing. Only when the customers are confirmed and the development of a greenfield project deemed economically feasible, could the sponsors of an LNG project invest in their development and operation. Thus, the LNG liquefaction business has been limited to players with strong financial and political resources. Major international oil companies (IOCs) such as ExxonMobil, Royal Dutch Shell, BP, Chevron, TotalEnergies and national oil companies (NOCs) such as Pertamina and Petronas are active players. LNG is shipped around the world in specially constructed seagoing vessels. The trade of LNG is completed by signing an SPA (sale and purchase agreement) between a supplier and receiving terminal, and by signing a GSA (gas sale agreement) between a receiving terminal and end users. Most of the contract terms used to be DES or ex ship, holding the seller responsible for the transport of the gas. With low shipbuilding costs, and the buyers preferring to ensure reliable and stable supply, however, contracts with FOB terms increased. Under such terms the buyer, who often owns a vessel or signs a long term charter agreement with independent carriers, is responsible for the transport. LNG purchasing agreements used to be for a long term with relatively little flexibility both in price and volume. If the annual contract quantity is confirmed, the buyer is obliged to take and pay for the product, or pay for it even if not taken, in what is referred to as the obligation of take or pay contract (TOP). In the mid 1990s, LNG was a buyer's market. At the request of buyers, the SPAs began to adopt some flexibilities on volume and price. The buyers had more upward and downward flexibilities in TOP, and short term SPAs less than 16 years came into effect. At the same time, alternative destinations for cargo and arbitrage were also allowed. By the turn of the 21st century, the market was again in favor of sellers. However, sellers have become more sophisticated and are now proposing sharing of arbitrage opportunities and moving away from S curve pricing. There has been much discussion regarding the creation of an "OGEC" as a natural gas equivalent of OPEC. Russia and Qatar, countries with the largest and the third largest natural gas reserves in the world, have finally supported such move. Until 2003, LNG prices have closely followed oil prices. Since then, LNG prices in Europe and Japan have been lower than oil prices, although the link between LNG and oil is still strong. In contrast, prices in the US and the UK have recently skyrocketed, then fallen as a result of changes in supply and storage. In the late 1990s and early 2000s, the market shifted for buyers, but since 2003 and 2004, it has been a strong seller's market, with net back as the best estimation for prices

Research from Global Energy Monitor in 2019 warned that up to US$1.3 trillion in new LNG export and import infrastructure currently under development is at significant risk of becoming stranded, as global gas risks becoming oversupplied, particularly if the United States and Canada play a larger role. The current surge in unconventional oil and gas in the U. S. has resulted in lower gas prices in the U. S. This has led to discussions in Asia' oil linked gas markets to import gas based on Henry Hub index. Recent high level conference in Vancouver, the Pacific Energy Summit 2013 Pacific Energy Summit 2013 convened policy makers and experts from Asia and the U. S. to discuss LNG trade relations between these regions. Receiving terminals exist in about 40 countries, including Belgium, Chile, China, the Dominican Republic, France, Greece, India, Italy, Japan, Korea, Poland, Spain, Taiwan, the UK, the US, among others. Plans exist for Bahrain, Germany, Ghana, Morocco, Philippines, Vietnam and others to also construct new receiving (regasification) terminals.

СӨГ жобасының тексерілуі

Базалық жүктеме (ірі масштабты, >1 МТЖС) СЖГ жобаларына табиғи газ қоры, сатып алушылар және қаржыландыру қажет. Инвесторлар мен сатып алушылар үшін дәлелденген технологияны және тәжірибелі мердігерді пайдалану өте маңызды. Қажетті газ қоры: 20 жыл ішінде әр 1 Мтжс СЖГ үшін 1 трлн куб. фут газ қажет. Құрлықтағы, теңіздегі және пойыз желілеріндегі қолданыстар. Отын бактерілерімен және газды қозғалтқышқа жеткізумен байланысты мәселелер бар, бірақ осы алаңдауларға қарамастан, көлік отыны ретінде СЖГ-ға көшу басталды. СЖГ табиғи газбен жүретін көліктер үшін отын ретінде қысылған табиғи газбен тікелей бәсекелеседі, өйткені қозғалтқыштары бірдей. СЖГ жүк көліктері, автобустар, пойыздар және кемелер газ көзіне немесе құбыр желілеріне қол жеткізбейтін шағын, оқшауланған елді мекендерге жүк пен/немесе жолаушылармен бірге СЖГ энергиясын үнемі жеткізу үшін тиімді болуы мүмкін.

ЖЖТ-ны ірі жол жүретін жүк көліктеріне отын ретінде пайдалану

Қытай 2014 жылдың қыркүйегіне қарай жолдарда 1 миллионнан астам сұйытылған табиғи газбен (LNG) жұмыс істейтін көлікке ие болды. АҚШ-та халыққа арналған LNG құю инфрақұрылымын құру жұмыстары жүріп жатыр. Баламалы отынды құю орталықтарын қадағалау сайтының мәліметінше, 2016 жылдың желтоқсанына қарай 84 қоғамдық жүк көліктері үшін LNG құю орталығы жұмыс істеді. Ірі жүк көліктері Лос-Анджелестен Бостонға дейін сапар жасап, әр 500 миль сайын қоғамдық құю станцияларында отын толықтай ала алады. 2013 жылғы Ұлттық жүк тасымалдаушылар тізімінде шамамен 7000 жүк тасымалдаушы станциясы тіркелген, демек, АҚШ-тағы жүк тасымалдаушы станцияларының шамамен 1%-ында LNG қолжетімді. 2014 жылдың желтоқсанына дейін Еуропада LNG отыны мен NGV көліктері кеңінен қолданылмады және LNG автопарк операторлары үшін басты отынға айналатыны күмәнді болды, бірақ 2018 жылдан бергі ағымдағы үрдістер басқаша перспективаны көрсетуде. 2015 жылы Нидерланды көлік секторында LNG-мен жұмыс істейтін жүк көліктерін енгізді. Сонымен қатар, Австралия үкіметі жергілікті өндірілген LNG-ні пайдалану және мемлекетаралық тасымалдау үшін импортталған дизель отынын алмастыру мақсатында LNG магистралін салуды жоспарлап отыр. 2015 жылы Үндістан Керала штатында LNG-мен жұмыс істейтін автоцистерналарды пайдалана отырып, LNG тасымалдауды бастады. 2017 жылы Petronet LNG Үндістанның батыс жағалауында Делиді Тируванантапураммен байланыстыратын, Мұмбаи және Бенгалуру арқылы өтетін 4500 км қашықтықты қамтитын жолдар бойында 20 LNG стансасын салуға кірісті. 2020 жылы Үндістан LNG бағасының төмендеуіне байланысты төрт мегаполисті байланыстыратын 6000 км-лік «Алтын Төртбұрыш» тас жолдары бойында 24 LNG құю стансасын орнатуды жоспарлады. Әлемдегі ең ірі LNG импорттаушысы – Жапония жол көлігі үшін отын ретінде LNG-ні пайдалануға дайын.

Жоғары қуатты, жоғары айналым моментті қозғалтқыштар

Қозғалтқыштың орын ауыстыруы – ішкі жанатын қозғалтқыштың қуатының маңызды факторы. Сондықтан, 2.0 литрлік қозғалтқыш әдетте 1.8 литрлік қозғалтқыштан қуаттырақ болады, бірақ бұл бірдей ауа-отын қоспасы қолданылады деп есептеу керек. Дегенмен, егер кішірек қозғалтқыш энергия тығыздығы жоғары ауа-отын қоспасын пайдаланса (мысалы, турбокомпрессор арқылы), онда ол үлкен қозғалтқыштан, оның ауа-отын қоспасының энергия тығыздығы төмен болса, көп қуат шығара алады. Жоғары қуатты және жоғары айналым моментті қозғалтқыштар үшін энергиясы жоғары ауа-отын қоспасын жасайтын отын артық, себебі кішірек және қарапайым қозғалтқыш сол қуатты өндіре алады. Дәстүрлі бензин және дизельді қозғалтқыштарда ауа-отын қоспасының энергия тығыздығы шектеулі, өйткені сұйық отын цилиндрде жақсы араласпайды. Сонымен қатар, бензин мен дизель отынының қозғалтқыш конструкциясына сәйкес келетін өздігінен тұтану температурасы мен қысымы бар. Қозғалтқыш конструкциясының маңызды бөлігі – цилиндрлердің, сығылу қатынастарының және отын инжекторларының өзара әрекеттесуі, соның арқасында алдын ала тұтанудың алдын алуға болады, бірақ сонымен бірге мүмкіндігінше көп отын инжекторға жіберіліп, жақсы араласып, қуат соққысы кезінде жану процесін аяқтауға уақыт жетеді. Табиғи газ дәстүрлі бензин және дизельді қозғалтқыштардың конструкциясына сәйкес келетін қысым мен температурада өздігінен тұтанбайды, сондықтан ол конструкцияда көбірек икемділікке мүмкіндік береді. Табиғи газдың негізгі құрамы – метан, оның өздігінен тұтану температурасы , ал бензин мен дизель шамамен және сәйкесінше температурада өздігінен тұтанады. Қысылған табиғи газ (CNG) қозғалтқышында отын мен ауаның араласуы тиімдірек, себебі газдар әдетте қысқа мерзімде жақсы араласады, бірақ CNG-нің әдеттегі қысымында отынның өзі бензинге немесе дизельге қарағанда энергиясы аз, сондықтан ауа-отын қоспасының энергия тығыздығы төмен болады. Белгілі бір цилиндрлік орын ауыстыруы бар қозғалтқыш үшін, әдетте, ауамен жабдықталған CNG қозғалтқышы ұқсас орын ауыстыруы бар бензин немесе дизельді қозғалтқыштан аз қуатты болады. Сондықтан турбокомпрессорлар еуропалық CNG автомобильдерінде танымал. Осы шектеулерге қарамастан, 12 литрлік Cummins Westport ISX12G қозғалтқышы – CNG-де жұмыс істейтін қозғалтқыштың мысалы, ол трактор-тиісті жүктемелерді тарта алады, бұл CNG-нің көптеген жол жүк көліктерінде қолданылуы мүмкін екенін көрсетеді. ISX G қозғалтқышының бастапқы нұсқасында ауа-отын энергиясының тығыздығын арттыру үшін турбокомпрессор орнатылған. СЖҚ жоғары қуатты талап ететін қосымшалар үшін CNG-ге қарағанда ерекше артықшылықтар ұсынады, себебі турбокомпрессор қажеттілігін жояды. СЖҚ шамамен температурада қайнайды, сондықтан қарапайым жылу алмастырғышты пайдалану арқылы СЖҚ-ның шағын мөлшерін өте жоғары қысымда, аз немесе мүлдем механикалық энергияны пайдаланбай, газ күйіне айналдыруға болады. Дұрыс жобаланған жоғары қуатты қозғалтқыш осы өте жоғары қысымды, энергиясы жоғары газды отын көзін пайдаланып, СГҚ қозғалтқышымен тиімді жасалатын энергия тығыздығы жоғары ауа-отын қоспасын жасай алады. Нәтижесінде, жоғары қысымды тікелей инъекция технологиясы қолданылғанда, жоғары қуатты қозғалтқыш қосымшаларында CNG қозғалтқыштарымен салыстырғанда жалпы тиімділік жоғары болады. Westport HDMI2 отын жүйесі – жоғары қысымды тікелей инъекциялық жүйенің мысалы, ол тиісті СЖҚ жылу алмастырғышымен жұптастырылған жағдайда турбокомпрессорды қажет етпейді. Volvo Trucks компаниясының 13 литрлік СЖҚ қозғалтқышы – жоғары қысымды технологияны пайдаланатын СЖҚ қозғалтқышының тағы бір мысалы. Westport 7 литрлік немесе одан кіші қозғалтқыштар үшін CNG және 20 мен 150 литрлік қозғалтқыштар үшін тікелей инъекциямен СЖҚ ұсынады. 7 мен 20 литрлік қозғалтқыштар үшін екі нұсқаның бірін де таңдауға болады. NGV Bruxelles – Industry Innovation Session презентациясынан 13-слайдты қараңыз. Мұнай бұрғылау, тау-кен, локомотив және теңіз салаларында жоғары қуатты қозғалтқыштар әзірленуде немесе әзірленді. Пол Бломерус 2025-2030 жылдар аралығында осындай қуатты қозғалтқыштардың әлемдік қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін жылына 40 миллион тонна СЖҚ (шамамен жылына 26,1 миллиард галлон немесе күніне 71 миллион галлон) қажет болуы мүмкін деген қорытындыға келген мақала жазды. 2015 жылдың бірінші тоқсанының соңында Prometheus Energy Group Inc компаниясы соңғы төрт жылда өнеркәсіптік нарыққа 100 миллион галлон СЖҚ жеткізгенін және жаңа клиенттерді қосуды жалғастыратынын мәлімдеді.

Engine displacement is an important factor in the power of an internal combustion engine. Thus a 2.0 L engine would typically be more powerful than an 1.8 L engine, but that assumes a similar air–fuel mixture is used. However, if a smaller engine uses an air–fuel mixture with higher energy density (such as via a turbocharger), then it can produce more power than a larger one burning a less energy dense air–fuel mixture. For high power, high torque engines, a fuel that creates a more energy dense air–fuel mixture is preferred, because a smaller and simpler engine can produce the same power. With conventional gasoline and diesel engines the energy density of the air–fuel mixture is limited because the liquid fuels do not mix well in the cylinder. Further, gasoline and diesel fuel have autoignition temperatures and pressures relevant to engine design. An important part of engine design is the interactions of cylinders, compression ratios, and fuel injectors such that pre ignition is prevented but at the same time as much fuel as possible can be injected, become well mixed, and still have time to complete the combustion process during the power stroke. Natural gas does not auto ignite at pressures and temperatures relevant to conventional gasoline and diesel engine design, so it allows more flexibility in design. Methane, the main component of natural gas, has an autoignition temperature of , whereas gasoline and diesel autoignite at approximately and respectively. With a compressed natural gas (CNG) engine, the mixing of the fuel and the air is more effective since gases typically mix well in a short period of time, but at typical CNG pressures the fuel itself is less energy dense than gasoline or diesel, so the result is a less energy dense air–fuel mixture. For an engine of a given cylinder displacement, a normally aspirated CNG powered engine is typically less powerful than a gasoline or diesel engine of similar displacement. For that reason turbochargers are popular in European CNG cars. Despite that limitation, the 12 litre Cummins Westport ISX12G engine is an example of a CNG capable engine designed to pull tractor–trailer loads up to showing CNG can be used in many on road truck applications. The original ISX G engine incorporated a turbocharger to enhance the air–fuel energy density. LNG offers a unique advantage over CNG for more demanding high power applications by eliminating the need for a turbocharger. Because LNG boils at approximately , by using a simple heat exchanger a small amount of LNG can be converted to its gaseous form at extremely high pressure with the use of little or no mechanical energy. A properly designed high power engine can leverage this extremely high pressure, energy dense gaseous fuel source to create a higher energy density air–fuel mixture than can be efficiently created with a CNG powered engine. The result when compared to CNG engines is more overall efficiency in high power engine applications when high pressure direct injection technology is used. The Westport HDMI2 fuel system is an example of a high pressure direct injection system that does not require a turbocharger if paired with an appropriate LNG heat exchanger. The Volvo Trucks 13 litre LNG engine is another example of an LNG engine leveraging advanced high pressure technology. Westport recommends CNG for engines 7 litres or smaller and LNG with direct injection for engines between 20 and 150 litres. For engines between 7 and 20 litres either option is recommended. See slide 13 from their NGV Bruxelles – Industry Innovation Session presentation. High power engines in the oil drilling, mining, locomotive, and marine fields have been or are being developed. Paul Blomerus has written a paper concluding as much as 40 million tonnes per annum of LNG (approximately 26.1 billion gallons/year or 71 million gallons/day) could be required just to meet the global needs of such high power engines by 2025 to 2030. As of the end of first quarter of 2015, Prometheus Energy Group Inc claimed to have delivered over 100 million gallons of LNG to the industrial market within the previous four years and is continuing to add new customers.

СЖҚ-ны теңізде пайдалану

Кейбір порттарда жүк көлігі арқылы кемеге жанармай құю арқылы сұйытылған табиғи газды (LNG) пайдалану жүйесі орнатылды. Егер LNG жеткізілімі болса, мұндай LNG жанармайын іске асыру оңай. "Фидер" және жақын қашықтықтағы теңіз тасымалы компаниясы Unifeeder 2017 жылдың соңында әлемдегі алғашқы LNG-мен жұмыс істейтін контейнер тасымалдау кемесі Wes Amelie-ді пайдалануға берді, ол Роттердам порты мен Балтық елдері арасында апта сайынғы кесте бойынша жүзеді. Контейнер тасымалы компаниясы Maersk Group LNG-мен жұмыс істейтін контейнер тасымалдау кемелерін енгізуге шешім қабылдады. DEME тобы Wärtsilä компаниясымен "Antigoon" класындағы жаңа буын кездіру кемесін қос отынды (DF) қозғалтқыштармен жабдықтауға келісім жасасты. Флорида штатының Джексонвилл қаласындағы Crowley Maritime компаниясы 2018 және 2019 жылдары екі LNG-мен жұмыс істейтін ConRo кемесін – Coquí және Taino-ны іске қосты. 2014 жылы Shell компаниясы арнайы LNG жанармай құю кемесіне тапсырыс берді. Ол 2017 жылдың жазында Роттердамда пайдалануға берілуі жоспарланған.

Халықаралық теңіз кемелерінен ластануды қорғау жөніндегі халықаралық конвенция (MARPOL), IMO қабылдаған, 2020 жылдан бастап халықаралық суларда және осы регламентті қабылдаған елдердің жағалау аймақтарында кемелердің отын (бункерлік отын, дизель және т.б.) құрамындағы күкірт мөлшері 0,5%-дан аспауы тиіс екенін міндеттейді. Теңіз тасымалы саласында жоғары күкіртті бункерлік отынды күкіртсіз LNG-мен ауыстыру қажет, себебі төмен күкіртті сұйық отын LNG-ге қарағанда қымбат. Жапония 2020 жылға қарай LNG-ны бункерлік отын ретінде пайдалануды жоспарлап отыр. Әлемдегі ең ірі тау-кен компанияларының бірі BHP 2021 жылдың соңына дейін LNG-мен жұмыс істейтін минералдық тасымалдау кемелерін пайдалануға беруді көздеп отыр. 2021 жылдың қаңтар айында 175 теңізге шығатын LNG-мен жұмыс істейтін кеме пайдалануда болды, ал тағы 200 кемеге тапсырыс берілді.

Теміржолда сұйытылған табиғи газды пайдалану

Флорида Шығыс жағалауы темір жолы 24 GE ES44C4 локомотивін табиғи газ отынында жұмыс істеуге бейімдеген.

Сауда

СЖҚ-ның әлемдік саудасы 1970 жылы көлемі незнарлы болғаннан бастап, 2020 жылға қарай әлемдік деңгейде маңызды көлемге жетеді деп күтілуде. 2014 жылы мұнайдың күндік немесе жылдық өндірісінің көрсеткіштері мынадай болды. 1970 жылы әлемдік СЖҚ саудасы 3 миллиард текше метрді (0,11 квад) құрады. 2011 жылы ол 331 миллиард текше метрге (11,92 квад) жетті. E&Y болжамы бойынша, 2020 жылға қарай СЖҚ сұранысы 400 миллион тоннаға (19,7 квад) жете алады. Егер осы болжам расталса, СЖҚ нарығы әлемдік мұнай нарығының шамамен 10 пайызын құрайды, ал бұл көрсеткіш құдықтан тікелей тұтынушыға құбыр арқылы жеткізілетін табиғи газдың үлкен бөлігін қамтымайды. 2004 жылы СЖҚ әлемдік табиғи газ сұранысының 7 пайызын құрады. 1995 жылдан 2005 жылға дейінгі кезеңде жылына 7,4 пайыздық өсімді көрсеткен СЖҚ әлемдік саудасы одан әрі едәуір өседі деп күтілуде. 2005 жылдан 2020 жылға дейінгі кезеңде СЖҚ саудасының жылына 6,7 пайызға өсуі күтілуде. СЖҚ саудасының көлемі 2005 жылы 142 миллион тоннадан 2006 жылы 159 миллион тоннаға, 2007 жылы 165 миллион тоннаға, 2008 жылы 171 миллион тоннаға, 2010 жылы 220 миллион тоннаға, 2013 жылы 237 миллион тоннаға, 2016 жылы 264 миллион тоннаға және 2017 жылы 290 миллион тоннаға дейін өсті. Осы сауданың көп бөлігі елдер арасындағы саудаға жұмсалды. Келесі бірнеше жылда СЖҚ саудасының көлемі айтарлықтай ұлғаяды деп күтілуде. 2021 жылдың қараша айында АҚШ өндірушісі Venture Global LNG, Қытайдың мемлекеттік Sinopec компаниясымен сұйытылған табиғи газды жеткізу бойынша 20 жылдық келісімшартқа қол қойды. Қытайдың АҚШ-тан табиғи газ импорты екі еседен астам артады. 2021 жылы АҚШ-тың Қытай мен Азияның басқа елдеріне сұйытылған табиғи газ экспорты өсті, себебі Азиялық сатып алушылар еуропалық импорттаушыларға қарағанда жоғары баға төлеуге дайын болды. Алайда, 2022 жылы жағдай өзгерді, АҚШ-тың СЖҚ-ның көп бөлігі Еуропаға бағытталды. АҚШ-тың СЖҚ экспорттық келісімшарттары көбінесе 15-20 жылға жасалады. Мексика шығанағындағы жобалар іске қосылуына байланысты АҚШ-тың экспорты 2024 жылы тәулігіне 13,3 миллиард куб футка дейін жетеді деп күтілуде.

Импорт

1964 жылы Ұлыбритания мен Франция алғаш рет сұйытылған табиғи газ саудасына кірісіп, Алжирден газ сатып алды, бұл энергияның жаңа дәуірін баяндады. 2014 жылы 19 ел сұйытылған табиғи газ (СЖҚ) экспорттады, оның ішінде СЖҚ үлесі шағын болғанымен, қарқынды өсіп келеді. Осы өсімнің көп бөлігі таза отынға деген қажеттілік және мұнай бағасының жоғары болуына байланысты (негізінен жылу және электр энергиясын өндіру салаларында) туындаған алмастыру эффектісінен көрінеді. Жапония, Оңтүстік Корея, Испания, Франция, Италия және Тайвань энергия тапшылығына байланысты үлкен көлемде СЖҚ импорттайды. 2005 жылы Жапония 58,6 миллион тонна СЖҚ импорттады, бұл сол жылы әлемдік СЖҚ саудасының шамамен 30 пайызын құрады. Сондай-ақ 2005 жылы Оңтүстік Корея 22,1 миллион тонна, ал 2004 жылы Тайвань 6,8 миллион тонна импорттады. Бұл үш ірі сатып алушы әлемдік СЖҚ сұранысының шамамен үштен екісін қамтиды. Сонымен қатар, Испания 2006 жылы 8,2 миллион тоннаға жуық СЖҚ импорттады, бұл оны үшінші ірі импортшыға айналдырды. Франция да Испаниямен шамамен бірдей көлемде импорт жасады. 2011 жылдың наурыз айындағы Фукусима атом электр станциясындағы апаттан кейін Жапония ірі импортшыға айналып, жалпы импорттың үштен бір бөлігін құрады. 2012 жылы Еуропадағы СЖҚ импорты 30 пайызға төмендеді, ал 2013 жылы тағы 24 пайызға төмендеді, себебі Оңтүстік Америка және Азия импортшылары жоғары төлем жасады. Еуропалық СЖҚ импорты 2019 жылы рекордтық деңгейге жетті, 2020 және 2021 жылдары жоғары деңгейде сақталды және 2022 жылы одан да артты. 2017 жылы әлемдік СЖҚ импорты 289,8 миллион тоннаға жетті. 2017 жылы әлемдік СЖҚ сұранысының 72,9 пайызы Азияда орналасқан.

Жүкті басқа жаққа аудару

ЖСМ келісімдеріне сәйкес, ЖСМ алдын ала келісілген бағыттарға жіберіледі және оның бағытын өзгертуге рұқсат етілмейді. Дегенмен, егер Сатушы мен Сатып алушы өзара келісімге келсе, жүк бағытын өзгертуге рұқсат етіледі, бірақ мұндай өзгертуден туындаған қосымша пайданы айыппұл төлеп бөлісу шартымен. Құны жоғары жобаларды ескермегенде, 2002-2012 жылдар аралығындағы 120%-дық өсім UCCI индексі бойынша мұнай және газ саласындағы өсу қарқынымен үйлеседі. Алайда, 2012 жылға қарай бұл ЖСМ нарығындағы материалдар мен еңбек күшіне деген сұраныстың артуымен толық өтелді.

Шағын көлемді сұйыту қондырғылары

Шағын көлемді сұйыту қондырғылары табиғи газ құбырларындағы өнімділікті теңестіруге, көліктік отын ретінде пайдалануға немесе құбырларға қосылмаған шалғай аймақтарға табиғи газ жеткізуге ыңғайлы. Олар әдетте ықшам өлшемді болады, табиғи газ құбырынан жабдықталады және сұйылтылған табиғи газ (СТГ) қолданылатын жерге жақын орналасқан. Бұл жақындық тұтынушылар үшін тасымалдау және СТГ өнімдерінің құнын төмендетеді. Сонымен қатар, ұзақ тасымалдау кезінде туындайтын парниктік газдар шығарындыларын азайтады. Шағын көлемді СТГ зауыты сонымен қатар жергілікті өнімділікті теңестіруге мүмкіндік береді – табиғи газдың жоғары және төмен сұраныс кезеңдеріндегі қолжетімділігін реттейді. Бұған қоса, газ құбырына қол жеткізе алмайтын елді мекендерге жергілікті тарату жүйелерін орнатып, оларды сақталған СТГ-мен қамтамасыз етуге болады.

Генри Хаб Плюс

Кейбір сұйытылған газ сатып алушылары болашақ АҚШ-тан келетін жүктерге қатысты "Генри Хаб" бағасына байланысты бағамен келісімшарттарға қол қойды. Cheniere Energy компаниясының СПГ экспорттық келісімшарт бағасы тұрақты төлемнен (сұйытуға арналған төлем) және СПГ-нің әр миллион британдық жылу бірлігі үшін Henry Hub бағасының 115%-ынан тұрады. Cheniere келісімшарттарындағы төлем мөлшері әртүрлі: 2011 жылы BG Group компаниясымен, 2012 жылы Испанияның GNF компаниясымен, ал 2013 жылы Оңтүстік Кореяның Kogas және Centrica компанияларымен келісімдер жасалды.

Мұнай теңдігі

Мұнай теңдігі – мұнай эквиваленті барреліне (BOE) негізделген шикі мұнай бағасына тең келетін табиғи газ бағасы. Егер табиғи газ бағасы BOE-мен есептелгенде шикі мұнай бағасынан жоғары болса, онда бұл жағдай мұнай теңдігінің бұзылуы деп аталады. 0,1724 коэффициенті толық мұнай теңдігін қамтамасыз етеді. Көбінесе табиғи газ бағасы BOE-мен шаққанда шикі мұнай бағасынан төмен болады. 2009 жылы, әсіресе Шығыс Азиядағы бірнеше спот-жүк саудаларында мұнай теңдігі толық мұнай теңдігіне жақындады, тіпті одан да асып кетті. 2016 жылдың қаңтар айында Brent шикі мұнайының бағасы (≤32 АҚШ доллары/баррель) күрт төмендеген кезде табиғи газдың спот бағасы мұнай теңдігін бұзды. 2016 жылдың маусым айының соңына қарай табиғи газ бағасы мұнай бағасынан шамамен 50%-ға төмендеді, осылайша көлік секторында дизель отынынан және газ майынан экономикалық жағынан тиімдірек болды.

S-керісі

СЖГ саудасының көп бөлігі ұзақ мерзімді келісімшарттармен реттеледі. Көптеген формулалар S қисығын қамтиды, онда баға формуласы белгілі бір мұнай бағасының жоғары және төмен деңгейінде өзгеше болады, бұл сатып алушы үшін жоғары мұнай бағасының, ал сатушы үшін төмен мұнай бағасының әсерін азайтуға бағытталған. СЖГ-ның спот бағасы ұзақ мерзімді мұнай бағасына индекстелген келісімшарттардан арзан болған жағдайда, СЖГ-ның ең пайдалы қолданылуы – қымбат бензин мен дизельді тұтынуды алмастыру үшін мобильді қозғалтқыштарды қуатпен қамтамасыз ету болып табылады. Шығыс Азиядағы көптеген СЖГ келісімшарттарында баға формуласы Жапонияға импортталатын шикі мұнайдан құралған «Жапон шикі мұнай коктейлі» (JCC) деп аталатын себетке индекстеледі. Индонезиялық СЖГ келісімшарттарында баға формуласы Индонезияның шикі мұнай бағасына (ICP) байланысты. Еуропа континентінде бағаны индекстеудің біркелкі форматы жоқ, және ол келісімшарттан келісімшартқа өзгереді. Brent шикі мұнай бағасы (B), ауыр отын майы бағасы (HFO), жеңіл отын майы бағасы (LFO), дизель отыны бағасы (GO), көмір бағасы, электр энергиясы бағасы және кейбір жағдайларда тұтынушы мен өндіруші бағаларының индекстері – бұл баға формулаларының индекстеу элементтері болып табылады.

Бағаны қайта қарау

Көбінесе, тараптарға СЖҚ СПА-да бағаны қайта қарауға немесе бағаны жаңадан келісуге мүмкіндік беретін тармақ болады. Кейбір шарттарда бағаны қайта қараудың екі түрі қарастырылған: тұрақты және ерекше. Тұрақты түрлері – СЖҚ СПА-да бағаны қарау мақсатында келісіліп, нақты белгіленген мерзімдер.

Әлемдегі табиғи газдың бағасы

Ел/аумақАҚШ$/кВтсағатКүніКөздерИран0.001109 03 2023Әлжір0.003109 03 2023Аргентина0.006109 03 2023Ресей0.007109 03 2023Беларусь0.007109 03 2023Бангладеш0.011109 03 2023Бахрейн0.013109 03 2023Әзербайжан0.014109 03 2023Түркия0.019109 03 2023Малайзия0.027109 03 2023Тайвань0.029109 03 2023Мажарстан0.029109 03 2023Тунис0.029109 03 2023Сербия0.033109 03 2023Украина0.035109 03 2023Канада0.038109 03 2023Колумбия0.043109 03 2023Оңтүстік Корея0.049109 03 2023Словакия0.051109 03 2023Америка Құрама Штаттары0.055109 03 2023Жаңа Зеландия0.060109 03 2023Австралия0.076109 03 2023Мексика0.079109 03 2023Барбадос0.090109 03 2023Польша0.091109 03 2023Жапония0.109109 03 2023Болгария0.112109 03 2023Ирландия0.113109 03 2023Португалия0.127109 03 2023Чили0.129109 03 2023Франция0.133109 03 2023Бельгия0.139109 03 2023Гонконг0.144109 03 2023Грекия0.145109 03 2023Швейцария0.151109 03 2023Ұлыбритания0.169109 03 2023Сингапур0.172109 03 2023Чехия0.174109 03 2023Испания0.182109 03 2023Германия0.185109 03 2023Италия0.185109 03 2023Бразилия0.207109 03 2023Австрия0.210109 03 2023Дания0.220109 03 2023Швеция0.333109 03 2023Нидерланд0.360109 03 2023

Сақтау

Қазіргі заманғы СЖГ сақтау резервуарлары әдетте толық қоршау типінде болады, олардың сыртқы қабырғасы керілген бетоннан, ал ішкі резервуары жоғары никельді болаттан жасалған, қабырғалар арасында өте тиімді жылу оқшаулау орнатылған. Ірі резервуарлар төмен биіктік/ені қатынасына ие, цилиндр пішіндес және күмбезді болат немесе бетон шатырымен жабдықталған. Кейде сақтау үшін көбінесе қымбатқа түсетін жер асты резервуарлары қолданылады. Шағын көлемдегі СЖГ (мысалы, және одан кем) көлденең немесе тік, вакуумдық қаптамалы, қысымды ыдыстарда сақталуы мүмкін. Мұндай резервуарлардағы қысым 50 кПа-дан төмен немесе одан жоғары болуы мүмкін. СЖГ қысымға қарамастан, сұйық күйде қалу үшін салқын температурада ұсталуы тиіс. Тиімді жылу оқшаулауға қарамастан, СЖГ-ге жылудың енуіне және оның булануына әкелетін жылу шығыны болмай қоймайды. Бұл булану газы СЖГ-ні салқын ұстауға көмектеседі (төмендегі "Тоңазыту" бөлімін қараңыз). Булану газы әдетте қысылып, табиғи газ ретінде экспортталады немесе қайта сұйытылып, сақтауға қайтарылады.

Көлік

СЖМ арнайы жасалған, қос қабырғалы кемелерде тасымалданады, мұнда жүк жүйелері зақымданудан немесе ағудан қорғалады. СЖМ кемесінің мембраналық жүк резервуарларының тұтастығын тексеру үшін бірнеше арнайы тестілеу әдістері қолжетімді. Танкерлердің әрқайсысының құны шамамен 200 миллион АҚШ долларын құрайды. СЖМ цистерналық жүк көліктері, теміржол цистерналары және арнайы құрылған, СЖМ тасымалдаушылар деп аталатын кемелер арқылы тасымалданады. Танкердің сыйымдылығын арттыру үшін СЖМ кейде криогендік температураға дейін салқындатылады. Бірінші коммерциялық кемеден кемеге (STS) ауыстыру 2007 жылдың ақпан айында Scapa Flow-дағы Flotta нысанында жүзеге асырылды, онда 132,000 м3 СЖМ Excalibur және Excelsior кемелері арасында ауыстырылды. Мексика шығанағында бельгиялық газ тасымалдаушысы Exmar Shipmanagement компаниясы да ауыстыруды жүзеге асырды, ол дәстүрлі СЖМ тасымалдаушыдан СЖМ қайта газдандыру кемесіне (LNGRV) СЖМ ауыстыруды қамтыды. Осы коммерциялық тәжірибеден бұрын, СЖМ тек бірнеше рет кемелер арасында жағдайға байланысты ауыстырылған. Халықаралық газ тасымалдаушылар мен терминал операторларының қауымдастығы (SIGTTO) – бүкіл әлемдегі СЖМ операторларына жауапты ұйым және теңізде СЖМ-ді қауіпсіз тасымалдау туралы білімді таратуға тырысады. СЖМ кемелерінен басқа, СЖМ кейбір ұшақтарда да қолданылады.

Терминалдар

Сұйытылған табиғи газ табиғи газды ұзақ қашықтыққа, көбінесе теңіз арқылы тасымалдау үшін қолданылады. Көп жағдайда, СЖҚ терминалдары эксклюзивті түрде СЖҚ экспорттау немесе импорттау үшін салынған арнайы порттар болып табылады. Ұлыбритания жылына 50 миллиард текше метрге дейін СЖҚ импорттауға қабілетті.

Тоңазыту

Изоляция қаншалықты тиімді болса да, сұйытылған газды өзіндік жеткілікті түрде суық ұстай алмайды. Сөзсіз, жылудың ағып кетуі сұйытылған табиғи газды жылытып, буландырады. Өнеркәсіптік тәжірибе бойынша сұйытылған табиғи газ қайнап тұратын криоген ретінде сақталады. Яғни, сұйықтық сақталатын қысымға (атмосфералық қысымға) сәйкес қайнау температурасында сақталады. Бу шыққанда, фазалық өзгеріске жұмсалатын жылу қалған сұйықтықты салқындатады. Изоляция өте тиімді болғандықтан, температураны сақтау үшін салыстырмалы түрде аз көлемде бу шығару қажет. Бұл құбылыс авторефрижерация деп те аталады. Құрлықтағы СЖГ сақтау резервуарларынан шыққан бу әдетте қысымдалып, табиғи газ құбыр желілеріне жіберіледі. Кейбір СЖГ тасымалдаушылары отын ретінде буды пайдаланады.

Қоршаған ортаны қорғау

Табиғи газ энергия бірлігіне ең төменгі СО2 шығарылым деңгейіне ие болғандықтан және жоғары тиімділіктегі комбинирленген циклды электр станцияларында қолдануға жарамды болғандықтан, ең аз қоршаған ортаға зиянды қазба отын деп санауға болады. Бірдей мөлшердегі жылуды өндіру үшін табиғи газды жағу мұнайды жағуға қарағанда шамамен 30 пайызға аз, ал көмірді жағуға қарағанда 45 пайызға аз көмірқышқыл газын шығарады. Биометан шамамен бейтарап саналады және көптеген шығарындылар мәселелерін болдырмайды. Сұйытылған күйде (ЖСМ ретінде) ол СЖМ сияқты функцияларды атқарады. Бір километрге тасымалдау есебімен қарағанда, СЖМ-нен шығатын эмиссиялар құбыр арқылы тасымалданатын табиғи газға қарағанда төмен, бұл Еуропа үшін ерекше мәселе, себебі газдың көп бөлігі Ресейден мыңдаған километрлерге құбырлар арқылы тасымалданады. Дегенмен, СЖМ ретінде тасымалданатын табиғи газдың эмиссиясы, өңірлік өндірілген және жану нүктесіне құбыр арқылы жеткізілетін табиғи газға қарағанда жоғары болуы мүмкін, себебі соңғысы үшін тасымалдаумен байланысты эмиссиялар төмендеуі мүмкін. Алайда, АҚШ-тың батыс жағалауында, АҚШ-тың фрекинг бумына дейін үш жаңа СЖМ импорт терминалы ұсынылған болатын, сол кезде Pacific Environment, Ratepayers for Affordable Clean Energy (RACE) және Rising Tide сияқты экологиялық топтар оларға қарсылық көрсетті. Олардың пікірінше, табиғи газ электр станциялары көмірмен жұмыс істейтін электр станциясынан шамамен екі есе аз көмірқышқыл газын шығарады, бірақ СЖМ өндіру және тасымалдау үшін қажетті табиғи газды жағу, табиғи газды жағудан 20-40 пайызға көп көмірқышқыл газын шығарады. 2015 жылы сарапшылармен тексерілген зерттеу АҚШ-та өндірілген және Еуропа немесе Азияда қолданылатын СЖМ-нің толық өмірлік циклын бағалады. Зерттеу нәтижесінде, басқа қазба отындардың өндірісінің азаюына байланысты әлемдік өндіріс төмендеуі мүмкін деген қорытындыға келді. Кейбір ғалымдар мен жергілікті тұрғындар Польшаның жер астындағы СЖМ сақтау инфрақұрылымының Балтық теңізіндегі теңіз жануарларына тигізетін әсеріне қатысты алаңдаушылық білдірді. Ұқсас алаңдаушылықтар Хорватияда да туындады.

Қауіпсіздік мәселелері

2018 жылдың 8 мамырында АҚШ Иранмен жасалған Біртұтас жан-жақты әрекет жоспарынан шығып, Иранның ядролық бағдарламасына қатысты санкцияларын қайта қолданды. Жауап ретінде Иран халықаралық тасымал үшін Хормуз бұғазын жабу мүмкіндігін айтты. Хормуз бұғазы – Ближней Шығыс өндірушілерінен әлемдік сұйытылған табиғи газдың (LNG) үштен бірі өтетін стратегиялық маршрут. 2024 жылдың қаңтарында Йемендегі хуситтерге қарсы АҚШ бастаған әуе шабуылдарынан кейін, Баб-эль-Мандеб бұғазындағы тәуекелдер артқандықтан Катар бұл бұғаз арқылы сұйытылған табиғи газ тасымалдайтын танкерлерді тоқтатты. LNG танкерлері соғыс аймағынан қашу үшін Африканы Жақсы Үміт мүйісі арқылы айналып өтуге мәжбүр болды.