Чудо-технологии российского СПГ: достижения и планы. Борис Марцинкевич

Это вторая часть статьи. Первая часть опубликована здесь Перспективы и темпы локализации производства СПГ-оборудования У нас на глазах, в режиме онлайн, в экономике России рождается совершенно новый для нас вид бизнеса – не так часто у нас происходят такие события. Бизнес, связанный с производством СПГ, имеет достаточно много составляющих: нужно добыть природный газ, доставить его до производственных линий, провести все технологические операции. Конечную продукцию – СПГ – нужно перегрузить в танки судов-газовозов, что тоже далеко не тривиальная операция. Красивые «банки сгущенки», настоящее произведение искусства от технических дизайнеров «Ямал-СПГ» – очень непростые конструкции, стоимость которых составляет 20% от общей сметы завода. В них необходимо поддерживать температуру в -162 градуса Цельсия, они оснащены криогенными насосами, все это оборудование требует очень серьезных энергозатрат. Танкеры Yamalmax DAT – единственные в своем роде суда, способные обеспечивать транспортировку СПГ в суровых условиях Арктики по Северному морскому пути (далее – СМП). В силу того, что в советские времена мы не занимались крупнотоннажным производством СПГ, в настоящее время и Газпром на проекте «Сахалин-2», и НОВАТЭК на проекте «Ямал-СПГ» вынуждены пользоваться иностранными технологиями, но это не отменяет необходимость добиваться локализации производства оборудования. По информации НОВАТЭКа при реализации проекта «Ямал-СПГ» удалось добиться 50% локализации, что для дебютного завода достаточно неплохой результат. Сметная стоимость «Ямал-СПГ» превышает 20 млрд долларов, а это значит, что российские компании получили различных заказов более, чем на 10 млрд долларов – согласитесь, это серьезная причина для того, чтобы внимательнее присмотреться к тому, как будет происходить дальнейшая локализация. НОВАТЭК планирует, что при реализации следующего проекта, «Арктик СПГ-2», локализация выйдет на уровень 65-70%, и уже сейчас очевидно, что «Арктик СПГ-2» не будет последним российским крупнотоннажным проектом. Уже получено одобрение Главгосэкспертизы на проект газового кластера в порту Усть-Луги – в числе прочего, Газпром будет строить СПГ-завод мощностью 13 млн тонн в год. НОВАТЭК продолжает консолидацию лицензий на разведку и разработку газовых месторождений на полуострове Гыдан под проект «Арктик СПГ-1», Роснефть намерена самостоятельно осваивать газовые месторождения в рамках проекта «Восток Ойл», чтобы полномасштабно присоединиться к отечественному СПГ-бизнесу. Следовательно, количество заказов машиностроительным предприятиям будет увеличиваться, и разовым событием это уже точно не станет. От арктических контейнеровозов к арктическим газовозам Строительство танкеров-газовозов для арктических проектов России необходимо было осваивать уже в связи с проектом «Ямал-СПГ», и это – еще одна новая отрасль в нашей экономике. Дело в том, что тяжелое гражданское судостроение во времена СССР своего развития в нашей стране не имело, заказы диверсифицировались в рамках СЭВ (Совета Экономической Взаимопомощи). Ответом на этот вызов становится судостроительный комплекс «Звезда», строительство второй очереди в городе Большой Камень которого выходит на конечные этапы. Yamalmax DAT – это не просто грузовые суда усиленного ледового класса, что, впрочем, очевидно уже по аббревиатуре. DAT – double acting tanker, «танкер двойного действия»: по чистой воде это судно идет носом вперед, развивая скорость до 19,5 узлов (36 километров в час), а ледовые поля толщиной до 1,7 метра преодолевает вперед кормой со скоростью до 5,5 узлов (около 10 км в час). Такое движение возможно только в случае применения AZIPOD, AZmulthing electric POdded Drive, винторулевых колонок, отдельный привод которых может разворачивать их даже не на 180, а на 360 градусов. Такие движители были разработаны в начале этого века для пассажирских судов – для того, чтобы улучшить маневренные характеристики, а вот первое грузовое судно, на котором в 2006 году были установлены AZIPOD, носит название «Норильский никель». По заказу компании «Норникель» проект арктического контейнеровоза был разработан знаменитой на весь полярный мир финской компанией Acer Arctic, на ее верфях был построен головной корабль серии. Серийные арктические контейнеровозы ледового класса Arc7 строились в Германии, на верфях города Висмар (2008 год – «Талнах», «Мончегорск» и «Заполярный», 2009 год – «Надежда», 2011 год – арктический танкер «Енисей»). «Норникель» при помощи своего флота обеспечивает перевозки всех своих грузов и одновременно – северный завоз для Таймыра, так что первый опыт использования арктических судов нового типа оказался совершенно успешным. Но вот характеристики ледовых контейнеровозов: максимальная длина – 169 метров, максимальная ширина – 26,5 метров, дедвейт – 18,1 тысяч тонн. А вот характеристики головного судна класса Yamalmax DAT, «Кристофа де Маржери»: длина – 299 метров, ширина – 50,1 метра, дедвейт – 80,2 тысячи тонн. Вдвое более габаритные, перевозящие в своих танках более 100 тысяч тонн СПГ арктические газовозы – это совершенно другой класс кораблей, строительство которых требует иных технологий и компетенций, поэтому нет ничего удивительного в том, что «Звезда» осваивает их не так стремительно, как хотелось бы многим сторонним наблюдателям. Однако в том же Большом Камне уже появился «Сапфир», завод винторулевых колонок AIZIPOD, совместное предприятие Роснефти и General Electric, уже подготовлено технико-экономическое обоснование металлургического комбината в соседней бухте Суходол. Если все пойдет по плану, то нам опять придется использовать слово «впервые»: впервые в истории новой России на Дальнем Востоке появится новая городская промышленная агломерация. Напомним, что Большой Камень находится всего в 80 км от Находки, где Роснефть вот уже несколько лет пытается согласовать строительство нового нефтеперерабатывающего и нефтехимического комплекса, для обеспечения работы которого потребуется еще и строительство новой электростанции. Пожалуй, это стало бы самым перспективным, самым разумным следствием развития новой отрасли экономики России – новый крупный проект на Дальнем Востоке, реиндустриализация региона, развитие которого Владимир Путин называет «национальным проектом России XXI века». Однако строительство корпусов танкеров-газовозов и даже производство движителей AIZIPOD – это еще не все технологии, которые предстоит освоить российской промышленности. Для того, чтобы судно было способно перевозить СПГ, необходимы криогенные емкости, способные обеспечить сохранность груза при минимальном объеме испарения. Для того, чтобы эти испарения не были прямой потерей и не наносили реальный вред экологии (тепловой эффект от метана кратно значительнее, чем от углекислого газа), лучшим метод – использование этого газа в качестве моторного топлива для двигателей судна. На сегодняшний день похвастаться успехами в таком направлении двигателестроения «Звезда» не может – двигатели поставляет финская компания Wartsila, занимающая лидирующие позиции в мире. Пока остается только надеяться, что, несмотря на весь негатив по отношению к России, который стал так характерен для Евросоюза, не помешает финским специалистам продолжить сотрудничество и не отказываться от локализации производства в нашей стране. Французские технологии и русские березы Значительно лучше обстоят дела с освоением технологии производства криогенных танков для газовозов. Исторически первой эту технологию начали развивать англичане, но затем все их наработки были продолжены норвежской компанией Moss (хотя называть Moss «норвежской» компанией можно только условно – контрольный пакет ее акций принадлежит итальянскому концерну Saipem). Moss сохраняет традиции: танки, произведенные по ее технологиям, имеют сферическую форму и выполнены из алюминия – из металла, который лучше многих других выдерживает криогенные нагрузки. Толщина стенок таких танков – от 3 до 7 сантиметров, толщина «экваториального пояса» (именно им танки соприкасаются с корпусом судна) – до 20 см. С одной стороны, танки от Moss весьма надежны, но с экономической точки зрения это не лучший вариант. Сферы не полностью используют объемы трюмов кораблей, толщина стенок – это дополнительный вес, который танкеры-газовозы переносят по морям без всякой выгоды для своих владельцев. Танкеры-газовозы из-за требований к прочности корпусов, которые должны выдерживать значительные ледовые нагрузки стоят практически вдвое дороже своих «тропических собратьев», а использование криогенных технологий от Moss сделало бы эту ценовую разницу еще более значительной. Исходя из этого «Совкомфлот» и делал заявку на разработку проекта все тому же финскому Acer Arctic – выбор криогенных технологий был сделан в пользу французской компании Gastransport&Technigas (GTT), которая еще с начала 90-х годов строит танки в виде прямоугольных призм, сохранность СПГ в которых обеспечивают тонкие (от 0,5 до 1,2 миллиметра) мембраны, выполненные из инвара – сплава стали с никелем. Результат, который покорился французским специалистам, впечатляет: при одинаковых габаритах танкеры-газовозы с емкостями от Moss вмещают 130 тысяч кубометров СПГ, а с емкостями от GTT – 170 тысяч кубометров, то есть выигрыш составляет 30%. Впрочем, российский выбор не является чем-то оригинальным – в настоящее время 80% строящихся танкеров-газовозов строятся с использованием криогенных емкостей от GTT. Новейшая мембранная система от GTT носит название Mark III позволяет сократить ежедневное неизбежное испарение перевозимого СПГ до 0,085% от перевозимого объема. Обеспечивается это не только криогенными свойствами нового инварного сплава, но еще и использованием еще одного, чрезвычайно технологичного материала. Мембранная система Mark III выглядит следующим образом: слой инвара, изолирующий слой из высокотехнологичного материала и затем второй слой инвара. Специалисты GTT уверяют, что второй слой инвара, в общем-то, избыточен, но предпочитают перестраховываться от любых запроектных ситуаций. С учетом того, что Yamalmax DAT строятся для того, чтобы они были способны перемещаться по льдам Арктики в режиме ледокола, внешний слой инвара не должен соприкасаться с корпусом судна – корпус будет испытывать ударные нагрузки, судно может оказаться даже затертым льдами и без всяких лишних проблем дождаться прихода ледоколов сопровождения. Следовательно, мембрану необходимо надежно отделить от корпуса судна – и для этого используется тот же высокотехнологичный материал. Требования к этому материалу крайне жесткие: он должен выдерживать криогенные температуры, обладать высокими теплоизоляционными свойствами, должен выдерживать ударные нагрузки со стороны. Мало того: криогенные емкости от GTT имеют форму призмы, а ведь трюм судна отнюдь не похож на куб, то есть этот удивительный материал должен быть выполнен в виде слоев разной толщины – от 3 до 20 см. Единственный материал, который отвечает всем этим требованиям – фанера, старая добрая фанера. В 2019 году после многократных проверок со стороны экспертов GTT четвертой в мире компанией, получившей лицензию на производство фанеры Gas Mark III, стала группа компаний «Свеза». Да, именно так: в наше время хватает расчудесных композитных материалов, технологий 3D-печати, но без русской березы обойтись не получается. Российский деревообрабатывающий холдинг постепенно становится завсегдатаем судостроительных выставок и есть надежда, что Sveza Gas Mark III найдет свою нишу на мировом рынке. Кто бы и как не относился к тому, как выглядит курс рубля по отношению к основным мировым валютам, но для российского экспорта это все так же остается дополнительным, и немаловажным, конкурентным преимуществом. Росатом и СПГ-индустрия России Кроме перечисленного, у российских машиностроителей уже появились два существенных технологических задела. Входящий в машиностроительный дивизион Росатома «ЗиО Подольск» стал третьим по счету в мире предприятием, освоившим производство криогенных теплообменников – пока для среднетоннажного производства СПГ, но есть все основания полагать, что в ближайшее время будут освоены и теплообменники для крупнотоннажного сжижения. Согласовано и финансируется строительство критически важного для СПГ-отрасли криогенного стенда для проверки всей линейки необходимого оборудования – опять же на базе еще одной структурной единицы Росатома, НИИЭФА (НИИ электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова, поселок Металлострой, Санкт-Петербург). В 2020 году нижегородское ОКБМ (опытное конструкторское бюро машиностроения им. И. Африкантова – Росатом сохраняет названия подразделений, появившиеся у предприятий министерства среднего машиностроения советского периода) освоило технологию производства погружных криогенных насосов. Звучит простенько, но эти насосы не только перекачивают жидкость, имеющую температуру в минус 162 градуса – во время работы они находятся в емкостях, наполненных этой необычной жидкостью. С 2023 года должно начаться серийное производство газовых турбин ГТД-110М мощностью от 90 до 130 МВт, разработанные в Рыбинске Ярославской области на предприятии Ростеха ОДК-Сатурн. Эти турбины важны не только для энергетического сектора – их использование в «Арктическом каскаде» позволит перевести эту технологию из среднетоннажной в крупнотоннажную, но конкретно говорить об этом можно будет только после того, как «Арктический каскад» отработает в качестве четвертой технологической линии на «Ямал-СПГ» не менее года – только тогда можно будет получить объективную техническую и экономическую оценку. Но по срокам ОДК-Сатурн и НОВАТЭК, которому принадлежит патент на «Арктический каскад», двигаются практически синхронно – сборка и запуск линии должна закончиться в первом полугодии 2021 года, то есть к тому моменту, как в Рыбинске начнется серийное производство ГТД-110М, станет очевидно, будет ли востребована эта турбина в СПГ-отрасли. Кроме того, в 2020 году GTT сертифицировала дальневосточную «Звезду» как предприятие, имеющую право изготавливать криогенные емкости технологии Mark III, что открывает для российского завода перспективы ее применения не только при строительстве Yamalmax DAT, но и для иных заказов – для танкеров-газовозов меньших объемов, для кораблей, которые будут использовать СПГ в качестве моторного топлива. Справится ли «Звезда» со строительством криогенных емкостей, предназначенных для хранения продукции на крупнотоннажных СПГ-заводах, зависит от наших металлургических компаний – на сегодняшний день в России нет прокатных станов для производства проката из инварных сплавов шириной 5 метров. Нельзя исключать, что после того, как в открытых источниках появятся подробности технико-экономического обоснования металлургического завода, который Роснефть планирует построить в Большом Камне, появится новость о том, что и эта задача будет решена в ближайшее время. Конечно, этот обзор освоения в России технологий, имеющих прямое отношение к СПГ-индустрии нельзя назвать сколько-нибудь полным. По информации НОВАТЭКа, при реализации проекта «Ямал-СПГ» было задействовано более 700 российских предприятий, поэтому полный объем информации можно получить только в самом НОВАТЭКе. Будут такие заказы размещаться на одних и тех же предприятиях или все будет зависеть только и исключительно от результатов тендеров, пока тоже неизвестно. С одной стороны, есть требования ФАС, старающегося уберечь нас от любой монополизации. С другой стороны – имеется опыт того же Росатома с его машиностроительным дивизионом, который убедительно доказывает, что единая холдинговая структура позволяет не только обеспечит необходимый уровень качества, но и значительно снизить себестоимость. Однако стоит помнить и о том, что НОВАТЭК – структура частная, и до последнего времени мы не видели у этой компании желания самостоятельно развивать собственное машиностроение. Если уж говорить о том, что в России может появиться четко структурированный пул СПГ-машиностроительных предприятий, то стоит присматриваться к складывающейся у нас на глазах промышленной группе Газпром банка, но рассказ о ней заслуживает отдельной статьи. Мы привыкли смотреть на российские финансовые группы как на неотъемлемую часть сугубо банковского бизнеса, но то, как Газпром банк реализовал среднетоннажный проект «Высоцк Криогаз», показывает, что здесь все далеко не однозначно, но и об этом – тоже в следующий раз. Источник