Технологии транспортировки СПГ в Арктике

Танкеры для транспортировки газа являются ключевым звеном во всей производственно-сбытовой системе. Компания KMY (после слияния с Aker Finnyards переименована в Aker Yards, входящую в группу Aker Kvaerner), основываясь на своем опыте проектирования судов для Арктики, разработала концепцию судна-газовоза вместимостью 200 тыс. куб. м для самостоятельной перевозки сжиженного природного газа в условиях Карского моря. Начало исследований по возможностям строительства СПГ танкера максимального ледового усиления было положено KMY. В 1995 году компанией были опубликованы первые результаты моделирования и концептуального проектирования судов-газовозов для самостоятельного плавания в Арктике. В этом отчете была приведена оценка необходимой движительной мощности СПГ-танкера в 53 МВт. Эта мощность соизмерима и даже больше мощности большинства ледоколов, работающих на трассе Северного морского пути (57–16 МВт). Мощность в 53 МВт была рассчитана исходя из предположения, что газовоз будет преодолевать льды набегами. Вместимость метановоза предполагалась 135 тыс. куб. м. Стоимость пилотного образца, по оценкам KMY, составила бы 350 млн. долл. США. Однако в 2004 году KMY на конференции во ВНИИГАЗ был сделан доклад о новой концепции СПГ-танкеров для Арктики на основе технологии DA (Double Acting). В этом докладе параметры предыдущего концептуального проекта были улучшены. Так, движительная мощность была сокращена с 53 МВт до 40 МВт (две независимые движительные установки двойного действия). Вместимость увеличена до 200 тыс. куб. м. Ледопроходимость судна составила 2,5 м по ровному льду. Стоимость пилотного образца составит менее 300 млн. долларов по оценке KMY.

DA суда – это суда ледового класса, в основу которых положен следующий принцип: носовые обводы суда являются оптимальными для плавания по чистой воде, а обводы кормы позволяют эффективно взламывать лед. При создании обводов кормы KMY использовал обводы ледокольных носов. Кроме того, движение кормой вперед дает возможность использовать ледокольный потенциал носового винта. Таким образом, достигается снижение ледового сопротивления на 50% и снижение потребляемой мощности до 60%. Способность двигаться в двух направлениях достигается за счет применения движительной системы AZIPOD – электроприводного движителя, соосного с гребным винтом и расположенного во вращающейся гондоле, обычно располагаемой под кормой судна. Помимо использования потенциала носового винта для усиления ледокольных возможностей судов, применение AZIPOD дает другие преимущества, такие, как исключительная маневренность (позволяющая даже вставать судну под погрузку без использования вспомогательных буксиров), низкий уровень шума и вибрации и увеличение полезного объема судна за счет размещения энергоустановки на палубе.

Способ движения DA судов во льдах кардинально отличается от традиционного, основанного на преодолении льдов набегами. Судно типа DA подходит к полю с грядами торосов на малой или средней скорости и своим тянущим винтом «сжевывает» гряду и медленно протягивает судно вперед. Для обычных судов классов ЛУ-5–ЛУ-7 самостоятельное плавание в период начала льдообразования представляет опасность из-за возможности вмерзания судна в молодой лед. Суда с комплексом AZIPOD при их вмерзании совершают поворот комплекса AZIPOD на полной мощности гребного винта из стороны в сторону, что приводит к освобождению корпуса, и судно сможет продолжить свое движение.

Важно отметить, что в качестве топлива для СПГ-танкеров может использоваться газ, испаряющийся из резервуаров газовоза в процессе транспортировки, что, с одной стороны, сокращает затраты на повторное сжижение испаряющегося газа, а с другой – делает танкеры-газовозы экологически чистыми транспортными средствами. Кроме того, поскольку в процессе хранения и транспортировки сжиженного природного газа происходит испарение преимущественно наиболее легкой метановой фракции, удельная теплотворная способность (на единицу объема) СПГ в процессе хранения только повышается.

Другим важным преимуществом DA-газовозов является то, что их повышенная движительная мощность может быть использована для движения по открытой воде со скоростями выше 20 узлов. Движение на повышенных, неоптимальных скоростях может оказаться экономически оправданным при транспортировке СПГ в зимние месяцы, когда спрос на СПГ максимален. В этом случае увеличение затрат на транспортировку может быть скомпенсировано за счет более высоких цен на СПГ в холодные месяцы и возможности перевозить его в больших объемах (за счет увеличения скоростей на открытой воде).