Морская и океаническая транспортировка углеводородного сырья

По ценам на январь 2002 г. было продано нефти и газа, полученных из морских месторождений, на общую сумму порядка 100 млрд. долл., что в 4 раза превысило затраты на их добычу. Это свидетельствует о том, что морские нефтегазовые промыслы в настоящее время дают значительную прибыль. Заметное влияние на них оказывает рыночная конъюнктура, что проявляется в общем в двух основных аспектах.

Во-первых, регулярное повышение цен на нефть и газ в последнее десятилетие вместе с совершенствованием техники добычи увеличивает рентабельность морских промыслов, так как издержки на разведку и на извлечение этих видов топлива с лихвой покрываются его продажей по высоким рыночным ценам. Вместе с тем применение новой техники и современных способов хранения и транспортировки морской нефти снижает ее себестоимость.

Во-вторых, расширение производства нефти и газа в результате освоения морских площадей увеличивает топливные ресурсы развивающихся стран — основных экспортеров нефти и в значительной мере ослабляет зависимость ог импорта нефти некоторые развитые страны, в частности Норвегию и Великобританию.

В то же время многим развитым капиталистическим странам свойственна явно выраженная нефтяная экспансия, особенно в отношении подводных залежей, так как получение лицензий на морские месторождения, вероятно, проще, чем на континентальные, находящиеся на территории государства. Так, крупнейшие нефтяные компании США - страны, менее других капиталистических стран зависящие от импорта нефти, участвуют в эксплуатации морских месторождений на Ближнем Востоке, у берегов Мексики, Венесуэлы, в Северном море и в других районах Мирового океана, весьма удаленных от её берегов.

Япония, которая ввозит 99% потребляемой нефти и 74% природного газа, на правах долевого участия добывает нефть на акваториях некоторых Ближневосточных государств, но особенно активно она ведет разведку на шельфе стран Юго-Восточной Азии, Австралии, Новой Зеландии с перспективой развития здесь собственной добычи нефти и газа.

Подобные экспансионистские тенденции проявляют не только национальные нефтяные компании Великобритании, Франции, Германии и других развитых стран, но и межнациональные.

В настоящее время в Мировом океане широко развернулся поиск нефти и газа. Разведочное глубокое бурение уже осуществляется на площади около 1 млн. км2, выданы лицензии на поисковые работы еще на 4 млн. км2 морского дна. В ближайшие 20 лет предполагается освоить глубоким бурением 3 млн. км2 подводных пространств. Это позволит осуществить разработку новых доступных морских месторождений. Однако при всевозрастающих потребностях в этих видах топлива морские промыслы, по предварительным данным, смогут лишь наполовину обеспечить запросы в них развитых стран. В условиях постепенного истощения запасов нефти и газа на многих традиционных месторождениях суши заметно повышается роль Мирового океана как источника пополнения этих дефицитных видов топлива.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

2 ТАНКЕРНАЯ ПЕРЕВОЗКА НЕФТИ

Малотоннажные танкеры используются для специальных целей – в том числе для перевозок битумов; танкеры общего назначения, обладающие дедвейтом(общим весом грузов, которые принимает судно) в 16 500-24 999 тонн, применяются для перевозки нефтепродуктов; среднетоннажные танкеры (25 000-44 999 тонн) – для доставки как нефтепродуктов, так и нефти. Крупнотоннажными считаются танкеры дедвейтом более 45 000 тонн, и на них приходится основная нагрузка по транспортировке нефти морским путем. Для транспортировки нефти по речным артериям используют баржи дедвейтом 2 000 – 5 000 тонн.

Первый в мире танкер, «наливной пароход» под именем «Зороастр», был построен в 1877 году по заказу «Товарищества братьев Нобель» на верфях шведского города Мотала. Пароход грузоподъемностью 15 тысяч пудов (около 250 тонн) использовался для доставки керосина наливом из Баку в Царицын (ныне Волгоград) и Астрахань.

Современные танкеры – это гигантские суда (см. рисунок 2.1). Впечатляющие размеры объясняются экономическим «эффектом масштаба». Стоимость перевозки одного барреля нефти на морских судах обратно пропорциональна их размерам. Кроме того, число членов экипажа большого и среднего танкера примерно одинаково. Поэтому корабли-гиганты значительно сокращают расходы компаний на транспортировку. Однако не все морские порты в состоянии принять у себя супер-танкер. Для таких гигантов нужны глубоководные порты. Так, например, большинство российских портов из-за ограничений по фарватеру не способно принимать танкеры с дедвейтом более 130-150 тысяч тонн.

Грузовые помещения танкера разделены несколькими поперечными и одной-тремя продольными переборками на резервуары – танки. Некоторые из них служат только для приема водного балласта. Доступ к танкам можно получить с палубы – через горловины небольшого размера с плотными крышками.

 

 

 

 

 

 

 

                                

 

                                       Рисунок 2.1- Современный танкер

 

Для снижения риска утечки нефти и нефтепродуктов в результате аварий в 2003 году Международная морская организация одобрила предложения Евросоюза об ускорении вывода из эксплуатации однокорпусных нефтяных танкеров. Уже с апреля 2008 года запрещены перевозки всех тяжелых видов топлива на судах, не оборудованных двойным корпусом.

Нефть и нефтепродукты загружают в танкеры с берега, а разгрузку ведут при помощи корабельных насосов и трубопроводов, проложенных в танках и вдоль палубы. Однако супертанкеры дедвейтом более 250 тысяч тонн, как правило, просто не могут зайти в порт, будучи полностью загруженными. Их заполняют с морских платформ и разгружают, перекачивая жидкое содержимое на танкеры меньшего размера.

Сегодня моря и океаны мира бороздят более 4000 танкеров. Большинство из них принадлежат независимым судоходным компаниям. Нефтяные корпорации заключают с ними договоры фрахтования, получая право на использование судна.

 

 

 

3 РАЗВИТИЕ МОРСКОГО ТРАНСПОРТА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ СЖИЖЕННОГО ГАЗА

Транспортировка морем СПГ всегда была только небольшой частью всей индустрии природного газа, которая требует больших вложений в разработку газовых месторождений, заводов по сжижению, грузовых терминалов и хранилищ. Как только первые суда для перевозки СПГ были построены, и показали себя достаточно надежно, то изменения в их конструкции и возникающие отсюда риски были нежелательны, как для покупателей, так и для продавцов, которые были основными лицами консорциумов.

Судостроители и судовладельцы также не проявляли особой активности. Количество верфей, строящих суда для перевозки СПГ невелико, хотя недавно Испания и Китай заявили о своих намерениях начать строительство.

Однако ситуация на рынке СПГ изменилась и продолжает изменяться очень быстро. Появилось много желающих попробовать себя в этом бизнесе.

В начале 1950-х развитие техники сделало возможным морскую транспортировку СПГ на большие расстояния. Первое судно для перевозки СПГ был перестроенный сухогруз «Marlin Hitch» типа «либерти», постройки 1945 года, в котором свободно стояли алюминиевые танки с внешней теплоизоляцией из бальсы. Оно было переименовано в «Methane Pioneer» и в 1959 году совершило свой первый рейс с 5000 м3 груза из США в Великобританию (см. рисунок 3.1). Несмотря на то, что вода, проникшая в трюм, намочила бальсу, судно работало довольно долго, пока не стало использоваться как плавучее хранилище.

Рисунок 3.1 Первый в мире сухогруз «Methane Pioneer»

В 1969 году, первое специально построенное судно для перевозки СПГ было построено в Великобритании для рейсов из Алжира на Англию, и называлось оно «Methane Princess»(см. рисунок 3.2). Оно имело алюминиевые танки, паровую турбину, в котлах которой можно было утилизировать выкипевший метан. Размеры судов с тех пор изменились незначительно. В первые 10 лет коммерческой деятельности, они увеличились с 27500 м3 до 125000 м3 и к сегодняшнему дню до 145000 м3. Дальнейший рост грузовместимости до 216000 м3 намечается в наши дни. Первоначально, сжигаемый газ обходился судовладельцам бесплатно, так как из-за отсутствия УПСГ его надо было выбрасывать в атмосферу, а покупатель был одной из сторон консорциума. Доставить как можно больше СПГ, не было основной целью, как сегодня. Современные контракты, включают стоимость сожженного газа, и это ложится на плечи покупателя. По этой причине, использование газа как топлива или его сжижение стали основными причинами новых идей в судостроении.

Рисунок 3.2- Первый в мире сухогруз «Methane Princess»

В некоторых контрактах, продавец выставляет цену СПГ как CIF (цена, страховка, фрахт), в других как FOB (свободно на борту), покупатель платит за фрахт и поэтому заинтересован в его снижении, а значит в снижении объема его сжигания. Это, а также увеличение трампового рынка, приводит к конкуренции судов, а следовательно, к их конструктивному улучшению.

 

 

4 КОНСТРУКЦИИ ГРУЗОВЫХ ТАНКЕРОВ

Для перевозки жидких грузов других видов находят применение специализированные танкеры меньших размеров. Известное распространение получили танкеры для перевозки химикалий, танки и грузовая система которых имеют защиту от воздействия агрессивных жидкостей. Освоение промышленных способов сжижения природных газов сделало возможной их перевозку на морских судах. Перевозки этого первичного источника энергии приобретают все большее значение. В последнее время отмечается довольно активное строительство специализированных танкеров–газовозов.

Сжиженные нефтяные газы, состоящие в основном из бутана и пропана, перевозятся в изолированных цистернах при температуре около —42°С. Еще более низкая температура (—162°С) требуется для сжижения природного газа, основным компонентом которого является метан. Танкеры-газовозы, перевозящие сжиженный природный газ и называемые также метановозами, по размерам превосходят танкеры для перевозки сжиженных нефтяных газов. У наибольшего танкера для перевозки сжиженных газов — «Хилли», построенного в 1976 г., емкость танков составляла 125 тыс. м3.

При постройке танкеров-газовозов в связи с очень низкими температурами груза возникают принципиально новые проблемы (см. рисунок 4.1). Стали, применяемые в судостроении, обладают достаточной прочностью только до —30°С, при дальнейшем охлаждении они становятся хрупкими. Вследствие этого переохлажденный сжиженный газ должен быть тщательно изолирован от всех конструкций судового корпуса и потому его нельзя перевозить просто в грузовых танках танкеров. Для перевозки охлажденного сжиженного газа при атмосферном давлении требуются специальные вкладные цистерны, которые могут иметь любую форму. Обычно в этом случае применяют прямоугольные цистерны, позволяющие лучше использовать подпалубную кубатуру судна. Такие цистерны называют также цистернами мембранного типа(см. рисунок 4.2).

Рисунок 4.1- Конструкция танкеров-газовозов

Рисунок 4.2- Мембранные танкер типа Технигаз Mark III на газовозе «LNG Lokoja»

При перевозке сжиженного газа под давлением или под давлением с одновременным охлаждением применяются прочные цилиндрические или сферические цистерны(см. рисунок 4.3). Они могут изготовляться отдельно, вне судна, а затем устанавливаться в судовом корпусе. Такие цистерны обходятся дешевле, чем прямоугольные, но при их установке неизбежны большие потери кубатуры. Чаще применяют прочные цистерны. Так, на танкере-газовозе водоизмещением 125000 м3 установлено пять прочных цистерн сферической формы. Каждая такая цистерна диаметром почти 40 м изолирована от судового корпуса слоем изоляции толщиной до 1 м. Несмотря на это полностью избежать проникновения теплоты не удается, и за сутки испаряется от 0,2 до 0,25% массы груза. На современных танкерах-газовозах этот испаряющийся природный газ используется в качестве топлива для энергетических установок. Хотя танкеры-газовозы и являются самыми дорогими и наиболее опасными судами в мире, в настоящее время они представляют собой практически единственное средство транспортировки морем ранее не использовавшегося природного газа.

Рисунок 4.3 - Сферический танкер типа MOSS

Первые суда для СПГ имели грузовые танки типа Conch, но они не получили широкого распространения. Всего было построено 6 судов с этой системой танков. Система базировалась на призматических самоподдерживающих танках, сделанных из алюминия с изоляцией из бальсы, которая в дальнейшем была заменена полиуретановой пеной. При строительстве судов большого размера, до 165000 м3 грузовые танки хотели сделать из никелевой стали, но эти разработки так и не воплотились в жизнь, так как были предложены боле дешевые проекты.

Первые мембранные танки были построены на двух судах в 1969 году по технологии Газ Транспорт и Техник Газ. Одно из ИНВАР стали толщиной 0.5 мм, а другое из рифленой нержавеющей стали толщиной 1.2 мм. Они использовали перлит как изоляционный материал для ИНВАР стали, и ПВХ блоки для нержавеющей стали. Дальнейшее развитие изменило конструкцию TG. Изоляцию заменили на бальсу и фанерные панели. Отсутствовала и вторая мембрана из нержавеющей стали. Роль второго барьера играл триплекс из алюминиевой фольги, покрытой стеклом с обеих сторон для прочности.

В 1994 году GT и TG слились в одну компанию GTT и обе системы стали использоваться при постройке с одинаковым успехом. Это GT № 96 и

TG Марк III. Идет работа и над новыми системами GT 2000 и CS-1 (комбинированная система).

Сферические танки системы MOSS были взяты с судов перевозящих нефтяные газы и очень быстро завоевали популярность.

Последние построенные суда с танками MOSS снабжены УПСГ, а также значительно улучшилось качество изоляции. При общем количестве судов СПГ около 170, половина из них имеет танки системы MOSS. В Японии построили два метановоза с танками своей собственной системой SPB.

Почему, несмотря на видимые недостатки,- большой вес и малый объем, танки типа MOSS пользуются популярностью?

Причины здесь две. Первая, - это то, что они самоподдерживающиеся с дешевой изоляцией, а вторая, - они могут быть построены отдельно от судна.

Мембранные танки GTT строятся только после спуска судна на воду, очень дорогие и время их постройки довольно большое, около 1.5 года.

Недостаток сферического танка в том, что необходимо охлаждать большую массу алюминия, так как они на порядок тяжелее мембранных танков. MOSS предложил для избежания этого внутреннюю изоляцию из полиуретановой пены, но это так и осталось на бумаге. До конца 1990-х, конструкция MOSS была доминирующей в строительстве грузовых танков, но в последние годы, в связи с изменением цен, почти две трети танков заказанных судов, - это GTT конструкции, которые разделяются примерно поровну между GT и TG.