Анализ специфики организации проектов малотоннажного производства СПГ

Введение. На сегодняшний день существует множество альтернативных сценариев развития энергетической отрасли, как в отдельных странах, так и во всем мире [19, 25]. Практически во всех сценариях доля природного газа в мировом энергетическом балансе должна увеличиться [26], что связано с его экологическими и стоимостными характеристиками [34, 44], а также наличием существенного объема запасов в различных регионах мира (табл.1), прирост которых за последние 10 лет составил 0,2 млрд м³ (с 1,7 до 1,9 млрд м³).

Таблица 1

Географическое распределение доказанных запасов топливно-энергетических ресурсов на конец 2018 г. [13]

Одной из наиболее динамично развивающихся отраслей газовой промышленности является производство сжиженного природного газа (СПГ) (рис.1). Это объясняется гибкостью логистических схем [21], которые могут быть построены на его основе, и, в частности, возможностью доставки в пункты потребления, удаленные от регионов добычи [38, 50].

За 28 лет объемы производства газа выросли в два раза (с 2026,8 млрд м³ в 1991 г. до 3867,9 млрд м³ в 2018 г.). Наибольшие темпы роста приходятся на страны Среднего Востока (658,3 %), Африки (329,1 %) и Азиатско-Тихоокеанского региона (385,4 %). Вместе с тем, среднегодовой темп роста отрасли СПГ (23,68 %) значительно выше темпа роста объемов производства природного газа в целом (6,8 %), что связано с активным расширением географии поставок СПГ в период 2001-2018 гг. [37].

В отраслевой структуре СПГ в ходе масштабного развития производства стали выделять сегменты в соответствии с объемами производственных мощностей подобных проектов: мало- (М), средне- (С) и крупнотоннажный (К). Несмотря на то, что они имеют общие принципы функционирования, технологии [41, 42], методы и цели организации подобных производств различны [5, 48]. При этом степень изученности экономических аспектов функционирования проектов разного масштаба существенно различается.

Постановка проблемы. В мировой литературе существует значительное количество публикаций, посвященных изучению отрасли СПГ [33]. Однако, как показал анализ базы sciencedirect.com, только малая часть этих работ нацелена на изучение МСПГ. Поиск релевантных статей осуществлялся по двум полям: «Title, abstract or author-specified keywords» для термина «LNG» и «Find articles with these terms» для «small scale LNG». Использование различных полей обусловлено наличием термина «LNG» в значительном количестве публикаций (более 30 тыс.), посвященных, среди прочего, общим вопросам энергетики (при поиске по полю «Find articles with these terms»).

Анализ показал, что отрасли СПГ посвящено более 2800 работ, из которых на долю МСПГ приходится только 133 публикации (рис.2). Одной из причин недостаточного внимания к таким проектам со стороны научного сообщества, политики и общественности являются их малые производственные мощности, из-за которых они просто не заметны на фоне крупнотоннажных проектов [27]. Однако их растущая значимость очевидна, свидетельством чего является стремительный рост публикаций в этой области в 2014-2019 гг. (85 % от общего количества публикаций).

Усиление внимания к МСПГ связано, преимущественно, с растущей необходимостью в организации гибких и децентрализованных систем энергоснабжения [43], которые необходимы, в частности, для освоения удаленных территорий (например, регионов Арктики) [14, 31], не имеющих доступа к магистральному газопроводу. Существенную роль сыграли вопросы экологии, например, общая тенденция к снижению углеродоемкости топлива для транспортных средств [22], в том числе ужесточение требований к содержанию серы в судовом топливе [28, 51].

Несмотря на рост количества публикаций в последние пять лет, можно утверждать, что значительное количество проблем развития отрасли МСПГ еще не нашли своего решения [15]. Это справедливо и для проблем экономического характера, так как большинство существующих научных работ относятся к области технических наук [24] и не рассматривают особенности организации подобных проектов. Основной целью данной работы является анализ специфики организации производственно-логистических цепочек (ПЛЦ) МСПГ, на долю которых по оценкам компании Linde [39] приходится порядка 10 % мирового производства СПГ.

Методология. В статье показаны результаты анализа организационных особенностей проектов МСПГ. Анализ проводился в несколько этапов:

1. Один из первостепенных вопросов при анализе ПЛЦ МСПГ – определение предельного объема их производственной мощности, именно этот фактор определяет специфику организации подобных проектов, а также степень освещенности в мировой литературе. Отсутствует единый подход к определению границ производственных мощностей проектов СПГ для отнесения их к группе тоннажности, в мировой литературе встречаются такие термины, как «Small-to-Mid Scale» и «Mid-to-Large Scale», которые вносят дополнительную неопределенность. Проведен сравнительный анализ позиций ученых и международных компаний по этому вопросу для возможности четкого определения объема производственной мощности МСПГ проектов.

2. На основе анализа аналитических работ, обзоров международных компаний и научных статей определены границы и состав промежуточных этапов ПЛЦ для каждой группы тоннажности проектов СПГ. Авторы придерживались позиции, что начальной точкой таких цепочек является доставка природного газа на завод по сжижению, а окончанием – либо процесс регазификации, либо использование нерегазифицированного СПГ конечным потребителем. Теоретически допустима ситуация, когда СПГ проходит регазификацию, а через некоторое время повторно газифицируется, рассматривается как совокупность нескольких логистических цепочек.

3. В мировой литературе практически отсутствует статистическая информация об экономических характеристиках проектов МСПГ. В рамках данной работы было проведено обобщение и сравнение имеющихся в открытом доступе данных по стоимости конечной продукции, получаемой при реализации проектов МСПГ, в качестве которой выступает электрическая энергия или энергия, выраженная в британских термальных единицах.

Также дана краткая характеристика наиболее развитых рынков МСПГ, основных направлений его использования и перспектив роста рынков сбыта продукции, что позволило сделать выводы о актуальности и перспективах развития подобных проектов на территории России.

Результаты и обсуждение. Определение производственной мощности проектов МСПГ. В настоящее время отсутствует какая-либо общепринятая градация производственных мощностей, однако, можно выделить несколько позиций крупных международных компаний (табл.2). Перечень диапазонов, представленных в табл.2, может не быть исчерпывающим, однако включает позиции крупнейших международных компаний, деятельность которых непосредственно связана с отраслью СПГ.

Таблица 2

Подходы к определению диапазона производственной мощности МСПГ

При поверхностном рассмотрении наиболее распространенной позицией оказывается производственная мощность до 1 млн т СПГ в год. Однако следует учитывать, что некоторая часть организаций при обосновании этого диапазона мощности МСПГ ориентируется на позицию Международного газового союза.

Второй диапазон, который встречается наиболее часто, – мощность до 0,5 млн т СПГ в год – базируется на опыте крупных международных компаний по реализации (изучению) проектов МСПГ. Остальные подходы встречались не более одного раза, а обоснования их выделения в указанных источниках не были найдены. В связи с этим, учитывая значительную вариацию производственной мощности в различных источниках, в данной работе под МСПГ будет пониматься вариант, основанный на опыте компаний, реализующих подобные проекты, – производственная мощность менее 0,5 млн т СПГ в год.

Специфика производственно-логистических цепочек МСПГ. Несмотря на то, что М-, С- и КСПГ являются частями одной отрасли, они имеют различные организационные принципы. В целом, ПЛЦ СПГ позиционируются как способ децентрализации трубопроводных систем газоснабжения. Однако их детальное рассмотрение позволяет сделать вывод, что К- и ССПГ являются централизованными системами доставки газа, так как предполагают концентрацию производственных мощностей по сжижению и регазификации в одной локации (рис.3) [20]. Подобные проекты нацелены на расширение производственной мощности для получения дополнительного финансового эффекта от масштаба производства.

Ключевой особенностью проектов МСПГ является их децентрализованный характер, выраженный в наращивании количества производственных объектов, а не удельной производственной мощности. Гибкость проектов МСПГ выражается в возможности использования различных способов транспортировки и ориентации на специфические потребности потребителей в регионе реализации проекта [28]. При этом проекты МСПГ могут также включать мобильные установки по регазификации, что позволяет использовать их при реализации краткосрочных удаленных проектов.

При реализации проектов МСПГ с учетом региональной специфики существенным и практически неизученным в мировой литературе вопросом является определение способов организации эффективного взаимодействия между стейкхолдерами, которое позволит снизить риски, а также затраты на реализацию [55]. Подходы, разработанные для проектов С- и КСПГ, не могут быть использованы из-за различий в составе стейкхолдеров.

Затраты на реализацию проектов МСПГ. Одним из основных драйверов развития любых проектов энергетического сектора является их способность производить конкурентоспособную по цене продукцию [36]. В мировой литературе подобные оценки для проектов МСПГ единичны [54]. В табл.3 показан обзор научных и практических работ, в которых проводилась оценка затрат на реализацию проектов МСПГ.

Из табл.3 видно, что стоимость 1 кВт∙ч электроэнергии, произведенной из МСПГ, может составлять от 0,02 до 0,26 USD. Учитывая, что стоимость электроэнергии в России варьируется от 0,015 USD/кВт∙ч (в Иркутской обл.) до 0,124 USD/кВт∙ч (в Чукотском АО и Камчатском крае), с максимальным количеством значений в промежутке от 0,04 до 0,07 USD/кВт∙ч, реализация проектов МСПГ для организации децентрализованного энергоснабжения может оказаться экономически эффективной для ряда регионов. Срок реализации подобных проектов составляет, как правило, менее трех лет, при использовании установок по утилизации холода срок окупаемости может возрасти до 4,24-5,85 лет [6]. С другой стороны, проекты C- и КСПГ требуют не менее пяти лет для достижения срока окупаемости.

В документе Всемирного банка [41] отмечается, что расчеты усредненных значений затрат на подобные проекты на основе производственной мощности завода, либо иных технологических параметров, являются приближенными из-за существенных различий в применяемых технологиях сжижения, стоимость которых может составлять порядка 40 % от общих удельных затрат [35]. Подобные оценки усложняет отсутствие статистической информации по проектам с мощностью менее 0,5 млн т СПГ в год. Стоимость проектов МСПГ, которые являются частью мирового газового рынка, существенно зависит от значительного количества макроэкономических и политических факторов [4, 47], в частности, непосредственное влияние оказывает текущая стоимость нефти [47] и других энергетических ресурсов.

Основные направления использования МСПГ. Сегодня наиболее развитые сети МСПГ находятся в США и Китае. По состоянию на 2015 г. в США функционировали 68 малотоннажных заводов СПГ мощностью 20-470 т/день (всего – 7,75 млн т/день), нацеленных на покрытие пиковых нагрузок электропотребления [41]. Более 50 таких заводов были запущены еще до 2000 г., самый первый появился в 1940-х годах мощностью 0,002 млн т в год [5]. Новые малотоннажные заводы, запущенные в последние десятилетия, помимо покрытия пиковых нагрузок, нацелены на поставку СПГ на автозаправочные станции для реализации в виде моторного топлива. Мощность таких заводов составляет не менее 440 тыс. т СПГ в год.

Таблица 3

Обзор научно-практических работ по оценке затрат на реализацию проектов МСПГ

В Китае функционирует порядка 120 МСПГ заводов с суммарной годовой мощностью 16 млн т, при этом, на разных этапах планирования и строительства находятся заводы с суммарной мощностью 19,2 млн т [41]. Учитывая обширную территорию страны, дальность транспортировки при доставке с помощью трейлеров может достигать 3,5 тыс. км. В качестве основных направлений использования СПГ в Китае можно обозначить производство энергии в удаленных регионах, а также использование в качестве бункеровочного и моторного топлива. Согласно [56], удельные капитальные затраты на 1 т мощности МСПГ завода в Китае составляет 240-500 USD, что является сравнительно низким показателем (в России порядка 1000 USD/т [1]). Средние операционные затраты составляют менее 1,5 USD/млн БТЕ, что также является сравнительно низким значением.

Таким образом, в настоящее время выделяются три ключевых направления использования МСПГ: энергогенерация, в частности, покрытие потребности в дополнительных энергоресурсах во время пиков электропотребления; моторное топливо; топливо для бункеровки судов. Совокупное потребление СПГ в энергетике, а также в качестве бункеровочного и моторного топлива составит порядка 112,7 млрд т нефтяного эквивалента к 2030 г. (со ссылкой на «IHIS Markеt Energy outlook 2040») [2]. Спрос на МСПГ для аналогичных целей к 2030 г. может составить более 90 млн т в год [9]. В целом рост потребления МСПГ в ближайшем десятилетии может составить около 6 % в год [30].

Заключение. МСПГ является сравнительно новой отраслью и частично обособленным сегментом газовой промышленности, который имеет свою специфику организации производства, ключевых игроков на рынке и растущую роль в удовлетворении энергетических потребностей населения. Роль МСПГ в мировой энергетической отрасли является крайне недооцененной и недостаточно изученной. Только в 2018 г. из малотоннажных СПГ терминалов было отгружено более 17,68 млн т на трейлерах и не менее 1,5 млн т на малых морских судах [8], а к 2030 г. совокупная мощность МСПГ может составить более 100 млн т в год [49].

Преимущества МСПГ по сравнению с более крупными проектами заключаются в меньших сроке реализации и удельных капитальных затратах, что снижает риски их реализации, а также минимизирует барьеры входа на рынок и является положительным фактором для развития конкуренции. Кроме того, МСПГ является в значительной степени более децентрализованной подотраслью производства СПГ, чем С- и КСПГ, в связи с чем реализация подобных проектов может являться одним из факторов повышения энергетической безопасности регионов [3, 8].

Для России развитие МСПГ связано с возможностью организации системы децентрализованного газоснабжения удаленных регионов, не имеющих доступ к экологически чистым энергетическим ресурсам. Также существенные перспективы имеются в области использования СПГ как моторного и бункеровочного топлива, рынки которых активно развиваются в последнее десятилетие. Уже сегодня крупнейшие российские газовые компании имеют обширные планы на создание газораспределительных сетей на основе МСПГ [18].

Кроме того, географическое расположение России является ее стратегическим преимуществом при реализации проектов МСПГ для диверсификации экспорта сырья, позволяющих создать гибкую систему поставок, не связанную с длительными и капиталоемкими процессами строительства газопровода [23]. Например, существуют определенные перспективы экспортных поставок в европейские страны с учетом обширных планов по строительству «голубых коридоров» на их территории. Строительство малотоннажных СПГ мощностей может представлять интерес в рамках реализации проекта «Сила Сибири», так как на территории Китая определенная часть природного газа будет распределяться в виде СПГ, в том числе малотоннажного. Однако обоснование таких вариантов требует проведения комплексной и разносторонний оценки потенциальных эффектов от реализации подобных проектов [37].

Литература