Наука сжижения

Формирование отрасли производства сжиженного природного газа (СПГ) идет, но встречает препятствия. Одним из ключевых факторов реализации утвержденной государственной стратегии в этой области является поддержка научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР). Часть инициатив по разработке новых СПГ-технологий уже поддерживается правительством, но еще больше направлений ждут своей очереди. При этом, по мнению участников рынка, существующие инструменты еще требуют адаптации к особенностям рынка оборудования для крупнотоннажных проектов СПГ.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Истоки отрасли

Первый крупнотоннажный проект по сжижению газа в России «Сахалин-2» мощностью 10 млн тонн был запущен в эксплуатацию в 2009 году. Но создавался он иностранными компаниями и на базе зарубежных технологий, а российский участник консорциума «Газпром» вошел в него лишь как стратегический инвестор. Далее в 2017–2018 годах состоялся запуск первых трех очередей второго российского масштабного проекта по сжижению газа — «Ямал СПГ». Его проектная мощность составляла 16,5 млн тонн. Он был реализован «НОВАТЭКом», Total, CNPC и Фондом Шелкового пути на базе Южно-Тамбейского месторождения на севере полуострова Ямал. Развитие СПГ-отрасли и ввод завода способствовали принятию ряда стратегических государственных решений. Они и дали старт активным научным разработкам в сфере сжижения газа. В частности, в декабре 2017 года президент Владимир Путин по итогам совещания о развитии проектов производства СПГ в Сабетте дал ряд поручений, в рамках которых правительство 30 августа 2018 года утвердило «дорожную карту» реализации первоочередных мер по локализации критически важного оборудования для средне- и крупнотоннажного производства СПГ, а также строительства судов-газовозов для его перевозки. Документ включал выполнение НИОКР по освоению технологического оборудования для проектов по сжижению, создание стендовых комплексов для проведения испытаний оборудования и технологий СПГ, разработку и актуализацию стандартов в этой области, а также создание инжиниринговых центров по средне- и крупнотоннажному производству СПГ.

Параллельно включились в работу по созданию собственных технологий СПГ и сами нефтегазовые компании. Первым результатом стал ввод в эксплуатацию в 2021 году среднетоннажной четвертой очереди завода «Ямал СПГ», основанной на отечественной технологии «Арктический каскад», запатентованной ПАО «НОВАТЭК» и использующей созданное впервые уникальное российское технологическое оборудование.

Следующим шагом в развитии СПГ-индустрии стала инициатива Министерства промышленности и торговли «Прорыв на рынки СПГ», предусматривающая поддержку 18 приоритетных направлений разработки оборудования для крупнотоннажного СПГ, по 7 из которых уже ведется работа.

В целом на субсидии в трехлетнем федеральном бюджете предусмотрено свыше 19 млрд руб. на развитие всех отраслей промышленности. Сколько из этих средств достанется СПГ-отрасли — неизвестно. Ясно, что даже всех данных средств будет недостаточно, чтобы компенсировать разработчикам расходы на НИОКР, выпуск пилотных партий, а также последующую доработку продукции, которые в ценах 2018 года оценивались в 23 млрд руб.

Слагаемые успеха

Основная часть оборудования, которое разрабатывается в рамках реализации «дорожной карты», ранее в России не производилась. Например, криогенные погружные насосы, способные работать с температурами ниже –160°С, для разработки которых требовалось проведение НИОКР с последующим подтверждением эксплуатационных характеристик оборудования на реальной среде. Именно эти агрегаты, произведенные АО «ОКБМ Африкантов», эксплуатируются в составе среднетоннажной линии СПГ на заводе «Ямал СПГ». В конце 2020 года компания успешно провела испытания первого крупнотоннажного насоса отгрузки СПГ (производительностью 1750 куб. м/ч), суммарная наработка составила более 1 тыс. часов, а уже в 2022 году завершила стендовые испытания пилотного насоса производительностью 2 тыс. куб. м/ч для второго масштабного проекта «НОВАТЭКа» — «Арктик СПГ 2». Новый насос — один из крупнейших в мире.

Еще одним значимым направлением НИОКР в сфере СПГ стала разработка компонентов для хранения и перевозки сжиженного газа, в том числе мембран и панелей теплоизоляции. Подобные сложные системы, похожие на гигантский термос, позволяют длительное время хранить более 100 тыс. куб. м СПГ с температурой ниже –160°С и сводят к минимуму испарение продукта из-за притока тепла. Субсидии на разработку мембран в 2020 году получило АО «НПП "Компенсатор"». В свою очередь, освоением производства специальных теплоизоляционных сэндвич-панелей занимается компания «Технониколь».

Помимо этого российские разработчики ведут работу по созданию криогенной запорной арматуры, работающей при температуре до –196°С, компрессорных установок отпарного газа, а также пожарных насосных установок для морских платформ. Последним проектом занимается компания КОНАР, и он имеет критическое значение для безопасности. Над освоением еще одного важного компонента — криогенного жидкостного детандер-генератора, использование которого может обеспечить прирост производительности завода СПГ на 2% и более,— работает «ОКБМ Африкантов».

Перспективы отрасли

Еще 11 направлений по НИОКР в сфере СПГ государство планирует поддержать в ближайшее время. В первую очередь это многопоточные спиральновитые теплообменники весом до 600 т — основа технологической линии сжижения газа, а также мощные компрессорные агрегаты для сжатия хладагента. Среди других тематик — разработка аппаратов воздушного охлаждения, технологических центробежных насосов, криогенных поворотных затворов, электроприводного дожимного компрессора сырьевого газа большой мощности, стендеров для отгрузки СПГ, конденсата и отвода отпарного газа и др.

Несмотря на то что разработка отдельных видов оборудования уже ведется при поддержке Минпромторга, существующие условия субсидирования НИОКР, требующие, в частности, обеспечения выручки от продажи освоенного оборудования в заданном объеме, не позволяли производителям оборудования в достаточной степени пользоваться федеральными деньгами для такого рода проектов.

В феврале правительство упростило правила предоставления подобных субсидий для инновационной продукции. Одним из главных изменений стало увеличение до одного года времени на устранение нарушений, связанных с выполнением инновационных проектов. В министерстве поясняют, что мера позволит защитить добросовестные компании, у которых срыв сроков и показателей зачастую вызван объективными причинами, в том числе санкционными рисками. Помимо этого документ предполагает снижение требований к минимальному объему реализации приоритетной инновационной продукции с пяти до двух размеров запрашиваемой субсидии. В правительстве рассчитывают, что благодаря этому господдержку смогут получить и отечественные производители, выпускающие критически важную продукцию малыми сериями.

В то же время участники отрасли отмечают, что предлагаемые государством инструменты поддержки по-прежнему требуют адаптации к особенностям рынка оборудования для крупнотоннажных проектов СПГ. Так, например, финансовый результат компании-разработчика в течение срока реализации проекта необходимо оценивать не в выручке от продажи освоенного оборудования, а в синергетическом эффекте для национальной экономики от реализации СПГ-проекта в целом. Помимо этого отраслевые игроки указывают, что сумму госсубсидии следует увеличить, так как стоимость освоения производства большинства образцов СПГ-оборудования для крупнотоннажных производств зачастую превышает существующие лимиты. Также на рынке считают, что следует снизить или исключить требования к софинансированию проекта, так как, учитывая высокую стоимость реализации проекта, изыскать средства в значительном объеме для этого машиностроительным компаниям трудно.

Помимо финансовых при освоении новых технологий остается ряд технологических ограничений. Так, многие испытания разработок импортозамещающего криогенного оборудования для крупнотоннажных заводов СПГ были бы невозможны без специальной испытательной базы. Выполнение НИОКР по ряду направлений во многом стало возможным благодаря созданию в России уникального специализированного стендового комплекса для проведения испытаний широкого спектра криогенного динамического оборудования, в том числе на реальной среде (СПГ). Его строительство завершилось в августе 2021 года. Стоимость проекта составила 1,9 млрд руб., из которых 1,3 млрд руб. были выделены из федерального бюджета. На данный момент в мире известно всего о трех подобных стендах для испытаний крупнотоннажных насосов СПГ на реальной среде (два — в США, один — в Японии). Но, в отличие от зарубежных аналогов, на отечественном оборудовании можно испытывать также жидкостные детандеры и криогенные компрессоры отпарного газа.

При этом в рамках госстратегии только предстоит создание еще одного специализированного стендового комплекса для проведения комплексных испытаний компрессорных агрегатов с приводами, которые должны проводиться на кольце на реальной среде или среде-имитаторе. Таким стендом располагают только три компании в мире (в Германии, Италии и Японии), что помогло им в свое время занять доминирующее положение на рынке.

Создание необходимой стендовой базы, повышение эффективности мер государственной поддержки позволит ускорить темпы развития отрасли СПГ, которая является одной из самых наукоемких и перспективных в российской экономике.