Сферические танки и русские березы: РФ и Запад учатся строить суда для СПГ

Морские перевозки СПГ – одна из важных составляющих мировой СПГ-индустрии, а для российских производителей они имеют собственную, арктическую специфику, с которой никогда ранее мировому судостроению сталкиваться не приходилось

Свидетельство этому совершенно наглядное: танкеры-газовозы ледового класса Arc7 в мировой квалификации имеют собственное название – Yаmalmax.

Нет никаких причин для излишней скромности – суда такого уровня сложности стали новой ступенью развития мирового судостроения, но нет и причин для шапкозакидательского настроения – России еще только предстоит освоить производство Yamalmax, спрос на которые продолжает увеличиваться.

Напомню, что окончательное инвестиционное решение по проекту "Арктик СПГ-2" уже принято, а планы "Новатэка" на этом не заканчиваются, своей очереди ждут "Арктик СПГ-1", "Арктик СПГ-3", "Обский СПГ". Не исключено, что СПГ-проект появится в рамках "Восток Ойл", на реализацию которого рассчитывают "Роснефть" и "Независимая нефтегазовая компания" – работы нашим корабелам хватит на немалое количество лет.

Норвежские СПГ-сферы

Разработанные французскими специалистами системы хранения СПГ первые годы развития морской транспортировки этого ресурса заметно уступали той технологии, которая впервые появилась в Англии, а затем последовательно развивалась норвежской компанией Moss. Впрочем, норвежской ее можно назвать только условно – в настоящее время контрольный пакет акций Moss находится в собственности итальянской компании Saipem. Moss "сохранила верность" алюминию как криогенно-стойкому металлу, но ее танки имеют сферическую форму, позаимствованную у танкеров, перевозящих нефть, – второе направление бизнеса Moss.

Идея, которую изначально использовали английские специалисты, сохранена: танки Moss являются самоподдерживающимися, их производят вне зависимости от этапов строительства танкеров, в трюмы которых они позже вставляются с опорой на специальную подставку. Толщина стенок танков – от трех до семи сантиметров, но есть еще и "экваториальный пояс", который соприкасается с корпусом судна – его толщина достигает 20 сантиметров.

Технология постепенно развивалась в одном, вполне логичном направлении – наращивание объемов перевозимого СПГ. Все вполне традиционно – чем больший объем груза способен перевезти танкер, тем меньше расходы на единицу перевозимого груза. Если первые танкеры, проекты которых были разработаны для Англии, имели алюминиевые резервуары общим объемом в пять кубометров, то к началу XXI века танкеры с резервуарами от Moss добрались до 130-140 тысяч кубометров.

reklama

И вот с этого момента настала эпоха французских технологий, поскольку законы физики преодолеть еще никому не удалось: чем больший объем требовался для танкеров, тем больше становился вес алюминия. Предельное значение задано чисто технологически – обычная глубина моря в портах, где оборудованы приемные СПГ-терминалы, – 12 метров, заниматься дноуглубительными работами соглашаются далеко не все.

Мембранные системы хранения

Во Франции технологиями хранения СПГ занимались две отдельные компании – Gastransprot и S.N. Techigas, но в 1994 году отдельными они быть перестали, убедившись, что с конкурентами из Moss вместе справиться будет легче, и теперь мы имеем дело с компанией Gastransport & Techigas – GTT. Французы отказались от сферической формы танков в пользу прямоугольной призмы – видимо, они просто лучше учили геометрию в школе.

Нет необходимости приводить соответствующие тригонометрические формулы, достаточно присмотреться к этим двум схемам и можно легко увидеть, какое количество места не используется по назначению в случае танков сферической формы.

Второй шаг, сделанный французскими специалистами, – отказ от использования алюминия в пользу сплава стали с никелем, содержание которого повышено до 36 процентов, инвара. Криогенная стойкость инвара выше не на проценты, а в разы, для изоляции СПГ вполне достаточно даже не листа, а мембраны толщиной от 0,5 до 1,2 миллиметра. Тем самым к выигрышу по геометрии уверенно добавлен выигрыш по весу – при той же осадке танкеры с мембранными резервуарами способны вмещать значительно большее количество СПГ.

Неизменным осталось требование двойной мембраны – как дополнительной страховки от возможных протечек СПГ, мембраны отделены друг от друга слоем теплоизоляции. В мировом "парке" СПГ-танкеров на долю резервуаров системы Moss в настоящее время приходится 41 процент, но эта доля продолжает снижаться – порядка 80 процентов строящихся танкеров будут иметь мембранные системы хранения от GTT.

СПГ-индустрия и русские березы

При такой незначительной толщине мембран ни о каком самоподдерживании речь вести уже не приходится – мембранные резервуары поддерживаются стенками корпуса судна. Это требует еще одного условия – второго слоя теплоизоляции, между внешней мембраной и корпусом судна, причем теплоизоляция должна еще и увеличивать прочность всей конструкции. Не пропускать тепло и быть прочной – таким оказалось требование к теплоизоляции, которому удовлетворяет только один материал – старая добрая фанера. Но это, разумеется, не тот сорт фанеры, которую мы видим в строительных магазинах, – ведь она должна спокойно выдерживать температуру от минус 160 градусов до температуры моря за бортом танкера, даже если он движется в тропиках.

GTT взялась за разработку систем хранения для Yamalmax – танкеров, которые предназначены для перевозки СПГ по Северному морскому пути, где встреча со льдами и торосами не чрезвычайное происшествие, а нормальные условия работы. Следовательно, кроме температурных требований к фанере прибавляем еще и повышенную прочность – удары льда о корпус судна (или, что чаще, удары корпуса по льду) не должны повредить резервуар с СПГ. Но и это не все – ведь корпус судна не имеет формы призмы, поэтому изоляция из фанеры должна быть разной толщины.

reklama

Деревообработка, шагнув в СПГ-отрасль, вынуждена была стать высокотехнологичной отраслью промышленности, и очень приятно, что в России нашлась компания, которая справилась со всеми этими требованиями: группа "Свеза" в 2019 году стала первой компанией в России и четвертой в мире, получившей от GTT лицензию на свое производство фанеры для систем хранения Mark III, получившей название Sveza Gas Mark III. Звучит несколько необычно, но все соответствует фактам: "Свеза" стала поставщиком для судостроительных заводов, тем самым перейдя в "высшую лигу" деревообрабатывающих предприятий. Остается пожелать "Свезе" успехов на специализированных судостроительных выставках и форумах, полноправным участником которых она теперь является.

Отметим, что "Свеза" действовала весьма оперативно, ведь GTT получила утверждение на Mark III от классификационного общества Bureau Veritas только в сентябре 2019 года. Секрет, конечно, не секретен – сотрудничество "Свезы" и GTT началось значительно раньше.

ССК "Звезда" подружилась с Mark III

СПГ-индустрия не терпит суеты – слишком уж непрост такой вид энергетического ресурса. Криогенные температуры в комплекте с повышенной пожароопасностью, а внештатное испарение СПГ –  это угроза не только для экологии вообще, но и для здоровья человека в частности. В рамках Петербургского международного экономического форума 2017 года GTT подписала соглашение с судостроительным комплексом "Звезда", цель которого – техническая оценка возможностей "Звезды" по строительству систем хранения СПГ Mark III.

Звучит несколько "наукообразно", а в жизни все было просто: "Звезда" должна была суметь в установленный французскими специалистами срок изготовить полномасштабный опытный образец танка Mark III, пригласить инспекторов GTT и получить либо ряд замечаний за недочеты, либо лицензию на производство этих систем хранения. 9 июля 2020 года профессионалы GTT констатировали: "Шарман!" – что официально звучит намного длиннее: ССК "Звезда" подписала лицензионное соглашение с GTT на право производства систем хранения Mark III.

Верфи, которые имеют такие же лицензии, можно пересчитать по пальцам – Hyundai, Daewoo, Samsung, индийская компания Cochin Shipyard, китайская компания China COSCO Shipping. Чтобы встать в один ряд с признанными лидерами мирового судостроения, дальневосточным корабелам нужно сделать главный шаг – построить свой первый Yamalmax. Контракты подписаны, начало строительства первого танкера запланировано на конец 2020 года, остается ждать новостей и наблюдать за тем, как будет развиваться сотрудничество "Звезды" с GTT.

Мембранные системы хранения используются не только для танкеров – к примеру, совсем недавно "Новатэк" подписал с Daewoo контракт на строительство плавучих терминалов для приема, хранения и отгрузки СПГ в Мурманской области и Камчатском крае, где будет использована мембранная система хранения. GTT разработала и внедряет технологию LNG Brick – резервуары емкостью от 300 до трех тысяч кубометров для судов, использующих СПГ в качестве моторного топлива.

Если сотрудничество с французской компанией будет успешным, у ССК "Звезда" появятся очень серьезные перспективы для развития бизнеса, связанного не только с танкерами-газовозами, которые будут строиться в Большом Камне, но и со строительством судов других типов. Новые требования IMO, Международной морской организации, по содержанию серы в выхлопных газах кораблей настолько суровы, что количество судов, для которых топливом станет СПГ, будет расти стремительно. Да, что касается сплава для мембранных систем хранения СПГ – для наших металлургических предприятий он не является какой-то новинкой, железа и никеля в подземных закромах России вполне достаточно, чтобы наши судостроители не испытывали никаких проблем. Будем надеяться, что новая отечественная отрасль промышленности будет развиваться успешно и динамично.

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции.