Мировая индустрия сжиженного природного газа (СПГ) показывает неуклонный рост. Принятая в России в 2021 году долгосрочная программа развития СПГ открывает большие перспективы для средне- и малотоннажного производства СПГ, целью которых является удовлетворение нужд внутреннего рынка в топливе. Однако состояние метрологического обеспечения средне- и малотоннажного производства находится в начальной стадии, и это вызывает некоторые сложности при коммерческом учете количества СПГ. В работе предложен подход определения количества СПГ с использованием расчетного метода определения плотности на основе компонентного состава СПГ, который может быть реализован на объектах хранения не оборудованных средствами измерения плотности.
В год потребляется более 2,5 трлн. м3 природного газа, а объем мировой торговли варьируется в пределах 625–650 млрд. м3. Большая часть этого газа (70%) поставляется потребителям по трубопроводной системе и около 27% поставляется в сжиженном виде [1]. В настоящее время в связи с ростом энергопотребления и постоянным увеличением цен на энергоносители, а также экономической безопасностью, во всем мире, особенно в высокоразвитых странах, становится актуальным вопрос использования сжиженного природного газа (СПГ) и его экспорта. Рост потребления СПГ обусловлен не только отсутствием или дефицитом собственных ресурсов в некоторых странах, но и значительным преимуществом СПГ перед другими энергоносителями, а именно:
- СПГ транспортируется в жидком виде, что обеспечивает рациональность транспортировки: СПГ может быть доставлен с любого завода по сжижению на любой регазификационный терминал как в межконтинентальном пространстве посредством танкеров, так и железнодорожным и автомобильным видами транспорта в цистернах на материковой части [2];
- газификация районов, удаленных от магистральных трубопроводов, путем создания резервного запаса СПГ у потребителя;
- СПГ является более экологичным видом топлива, так как при его сгорании выделяется меньше углекислого газа, не происходит образование токсичных соединений, благодаря чему СПГ менее опасен для экосистемы, по сравнению с другими видами топлив;
- в жидком виде СПГ не взрывоопасен и устойчив к воспламенению;
- СПГ является одним из самых дешевых энергоносителей.
В России современное развитие индустрии сжиженного природного газа связано в основном с крупнотоннажным производством, ориентированным на экспорт. На мировой рынок Россия вышла в 2009 году, когда на Сахалине был запущен в эксплуатацию завод по производству СПГ в рамках проекта «Сахалин-2» с проектной мощностью 9,6 млн. тонн в год. В настоящее время по данным Минэнерго Россия поставляет на внешний рынок около 6 % от общей доли мирового рынка СПГ. Только за 2020 г. в России было произведено 30,5 млн. тонн СПГ, что на 3,5 % больше чем в 2019 году.
В марте 2021 г. вышло распоряжение Правительства РФ [3], которое утвердило долгосрочную программу развития производства СПГ и, в первую очередь, малотоннажного сектора. Согласно этой программе объем российского производства СПГ к 2035 году должен вырасти до 80 – 140 млн. тонн в год. На внутреннем рынке России спрос на сжиженный природный газ к 2035 году возрастет до 12,6-17,4 млрд. м3, что потребует строительства новых объектов по производству СПГ мало- и среднетоннажных мощностей.
Согласно Постановлению Правительства Российской Федерации от 16 ноября 2020 г. № 1847 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений» [4], сжиженный природный газ относится к сфере государственного регулирования и подлежит учету. В соответствии с п. 6.7.3 Постановления Правительства № 1847 значения допустимых погрешностей при измерениях массы СПГ, выполненных прямым или косвенным методом статических и динамических измерений, установлены в диапазоне от 0,75 до 1,5%, в зависимости от используемого метода измерений.
Учет СПГ как энергоресурса необходим для регулирования взаимоотношений между поставщиком и покупателем с учетом потерь по всей цепочке реализации. Для определения количества СПГ необходимо знать объем сжиженного газа, а также его физико-химические параметры, в первую очередь – плотность.
На практике величину плотности и компонентный состав СПГ берут из паспорта качества. Но в процессе жизненного цикла СПГ (рис.1) в результате сливо-наливных операций происходит изменение компонентного состава СПГ и, следовательно, его плотности, которые могут существенно отличаться от первоначально полученных значений.
При малотоннажной реализации СПГ проблемой является точное определение количества отгружаемого газа, что связано с тем, что количество поступившего СПГ измеряется по уровню налива статическим методом, а показатели качества, а именно плотность СПГ, принимаются по данным завода-производителя. При производстве СПГ его компонентный состав определяют хроматографическим методом по ГОСТ 31371.1 [5]. Данный метод является достаточно точным, универсальным и быстрым и реализуется на заводах-производителях СПГ для составления паспорта качества на него. Существенным ограничением для применения хроматографического метода является то, что он требует наличия специального оборудования, высококвалифицированных специалистов, отдельной лаборатории для проведения анализа проб, что практически трудно осуществимо и нецелесообразно на всех стадиях реализации малотоннажного СПГ.
