автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Методика обоснования логистической системы морской транспортировки сжиженного природного газа из Арктики

ОГЛАВЛЕНИЕ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.4.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МИРОВОГО РЫНКА СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА.

1.1. Мировой рынок сжиженного природного газа.

1.2. Газовые ресурсы России.

1.3. Процесс производства СПГ.

1.4. Морская транспортировка сжиженного газа.

1.5. Применение СПГ.

Глава 2. АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПРОЕКТОВ ПО СОЗДАНИЮ СПГтерминалов в мире.:.;.!.:;.'.:.:.;.:.:. 39 *

•, - " <

2.1. Инфраструктура США по импорту/экспорту СПГ.;.

2.2. Инфраструктура Европы по импорту/экспорту СПГ.Л. 47 •;

2.3. Российские проекты по экспорту СПГ.:.52 •

Глава 3. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ МОРСКОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ ' СПГ С АРКТИЧЕСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ РОССИИ.

3.1. Структурная схема АПК по расчету оптимальной транспортно-технологической системы транспортировки СПГ.

3.2. Информационно-Аналитическая система. управления размещением (ИАС УР).

3.3. Разработка методики выбора оптимального размещения завода по сжижению природного газа.

3.4. Модель системы массового обслуживания.

Завод-Флот».

3.5. Практическое применение разработанных моделей.

Газовая промышленность России является одной из важнейших стратегических отраслей экономики нашей страны. Доля природного газа (ПГ) в общем производстве и внутреннем потреблении энергетических ресурсов составляет около 50%. Наша страна экспортирует природный газ в больших объемах по системе экспортных газопроводов, идущих в страны Западной и Восточной Европы.

Актуальность исследования. Актуальность темы для науки и практики определяется тем, что в настоящее время в Российской Федерации получило развитие >новое направление "•" топливно-энергетического комплекса -производство сжиженного, природного ; газа (СПГ) и назревшей необходимостью диверсификации- (расширения) поставок российского природного газа на экспорт.

Участие России в международной торговле СПГ представляется целесообразным и необходимым по ряду причин. Прежде всего, речь идет о расширении географии экспорта российского газа. В настоящее время основным рынком сбыта российского газа является европейский регион, что объясняется наличием системы экспортных газопроводов. Но в последнее время быстро развиваются и набирают силу такие рынки СПГ, как Североамериканский, Европейский и рынок Азиатско-Тихоокеанского региона. Для России задачей первостепенной важности является выход и постепенное укрепление своих позиций на Североамериканском рынке и рынке АТР, которые не связаны и ближайшие десятилетия не будут связаны с Россией системой магистральных газопроводов. Это позволит обеспечить значительные стабильные валютные поступления в бюджет РФ и создаст дополнительные рабочие места.

Первые шаги по внедрению в экономический оборот и экспортную структуру сжиженного природного газа намечены на Сахалине, где в настоящее время идет строительство первого в России завода по производству СПГ. Мировая практика свидетельствует, что такие заводы строятся на морских побережьях. В некоторых случаях, как например в Алжире, эти. заводы расположены на значительном удалении от газовых месторождений, и газ поступает к ним по газопроводам, имеющим значительную протяженность. В России условия более благоприятные, поскольку имеются возможности строительства заводов в непосредственной близости от месторождений. Это относится и к Сахалину, и к потенциальным разработкам Штокмановского месторождения в Баренцевом море, Харасавэйского месторождения в Карском море и другим. Перспективные проекты по размещению завода по производству СПГ на территории России будут рассмотрены во второй главе данной работы.

Степень изученности. Если по рынку обычного природного газа (т.е. в его естественном виде) в российской научной литературе имеется целый ряд крупных исследований, статей и монографий, то по рынку СПГ аналитических работ насчитывается немного. Следует отметить научные исследования по морской транспортировке СПГ выполненные ЦНИИМФ, ЛМНИИП, ММП, ВНИИГАЗ, по заказу компаний: ГАЗПРОМ, ЛУКОЙЛ.

Однако, за последние 10-15 лет этот рынок развивается ускоренными темпами, и в настоящее время СПГ выступает неотъемлемым и достаточно заметным элементом мировой торговли природным газом. К сожалению, приходиться констатировать, что технические, экономические, эксплуатационные и экологические преимущества СПГ до настоящего времени не были востребованы в России.

Основной целью работы является комплексное рассмотрение в теоретическом и прикладном плане проблем, связанных с позиционированием России на, мировых рынках СПГ, разработка общего принципа построения автоматизированного проектного комплекса (АПК), разработка методикидля определения оптимального расположения комплекса по экспорту СПГ на Арктическом побережье, разработка модели функционирования системы «Завод-Флот».

Достижение указанных целей предполагает постановку и последовательное решение следующих основных задач:

- оценка роли СПГ в мировом энергообеспечении в настоящее время и прогноз на будущее;

- разработка общих принципов построения АПК;

- разработка методики по выбору оптимального расположения для строительства завода по сжижению ПГ и экспортного терминала;

- разработка математической модели системы «Завод-Флот».

Объектом исследования является мировой рынок сжиженного природного газа. При этом рассматривается потребность на сжиженный природный газ в мире и вопросы, связанные с поиском оптимального места его производства, а также его транспортировкой на экспорт с территории Арктического побережья России.

Информационно - статистическая база исследования. Основными источниками материалов, использованных в диссертации, послужили специализированные периодические и справочные издания официальных органов зарубежных стран, международных организаций и крупнейших мировых и российских компаний топливно-энергетического комплекса. К ним относятся: ■ Shell, Chevron, ЛУКОЙЛ, Газпром и др. Также широко использовались ' материалы: специализированных изданий, обзоры и доклады общественных'и коммерческих организаций, информация полученная из периодической печати.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что впервые для данного продукта (СПГ) предложен системный методологический подход к организации рационального размещения заводов по сжижению природного газа на территории Арктического побережья России в комплексе с системой морской транспортировки СПГ на экспорт.

Вопросы, связанные с оптимальным размещением завода по сжижению ПГ и отгрузочного терминала на территории Арктического побережья очень актуальны в последнее время, но они мало проработаны теоретически и практически. Также важным вопросом является обеспечение бесперебойной работы завода по сжижению природного газа в условиях Арктики.

Для нормального функционирования всего экспортного комплекса необходимо наладить четкое взаимодействие между его составляющими: заводом по производству СПГ и отгрузочным терминалом, т.е. необходимо обеспечить своевременную подачу газовозов под вывоз произведенного СПГ для минимизации естественных потерь вследствие его испарения при хранении в резервуарах.

Практическое значение работы обусловлено важной ролью газовой промышленности в экономике и внешней торговле России. Изучение вопросов, связанных с экспортом Российского СПГ показывает альтернативный путь расширения географии экспорта российского природного газа. Рациональное размещение'заводов по сжижению природного газа на территории России, . методика'которого предлагается в настоящей работе, в конечном счете: должно > привести к повышению степени развития экономики страны. , t . ■ г

Научная значимость результатов исследования заключается в следующем:

- Научно обоснованы условия организации автоматизированного проектного комплекса для расчета многовариантных схем производства и транспортировки СПГ с широким использованием экономико-математических моделей и машинным решением возникающих задач;

- Разработана методика по выбору оптимального расположения места для строительства завода по сжижению ПГ и экспортного терминала, базирующаяся на методе экспертных оценок;

- Определена структура и функции информационно-аналитической системы управления размещением завода (НАС УР) по сжижению природного газа;

- Разработан алгоритм обработки экспертных оценок, доминирующий неэффективные решения и приводящий к отысканию оптимального варианта размещения;

- Создана математическая модель функционирования системы «завод -флот» и предложен способ ее решения.

На защиту выносятся:

• Методика выбора оптимального месторасположения завода по сжижению природного газа на Арктическом побережье;

• Методика моделирования работы системы «Завод-Флот».

• Первая методика базируется ' на методе экспертных оценок и методе, последовательных уступок, а : вторая : на методе математического моделирования.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, приложений и библиографии.

Основные результаты и выводы, полученные и сформулированные в ходе выполнения работы сводятся к следующему:

1. Определены приоритетные рынки для российского СПГ на основе проведенного анализа состояния и перспектив развития мирового рынка СПГ;

2. Теоретически обоснован и разработан Автоматизированный проектный комплекс для расчета оптимальной транспортно-технологической системы транспортировки СПГ с территории Арктики, включающий в себя:

• НАС УР - информационно-аналитическая система управления размещением завода;

• Модель системы «Завод-Флот»;

• Инженерный расчет ТТС. V •-•■■•

3. Разработана структурно-функциональная схема НАС УР;

4. Разработана методика по выбору оптимального расположения для строительства завода по сжижению ПГ и экспортного терминала, базирующаяся на метод экспертных оценок;

5. Научно обоснован и разработан алгоритм обработки экспертных оценок, приводящий к оптимальному варианту размещения всего комплекса в целом;

6. Используя математический аппарат СМО, создана математическая модель функционирования системы «Завод-Флот»;

7. На основе использования математической модели сформулирован подход к определению оптимального количества газовозов, необходимого для обеспечения бесперебойной работы завода по производству СПГ;

8. Определены преимущества и недостатки перспективных проектов по строительству заводов по сжижению ПГ и экспортных терминалов на территории России.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Акимова И.Ю. Экспорт российского природного газа: Проблемы и перспективы. М., Олимп-Бизнес, 2005г.

2. Албул В.П. Рекомендации по газосбережению у потребителей. М. ИРЦ Газпром, 2002г.

3. Александров В.А. Производство и применение сжиженного природного газа.- М. НПКФ «ЭКИП», 2004 г.

4. Антифеев В.Н. Моторное топливо 21 века. Экологические, сырьевые и технические аспекты. М. НПКФ «ЭКИП», 2002 г.

5. Арктический шельф. М. «Нефтегазовая вертикаль» № 4-2003

6. Басби Р.А. Природный газ. М. Олимп-Бизнес, 2003г.

7. Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. М. «Дрофа», 2004. v

8. Внешняя торговля России на рубеже веков. М. НПО «Экономика», 2001 г/ ->•

9. Вывоз нефти с месторождений ненецкого автономного гокруга и

10. Архангельской области морским транспортом: Отчет о НИР. СПб, ЦНИИМФ,1998.

11. Где взять газовоз. М. «Нефть России» № 3-2005.

12. Грезин А.К. Использование СПГ в качестве энергоносителя-задача государственной важности. М. НПКФ «ЭКИП», 2003 г.

13. Деточенко Л.В. Сжиженный природный газ как новый фактор в географии мирового энергетического хозяйства. М. Олимп-Бизнес, 2000г.

14. Жилин О.Ф. Концепция повышения эффективности реализации газа потребителям России. М. Вопросы регулирования ТЭК: Регионы и Федерация - Издание межрегиональной Ассоциации энергетических комиссий. -2000. - №2-3.

15. Жилин О.Ф. Вопросы ценовой и тарифной политики на российском рынке газа и организация рынка взаимозаменяемых энергоресурсов. М.: Вопросырегулирования ТЭК: Регионы и Федерация. Издание межрегиональной Ассоциации энергетических комиссий. —2000. - №2-3.

16. Истомин В.А. Термодинамика природного газа. М. ВНИИГАЗ, 1999г.

17. Исследование технологий сжижения природного газа. М. «Газовая промышленность», №1-2005г.

18. Карасевич A.M. Рациональное использование природного газа и охрана окружающей среды. М. Недра, 2000г.

19. Кацман Ф.М., Баскаков С.П. Современный подход к решению вопросов технологической безопасности при морской транспортировке газа. М., «Морской флот», № 6, 2005.

20. Кацман Ф.М., Баскаков С.П. Безопасность и охрана морской транспортировки газа. М., «Морской флот», № 4, 2005.

21. Кириллов Н.Г. Сжиженный природный газ как универсальное моторное топливо 21 века. М. ИРЦ Газпром, 2003г

22. Коклин И.М. Система практической работы в области расширения использования газа в качестве моторного топлива в ООО «Кавказтрансгаз» на примере опыта Невинномысского ЛПУМГ. М. ИРЦ Газпром, 2002г.

23. Колчин С.В. Развитие российского нефтегазового комплекса: предпосылки и перспективы. М. Эникон, 2001г.

24. Конухин В.П. Перспективы использования подземных резервуаров в транспортно-распределительных системах нефти и газа на европейском Севере России. СПб. ТЭК России: Региональные аспекты. 2004г.

25. Концепция строительства завода по сжиженю природного газа на Ямале. -М. «Газовая промышленность» № 1-2005г.

26. Коржубаев А. Газовый баланс США.- М. «Нефтегазовая вертикаль», №122005.

27. Костылев И.И. Теплотехнический аспект морских перевозок сжиженного газа. СПб, ГМА им. адм. С.О. Макарова, 2002г.

28. Лазарев Л.Я. Сжиженный природный газ-топливо и энергоноситель. М. НПКФ «ЭКИП», 2003г.

29. Маленкина И.Ф. Опыт внедрения компримированного природного газа -альтернативного экологически чистого моторного топлива на территории Рязанской области. М. ИРЦ Газпром, 2004г

30. Материалы 11 расширенного заседания комиссии по газомоторному топливу. М. ИРЦ Газпром, 2002г.

31. Материалы компании CH-IV Corporation. Рекомендации по безопасности обращения с СПГ. Технический перевод ЗАО «Крионорд», 2004г.

32. Мещерин А. Окно в Азию «Нефтегазовая вертикаль» №9-2003.

33. Нефтегазовая политика: Иностранные инвестиции в России, (материалы российско-норвежской конференции) М. 1 998 г.

34. Никулин А.Е. Определение экономической целесообразности морской транспортировки метана. -М., Деп. Мортехинформреклама, 1993.

35. Никулин А.Е. Эксплуатационно-экономическая оценка морской перевозки нефти на экспорт из Арктических регионов России. -М. Деп. Мортехинформреклама, 1993.

36. Никулин А.Е. К вопросу об организации эффективной системы ледокольного обеспечения СМП. М. Деп. Мортехинформреклама, 2002.

37. Основные положения энергетической стратегии России на период до 2020 года -М. Вопросы регулирования ТЭК: Регионы и

38. Федерация, Издание межрегиональной Ассоциации энергетических комиссий. -2000. - №2-3.

39. Основные концептуальные положения развития нефтегазового комплекса России. -М.: «Нефтегазовая вертикаль» -2000. №1

40. Оценка инвестиционных возможностей создания частных газораспределительных сетей в России. М. Формат, 1998г.

41. Перспективы и опыт применения СПГ на объектах народного хозяйства. М. ИРЦ Газпром, 2004г

42. Перспективы производства сжиженного природного газа (СПГ) как основы для развития инфраструктуры по обеспечению автотранспорта и населения Московской области моторным и бытовым топливо. М. НПКФ «ЭКИП», 2003г.

43. Сафиуллин М.Ш. Россия на международном рынке природного газа. М. РГТЭУ, 2003г.

44. Совершенствование технологии производства СПГ и опыт применения СПГ на объектах газовой промышленности. М. ИРЦ Газпром, 2003г

45. Современное состояние и перспективы развития производства и реализации СПГ в мире. М. ИРЦ Газпром, 2004г

46. Солозубов В. Туполевские криопланы на сжиженном природном газе. М. НПКФ «ЭКИП», 2005 г.

47. Состояние и перспективы использования природного газа в качестве моторного топлива. М. ИРЦ Газпром, 2002г

48. Стандарт Национальной ассоциации противопожарной защиты США (NFPA) NFPA 57. Стандарт на топливные системы транспортных средств на сжиженном природном газе. Технический перевод ЗАО «Крионорд»

49. Стандарт Национальной ассоциации противопожарной защиты США (NFPA) NFPA 59. Производство, хранение и обращение со сжиженным природным газом. Технический перевод ЗАО «Крионорд».

50. Степанов И.Р. Эффективность перевода крупных энергоисточников Мурманской области на природный газ. Апатиты, 2001г.

51. Технико-экономическое обеспечение вывоза СПГ морским транспортом и обустройства технологического комплекса в порту Харасавэй: Отчет о НИР. -СПб, ЦНИИМФ, 1994.

52. Фомин Г.П. Математические методы и модели в коммерческой деятельности.-М. «Финансы и статистика», 2004г.

53. Фофанов Г.А. Маневровые и/магистральные тепловозы, использующие в ,*.■>. м.г.: качестве моторного топлива . сжиженный--природный газ. 'М. . НПКФ: «ЭКИП», 2005 г. • . . • . . . ■■ ' Г -; ■■ .

54. Ходорков И.Л. Сжиженный природный газ в России.:- М. НПКФ «ЭКИП», 2004 г.

55. Экономические аспекты производства и использования сжиженного природного газа. -М. «Газовая промышленность» № 2-2003г.

56. Яркин Е.В. Ценовая и тарифная политика в газовой отрасли. -М. Вопросы регулирования ТЭК: Регионы и Федерация, Издание межрегиональной Ассоциации энергетических комиссий. —2000. -№2-3

57. Bourcier A. Economy of supply and demand of natural gas, Energy Economics. 2003 Vol. 10, № 4.

58. De Anne J, Mashagekhi A. The economics of natural gas, pricing, planning and policy. Oxford. 1999.

59. Do Austoik O.G. Pricing of European gas: Effects of liberalization 19th IAEE Inter conf. Budapest, 1998.

60. Guntis Moritis. GTL technology augments gas production options. Oil & Gas Journal, 1999.

61. Natural Gas Information: Annual Edition. Paris,IEA,2000

62. Natural Gas Transportation: Organisation and Regulation. Paris,IEA,2000

63. Natural Gas Pricing in Competitive Market. Paris,IEA, 1998

64. Shell, Gazprom Union Gets New Impetus World Gas Intelligence - 2002

65. South East Asia Gas Study Paris,IEA,1999.

66. Guntis Moritis. GTL technology augments gas production options. Oil & Gas Journal, 1999.

67. Natural Gas in the World, "CEDIGAS", Paris, France, 2003

68. Document title Installations and equipment for liquefied natural gas. CEN publication 2001.

69. LNG Shipping Shell Gas and Power 2004 •123