Обоснование организационно-технических решений, обеспечивающих надежность технологических объектов проекта «Голубой поток»

Роль российского природного газа в энергетическом секторе экономики Европы значительна. В 1998 году общий объем экспорта российского природного газа в Европу составил 120,5 млрд м3 по сравнению с 116,8 млрд м3 в 1997 году. Увеличение экспорта в 1997;1999 гг. обеспечивается без расширения транспортных мощностей за счет повышения эффективности их использования. На основании коммерческих решений создана мотивация для покупателей в увеличении отбора российского газа в летний период, когда имеется избыток мощностей по добыче и транспортировке газа. Доля летних поставок увеличена с 44% в 1997 году до 48% в 1999 году.

В существующих условиях Европа опирается на три основных источника поставки природного газа — Россия, Норвегия и Алжир.

Мощным потенциальным источником поставки газа в Европу может стать Туркменистан. Чрезвычайно высоким потенциалом обладает Иран с общим объемом разведанных запасов газа, превышающих 20 трлн. м3. Потенциально объем экспорта газа из Туркменистана, Ирана и других стран этого региона может достичь объемов, сравнимых с российским экспортом.

В случае неконтролируемого выхода дополнительных объемов газа на европейский рынок произойдет резкое падение цен из-за избыточного предложения газа. С точки зрения потери экспортных объемов в наибольшей степени пострадает Россия. Трансевропейская газовая сеть построена таким образом, что требует сбалансированных поставок газа из различных источников: с востока — это Россия, с северо-запада — Норвегия, Голландия, с юга — Алжир.

Расположение источников газа в Средней и Центральной Азии, географически ближе к основным рынкам сбыта, чем месторождения России, в частности, Западной Сибири. Однако отсутствие собственной инфраструктуры для транспортировки газа в Европу пока не дает возможности для выхода этих объемов на рынок.

Приоритетным проектом наших конкурентов для выхода туркменского газа на европейский рынок является Транскаспийский газопровод, предусматривающий поставку газа через Каспийское море, Азербайджан и Грузию в Турцию и далее в Европу, объемом до 30 млрд. м3 в год.

В случае реализации этого проекта Турция превращается в энергетический мост для выхода углеводородов из Туркменистана на европейский рынок. Это, в свою очередь, открывает путь для поставки в Европу природного газа из Ирана и других государств этого региона. В поставке среднеазиатского газа в Европу заинтересованы США, Турция, Восточная Европа, Балканы и Туркменистан.

Турецкий газовый рынок развивается наиболее динамично, и потребность в газе должна возрасти с 10 млрд. м3 в 1998 году до 52 млрд. м3 к 2010 году. Турция законтрактовала долгосрочную поставку 61,2 млрд. м3 газа, что превышает ее потребности. При этом необходимо учесть, что турецкая сторона имеет юридическую возможность выхода из контракта на поставку 16 млрд. м3 российского газа по проекту «Голубой поток» Это может произойти, если в ближайшие месяцы не будет организовано финансирование и не будет подписан контракт на строительство морского участка газопровода.

Капитальные вложения в реализацию проекта «Голубой поток» и транскаспийского газопровода оцениваются в сумме 2,5-^3,0 млрд долл. США каждый, и организация финансирования является чрезвычайно сложной в силу технических и рыночных рисков.

Новый газопровод «Голубок поток» через Черное море предполагает наличие подводной части от Джубги до Самсуна и должен состоять из двух ниток диаметром 600 мм каждая с толщиной стенок 31 мм, рассчитанные на давление 250 атм с глубиной укладки, достигающей около 2100 м.

Изучению проблем повышения надежности работы газопроводной системы в таких экстремальных условиях, как указано выше, посвящены труды многих ученых. Вместе с тем, до настоящего времени однозначно не решены вопросы оценки влияния факторов внешней среды на надежность функционирования газопроводов и создания условий, обеспечивающих постоянство забора газа.

Перечисленные вопросы определяют основное содержание диссертационной работы.

Цель работы. Изучить факторы, влияющие на надежность эксплуатации газопровода, проходящего по морскому участку трассы, а также на обеспечение постоянства забора газа, и разработать организационно-технические мероприятия, направленные на эффективную эксплуатацию системы газопровода.

Основная идея работы. Прокладка магистрального газопровода сверхвысокого давления по густонаселенной территории и морскому дну, должна вестись на основе системного анализа и с внедрением комплекса мероприятий, направленных на повышение надежности трубопровода в подводной его части, экологическую безопасность работ, а также обеспечение постоянства забора газа.

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе предусмотрено решение следующих задач:

• анализ актуальных проблем экспорта российского газа, оценка значения и перспектив развития рынка ресурсов природного газа Турции, а также строительства магистрального газопровода «Голубой поток»;

• анализ актуальных проблем выбора трассы газопровода сверхвысокого давления, проходящего по густонаселенной территории с курортами и здравницами, а также под водами, которыми активно пользуются многие отдыхающие;

• обоснование критериев оптимальности при выборе трассы газопровода с учетом экономических, социальных, политических и других условий;

• разработка мероприятий, обеспечивающих постоянство забора газа за счет опережающего определения объемов отбора газа, рационального размещения газохранилищ и оптимальной конфигурации сети;

• разработка инновационных решений, устраняющих изменения тепловых режимов передачи газообразной среды и повышение напряжений в материале труб, а в некоторых случаях — их разрушение в подводной части трассы газопровода;

• обоснование организационно-технических решений по защите подводной части трубопровода от коррозии с применением современной автоматической системы электрохимической защиты.

Научными положениями, защищаемыми в настоящей работе, являются:

1. При реализации крупномасштабного инвестиционного проекта выбор трассы газопровода должен производиться по критериям оптимальности с учетом экономических, социальных, политических и других условий.

2. Экономически оправданная доставка газа достигается путем внедрения мероприятий, обеспечивающих постоянство забора газа, несмотря на колебания, связанные с его подачей, за счет опережающего определения объемов отбора газа, рационального размещения газохранилищ и оптимальной конфигурации сети.

3. Надежность эксплуатации газопроводов, проходящих по обводненным и периодически затапливаемым участкам трассы, возможно обеспечить внедрением комплекса организационно-технических мероприятий, устраняющих изменения тепловых режимов потока газообразной среды и повышение напряжений в материале труб, а в некоторых случаях — их разрушение.

4. Инвестиции в газовую отрасль характеризуются достаточно большим начальным капиталом и повышенным риском, что требует обоснования экономических показателей, имеющих целью предварительно оценить объекты инвестирования с позиции целесообразности вложения средств. При этом, инвестор, чтобы компенсировать риск, должен рассчитывать на повышенную норму доходности.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением современной методологии системного анализа, корректным использованием применяемых математических методов и моделей оптимизации организационно-технических решений, достаточным объемом исходной аналитической и статистической информации по объекту исследований, апробацией и внедрением основных результатов разработок при проектировании и строительстве магистрального газопровода «Голубой поток».

Научная новизна выполненных исследований заключается:

• в разработке критериев и алгоритмов системного анализа факторов, определяющих устойчивость морского участка магистрального газопровода «Голубой поток»;

• в научном обосновании выбора и последовательности реализации организационно-технических мероприятий, обеспечивающих постоянство забора газа;

• в научном обосновании экономических показателей, имеющих целью предварительно оценить объекты инвестирования с позиции целесообразности вложения средств.

Научная значимость определяется научными результатами, полученными лично автором в ходе исследований:

— применительно к выбору трассы газопровода определены критерии оптимальности, учитывающие макроэкономические, геополитические, социальные, экологические, технические и коммерческие условия;

— предложены эффективные методические решения по многокритериальной оценке оптимального процесса доставки газа, направленного на обеспечение постоянства забора газа за счет рациональной конфигурации сети и размещения газохранилищ;

— теоретически обоснованы и всесторонне оценены мероприятия, направленные на повышение надежности морской части магистрального газопровода, позволяющие устранить изменения тепловых режимов потока газообразной среды и повышение напряжений в материале труб.

Практическая ценность работы в том, что в результате выполненных исследований предложены научно обоснованные организационные, технические и технологические решения, направленные на повышение эффективности и надежности строительства магистрального газопровода «Голубой поток» по следующим направлениям:

— рационализация прокладки газопровода сверхвысокого давления при учете рельефа местности, свойств грунтов, пересечения транспортных магистралей и водоемов, густой населенности территорий, экономической обеспеченности будущих работ;

— оптимизация трассы магистрального газопровода и применение мероприятий, направленных на предотвращение разрывов трубопровода;

— обеспечение постоянства забора газа за счет перехода на опережающее определение объемов отбора газа и рациональное размещение газохранилищ и конфигурации сети.

Реализация указанных инновационных решений обеспечивает значительное повышение надежности газопровода, особенно, в густо населенной местности и на морской части трассы, а также позволяет обеспечить гарантию экологической безопасности будущих работ. Реализация предложенных мероприятий позволит снизить затраты на ремонт и эксплуатацию магистрального газопровода «Голубой поток» порядка 300 млн рублей в год.

Апробация диссертации. Основные положения диссертации и основные результаты исследований были доложены на научно-технических совещаниях и конференциях Минтопэнерго России, ОАО «ГАЗПРОМ», Минобразования России, Миннауки России, а также на конференциях и симпозиумах: «II Международный симпозиум по новым технологиям в энергетике», Москва, 1997; «Международный Конгресс стран Восточной Европы по использованию природного газа», СПб, 1997; «I Форум Балтийских Государств по энергоресурсам», Копенгаген, 1998; «Петербургский экономический Форум», СПб, 1999.

Гл, а в, а 1.

АНАЛИЗ ЭКСПОРТНОГО РЫНКА ОАО «ГАЗПРОМ» .

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Интересы развития газовой отрасли России на европейском континенте требуют реализации качественно нового пути поставки газа — через Черное море.

2. Трубопровод сверхвысокого давления, проходящий по густонаселенной территории с курортами и здравницами и дну Черного моря, должен обладать повышенной надежностью и иметь гарантии экологической безопасности будущих работ.

3. Опережающее прогнозирование потребления газа позволит обеспечить постоянство забора за счет рационального размещения газохранилищ и конфигурации сети.

4. Для предотвращения всплытия морской части магистрального газопровода рекомендованы применительно к разным глубинам современные методы их балансировки и закрепления.

5. Оптимальный термодинамический режим работы магистрального газопровода приведет к увеличению его пропускной способности, уменьшению температурного напряжения в металле труб и значительно снизит энергоемкость перекачки газа.

6. Для предотвращения выпадения конденсата, образования гидратов и обмерзания трубопровода необходимы регулярные циклические расчеты по моделированию динамики режима.

7. Обоснование комплекса инновационных решений при строительстве магистрального газопровода «Голубой поток» должно производиться с привлечением научно-технического потенциала ведущих организаций мира и основываться на системном многокритериальном анализе возможных направлений научно-технического прогресса.

8. Учитывая специфическую особенность крупномасштабного инвестиционного проекта «Голубой поток» требуется оценка эффективности использования инвестиционных средств на любое инновационное решение, связанное с его реализацией.