Prelude FLNG

Решение о постройке завода Prelude было принято Royal Dutch Shell 20 мая 2011 года[5]. Доли в проекте распределены между Shell 67,5 %, INPEX 17,5 %, CPC 5 %, KOGAS 10 %[6]. В 2013 году ожидаемая стоимость строительства оценивалась от 10,8 до 12,6 млрд долл. США[7]. Плавучее сооружение будет производить 5,3 млн т жидких углеводородов в год: 3,6 млн т СПГ, 1,3 млн т конденсата и 0,4 млн т LPG[6]. Вес сооружения составляет 260 тыс. тонн[8].

Основная идея реализации столь сложного проекта — открытие новых возможностей для разработки малых шельфовых месторождений природного газа, удалённых от побережья, разработка которых ранее была экономически нерентабельной из-за высокой стоимости подводных и наземных сооружений[9]. Обычный наземный завод по производству СПГ для покрытия капитальных затрат на строительство должен быть соединён с месторождением газа, близким к берегу и достаточным по объёму, чтобы обеспечить полную загрузку технологических линий в течение десятилетий. Однако таких месторождений в мире становится всё меньше и в будущем по мере их истощения энергетическая промышленность для поддержания добычи на достигнутом уровне будет вынуждена заниматься вовлечением в разработку проблемных трудноизвлекаемых запасов[10], наряду с постепенным увеличением доли возобновляемых источников энергии. В настоящее время^{[когда?]} единственным экономически обоснованным способом разработки малых месторождений является плавучий завод СПГ[11]. Такой плавучий завод по мере истощения пласта может быть сравнительно легко и дёшево перебазирован на следующий лицензионный участок в любом месте мира. Перенос производства в море позволяет сократить расходы и минимизировать политические и экологические риски, сопряжённые со строительством длинных подводных трубопроводов и наземных заводов СПГ[11]. Такая гибкость никогда ещё не была возможной и размещение завода в море открывает совершенно новую страницу в истории нефтегазовой отрасли. Это также важнейший шаг для мировой энергетики в эпоху когда эра легкодоступных природных ресурсов подходит к концу и разработка проблемных месторождений видится наиболее надёжным источником энергии в ближайшем будущем[10]. Так в России в структуре запасов углеводородов нарастает доля трудноизвлекаемых (ТРИЗ), на сегодняшний день^{[когда?]} она превысила 60 %[12].

Проект технологической линии основан на технологии двойного смешанного хладагента Shell DMR technology (Double Mixed Refrigerant). Первое применение данной технологии было успешно реализовано компанией Shell в России при строительстве и эксплуатации Сахалинского завода СПГ в Пригородном. Завод находится в эксплуатации с 2009 года. Новизна технологии сжижения газа на заводе Prelude обусловлена лишь адаптацией существующего процесса к эксплуатации в море, а значит, повышенной компактностью и надёжностью. Вместо традиционных для наземных заводов газовых турбокомпрессоров в данной версии для сжатия хладагента используются паровые турбины.

Генерация электроэнергии на борту также происходит при помощи паровых турбин и состоит из 3 генераторов мощностью 40 мегаватт каждый. Пар высокого давления вырабатывается 7 морскими котлами Kawasaki. Охлаждение сырьевого газа происходит в две стадии: сначала газ проходит 3 спирально-витых теплообменника секции предварительного охлаждения (pre-cool), где охлаждается до примерно −50 градусов PMR-хладагентом (Precool Mixed Refrigerant), а затем конденсируется в жидкость в главном криогенном теплообменнике (MCHE) MR-хладагентом (Mixed Refrigerant). В свою очередь хладагенты передают полученную от сырьевого газа теплоту морской воде. Водяное охлаждение, в отличие от охлаждения атмосферным воздухом, позволило исключить десятки громоздких вентиляторов и сэкономить площадь для размещения оборудования на палубе. Также морская вода забирается с глубины 150 метров где температура круглый год неизменна, что исключает суточные колебания атмосферных температур, влияющие на КПД газовых турбокомпрессоров на наземных заводах[13].

Расход морской воды на охлаждение составит 50 млн литров в час[3]. Вся производственная линия разделена на модули, собранные отдельно на земле, а потом поднятые и установленные на корпус. В целом удалось сжать площадь до 25 % от площади, занимаемой наземной технологической линией СПГ[11].

Для увеличения эффективности и для уменьшения эффекта плескания от волнения на море сжижение проходит под давлением 90 бар, тогда как на наземных заводах около 60 бар. Так как танки для хранения СПГ расположены в корпусе непосредственно под технологической линией, Prelude FLNG не имеет продуктовых насосов и готовый СПГ под атмосферным давлением дренируется вниз самотёком. СПГ хранится в 6 призматических танках общей ёмкостью 220 000 м³. Такой ёмкости достаточно для интервалов отгрузки в 1 неделю с расходом 10 000 м³/ч. Пары́, образующиеся при постоянном кипении СПГ в отпарной колонне и резервуарах хранения, компримируются и используются в качестве топливного газа для морских бойлеров. Для безопасной отгрузки и швартовки газовозов при неблагоприятных погодных условиях плавучий завод Prelude имеет в задней части корпуса 3 электрических двигателя производства Rolls-Royce USL 455 azimuth общей мощностью 6700 л. с.

Двигатели предназначены для постоянного позиционирования корпуса относительно направления ветра и течения путём вращения вокруг поворотной причальной каретки в носовой части корпуса. Такая конструкция позволит безостановочное производство даже при тропических циклонах 5-й категории ветер более 55 м/c, порывы до 78 м/c, которые нередки в Тиморском море[14].

Так как ни одна компания в мире не имеет опыта строительства подобных сооружений, был создан консорциум компаний Samsung Heavy Industries и Technip — TCS (Technip/Samsung consortium). Судостроительное подразделение компании Samsung отвечает за строительство плавучего двойного корпуса, а Technip за проектирование и монтаж верхних строений (технологических модулей)[15]. Резка первого листа стали произошла в октябре 2012 года на судоверфи Samsung Heavy Industries на острове Кодже недалеко от города Пусан в Южной Корее. Это одно из немногих предприятий на Земле, имеющее сухой док подходящих размеров.

Prelude спущен на воду 30 ноября 2013 года[16]. В настоящее время^{[когда?]} на судоверфи осуществляется его достройка — монтаж оборудования и технологических производственных модулей. Около 5000 человек работают на борту каждый день[6].

Вращающаяся на 360 градусов якорная система построена компанией SBM в Drydocks World Dubai, ОАЭ. Подводное оборудование — коллектор, соединяющий 7 скважин, подводный блок управления и гибкие линии для подъёма газа со дна производятся в Малайзии в Куала-Лумпуре компаниями FMC Technologies, а Emerson является основным поставщиком систем автоматизации и управления[17][18]. Массивные цепи для якорей, которые будут удерживать завод над скважинами, изготовлены в Испании. Тем временем в Австралии буровая платформа Noble Clyde Boudreaux осуществляет бурение 7 добывающих скважин[19].

В декабре 2015 года Shell опубликовала видео, показывающее текущее состояние строительства[20].

По завершении строительства и морских испытаний у берегов Кореи завод был отбуксирован в Тиморское море и закреплён якорями на глубине 250 м над газоконденсатным месторождением Prelude[21], от которого он и получил своё название. Запасы месторождения оцениваются в 84,9 млрд м3 газа[22]. Здесь в 200 км от берега северо-восточнее австралийского города Брум плавучий завод будет эксплуатироваться в течение 25 лет без заходов в сухой док[3].

По мере истощения месторождения Prelude для поддержания подачи сырья на заданном уровне производство будет подключено подводными трубопроводами к соседним месторождениям Concerto и Crux, разработка которых начнётся исходя из анализа геологических данных пластов Prelude во время разработки[23].

Газ месторождения Prelude является жирным с повышенным содержанием тяжёлых углеводородов, в то время как целевой продукт СПГ — чистый метан. Поэтому в процессе производства на заводе Prelude будут также получать побочные продукты — стабильный конденсат и СУГ (бутан-пропан). Производство конденсата также принесёт значительную прибыль.

Персонал завода будет работать вахтовым методом по графику 3 недели работа — 4 недели отдых — 3 недели работа — 5 недель отдых, с 12-часовыми сменами без выходных. Все перелёты оплачиваются. Таким образом персоналу предоставлена возможность жить в любом городе Австралии. Большая часть будет добираться из городов Восточного побережья Австралии регулярными рейсами в Перт, со стыковкой в Бруме. Далее для доставки рабочих смен на борт планируется использовать вертолёты EC225 rescue helicopter[24]. Перелёт из Брумы с остановкой для дозаправки в местечке Дилиджин занимает около 3 часов.

Для приёма вертолётов плавучий завод имеет две посадочные площадки. Береговой центр поддержки и управления располагается в городе Перт, столице штата Западная Австралия, и соединён с заводом оптоволоконным кабелем. База снабжения, с которой вспомогательные суда будут доставлять расходные материалы и продукты, расположена в городе Дарвин в штате Северные Территории. Одновременно жилые помещения завода рассчитаны на 240 человек при одиночном размещении и 340 в период остановочных ремонтов.

Имеются планы по разработке крупного месторождения Browse, расположенного также в Тиморском море, с помощью концепции FLNG. В сентябре 2013 владельцем лицензии на разработку Woodside Petroleum было принято решение отказаться от строительства завода на суше и использовать 3 плавучих модуля сходных с Prelude по проекту Shell. Концепция «запроектируй один — построй множество» в будущем возможно позволит окупить затраты на разработку концепта[25].

13 мая 2016 года на верфи Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME) так же расположенной на острове Кожде было завершено строительство плавучего завода PFLNG1 для малайзийской компании Petronas[26]. Плавучий завод PFLNG1 имеет меньшие размеры и проектную мощность 1,2 млн т. СПГ в год и будет эксплуатироваться на газовом месторождении Кановит (Малайзия, штат Саравак, 180 км от берега). 365-метровый корпус был спущен на воду 5 апреля 2014 года[27]. Первоначально завод планировалось запустить в эксплуатацию в конце 2015.

Оба проекта имеют значительные задержки по срокам строительства. Как Shell, так и Pertonas стараются успеть стать первой компанией, производящей СПГ в море. 11 июня 2015 года в том же сухом доке, в котором строился корпус Prelude, состоялась закладка второго плавучего завода Petronas PFLNG2[28]. Компания Golar LNG совместно с камерунской Société Nationale des Hydrocarbures (SNH) и французской Perenco заявила о намерении переоборудовать обычный газовоз Hilli в минизавод СПГ[29]. Проект Cameroon FLNG реализуется на верфи Keppel в Сингапуре, завершение строительства ожидается в середине 2017 года. Эксплуатация будет вестись на шельфе Камеруна. Газпром подписал 8-летний контракт на покупку всего объёма СПГ с этого проекта (1,2 млн тонн СПГ в год) с последующей перепродажей во Вьетнам[30]. Кроме того имеются планы переоборудования ещё трёх газовозов. В том числе речь идёт о проекте Fortuna оператора Ophir у берегов Экваториальной Гвинеи (2,2 млн тонн СПГ в год) и принадлежащем итальянской Eni заводе Coral на шельфе Мозамбика (2,5 млн тонн СПГ в год)[31][32].

Компания Shell также ведёт дальнейшую доработку Базового проекта плавучего завода СПГ (Generic FLNG) для достижения большей производительности и со способностью сжижать более сухой газ других месторождений — FLNG Lean с мощностью 6 млн т СПГ в год и низким выходом конденсата и СУГ. Это естественное развитие дизайна, использованного для завода Prelude, в котором будут учтены возможные ошибки, нереализованные возможности и новейшие технические разработки[33].

Компания Exmar реализует проект Caribbean FLNG. Строительство ведётся на верфи Wison в Китае и по состоянию на Май 2016 года на 95 % завершено[34]. Технологические модули размещены на барже длиной 140 м шириной 32 м и высотой борта 18 метров. Цилиндрические резервуары в корпусе баржи рассчитаны на хранение 16100 кубических метров СПГ[35].

В феврале 2013 года на форуме «Открытый мир инноваций», организованном компанией Shell, крупнейшая российская судоходная компания Совкомфлот предлагала Shell изучить возможность строительства плавучих СПГ-заводов для работы на простаивающих месторождениях газа российского шельфа[36][37]. В настоящее^{[когда?]} время Совкомфлот является оператором газовозов доставляющих продукцию с Сахалинского завода СПГ компании «Сахалинская Энергия», а также участвует в проекте Ямал СПГ для доставки груза из порта Сабетта по Северному Морскому Пути.

• Тим Скоренко Пробуждающий Ктулху // Популярная механика, № 6, 2014, стр. 52-56
• Sullivan, Robert. The Biggest Ship in the World (Though It Isn't Exactly a Ship), The New York Times (31 October 2014).
• Shell: Prelude's maiden voyage на YouTube