Обоснование организационно-технических решений, обеспечивающих надежность технологических объектов проекта "Голубой поток" тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Обоснование организационно-технических решений, обеспечивающих надежность технологических объектов проекта "Голубой поток""

На правах рукописи ВЯХИРЕВ Юрий Ремович

: РГБ ОД 2 о ЯНВ Ш

ОБОСНОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ

РЕШЕНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ ПРОЕКТА «ГОЛУБОЙ ПОТОК»

Специальность 08.00.28 - Организация производства

(в горной промышленности)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1999

Работа выполнена в ООО «ГАЗЭКСПОРТ» и Санкт-Петербургском государственном горном институте (техническом университете).

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Владимир Стефанович Литвиненко

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Борис Борисович Кудряшов,

кандидат технических наук Вадим Евсеевич Сомов

Ведущая организация: АО «ГИПРОСПЕЦГАЗ».

Защита диссертации состоится 23 декабря 1999 г. в 10 ч на заседании диссертационного совета Д 063.15.13 при Санкт-Петербургском государственном горном институте им. Г.В.Плеханова по адресу: 199026 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, зал № 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 23 ноября 1999 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета, ^ у?

к.э.н., доцент - Л.И.ИСЕЕВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Роль российского природного газа в нергетическом секторе экономики Европы значительна. В 1998 г. >бщий объем экспорта российского природного газа в Европу соста-;ил 120,5 млрд.м3 по сравнению с 116,8 млрд.м3 в 1997 г. Увеличе-[ие экспорта в 1997-1999 гг. обеспечивается без расширения транс-юртных мощностей за счет повышения эффективности их исполь-ования. На основании коммерческих решений создана мотивация 1ля покупателей в увеличении отбора российского газа в летний пе-)иод, когда имеется избыток мощностей по добыче и транспорти-ювке газа. Доля летних поставок увеличена с 44 % в 1997 г. до 48 % 1 1999 г.

В существующих условиях Европа опирается на три основных источника поставки природного газа - Россия, Норвегия и ^лжир.

Мощным потенциальным источником поставки газа в Евро-1у может стать Туркменистан. Чрезвычайно высоким потенциалом »бладает Иран с общим объемом разведанных запасов газа, превы-иающих 20 трлн.м3. Потенциально объем экспорта газа из Туркме-шстана, Ирана и других стран этого региона может достичь объемов, сравнимых с российским экспортом.

В случае неконтролируемого выхода дополнительных объе-юв газа на европейский рынок произойдет резкое падение цен из-за убыточного предложения газа. С точки зрения потери экспортных »бъемов в наибольшей степени пострадает Россия. Трансевропей-:кая газовая сеть построена таким образом, что требует сбалансиро-¡анных поставок газа из различных источников: с востока - это Рос-:ия, с северо-запада - Норвегия, Голландия, с юга - Алжир.

Расположение источников газа в Средней и Центральной *!.зии географически ближе к основным рынкам сбыта, чем место-юждения России, в частности Западной Сибири. Однако отсутствие юбственной инфраструктуры для транспортировки газа в Европу юка не дает возможности для выхода этих объемов на рынок.

Приоритетным проектом наших конкурентов для выхода уркменского газа на европейский рынок является трапскасттский

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 г. до 52 млрд.м3 к 2010 г. 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 2,5-3,0 млрд. \ долларов 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, рассчитанных 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 настоящегс времени однозначно не решены вопросы оценки влияния фактороЕ 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.

Задачи исследования:

• 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, размещения газохранилищ и 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.

Защищаемые положения:

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

2. Экономически оптимальная доставка газа достигается путем внедрения мероприятий, обеспечивающих постоянство забора газа, несмотря на колебания, связанные с его подачей, за счет опережающего определения объемов отбора газа, размещения газохранилищ и 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. Научная новизна 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, направленные 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 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, пересечения транспортных магистралей, свойств грунтов 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 густонаселенной 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 следующих конференциях и симпозиумах: «II Международном симпозиуме по новым технологиям в энергетике», Москва, 1997; «Международном конгрессе стран Восточной Европы по использованию природного газа», СПб, 1997; «I Форуме балтийских государств по энергоресурсам», Копенгаген, 1998; «Петербургском экономическом форуме», СПб, 1999.

Публикации. По теме диссертации опубликованы: монография и 3 статьи в журналах и сборниках докладов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения й списка литературы, общим объемом 147 страниц машинописного текста, включающего 26 рисунков и 8 таблиц. Список литературы состоит из 43 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основные результаты работы отражены в следующих защищаемых положениях.

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

В методологии оценки экономической эффективности инновационных проектов центральным вопросом является вопрос выбора критериев оптимальности. Формирование комплекса долгосрочных инвестиционных решений, затрагивающих социально-политические интересы государства, тем более требует развития соответствующих методологических подходов при оценке их эффективности.

Необходимость развития таких подходов особенно отчетливо проявилась при обосновании целесообразности инвестирования и выбора трассы строительства проекта «Голубой поток».

«Голубой поток» будет представлять собой уникальное инженерно-техническое сооружение, поскольку большая его часть будет проложена под водой на глубине свыше 2000 метров.

Данный проект, кроме прямого экономического эффекта для ОАО «Газпром», имеет огромное макроэкономическое и геополитическое значение для России, но для его реализации требуется широкая государственная поддержка.

В методологическом плане для всесторонней оценки эффективности подобных проектов автором предлагается система критериев, каждому из которых поставлены в соответствие факторы, их характеризующие (см. таблицу).

В качестве критериев оптимальности при определении трассы газопровода были обоснованы приведенные затраты при сооружении, техническом обслуживании и ремонте трубопровода при эксплуатации, включая затраты на мероприятия по обеспечению сохранности окружающей среды, а также металлоемкость, конструктивные схемы прокладки, безопасность, заданное время строительства, наличие дорог и т.д.

Комплекс критериев оценки проекта «Голубой поток»

Критерии Факторы, характеризующие проект «Голубой поток» Критериальная направленность

Макроэкономический 1. Повышение устойчивости российской экономики (УЭ) 2. Увеличение валютных поступлений государству в долгосрочной перспективе (ВП) 3. Повышение стабильности курса национальной валюты (СК) 4. Развитие смежных отраслей в результате мультипликационного эффекта (МЭ) 5. Повышение инвестиционной привлекательности РФ (ИП) УЭ-шах ВП - max CK-max МЭ - max ИП-max

Геополитический 1. Снижение зависимости от третьих стран при поставках газа(3) 2. Укрепление позиций России на рынке газа в Турции (ГП) 3. Повышение экономической безопасности России ОБ) 4. Позиционирование России на мировом рынке как надежного долгосрочного партнера, обладающего передовыми технологиями (МП) 3-min П-max ЭБ-max МП-max

Социальный 1. Снижение уровня безработицы в газовой и смежных отраслях за счет создания новых рабочих мест (УБ) 2. Увеличение доходной части бюджетов всех уровней (БЭ) 3. Увеличение отчислений в бюджетные и внебюджетные фонды (ОФ) 4. Повышение уровня социальной стабильности в регионе (СС) УБ - min БЭ - max ОФ-шах CC-max

Экологический 1. Обеспечение экологической безопасности строительства газопровода (ЭБС) 2. Обеспечение экологической безопасности эксплуатации газопровода (ЭБЭ) ЭБС - max ЭБЭ - max

Технический 1. Совершенствование параметров техники (П) 2. Совершенствование технологии (Пт) 3. Повышение устойчивости к отказам (УО) 4. Инновационные решения в сфере организации строительства газопровода (Ы) П-max Пт-max УО-max N - max

Коммерческий 1. Увеличение чистой приведенной стоимости проекта (ЧДЦ) 2. Повышение финансовой устойчивости ОАО «Газпром» (ФУ) 3. Увеличение валютных поступлений от реализации газа (В) ЧДД-тах ФУ - max В - max

С учетом детального исследования этих критериев трасса магистрального газопровода «Голубой поток» будет оптимальной, если будет рассчитана для подачи российского газа в среднюю часть турецкой территории и состоять из т р е х основных участков:

• сухопутный участок на российской территории, (3 компрессорные станции);

• морская часть;

• сухопутный участок на турецкой территории (3 компрессорные станции).

За начальную точку принято подключение проектируемого газопровода £>= 1400 мм к строящемуся газопроводу D =1400 мм, />раб = 7,36 МПа «Чебоксары - Изобильное - Северо-Ставрополье -подземное хранилище газа» на 986,6 км. Конечной точкой сухопутной части газопровода на территории России является 373 км в районе пункта Джубга. - • '

Общая протяженность магистрального газопровода по территории России 373 км, из них 56 км по территории Ставропольского края и 317 км - Краснодарского края.

Районы, по которым намечена трасса газопровода, как правило, густо заселены (за исключением горной части), имеют хорошо развитую инфраструктуру (железные и автомобильные дороги, линии передач и связи и т.д.).

Трасса пересекает железную дорогу Ставрополь - Краснодар и небольшие горные реки. Далее от границы Краснодарского края трасса проходит по правому берегу реки Кубань, обходит Краснодар с севера и запада, пересекает реку Кубань и после перехода через железную дорогу Краснодар - Новороссийск меняет свое направление на юго-восточное, а затем переходит через реку Афипс, идет практически строго, на юг, потом поворачивает на юго-запад- и проходит так до компрессорной станции «Береговая» с небольшими местными отклонениями.

На участке 32,2 км - 195,5 км трасса газопровода, в основном, проходит в одном коридоре с ранее выбранной трассой нефтепровода «Тенгиз - Астрахань - Новороссийск» Каспийского трубопроводного консорциума. - .., ,

В географическом отношении трассу можно разделить на два участка: равнинный и горный.

Длина прибрежного участка сухопутной части трассы газопровода на территории России от начальной точки до точки стыковки с морским газопроводом - 1050 м. Стыковку морского и сухопутного участков наиболее оптимально осуществить на расстоянии 50 м от уреза воды Черного моря в сторону суши.

Участок акватории Черного моря начинается от охранного крана компрессорной станции «Береговая» (373 км) и заканчивается охранным краном компрессорной станции «Самсун» (Турция, 770 км).

Трасса газопровода «Джубга - Самсун» имеет протяженность 396 км, пересекает Черное море с глубинами до 2150 м. При этом глубины моря более 2000 метров зафиксированы на участке протяженностью 215 км, а с глубиной до 50 м - всего 95 км.

Газопровод, трасса которого была определена с учетом критериев оптимальности, рассчитывался на пропускную способность 16 млрд.м3 газа в год, он должен состоять из двух ниток. Для поддержания необходимого минимального давления в 5,4 МПа на турецком побережье давление газа составляет 25 МПа на российском побережье (рис.1 на вклейке).

На морской части магистрального газопровода полностью отсутствуют контрольно-измерительные приборы, перемычки и арматура на обеих нитках. Измерения давления, расхода и температуры газа производятся на российском и турецком берегах.

Технологическая схема компрессорных станций должна предусматривать:

• очистку транспортного газа;

• осушку и сороочистку газа;

• компримирование газа до требуемого давления;

• охлаждение газа.

Эффективность крупномасштабного проекта «Голубой поток» во многом определяется правильностью выбора трассы газопровода и затрагивает геополитические интересы государства. Оценка правильности выбора трассы должна базироваться на системном анализе широкого спектра социальных, экологических, технико-технологических и коммерческих факторов.

Рис. 1 Схема газопровода

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

Проблема экономически оптимальной доставки газа заключается в обеспечении постоянства забора газа, несмотря на колебания, связанные с его подачей. Такой подход позволяет удержать максимально низкие цены при заборе газа и рентабельно использовать газохранилища.

Исходя из опыта работы ОАО «Газпром» на международном рынке, можно сделать вывод, что в силу разнообразия вариантов проблемы такого характера могут решаться лишь индивидуально. Для этой цели используются соответствующие алгоритмы из уже реализованных проектов.

Для оценки процесса потребления газа клиентами в будущем применяется определенный способ прогнозирования объемов отбора. Результаты такого прогноза являются необходимой предпосылкой для опережающего и оптимального определения объемов отбора, размещения газохранилищ и конфигурации сети, объемов, при которых производится отключение, а также возможных узких мест в системе газоснабжения. Ожидаемый отбор вычисляется на определенный срок прогноза с учетом дневных и недельных ритмов потребления, сезонных колебаний температур и других параметров.

Результаты исследований автора, направленные на повышение эффективности использования транзитных мощностей за счет опережающего определения объемов отбора газа, позволяют на основании коммерческих решений создать мотивацию для покупателей в увеличении отбора российского газа в летний период, когда имеется избыток мощностей по добыче и транспортировке газа (рис.2 на вклейке).

Так, доля летних поставок газа увеличена с 44 % в 1997 г. до 48 % в 1999 г. Отбор газа у других поставщиков осуществляется на минимальном уровне.

При прогнозируемом изменении объемов забора газа изменяется режим работы магистральных газопроводов, что в значитель-

ной степени определяет энергозатраты на транспорт газа и его эксплуатационную надежность. Из практики известно, что снижение температуры потока газа на один градус уменьшает энергозатраты приблизительно на 2-3 %. Для расчета оптимального температурного режима газопровода, если пренебречь эффектом Доуля - Томпсона, используем формулу В.Г.Шухова

Г=70+(Гн-Г0)ехр(-ах), (1)

где Т - температура в любой точке линейного участка магистральной трубы, К; То - температура окружающей среды (воздух, вода, грунт на глубине укладки трубопровода), К; Гн - температура газа на выходе компрессорной станции (в начале линейного участка МГ), К; а - коэффициент, зависящий от диаметра газопровода, условий теплопередачи от газопровода в окружающую среду, массового расхода газа и его теплоемкости, кмх - расстояние от начальной точки газопровода, км.

Из выражения (1) следует, что при Т„ > Т0 всегда Т > Т0 (лишь при х ~ оо будет Т= То).

При этом пропускную способность О в кубических метрах в секунду магистрального газопровода можно определить по формуле

д = клГ5(Р"~Р*}, (2)

И V гША

где к - постоянный коэффициент при стандартных условиях; г -коэффициент сжимаемости газа; X - коэффициент гидравлического сопротивления; А - относительная плотность газа (по воздуху); Б -диаметр трубопровода, м; Ь- длина линейного участка газопровода, км; Рн, РК - давление газа в начале и в конце линейного участка газопровода, Па.

Из формулы (3) ясно: объем перекачки газа по магистральному газопроводу можно увеличить, если более глубоко охлаждать поток, поскольку О = V1/Т .

1 2 34 567 89 10 11 месяцы

Рис. 2 Объем подачи газа по газопроводу с учетом опережающего определения его потребности

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

Постоянство забора газа в условиях глубоководья (свыше 2000 м) может быть обеспечено при высокой надежности работы магистрального газопровода.

Надежность работы можно обеспечить увеличением механической прочности магистрального газопровода. Этого можно достичь двумя путями: использованием специальных высокопрочных труб или за счет снижения продольных температурных напряжений, возникающих в материале труб, путем поддержания требуемого температурного режима газопровода. Морская часть трубопровода имеет положительную плавучесть, что может вызывать изменения теплового режима перекачки газообразных средств, повышение напряжений в металле труб, а в некоторых случаях их разрушение.

Для предотвращения всплытия или осадки трубопроводов автором рекомендовано использовать различные методы их балансировки и закрепления.

Продольные температурные напряжения можно оценить по формуле Гука

ств|=аЕ(Т0-Т^), (3)

где а - коэффициент линейного расширения стали, КГ1; Е - модуль упругости стали при растяжении, сжатии и изгибе, Па; Т^ - рабочая температура трубы газопровода (Т^ < 7), К.

Из выражения (3) видно, что продольные температурные напряжения можно минимизировать, если охлаждать поток газа (и с ним трубопровод) до температуры, близкой к температуре грунта То на глубине укладки газопровода. При выравнивании их, когда Гтр = То, продольные температурные напряжения можно исключить.

Разработанные мероприятия, обеспечивающие оптимальный термодинамический режим работы морской части газопровода, позволят:

• увеличить пропускную способность газопровода;

• снизить мощность на компримирование потока транспортируемого газа, а значит, и сократить расход первичных энергоресурсов;

• уменьшить температурные напряжения в металле труб газопровода;

• сократить энергозатраты на вспомогательное производство за счет утилизации вторичных энергоресурсов (теплоты, отбираемой от потока газа).

Перечисленные параметры тесно коррелируют с температурой транспортируемого газа.

Характерной особенностью морского газопровода является режим температуры и давления газа в точке выхода на берег.

При этом характерно понижение температуры в связи с адиабатическим расширением (около 2 К/бар) и в связи с эффектом Джоуля - Томпсона (около 0,3 К/бар).

В определенных условиях и режимах работы газопровода в месте выхода его на берег после подводного участка существует опасность:

• образования и выпадения конденсата;

• образования гидратов;

• обмерзания трубопровода.

Для предотвращения указанного явления и отслеживания аномалий в режиме морского участка газопровода автором были разработаны и реализованы для применения циклические расчеты по моделированию динамики режима.

Кроме того, разрабатывается дополнительный логический блок, обеспечивающий анализ на морском участке на основе сравнения режимов работы двух параллельных ниток с формированием предупредительных и аварийных сигналов диспетчеру с комментариями.

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.

Учитывая специфику крупномасштабного инвестиционного проекта «Голубой поток», требуется оценка эффективности использования инвестиционных средств на любое инновационное решение, связанное с реализацией настоящего проекта.

Экономическая оценка эффективности инвестиций в строительство магистральных газопроводов должна строиться на следующих главных методологических принципах оценки:

• моделирование объемов транспортировки, работ и денежных средств;

• определение эффекта путем сопоставления предстоящих интегральных результатов и затрат с ориентацией на достижение требуемой нормы расхода на капитал;

• приведение предстоящих разновременных расходов и доходов к условиям их соизмеримости по экономической значимости в начальном периоде;

• учет влияния инфляции на ценность используемых денежных средств;

• учет неопределенностей и рисков, связанных с реализацией проекта;

• учет ограничений, накладываемых действующим законодательством, технологическими возможностями, требованиями охраны окружающей среды, потребностями рынка в природном газе, а также другими условиями развития газовой промышленности.

Общая схема оценки народнохозяйственного эффекта от реализации проекта представлена на рис.3 (см. на вклейке).

В качестве критерия эффективности проекта предлагается использовать показатель приведенных затрат на сооружение, техническое обслуживание и ремонт трубопровода при его эксплуатации

с учетом затрат на мероприятия по обеспечению сохранности окружающей среды (рис.4 на вклейке).

Использование для анализа доходов или чистого денежного потока сопряжено с целым рядом трудностей, которые определяются тем, что оценка будущих доходов всегда связана с высокой степенью неопределенности за счет колебаний конъюнктуры рынка, изменений в действующем законодательстве и других факторов. В то же время прогнозы затрат проекта всегда более достоверны и точны, чем доходы, и их поведение более предсказуемо. В этой связи различные технологические решения по проекту «Голубой поток» целесообразно сравнивать по величине приведенных издержек на его реализацию.

Общая формула для расчета приведенных издержек выглядит следующим образом:

где К, - капиталовложения, осуществляемы на /-м шаге; 3, - текущие (эксплуатационные) затраты на 1-м шаге; Т - горизонт расчета или период времени от начала работы до ликвидации объекта.

Большое значение при экономическом анализе крупномасштабных инвестиционных проектов имеет оценка факторов риска и неопределенности. Под неопределенностью проекта понимается неполнота и неточность информации об условиях реализации проекта (прежде всего о затратах и результатах данного проекта).

Понятие риск характеризует неопределенность, связанную с возможностью возникновения в ходе реализации проекта неблагоприятных ситуаций и последствий.

При оценке проекта целесообразно учитывать следующие группы неопределенностей и инвестиционных рисков:

1. Риск, связанный с нестабильностью экономического законодательства, экономической ситуации, условий инвестирования и использования прибыли.

2. Риск внешнеэкономический, то есть возможность введения ограничений на торговлю, поставки, трансферт (конвертация валюты).

Рис. 3 Прогноз затрат и выгод проекта для определения его

экономической (народнохозяйственной) эффективности

3. Неопределенность политической ситуации, риск неблагоприятных социально-политических изменений в стране или в регионе.

4. Неполнота или неточность информации о динамике технико-экономических показателей, параметров новой техники и технологии.

5. Колебание рыночной конъюнктуры цен и валютных

курсов.

6. Неопределенность природных условий, а также возможных стихийных бедствий.

7. Производственно-технологический риск.

8. Неопределенность целей, интересов и поведения участников инвестиционного проекта.

9. Неполнота или неточность информации о финансовом положении, деловой репутации компаний - участников проекта.

Специфические риски реализации инвестиционных проектов транспортировки природного газа включают в себя следующие группы:

1. Риск аварий на магистральных трубопроводах — риск утечки природного газа, пожаров, компенсации экологических последствий.

2. Риск удорожания стоимости транспортировки - риск увеличения действующих тарифов на транспортировку, введения дополнительных платежей и др.

3. Риск недогрузки или перегрузки магистральных коммуникаций - риск удорожания стоимости транспортировки за счет сокращения объемов перекачки газа либо риск срыва поставок из-за нехватки мощностей магистрального трубопровода.

Таким образом, оценка эффективности крупномасштабных проектов, затрагивающих геополитические интересы государства, должна базироваться на системном анализе широкого спектра социальных, экологических, технико-экономических и коммерческих факторов. Реализация подобного методологического подхода при оценке эффективности проекта «Голубой поток» свидетельствует о высокой эффективности данного проекта и необходимости его всесторонней государственной поддержки.

Заключение и выводы

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 обеспеченности 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 мощность, 'затрачиваемую на перекачку 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 проводиться с Ьривле4ением 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.

Рис. 4 Удельные показатели проектного анализа

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Магистральный газопровод «Голубой поток»: Научное сообщение (Петербургский экономический форум. Санкт-Петербург. 15-19.06.99 г.) / Санкт-Петербургский горный ин-т. СПб, 1999. 70 с.

2. Выбор критериев оптимальности крупномасштабных инвестиционных проектов (на примере проекта «Голубой поток») // Записки Горного ин-та. СПб, 1999. Т. 144(1). С. 55-58.

3. Показатели предварительной экономической оценки объекта инвестирования // Молодые ученые СПГГИ / Санкт-Петербургский горный ин-т. СПб, 1999. С. 30-33.

4. Мероприятия, обеспечивающие экономически оптимальные условия строительства магистрального газопровода в рамках проекта «Голубой поток» // Записки Горного ин-та. СПб, 1999. Т. 144(1). С. 50-54. (Соавтор В.С.Литвиненко).

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата технических наук, Вяхирев, Юрий Ремович

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 АНАЛИЗ ЭКСПОРТНОГО РЫНКА

ОАО "ГАЗПРОМ"

1.1. Оценка значения природного газа и экспортных возможностей ОАО "ГАЗПРОМ"

1.2. Оценка минерально-сырьевого потенциала страны для развития экспорта природного газа

1.3. Анализ европейского рынка природного газа и перспективы его развития

1.4. Обоснование стратегических направлений развития экспорта природного газа ОАО "ГАЗПРОМ" на европейский рынок

Выводы по главе

Глава 2 ОБОСНОВАНИЕ СТРАТЕГИЧЕСКИХ ИНТЕРЕСОВ ОАО "ГАЗПРОМ" ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА "ГОЛУБОЙ ПОТОК"

2.1. Системная оценка значения и преимуществ магистрального трубопровода Россия - Турция проект "Голубой поток")

2.2. Выбор критериев оптимальности крупномасштабных 107 инвестиционных проектов (на примере проекта

Голубой поток")

Выводы по главе

Глава 3 3.1.

Глава

ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА УСТОЙЧИВОСТЬ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА "ГОЛУБОЙ ПОТОК"

Анализ состояния схем управления и контроля за уровнем надежности магистрального газопровода

3.1.1. Требования к безопасности магистрального газопровода ^

3.1.2. Анализ аварийных ситуаций на газопроводах ^q

3.1.3. Анализ рисков (опасностей) при эксплуатации газопроводов

Анализ факторов, определяющих устойчивость функционирования технологических объектов газотранспортной системы

3.2.1. Требования к трассе

3.2.2. Нагрузки и воздействия на трубопровод ^

3.2.3. Конфигурация технологических систем

3.2.4. Коррозия трубопроводов

Анализ факторов, влияющих на экологическую безопасность газотранспортных сетей

Выводы по главе

ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПРОЕКТА "ГОЛУБОЙ ПОТОК"

Оптимизация трассы для прокладки магистрального газопровода

Оптмизация поставки газа потребителям

Мероприятия, обеспечивающие надежность морской части трубопровода

Выводы по главе

Диссертация: введение по экономике, на тему "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.

10

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"

Диссертация: заключение по теме "Организация производства", Вяхирев, Юрий Ремович

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.

181

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.