Способы производства СПГ, био-СПГ и Е-метана

Сравнительный обзор технологий для рынка малотоннажного и возобновляемого газа

Сегодня на рынке сжиженного газа параллельно развиваются три основные группы продуктов: традиционный ископаемый СПГ, био-СПГ (сжиженный биометан) и синтетический метан / е-метан (е-СПГ). После сжижения все три продукта обладают практически одинаковыми физическими свойствами и могут использовать одну и ту же инфраструктуру хранения, транспортировки и бункеровки. Различия заключаются в исходном сырье, углеродном следе и стоимости производства.

1. Традиционный СПГ (ископаемый СПГ)

Исходным сырьём является природный газ, добываемый на месторождениях. Основные этапы:

• Добыча и подготовка газа (удаление CO₂, H₂S, воды и тяжёлых углеводородов)
• Сжижение при температуре приблизительно –160…–162 °C
• Хранение в криогенных резервуарах и загрузка

К технологиям сжижения относятся процессы C3MR, AP-X, каскадные процессы и процессы со смешанным хладагентом. На малотоннажных установках часто используются упрощённые циклы или циклы на основе азота. Углеродный след определяется выбросами на предшествующих этапах производственной цепочки и энергией, используемой для сжижения.

2. Био-СПГ (сжиженный биометан)

Наиболее зрелый и коммерчески доступный «зелёный» способ производства. Типовая цепочка:

1. Анаэробное сбраживание биомассы (навоз, пищевые отходы, остаточная биомасса, силос) → биогаз (CH₄ + CO₂)
2. Очистка и доведение до качества биометана — удаление CO₂, H₂S и воды → биометан (≥97% CH₄)
3. Сжижение → био-СПГ

Альтернативный вариант: биометан закачивается в газовую сеть, а затем отбирается и сжижается в другом месте с применением системы массового баланса / book-and-claim.

Преимущества: технология уже применяется в промышленных масштабах, особенно в Европе; при использовании навоза и отходов в качестве сырья возможно достижение очень низкого или отрицательного уровня выбросов парниковых газов. Основным ограничением является доступность экологически устойчивого сырья.

3. Е-метан / е-СПГ (синтетический метан)

Производится по технологии Power-to-Methane:

1. Зелёный водород — электролиз воды с использованием электроэнергии из возобновляемых источников
2. Источник CO₂ — биогенный CO₂ (из биогаза или процессов ферментации) либо непосредственное улавливание из воздуха (DAC)
3. Метанирование (реакция Сабатье или биологическое метанирование) → синтетический метан
4. Сжижение → е-СПГ

При использовании электроэнергии из возобновляемых источников и биогенного или атмосферного CO₂ углеродный след жизненного цикла может приблизиться к нулю или даже стать отрицательным.

В настоящее время технология преимущественно находится на стадии пилотных и ранних промышленных проектов; её стоимость остаётся значительно выше стоимости био-СПГ.

4. Сравнительная таблица

* При использовании электроэнергии из возобновляемых источников и биогенного CO₂ либо CO₂, полученного методом DAC.

5. Роль на современном рынке

• Ископаемый СПГ остаётся основой объёмов поставок и ценовым ориентиром, связанным с индексом TTF.
• Био-СПГ является основным практическим инструментом декарбонизации, доступным уже сегодня для грузового транспорта, паромов и промышленности. В Германии его доля на СПГ-заправочных станциях приближается к 100%.
• Е-метан представляет собой долгосрочный путь к масштабируемому углеродно-нейтральному метану после появления доступной зелёной электроэнергии и развития систем DAC / поставок биогенного CO₂.

6. Заключение

После сжижения все три продукта являются взаимозаменяемыми с точки зрения логистики и конечного использования. В период 2025–2030 годов био-СПГ обеспечивает наибольшее практическое сокращение выбросов при приемлемой стоимости. Значение е-метана будет возрастать по мере снижения стоимости зелёного водорода и развития технологий улавливания CO₂. Традиционный СПГ продолжит формировать основную часть объёмов и служить ценовым ориентиром.