Подземные хранилища газа. Назначение и особенности эксплуатации

Добываемый газ потребляется не в полном объёме, часть топлива отправляют в стратегический резерв. Самый распространённый способ хранения газа сегодня — закачка в глубины земли. Как устроены подземные хранилища газа?

Устройство хранилищ газа

Подземные газохранилища — это системы сооружений, предназначенные для резервирования больших объёмов природного газа. Как правило, они способны вмещать сотни миллионов, а в некоторых случаях и миллиарды кубометров газа.

ПГХ газа формируют вблизи крупных центров газопотребления. По большей части они представляют собой систему «природных» ёмкостей, расположенных на глубинах от 300 м до 1 км.

Хранилища различают двух типов: их создают либо в пористых породах, либо в полостях горных пород. К первым относятся истощённые месторождения углеводородов, водонасыщенные пористые пласты. Ко второму типу относятся хранилища в горных выработках подземных рудников и шахт, соляных отложениях.

Существует ещё один способ хранения газа — изотермические подземные хранилища. Их создают в виде котлована с замороженными стенками. Перед началом строительства верхнюю часть будущей ёмкости укрепляют бетонным кольцом, на него устанавливается крыша с теплоизоляционным материалом.

Вокруг таких хранилищ бурят так называемые морозильные скважины. После закачки резервуара сжиженным газом заморозка прекращается, топливо хранится при температурах 161–162 °С.

Изотермические ПХГ предназначены для резервирования сжиженного природного газа. Они являются самым дорогостоящим способом хранения «голубого» топлива, однако весьма эффективны для газоснабжения тех районов, где невозможно создание хранилищ других типов.

На поверхности ПХГ любого типа строят инфраструктурные объекты, необходимые для их функционирования. Каждое хранилище оборудовано очистными установками, где топливо перед закачкой под землю очищают от разнообразных примесей.

Очищенный газ отправляется в пункт замера и учёта, после чего поступает в компрессорный цех: там проводят компримирование — технологию подготовки газа методом повышения его давления до нужного значения.

Над подземным газохранилищем строится газораспределительный пункт, где после газоподготовки проводится разделение топлива на технологические потоки, по которым газ закачивается под землю.

Также все хранилища подведены к сети магистральных газопроводов, по которым топливо поступает для закачки, а при необходимости — направляется в газопотребляющие центры.

Зачем газ хранят под землёй?

Для чего необходимо подземное хранение «голубого» топлива? Во-первых, добываемый газ отправляют в резерв для обеспечения стабильного энергоснабжения круглый год. Не секрет, что энергия используется неравномерно из-за переменчивой погоды. Из-за сезонности потребления часть избыточного газа оставляют «про запас» до времён пиковых нагрузок, например в аномально холодные зимы.

Во-вторых, ПХГ восполняют недостаток топлива во время нестабильной ситуации на топливном рынке. В частности, резервы помогают держать на контроле энергоснабжение, когда происходят скачки спроса и предложения, колебания в экспортных/импортных поставках газа.

И в-третьих, газохранилища приходят на подмогу в случае возникновения различных внештатных ситуаций или же непредвиденных ЧП на объектах ТЭК.

Первое подземное газохранилище было построено в 1915 году в Канаде, на истощённом газовом месторождении Велланд.

Почему газ по всему миру хранят именно под землёй? Ответ прост: вещество занимает огромные площади. Для хранения больших запасов топлива на поверхности требуется слишком много места, поэтому подземное хранение газа этом плане намного удобнее.

Отметим, что есть альтернативный вариант — наземные резервуары или так называемые газгольдеры. Но для резервирования газа их применяют лишь точечно из-за высокой взрывоопасности и высокой стоимости. Подземное хранение куда более безопасно и выгодно с экономической точки зрения.

ПХГ в России

В России подземные газовые хранилища начали создавать в 1950-х годах. Сейчас они являются частью Единой системы газоснабжения, которой управляет подразделение «Газпрома» ООО «Газпром ПХГ».

На данный момент в нашей стране действует 25 ПХГ, из них 17 хранилищ создано на базе отработанных месторождений, 8 — в водоносных структурах. Все они рассредоточены в ключевых регионах потребления «голубого» топлива. 

В Московской области действует 4 хранилища «Газпрома»:

• Московское УАВР и КРС;
• УМТСиК;
• Московское УПХГ;
• ИТЦ.

Крупным центром хранения газа также является Саратовская область. В регионе действуют:

• Саратовское УАВР и КРС;
• Елшанское УПХГ;
• Степановское УПХГ;
• Песчано-Умётское УПХГ.

В Башкирии расположены два актива: Башкирское УАВР и Канчуриское УПХГ, в Рязанской области — Калужское и Касимовское УПХГ. В Краснодарском крае действуют Краснодарское и Кущевское УПХГ, в Ставропольском крае — Ставропольское УПХГ, УАВР и КРС.

Ещё по одному УПХГ находится в Удмуртии, Ленинградской, Новгородской, Самарской, Тюменской, Оренбургской, Калининградской, Волгоградской и Пензенской областях.

В Ставропольском крае расположено крупнейшее газохранилище в мире — Северо-Ставропольское ПХГ, способное вмещать до 90 млрд кубометров газа.

На территории стран СНГ газовый холдинг владеет тремя хранилищами в Белоруссии и одним в Армении. Кроме того, «Газпром» имеет доступ к некоторым ПХГ Европы: в Германии, Австрии, Сербии, Чехии, Нидерландах, частично в Латвии.

В отопительный сезон подземные хранилища обеспечивают до 22% от всех поставок газа «Газпрома», а в холодные зимы их доля может достигать и 40%. Последние несколько лет компания поэтапно увеличивает газовый резерв в сети хранилищ.

Данные с официального сайта ПАО «Газпром»

В зимний период 2019–2020 годов «Газпром» нарастил в ПХГ газовый резерв до рекордного количества — 72,2 млрд кубометров. А с учётом хранилищ в Белоруссии и Армении показатель достиг 73,4 млрд кубов. Ежесуточно хранилища суммарно могли выдавать по 843,3 млн кубов.

Согласно Генеральной схеме развития газовой отрасли в России, к 2030 году суточная производительность газовых хранилищ должна достигнуть 1 млрд кубометров.