crustgroup (crustgroup) wrote,
crustgroup
crustgroup

Categories:

Крыса из нержавеющей стали (QUA1)

Колыбелью мировой цивилизации была Евразия. Зародившись в центральной Африке, именно на просторах Евразии мы стали теми, кто мы есть. И если нас по-прежнему тянет к морю, нам просто стоит понимать, откуда, возможно, мы все взялись. К воде нас тянет чисто психологически, мы любим воду, мы любим, чтобы воды было много.

aquaticapeocean

Однако, вот уже минимум 10 миллионов лет мы, шаг за шагом, столетие за столетием, уходим всё дальше от тёплых морей и от наших очаровательных предков, изображённых на рисунке чуть повыше.

Но сражение "Великой Суши и Извечного Океана" продолжается в наших умах, в наших сердцах и отражается в наших действиях. В чём же причина того, что до сих пор все коммуникации так или иначе связаны с портами, морскими каналами, проливами, морями и океанами?

Ответ прост - перевозка по морю или по внутренним водным путям по-прежнему гораздо дешевле, нежели любая перевозка наземным или, тем более, воздушным транспортом.
С чем это связано?

Это — сила куба.

5_11_kuby i ih razmery

При увеличении геометрических размеров куба (длины каждой из его граней) в два раза его объём вырастает в восемь раз, а площадь его граней — всего в четыре раза. То есть, при прочих равных, объём растёт в два раза быстрее площади поверхности трёхмерного тела.

Объём для целей транспорта — это очень хорошо. Больше всяких вкусных ништяков можно впихнуть в более объёмное транспортное средство, которое ещё и обойдётся дешевле в постройке, поскольку, как мы выяснили, площадь его поверхности (а это — не просто абстрактные квадратные метры, а реальный металл!) растёт медленнее, чем объём. 

Однако, на суше (и, отчасти, в воздухе) этот рост геометрических размеров транспортного средства очень сильно ограничен двумя факторами. Первый из них уже как-то проскакивал раньше в моих текстах - это старый прикол с расстоянием между "задницами древнеримских лошадей". Всякие тоннели, мосты, эстакады, расстояния между соседними домами на улице или ширина полосы транспорта останавливают смелый полёт изобретателей. Хотя, конечно, многие изобретают странное, но интересное даже при таких жёстких ограничениях:

tumblr_lqxdkgikRn1qm9iex
Надоело плестись за автобусом? Езжайте под ним!

Второй фактор не столь очевиден, но гораздо более значим. Это — сила тяжести.

Прочность опорных структур любой трехмерного тела, которое хочет остаться единым целым (опорные структуры -  это стебель растения, скелет животного или несущая рама грузовика ) приблизительно пропорциональна их площади поперечного сечения. Однако вес тела, который приходится удерживать таким структурам, растет быстрее: он пропорционален объему тела. Итак, если пропорции тела при увеличении его размеров вдвое не изменятся, его возможности поддерживать собственный вес уменьшатся в два раза — оно как бы станет в два раза тяжелее для самого себя! То есть, по мере роста любого организма или транспортного средства оно становится все тяжелее и тяжелее для себя самого.

Подобные указанным закономерности отражаются не только в поддержании собственного веса структуры. Например, маленьким животным намного легче летать, чем крупным. Подъемная сила летающих животных пропорциональна площади их крыльев или других поддерживающих их в воздухе структур, то есть растет пропорционально квадрату их линейных размеров. Сила мышц также растет пропорционально квадрату линейных размеров: она пропорциональна площади поперечного сечения мышц. А вот вес с увеличением размеров организма возрастает существенно быстрее: пропорционально кубу размеров, ведь он определяется объемом тела. Небольшой тле, чтобы взлететь, достаточно иметь маленькие крылышки со слабой мускулатурой. В отличие от тли, альбатросу, чтобы взлететь, нужно иметь тело, вся конструкция которого подчинена задаче облегчения веса и увеличения подъемной силы. Альбатрос с размахом крыльев в 3,5 метров весит всего лишь около 15 кг!

Обратите внимание, что обсуждаемые соображения не связаны со спецификой живых организмов. Например, в силу аналогичных соображений пылинка легко парит в воздухе, а булыжник, который состоит из того же материала, что и пылинка, и имеет такую же форму, оказавшись в воздухе без опоры, стремительно рухнет вниз. Если бы "Боинг-747" пытались построить не из стали и титана, а из биологических материалов, то его крылья были бы вдвое толще. Сделайте "Боинг-747" ещё в втрое больше — и даже прочности титана уже не хватит на то, чтобы создать для такой "пташки" крылья необходимого размера.

Однако, и в случае второго фактора, море даёт нам подспорье. Это — сила Архимеда, которая, в случае водной среды, легко уравновешивает мешающую нам на суше или в воздухе силу тяжести. Самый круаный когда-либо живший живой организм на Земле — наш с Вами сосед и сожитель:

1289680516_image018
Синий кит смотрит на слона и диплодока немного свысока.

Похожую на водную среду ситуацию "отсутствия веса" можно создать и в воздухе. Воздухоплавание начиналось именно с воздушных шаров и дирижаблей, а отнюдь не с самолётов. Однако, конечно, в воздухе, есть гораздо большее количество ограничений — в силу его гораздо меньшей удельной плотности, которая важна для создания архимедовой силы (вода плотнее воздуха в тысячу раз).

Неудивительно, что рукотворные "гиганты морей" выросли за ХХ век до поистине гигантских размеров.

tankersizes-16-wiki-18886
"Синие киты" человечества - танкера ULCC ("ультра большие перевозчики сырой нефти")

jahreviking-16-wiki-18620
Самый большой в мире танкер ULCC Jahre Viking. За один раз перевозил 565 000 тонн сырой нефти - производство всей Саудовской Аравии за 12-часовой день.

Хорошо, скажет внимательный читатель - а зачем тогда строить всякие танкера-недомерки типа "Aframax" и "Suez-Max", если выгоднее всё возить судами размером ULCC и VLCC?
Проблема в том, что море само по себе людям уже не дом родной. Вся наша инфраструктура расположена на берегу, нефть и газ часто добываются на континенте, а люди теперь, хотя и жмутся в мировом масштабе к тёплым морям и побережьям, всё же уже достаточно широко расселились вглубь всех континентов.

Кроме того, отнюдь не все порты могут похвастаться рейдовыми терминалами, которые могут принимать "синих китов" размеров ULCC и VLCC, а кое-где этим гигантам надо просто-таки протискиваться в теснинах судоходных каналов и естественных проливов.

Поэтому, для сообщения через Панамский канал был исторически придуман размер судна, называемый Panamax, через Суэцкий канал ходят суда типа Suezmax, а во внутренние моря Евразии могут заходить, в основном, только суда типа Aframax — большинство портов во внутренних морях не расчитаны на сверхбольшие осадки гигантов типа ULCC и VLCC.

В общем, классификация наших рукотворных "китообразных" уже достаточно проработана, можете изучить её самостоятельно.
Нам, уже понимающим "толк в кубиках",важна, собственно говоря, только вот эта картинка:

0003


Здесь, внизу левого ряда и притаился наш скромный герой — танкер-газовоз типа Q-max (Quatar-max). Собственно говоря, разглядывая его геометрические размеры в сравнении с другими "Максами" и подглядывая в вышеприведенную методичку по китообразным, уже можно чётко сказать, под какие цели и для каких задач его "затачивал" его создатель — небольшое арабское государство — Катар.
У старшего брата Q-max есть младший брат — Q-flex, который по объёму перевозимого газа берёт около 80% от вместимости Q-max, на тридцать метров короче своего собрата и на четыре метра — уже.
Q-max'ов сейчас у Катара 14 штук, Q-flex'ов уже построено немного больше — 16, и ещё 31 запланирован к постройке.

Во-первых — Q-max (и, соответственно, "младшенький" — Q-flex) оптимизирован под прохождение Суэцкого канала. Ширина, осадка, воздушный габарит судна — всё построено таким образом, чтобы судно "пролазило" в Суэц на максимуме возможностей канала.

Во-вторых — газовозы Катара ограничены по осадке. Несмотря на принципиальное ограничение Суэцкого канала по максимальной осадке судна в 20,1 метра, для катарских газовозов была принята максимальная осадка в 12 метров.
С одной стороны, плотность жидкого метана, который перевозят газовозы, в два раза меньше плотности нефти (всего лишь 415 кг/м3), что позволяет не сильно "топить" судно (всё равно перевозимый груз достаточно лёгкий, а поднимать метацентрическую высоту судна выше определённого предела совершенно ни к чему), но, с другой стороны, такое ограничение по осадке позволяет Q-max'ам и Q-flex'ам заходить в любые порты внутренних евразийских морей — лишь бы длины причала хватало. Конечно, в Херсон с такой осадкой не заползти, но вот в Ильичёвск или в порт Южный — вполне.
Кроме того, такой подход позволил Катару избежать значительных инвестиций на инфраструктуру у себя дома — его газовозы спокойно швартуются к пирсу, в то время, как крупные нефтяные танкеры вынуждены грузиться на рейде — осадка не позволяет им подойти к берегу, это вечные "летучие голландцы" от рейда к рейду. Но если нефть можно легко качать и на рейд, то сжиженный газ понятным образом лучше выдавать "из рук в руки", с минимальными тепловыми потерями.

В-третьих, исходя из вместимости газовозов и их скорости, можно пересчитать, сколько газа они могут теоретически перевести за год. Жидкий метан в 576 раз плотнее газообразного метана. Q-max берёт на борт 266 тыс.м3 жидкого метана (153,2 млн. м3 газообразного метана), Q-flex — 216 тыс.м3 жидкого метана (124,4 млн. м3 газа).

Их эксплуатационная скорость составляет 19 узлов, время перехода между различными портами можно легко считать тут, карта европейских LNG-терминалов расположена здесь.
Поскольку никто танкера под выгрузкой почём зря не держит (это супердорого), а хорошие терминалы грузят/выгружают по 10-15 тыс.м3 жидкого метана в час, то к посчитаному времени доставки LNG "из пункта Д(оха) в пункт З(еебрюгге)" можете смело добавлять только двое суток на погрузку/выгрузку.

Я для примера посчитал переход Q-max'a от Дохи до французского средиземноморского порта Фос — 4 581 морская миля, 10 дней пути в одну сторону, 22 дня кругорейс.
Если перебить это на год, то получится, что один Q-max, в случае идеально организованной работы обеспечивает Катару  поставку 2,541 млрд. м3 газообразного метана на юг Франции.

Если задействовать под это весь катарский газовый флот — в Средиземноморье за год можно перебросить 68,57 млрд. м3 газообразного метана. На Северное море, если интересно (можете посчитать сами, можете поверить мне) — возможно поставить газа и того меньше — всего 49,6 млрд. м3 газа.
О перспективах стран Балтики поживиться "дешёвым катарским газом" я вообще скромно умолчу. Посчитаете сами, насколько это выгодно Катару.

Собственно говоря, эти выкладки достаточно неплохо согласуются и с реальной долей Катара на европейском рынке (ЕС) — сейчас (2011 год) Катар смог отвоевать около 11% от европейского газового рынка импортируемого газа. В абсолютных цифрах это составляет около 41 млрд. м3 газа.

Потеснить Катару удалось Норвегию (ну там, как мы помним, лишнего газа уже нет и вряд ли он появится в ближайшем будущем), Ливию (война, война...), Нигерию (ещё один продавец LNG) и Алжир (здесь не повезло ребятам — короче плечо у катарцев, а у них газопровод морской, дорогой).

Россия же по прежнему контролирует 33% импорта европейского (ЕС) газового рынка. Ну, или в абсолютных цифрах — около 125 млрд. м3 газа.
Для того, чтобы заместить такой объём Катару надо утроить, а то и учетверить свой флот газовозов. И Европа это понимает и просит Россию продолжать снабжать ЕС газом.

Почему же со стороны Европы есть желание докупить ещё 25 млрд. м3 российского газа и, по сути дела, ещё глубже залезть в "русскую газовую петлю"?

Ответ интересен и прост — Катару невыгодно продавать газ в ЕС. Ни на средиземноморский, ни на балтийский рынок.
Причин две — одна сугубо техническая, а вторая — экономическая.


Tags: Россия, инфраструктура
Subscribe
promo crustgroup september 5, 2012 16:48 88
Buy for 100 tokens
Начиная цикл статей о ядерной энергии я постараюсь описать несколько моментов, которые часто проговариваются вскольз, либо вообще не упоминаются при разговоре о "ядерной альтернативе" ископаемым минеральным топливам. Стартанём собычных цифр и картинок, которые иногда гораздо более…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 16 comments