Как перевести цену газа из тысячи кубов в MWh или BTU
В отличие от нефти и угля, природный газ из-за своих физических свойств достаточно сложно транспортировать на дальние расстояния. Поэтому газовые рынки исторически формировались обособленно друг от друга. Благодаря технологиям сжижения природного газа (СПГ) эти рынки все больше интегрируются в единую систему, но процесс до сих пор не завершен и в каждом регионе есть свои особенности.Существуют разные метрические системы:• В России учет идет в $ за тысячу кубических метров газа ($/Tcm)• В Европе учет ведется в евро за мегават в час (€/MWh)• В США и Азии цены указаны в $ за миллионы британских термических единиц ($/MMBtu)
Ключевым бенчмарком цен на газ в Европе являются контракты с поставкой на нидерландском хабе TTF. Фьючерсы торгуются на биржах ICE и CME и котируются в евро за мегават в час. Чтобы перевести это значение в $ за кубометры необходимо умножить его на коэффициент 10,5 и на актуальный курс EUR/USD.Например, 29 сентября 2021 г. цена газа на голландском хабе TTF составила 87,22 евро/MWh. В долларах за тысячу кубов она будет равна: 87,22*10,5*1,16 = $1 062 за тысячу кубов природного газа.
В США главным ориентиром цен на газ являются контракты с поставкой на хабе Henry Hub. Эталонные фьючерсы с тикером NG торгуются на бирже NYMEX и котируются в миллионах британских термических единиц (MMBtu).Для перевода в $ за тыс. кубометров необходимо значение в MMBtu умножить на коэффициент 35,8. Например, по состоянию на 29 сентября 2021 г., ноябрьский фьючерс NGX1 закрыл торги на уровне 5,477 MMBtu. Эта котировка эквивалентна 5,477 * 35,8 = $196 за тысячу кубометров.Важно помнить, что цены на газ в США не учитывают конечную стоимость для потребителя, включающую транспортировку, затраты на сжижение (регазификацию), страхование, рентабельность продавца. Поэтому отличие в несколько раз от европейских и азиатских цен не должно вводить в заблуждение.
Цены на газ в Азии измеряются в тех же единицах, что и в США, то есть в $/MMBtu. Бенчмарком выступает индикатор Platts JKM, который рассчитывается по спотовым ценам. На бирже CME можно найти соответствующий фьючерс с тикером JKM.
Когда речь идет об объеме добычи, запасов или экспорта в России и Европе используются миллиарды или миллионы кубических метров, в то время как в США и Великобритании учет ведется в миллиардах кубических футов (Bcf). В одном кубическом футе 0,0283 кубических метра. Чтобы перевести Bcf в млрд кубических метров необходимо умножить их на эту величину.Например, американская компания Х добыла 1000 Bcf. Эта величина будет соответствовать 1000 * 0,0283 = 28,3 млрд кубометров.Если цена газа приведена в $ за Bcf, то перевести ее в $ за тысячу кубометров можно путем умножения на коэффициент 1/0,0283 = 35,3.
Приведенные выше коэффициенты являются индикативными. Они позволяют оценить общую картину и сопоставить цены, отраженные в разных метрических системах. Для более точных расчетов необходимо учитывать химический состав газа с конкретного месторождения и использовать индивидуальный коэффициент конвертации. Но такой уровень точности может потребоваться лишь узким отраслевым специалистам, в то время как для задач частного инвестора приведенных выше коэффициентов будет вполне достаточно.
Как перевести цену газа из тысячи кубов в MWh или BTU
В отличие от нефти и угля, природный газ из-за своих физических свойств достаточно сложно транспортировать на дальние расстояния. Поэтому газовые рынки исторически формировались обособленно друг от друга. Благодаря технологиям сжижения природного газа (СПГ) эти рынки все больше интегрируются в единую систему, но процесс до сих пор не завершен и в каждом регионе есть свои особенности.
Существуют разные метрические системы.
- В России учет идет в $ за тысячу кубических метров газа ($/Tcm)
- В Европе учет ведется в евро за мегават в час (€/MWh)
- В США и Азии цены указаны в $ за миллионы британских термических единиц ($/MMBtu)
Европейский бенчмарк
Ключевым бенчмарком цен на газ в Европе являются контракты с поставкой на нидерландском хабе TTF. Фьючерсы торгуются на биржах ICE и CME и котируются в евро за мегават в час. Чтобы перевести это значение в $ за кубометры необходимо умножить его на коэффициент 10,5 и на актуальный курс EUR/USD.
Например, 29 сентября 2021 г. цена газа на голландском хабе TTF составила 87,22 евро/MWh. В долларах за тысячу кубов она будет равна: 87,22*10,5*1,16 = $1 062 за тысячу кубов природного газа.
Американский бенчмарк
В США главным ориентиром цен на газ являются контракты с поставкой на хабе Henry Hub. Эталонные фьючерсы с тикером NG торгуются на бирже NYMEX и котируются в миллионах британских термических единиц (MMBtu).
Для перевода в $ за тыс. кубометров необходимо значение в MMBtu умножить на коэффициент 35,8. Например, по состоянию на 29 сентября 2021 г., ноябрьский фьючерс NGX1 закрыл торги на уровне 5,477 MMBtu. Эта котировка эквивалентна 5,477 * 35,8 = $196 за тысячу кубометров.
Важно помнить, что цены на газ в США не учитывают конечную стоимость для потребителя, включающую транспортировку, затраты на сжижение (регазификацию), страхование, рентабельность продавца. Поэтому отличие в несколько раз от европейских и азиатских цен не должно вводить в заблуждение.
Азиатский бенчмарк
Цены на газ в Азии измеряются в тех же единицах, что и в США, то есть в $/MMBtu. Бенчмарком выступает индикатор Platts JKM, который рассчитывается по спотовым ценам. На бирже CME можно найти соответствующий фьючерс с тикером JKM.
Метры и Футы
Когда речь идет об объеме добычи, запасов или экспорта в России и Европе используются миллиарды или миллионы кубических метров, в то время как в США и Великобритании учет ведется в миллиардах кубических футов (Bcf). В одном кубическом футе 0,0283 кубических метра. Чтобы перевести Bcf в млрд кубических метров необходимо умножить их на эту величину.
Например, американская компания Х добыла 1000 Bcf. Эта величина будет соответствовать 1000 * 0,0283 = 28,3 млрд кубометров.
Если цена газа приведена в $ за Bcf, то перевести ее в $ за тысячу кубометров можно путем умножения на коэффициент 1/0,0283 = 35,3.
Трудности перевода
Приведенные выше коэффициенты являются индикативными. Они позволяют оценить общую картину и сопоставить цены, отраженные в разных метрических системах. Для более точных расчетов необходимо учитывать химический состав газа с конкретного месторождения и использовать индивидуальный коэффициент конвертации. Но такой уровень точности может потребоваться лишь узким отраслевым специалистам, в то время как для задач частного инвестора приведенных выше коэффициентов будет вполне достаточно.
BTU – британская тепловая единица.
BTU (British thermal unit) – британская тепловая единица (или британская термическая единица) иногда обозначается на русском языке как БТЕ. Эта единица измерения тепловой энергии во современном мире считается устаревшей, так же, как, например, фунты, унции или граны, и не входит в международную систему стандартных единиц СИ (грубо говоря, в метрическую систему граммов, метров, ньютонов и т.д.). Таким образом, British Thermal Unit проиграла в нынешнее время своим прямым конкурентам по измерению энергии – джоулям и калориям, также обозначающим количество тепла или тепловой мощности.
Единица BTU означает то количество тепловой энергии, которое необходимо для повышения температуры одного фунта (453,5 грамма) воды, на один градус Фаренгейта (0,556 градуса Цельсия).
В наше время единицей BTU продолжают время от времени пользоваться англо-саксонские страны (те же, что еще используют футы и фунты – Великобритания, США, Канада, Австралия, Новая Зеландия и некоторые другие).
Постепенно вывод BTU из научной сферы деятельности вызван не только конкуренцией с общепринятой системой СИ, но и неточностью этой единицы. Так, например, для того, чтобы нагреть фунт воды от 41 до 42 градусов Фаренгейта, понадобится энергия, равная 1060 Джоулям. В то же время, чтобы нагреть это же количество воды от 62 до 63 градусов Фаренгейта, понадобится 1054 Джоулей. Поэтому современные ученые взяли за стандарт термической единицы усредненное значение, исходя из каждого градуса нагрева воды от температуры таяния (льда) до температуры кипения (если в Цельсиях – от 0 до 100 градусов). В результате среднее значение BTU равняется 1055 Дж или 252 кал. Кроме того, 1 BTU в час (BTU/ч) равен 0,293 Вт/ч, в то время, как 1 кВт/ч (киловатт в час) равен 3412 BTU/ч.
В международной экономике и торговле единица BTU закрепилась только на международных торговых биржах при расчете котировок нефти и газа – не однородных химических элементов (как золото или алюминий), а смесей, различающиеся по качеству. Так, один баррель нефти Brent по энергетическому потенциалу отличается от барреля нефти Arabian Light. И все же нефть различается по сортам – на каждый можно назначить различную цену за баррель. А вот природный газ, состав которого в разных точках добычи также колеблется по составу (соответственно и по энергетическому потенциалу) не делят на сорта газа. Газообразный и сжиженный природный газ – не в счет. Поэтому единица BTU чаще всего применяется именно при расчете цен на газ. То есть, цена зависит не только от объема топлива (кубометров), но и от его энергопроизводительности этого полезного ископаемого. При формировании цен на теплопроизводительность газа или нефти, одна Британская тепловая единица (BTU) является крайне мизерной системой измерения, поэтому на биржах используют иногда тысячу BTU (MBTU), а еще чаще – миллион BTU (MMBTU). Почти все графики цен на природный газ обозначаются в кубометрах и в MMBTU.
Обычно значение одного кубического фунта газа колеблется от 900 BTU до 1200 BTU, поэтому усредненным значением 1 кубического метра газа является 35,8 MBTU (или 1000 BTU за кубический фут), так как в 1 кубическом метре содержится чуть более 35,3 кубических футов. При этом объемы международных поставок газа обычно обозначаются в тысячах кубометров, что оправдывается использование MMBTU, то есть миллионов британских термических единиц.
О хорошем и плохом газе
Поскольку природный газ различных месторождений и даже различных скважин всегда отличается по составу, а оборудование которое в конечном счете должно сжигать газ построено под определенные стандарты теплоты сгорания и чистоты, то очень важным фактором становится уравнивание разношерстного природного газа до одного стандарта.
Это проблема стара как само использование природного газа, я для примера дам таблицу из советского учебника для геологов от 1967 года. Как видно даже в то время вариация между месторождениями была очень существенная:
Месторождения отличаются по содержанию метана, гомологов метана и неуглеводородных примесей
По смыслу состав стоит разделить на четыре группы.
Первая группа — это метан (Ch4), который по сути и называется “сухим” газом и именно добыча “сухого” газа обычно отражается во всех стат. данных ( dry production). Например в США “сухой” газ торгуется около $4.6 за мбте.
Вторая группа — газоконденсаты. Тут есть некоторые разночтения, но обычно это этан-пропан-бутан (c2h4-с3h8-c4h10) и торгуются они обычно около $20-30 за мбте.
Третья группа — конденсаты, обычно обозначаются как с5+, т.е. пентан и выше. По сути это уже нефть и торгуются они по ценам около нефти (т.е. ещё выше предыдущих двух групп), удельная теплота сгорания (т.е. по массе) всех трёх групп примерно одинакова, а вот объёмная у второй и третьей группы выше в разы. Стоит отметить, что различаются данные о том, что включать, а что нет во вторую и третью группы и как всё это называть. К счастью, на суть и на реальный состав названия не влияют, а для понимания вопроса удобнее вариант выше.
Четвёртая группа — неуглеводородные примеси (в основном азот и углекислый газ), наличие которых снижает удельную теплоту сгорания природного газа. Все четыре группы варьируются в газе, поэтому в газовой индустрии есть такое понятие как взаимозаменимость газа, отслеживаемое по нескольким параметрам. Важнейшим из них является число Воббе:
число Воббе = объёмная теплота сгорания [т.е. сколько джоулей даст один кубометр газа], поделённая на корень из относительной плотности газа
Физический смысл этого индекса заключается в том, что при одинаковом давлении газы с одинаковым числом Воббе дадут одинаковый приток энергии. Размерность — мегаджоуль/кубометр (т.к. знаменатель безразмерен).
В Англии для визуализации взаимозаменяемости газа принято использовать следующую диаграмму. По Y тут расположено число Воббе, а по Х доля суммы пропанового и азотного эквивалента:
Как видно, вариация параметров разрешенного газа достаточно большая (площадь с надписью “acceptable”). Энергетическая ёмкость от 46.5 до 51 МДж/куб.м., а сумма пропанового и азотного эквивалента от 0% до 45%. Оставить газ в нужных рамках при высокой доле азота получается за счёт газоконденсатов, которые имеют бОльшую теплоту сгорания. Газ не соответствующий этим параметрам, как понимаете, не выбрасывается, а обрабатывается и очищается до необходимого уровня. Но это именно разрешенные параметры. Очистка газа происходит географически на месторождениях и в магистральные газопроводы подаётся нужный газ.
Часть 2. Состав газа. Практика.
В реальности качество газа варьируется в более скромных рамках. На диаграмме ниже, зеленым пятном помечено типичное качество газа в Англии. По нему видно, что рамки широкие — может быть и 15% суммарно пропанового эквивалента и азота, из которых азота будет около 4%. Желтой линией помечен сжиженный газ, как видно содержание энергии гораздо выше допустимого в Англии, поэтому его как правило разбавляют азотом в пропорции 2%-5% сразу в терминале регазификации, чтобы он был в удобном технологическом диапазоне.
Высокая энергетическая ёмкость сжиженного газа происходит от необходимости транспортировки на большие расстояния. Чтобы минимизировать потери, СПГ должен практически не содержать азота и других примесей. Поэтому сжижение газа подразумевает удаление примесей до уровня ниже используемого для других целей. Соответственно, неминуемы дополнительные энергетические затраты.
Для примерного понимания величин можно посмотреть таблицу сравнения усредненного “типичного” природного газа и “типичного” СПГ:
Стоит отметить: в природном газе содержание неуглеводородных примесей около 5%, гомологов метана (этан и далее) — около 6%.
Но на самом деле и СПГ даже после этой усиленной очистки всё ещё очень неоднородное вещество, при желании по составу можно точно определить терминал сжижения:
Часть 3. Сланцевый газ и состав.
Перейдем к теме статьи — сланцевому газу в США. Логично, что разные сланцевые месторождения имеют разный состав, давайте рассмотрим этот вопрос. Перечислены сланцевые месторождения и их состав:
Колонки это метан, этан, пропан, н-бутан, изобутан, конденсаты (пентан и выше), углекислый газ, азот и нефть.
Как видно, все крупные сланцевые месторождения имеют минимальное количество неуглеводородных примесей (0-5%), углеводороды составляют долю 95-100%. Содержание гомологов метана составляет обычные 0-18%. Крупнейший на сегодняшний день “Марселлус” после отделения “вкусного” и дорогого этана практически не нуждается в дополнительной обработке. Всё это означает, что по составу сланцевый газ принциально не отличается от традиционного. Стоит напомнить из таблицы выше, что доля неуглеводородных примесей в традиционном газе составляет в среднем 5,1%.
Единственное плохое месторождение это Antrim, где доля неуглеводородных газов составляет 33%. Однако стоит узнать долю добычи Antrim от всего сланцевого газа. Посмотрим на доли различных месторождений в добыче:
Все желающие могут попытаться найти долю Antrim на графике добычи. Да, это вон та тонюсенькая, практически не различимая бледно-голубая линия в самом низу графика.
Антрим — это, наверно, часть ответа почему сланцевый газ получил свою репутацию. Ведь в начале этого тысячелетия на Антриме добывали четверть всего сланцевого газа, но с тех пор его доля снизилась до 0.7%.
Есть и второй способ оценить вопрос неуглеводородных примесей в сланцевом газе. EIA публикует данные о содержании неуглеводородных примесей в добываемом природном газе США. Т.к. доля сланцевого газа в природном газе США растёт (на сегодня это 50%), то “ужасный” сланцевый газ был бы заметен ростом доли неуглеводородов в добываемом газе.
Начало сланцевой революции это примерно 2006-2008 года, тогда доля сланцевого газа в добыче природного составляла единицы процентов. На конец 2012-го доля сланцевого составила 35%. Как видно, за период сланцевой революции неуглеводороды не увеличили свою долю. Вообще. Вывод, опять же, очевиден — состав сланцевого газа не имеет особых отличий от традиционного газа как США, так и мира.
Часть 4. Насколько крупной проблемой является очистка газа?
Выше мы убедились, что количество неуглеводородных примесей не отличается у сланцевого и традиционного газа, да и в целом состав. Однако, было бы интересным разобрать вопрос, который ошибочно, но всё-таки приписывается сланцевому газу — затраты на очистку.
Верёмся к Antrim. Для нас месторождение сланцевого газа Антрим, географически находящееся на севере штата Мичиган, является хорошим объектом для исследования и мы можем проверить на сколько примерно снижается энергетическая рентабельность, если приходится очищать такой плохой газ.
Благодаря EIA у нас есть данные о добыче газа и самопотреблении газа добывающей индустрией в штате Мичиган. Поскольку в Мичигане практически нет других месторождений, то агрегация на уровне штата даёт достаточно точную картину для Антрим. Для сравнения возьмём также Пенсильванию где находится месторождение Марселлус — это даст нам возможность сравнить потребление энергии на очистку и переработку одного и худших и одного их лучших месторождений.