Skroplony gaz ziemny (LNG): produkcja, przechowywanie, transport

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Współczesny globalny rynek energii jest niezwykle niestabilny. Przynosi ogromną ilość nowości i niespodzianek. Najbardziej „niespodzianką” są oczywiście nowe technologie. Należą do nich przede wszystkim rewolucja łupkowa i wszystko, co związane ze skroplonym gazem ziemnym (LNG).

Technologie i procesy sektora LNG są bacznie obserwowane przez środowiska biznesowe i polityczne na całym świecie. Zmiany tektoniczne w wielkiej światowej polityce są czasami spowodowane rozwojem technologicznym produkcji energii i logistyki.

Technologia LNG

Gaz płynny jest uzyskiwany z gazu ziemnego przy użyciu dwóch procesów fizycznych: sprężania i chłodzenia. W końcowym etapie objętość skroplonego gazu zostaje zmniejszona o sześćset razy.

Proces technologiczny jest wieloetapowy. Każdy etap to kompresja 5-10 razy, po której następuje schłodzenie i przejście do kolejnego etapu. Podczas przechodzenia z pierwszego do przedostatniego etapu gaz pozostaje gazem. Dopiero na końcu zamienia się w płynkroki. Do wyprodukowania jednej tony gazu LNG potrzeba około półtora tysiąca metrów sześciennych gazu ziemnego.

Etapy technologiczne ze sprężaniem i chłodzeniem wymagają znacznych kosztów energii, do 25% całkowitej ilości skroplonego gazu.

Nuanse produkcyjne

Instalacje LNG różnią się charakterem procesów fizycznych, na których działają:

• przepustnica;
• turbo-ekspander;
• turbina-wir itp.

Dziś na świecie używane są dwie metody przetwarzania:

1. Kondensacja lub sprężanie gazu na tle stałego ciśnienia. Ta metoda nie należy już do skutecznych ze względu na wysokie koszty energii.
2. Metody wymiany ciepła przy użyciu lodówek lub przepustnic w oparciu o zmiany temperatury gazu.

Jednym z najważniejszych wymagań technologicznych przy produkcji gazu LNG jest wysoka jakość izolacji termicznej i urządzeń wymiany ciepła.

Jeśli mówimy o procesie produkcji skroplonego gazu jako całości, to składa się on z czterech obowiązkowych i sekwencyjnych etapów:

1. Wytwarzanie gazu z platform wiertniczych, dostawa rurociągiem do zakładu skraplania.
2. Skraplanie gazu, magazynowanie LNG w specjalnych obiektach.
3. Wysyłka LNG do cystern z transportem wodnym.
4. Rozładunek LNG w terminalach, magazynowanie, regazyfikacja i dostawa do konsumenta.

Właściwości gazu LNG

Właściwości fizyczne skroplonego gazu są wyjątkowe. On prowadzisam bardzo potulny: w czystej postaci nie pali się i nie wybucha. Jeśli zostanie umieszczony na otwartej przestrzeni w normalnej temperaturze, LNG zacznie cicho parować, mieszając się z powietrzem.

Zapalenie jest możliwe, ale tylko przy określonym stężeniu gazu w powietrzu: od 4,4 do 17%. Jeśli zawartość LNG w powietrzu wynosi poniżej 4,4%, ilość gazu do zapłonu będzie zbyt mała. Jeśli stężenie gazu w powietrzu przekroczy 17%, do płomienia nie będzie wystarczającej ilości tlenu. To podstawa procesu regazyfikacji. Parowanie odbywa się po prostu bez tlenu, to znaczy bez powietrza.

Logistyka LPG

Technologie dostaw LNG w niczym nie ustępują metodom jego produkcji pod względem ich dynamiki i zaawansowania. Jeżeli przeprowadzimy np. ocenę nowoczesnych statków morskich pod względem estetyki i wzornictwa, to liniowce w ogóle nie wygrają. Śnieżnobiałe cysterny na gaz płynny zwyciężą, zachwycając wielkością, różnorodnością i niepowtarzalnym wzornictwem.

Instalacje skroplonego gazu ziemnego są zwykle zlokalizowane w pobliżu miejsca ich produkcji. Na tym etapie najważniejszym elementem jest magazynowanie LNG z najpoważniejszymi wymaganiami technologicznymi z ich obowiązkową realizacją. Zbiorniki krio zbudowane są na zasadzie naczyń Dewara, przeznaczonych do przechowywania substancji o temperaturze odbiegającej od normalnej. Głównym elementem takich naczyń są podwójne ściany. Krio-zbiorniki do przechowywania i transportu LNG mogą znajdować się na morskich tankowcach lub pojazdach specjalnych. Do transportu kolejowego wykorzystywane są specjalne wagony w formiekriotank.

Jeżeli LNG został już poddany regazyfikacji, jest wysyłany do odbiorcy klasycznym gazociągiem.

Co jest lepsze?

Od dawna obliczono, że technologie transportu LNG są bardziej opłacalne niż konwencjonalny rurociąg na długich dystansach przekraczających kilka tysięcy kilometrów.

W Rosji Gazprom najbardziej martwi się produkcją LNG. Według czołowych ekspertów rosyjskie LNG już zaczęło być niepotrzebną konkurencją dla metody rurociągowej. Jednym z argumentów jest brak cła wywozowego i podatku od wydobycia kopalin na tym samym jamalskim LNG. Ta sytuacja nazywana jest „utratą efektywności budżetu”.

Wygląda na to, że prezydent Władimir Putin znalazł rozwiązanie kompromisowe. Nie widzi też nic dobrego w konkurencji między dwoma rodzajami rosyjskiego gazu ziemnego. Jednocześnie należy promować technologie LNG na krajowym rynku kraju, aby przebudować transport publiczny na nowy rodzaj paliwa – gaz ziemny. Oprócz autobusów w Rosji jest wielu odbiorców LNG, głównie mieszkańcy odległych obszarów, gdzie nie ma i nie będzie gazociągów.

Rosyjski LNG

Sachalin-2 i Jamał LNG to dwie działające w Rosji zakłady skraplania gazu w 2018 roku. Pierwszym i najstarszym przedsiębiorstwem jest zakład na Sachalinie, którego właścicielami są Shell, Mitsubishi i Mitsui, a pakiet kontrolny należy do Gazpromu.

Produkcja ropy naftowej i towarzyszącego gazu orazProdukcja LNG odbywa się również na warunkach specjalnej umowy o podziale produkcji. Instalacja LNG została oddana do użytku w 2009 roku, stała się pierwszym rosyjskim przedsięwzięciem o tym profilu.

Młodszy brat to drugi zakład należący do Novatek. To projekt Jamał LNG, który od początku nastawiony był na eksport gazu skroplonego. W jego ramach zostanie wybudowanych i oddanych do użytku pięć terminali załadunkowych o ogromnej rocznej łącznej pojemności do 58 mln ton.

Gaz amerykański

Stany Zjednoczone są nie tylko ojczyzną technologii redukcji gazu, ale także największym producentem LNG z własnych surowców. Dlatego też, kiedy administracja Donalda Trumpa uruchomiła ambitny plan energetyczny America First, aby kraj stał się główną potęgą energetyczną świata, wszyscy gracze na globalnej platformie gazowej powinni wziąć na to uwagę.

Tego rodzaju zwrot polityczny w USA nie był wielką niespodzianką. Stanowisko republikanów USA w sprawie węglowodorów jest jasne i proste. To jest tania energia.

Prognozy dotyczące eksportu LNG z USA są bardzo różne. Największa intryga w handlowych decyzjach „gazowych” rozwija się w krajach UE. Przed nami rysuje się obraz najsilniejszej konkurencji między rosyjskim „klasycznym” gazem przez Nord Stream 2 a amerykańskim importowanym LNG. Wiele krajów europejskich, w tym Francja i Niemcy, postrzega obecną sytuację jako doskonałą okazję do dywersyfikacji źródeł gazu w Europie.

Jeśli chodzi o rynek azjatycki, wojna handlowa między USA i Chinami doprowadziła do całkowitej rezygnacji chińskich inżynierów z importu amerykańskiego LNG. Ten ruch otwiera ogromne możliwości dostarczania rosyjskiego gazu rurociągami do Chin przez długi czas i w ogromnych ilościach.

Bezpieczeństwo podczas używania LNG

Bezpieczeństwo w wielu branżach stało się nudną rutyną. Takie podejście w żaden sposób nie dotyczy produkcji gazu skroplonego, ani wszystkiego, co wiąże się ze słowem „gaz”.

Główne zagrożenia są związane z ogólną palnością gazu jako całości. Oczywiście palność LNG jest o rząd wielkości mniejsza. Przepisy bezpieczeństwa dotyczące LNG koncentrują się na wycieku i odparowaniu LPG. Jeśli np. nowy gaz o innej gęstości wleje się do tankowca LNG (tak się dzieje), ciecze mogą się rozdzielić bez mieszania. W takim przypadku gęstszy gaz osiądzie na dnie tworząc dwie wnęki z niezależnym obiegiem cieczy. Ciecze są ostatecznie mieszane podczas wymiany konwekcyjnej. Jeśli nastąpi to szybko, zaczyna się rozwarstwienie: LNG wyparowuje szybko i obficie. Aby temu zapobiec, stosuje się specjalne urządzenia do kontrolowanego mieszania oraz specjalne metody napełniania zbiorników.

Zalety LNG: Podsumowanie

Zacznij od korzyści płynących ze stosowania LNG na rynku krajowym. Stosowanie gazu skroplonego w kotłowniach to najbardziej optymalny rodzaj paliwa: najwyższa kaloryczność, maksymalna sprawność i bardzo umiarkowany koszt, co ostatecznieokazuje się być jeszcze bardziej ekonomiczny niż olej opałowy.

Logistyka LNG jest łatwo powiązana z kotłowniami o dowolnej lokalizacji, w tym najbardziej odległymi punktami, dzięki dobrze rozwiniętej produkcji środków transportu LNG w postaci krio-zbiorników o różnych konfiguracjach.

Ponieważ LNG spala się wydajniej niż węgiel lub olej opałowy, szkodliwe emisje do atmosfery są minimalne: gazy spalinowe nie zawierają cząstek stałych ani związków siarki.

Z punktu widzenia eksportu LNG i rozwoju globalnego rynku energii, LNG i jego produkcja stają się coraz bardziej priorytetowym czynnikiem dla największych światowych gospodarek, w tym Francji, Korei Południowej, Hiszpanii itp. światowym konsumentem gazu skroplonego jest Japonia, której import gazu to 100% LNG.