Skvapalnený zemný plyn (LNG): výroba, skladovanie, preprava

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Moderný globálny trh s energiou je mimoriadne nestály. Prináša obrovské množstvo noviniek a prekvapení. Najviac „prekvapením“sú samozrejme nové technológie. Patrí medzi ne predovšetkým bridlicová revolúcia a všetko, čo súvisí so skvapalneným zemným plynom (LNG).

Technológie a procesy v sektore LNG pozorne sledujú obchodné a politické komunity na celom svete. Tektonické posuny vo veľkej svetovej politike sú niekedy spôsobené technologickým rozvojom výroby energie a logistiky.

Technológia LNG

Skvapalnený plyn sa získava zo zemného plynu pomocou dvoch fyzikálnych procesov: kompresie a chladenia. Vo finále sa objem skvapalneného plynu zníži šesťstokrát.

Technologický proces je viacstupňový. Každý stupeň je stlačenie 5-10 krát, po ktorom nasleduje ochladenie a presun do ďalšieho stupňa. Pri prechode z prvého do predposledného stupňa plyn zostáva plynom. Až nakoniec sa zmení na kvapalinukroky. Na výrobu jednej tony plynu LNG je potrebných asi jeden a pol tisíc metrov kubických zemného plynu.

Technologické stupne s kompresiou a chladením si vyžadujú značné náklady na energiu, až 25 % z celkového množstva skvapalneného plynu.

Výrobné nuansy

Zariadenia na skvapalnený zemný plyn sa líšia povahou fyzikálnych procesov, na ktorých fungujú:

• throttle;
• turbo-expander;
• turbína-vír atď.

V súčasnosti sa vo svete používajú dva spôsoby spracovania:

1. Kondenzácia alebo kompresia plynu na pozadí konštantného tlaku. Táto metóda už nepatrí medzi efektívne z dôvodu vysokých nákladov na energiu.
2. Metódy výmeny tepla využívajúce chladničky alebo škrtiace klapky založené na zmenách teploty plynu.

Jednou z najdôležitejších technologických požiadaviek na výrobu plynu LNG je vysoká kvalita tepelnej izolácie a tepelných výmenníkov.

Ak hovoríme o procese výroby skvapalneného plynu ako celku, tak pozostáva zo štyroch povinných a po sebe nasledujúcich etáp:

1. Produkcia plynu z vrtných súprav, dodávka potrubím do skvapalňovacieho závodu.
2. Skvapalňovanie plynu, skladovanie LNG v špeciálnych zariadeniach.
3. Preprava LNG do tankerov s prepravou po vode.
4. Vykladanie LNG v termináloch, skladovanie, opätovné splyňovanie a dodávka spotrebiteľovi.

Vlastnosti plynu LNG

Fyzikálne vlastnosti skvapalneného plynu sú jedinečné. On vediesám veľmi pokorne: vo svojej čistej forme nehorí a neexploduje. Ak je umiestnený na otvorenom priestranstve pri normálnej teplote, LNG sa začne ticho vyparovať a mieša sa so vzduchom.

Zapálenie je možné, ale len pri určitej koncentrácii plynu vo vzduchu: od 4,4 do 17%. Ak je obsah LNG vo vzduchu nižší ako 4,4 %, množstvo plynu na zapálenie bude príliš malé. Ak koncentrácia plynu vo vzduchu presiahne 17 %, nebude dostatok kyslíka pre plameň. Toto je základ procesu spätného splyňovania. Odparovanie prebieha jednoducho bez kyslíka, teda bez vzduchu.

Logistika LPG

Technológie dodávky LNG nie sú z hľadiska ich dynamiky a pokroku v žiadnom prípade horšie ako metódy jeho výroby. Ak vykonáme napríklad hodnotenie moderných námorných plavidiel z hľadiska estetiky a dizajnu, výletné lode vôbec nevyhrajú. Vyhrajú snehobiele tankery na skvapalnený plyn, ktoré zaujmú svojou veľkosťou, rozmanitosťou a jedinečným dizajnom.

Zariadenia na skvapalnený zemný plyn sa zvyčajne nachádzajú blízko miesta, kde sa vyrábajú. V tejto fáze je najdôležitejším prvkom skladovanie LNG s najzávažnejšími technologickými požiadavkami s ich povinnou realizáciou. Kryo nádrže sú postavené na princípe Dewarových nádob, určených na skladovanie látok s teplotou odlišnou od bežnej. Hlavným prvkom v takýchto nádobách sú dvojité steny. Kryo-nádrže na skladovanie a prepravu LNG môžu byť umiestnené na námorných tankeroch alebo špeciálnych vozidlách. Na železničnú dopravu sa používajú špeciálne vozne vo formekryotank.

Ak už LNG prešiel opätovným splyňovaním, je odoslaný spotrebiteľovi klasickým plynovodom.

Ktorý je lepší?

Už dlho sa počítalo, že technológie prepravy LNG sú na dlhé vzdialenosti presahujúce niekoľko tisíc kilometrov ziskovejšie ako konvenčné potrubie.

V Rusku sa Gazprom najviac obáva produkcie LNG. Ruský LNG už podľa jeho popredných odborníkov začal byť zbytočnou konkurenciou potrubnej metódy. Jedným z argumentov je absencia vývozného cla a dane z ťažby nerastov na tom istom Yamal LNG. Táto situácia sa nazýva „strata efektívnosti rozpočtu.“

Zdá sa, že prezident Vladimir Putin našiel kompromisné riešenie. Nič dobré nevidí ani v konkurencii dvoch druhov ruského zemného plynu. Zároveň je potrebné presadiť technológie LNG na domácom trhu krajiny s cieľom prebudovať verejnú dopravu na nový druh paliva – zemný plyn. Okrem autobusov je v Rusku veľa spotrebiteľov LNG, väčšinou obyvateľov odľahlých oblastí, kde nie sú a ani nebudú žiadne plynovody.

ruský LNG

Sachalin-2 a Jamal LNG sú v roku 2018 v Rusku dve prevádzky na skvapalňovanie plynu. Prvým a najstarším podnikom je závod na Sachaline, ktorý vlastnia Shell, Mitsubishi a Mitsui a kontrolný podiel patrí Gazpromu.

Produkcia ropy a súvisiaceho plynu aVýroba LNG sa tiež uskutočňuje podľa podmienok špeciálnej dohody o zdieľaní produkcie. Závod LNG bol uvedený do prevádzky v roku 2009 a stal sa prvým ruským podnikom tohto profilu.

Mladší brat je druhým závodom, ktorý Novatek vlastní. Ide o projekt Yamal LNG, ktorý bol od začiatku zameraný na export skvapalneného plynu. V jeho rámci bude vybudovaných a uvedených do prevádzky päť nákladných terminálov s obrovskou ročnou celkovou kapacitou až 58 miliónov ton.

Americký plyn

Spojené štáty nie sú len domovom technológie s redukovaným plynom, ale aj najväčším producentom LNG z vlastných surovín. Preto, keď administratíva Donalda Trumpa spustila ambiciózny plán America First Energy Plan, aby sa krajina stala hlavnou svetovou energetickou veľmocou, mali by to vziať do úvahy všetci hráči na globálnej plynárenskej platforme.

Tento druh politického obratu v USA nebol veľkým prekvapením. Pozícia amerických republikánov k uhľovodíkom je jasná a jednoduchá. Toto je lacná energia.

Prognózy vývozu LNG z USA sú veľmi odlišné. Najväčšie intrigy v obchodných rozhodnutiach o „plyne“sa rozvíjajú v krajinách EÚ. Pred nami sa odkrýva obraz najsilnejšej konkurencie medzi ruským „klasickým“plynom cez Nord Stream 2 a americkým dovážaným LNG. Mnohé európske krajiny vrátane Francúzska a Nemecka vnímajú súčasnú situáciu ako skvelú príležitosť na diverzifikáciu zdrojov plynu v Európe.

Pokiaľ ide o ázijský trh, obchodná vojna medzi USA a Čínou viedla k úplnému odmietnutiu dovozu amerického LNG zo strany čínskych energetických inžinierov. Tento krok otvára obrovské možnosti pre dodávky ruského plynu cez plynovody do Číny na dlhú dobu a v obrovských objemoch.

Bezpečnosť pri používaní LNG

Bezpečnosť v mnohých odvetviach sa stala nudnou rutinou. Tento postoj sa v žiadnom prípade nevzťahuje na výrobu skvapalneného plynu, ako aj na všetko, čo súvisí so slovom „plyn“.

Hlavné riziká sú spojené s celkovou horľavosťou plynu ako celku. Horľavosť LNG je samozrejme rádovo nižšia. Bezpečnostné predpisy týkajúce sa LNG sa zameriavajú na únik a odparovanie LPG. Ak sa napríklad nový plyn s inou hustotou naleje do tankera na skvapalnený zemný plyn (to sa stane), kvapaliny sa môžu oddeliť bez zmiešania. V tomto prípade sa hustejší plyn usadí na dne s vytvorením dvoch dutín s nezávislou cirkuláciou kvapalín. Kvapaliny sa nakoniec zmiešajú počas konvekčnej výmeny. Ak k nemu dôjde rýchlo, začne sa stratifikácia: LNG sa rýchlo a hojne vyparuje. Aby sa tomu zabránilo, používajú sa špeciálne zariadenia na riadené miešanie a špeciálne spôsoby plnenia nádrží.

Výhody LNG: Zhrnutie

Začnite s výhodami používania LNG na domácom trhu. Použitie skvapalneného plynu v kotolniach je najoptimálnejším druhom paliva: najvyššia výhrevnosť, maximálna účinnosť a veľmi nízke náklady, ktoré v konečnom dôsledkuukazuje sa, že je ešte hospodárnejší ako vykurovací olej.

Logistika LNG je ľahko prepojená s kotolňami akejkoľvek lokalizácie, vrátane tých najodľahlejších miest, vďaka rozvinutej výrobe prostriedkov na prepravu LNG v podobe kryo-nádrží rôznych konfigurácií.

Pretože LNG spaľuje efektívnejšie ako uhlie alebo vykurovací olej, škodlivé emisie do atmosféry sú minimálne: spaliny neobsahujú pevné častice ani zlúčeniny síry.

Z pohľadu exportu LNG a rozvoja globálneho energetického trhu sa LNG a jeho výroba stávajú čoraz prioritnejším faktorom pre najväčšie svetové ekonomiky vrátane Francúzska, Južnej Kórey, Španielska atď. globálnym spotrebiteľom skvapalneného plynu je Japonsko, ktorého dovoz plynu predstavuje 100 % LNG.