Zkapalněný zemní plyn (LNG): výroba, skladování, doprava

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Moderní globální trh s energií je extrémně nestálý. Přináší obrovské množství novinek a překvapení. Nejvíc „překvapením“jsou samozřejmě nové technologie. Patří mezi ně především břidlicová revoluce a vše, co souvisí se zkapalněným zemním plynem (LNG).

Technologie a procesy v sektoru LNG jsou pečlivě sledovány obchodními a politickými komunitami po celém světě. Tektonické posuny ve velké světové politice jsou někdy způsobeny technologickým rozvojem výroby energie a logistiky.

technologie LNG

Zkapalněný plyn se získává ze zemního plynu pomocí dvou fyzikálních procesů: komprese a chlazení. Ve finále se objem zkapalněného plynu zredukuje šestsetkrát.

Technologický proces je vícestupňový. Každý stupeň je 5-10x stlačení, po kterém následuje ochlazení a převedení do dalšího stupně. Při přechodu z prvního do předposledního stupně zůstává plyn plynem. Až nakonec se změní v kapalinukroky. K výrobě jedné tuny plynu LNG je potřeba asi jeden a půl tisíce metrů krychlových zemního plynu.

Technologické stupně s kompresí a chlazením vyžadují značné energetické náklady, až 25 % z celkového množství zkapalněného plynu.

Výrobní nuance

Zařízení LNG se liší povahou fyzikálních procesů, na kterých pracují:

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

Dnes se ve světě používají dva způsoby zpracování:

1. Kondenzace nebo stlačování plynu na pozadí konstantního tlaku. Tato metoda již nepatří mezi efektivní z důvodu vysokých nákladů na energii.
2. Metody výměny tepla využívající chladničky nebo škrticí klapky založené na změnách teploty plynu.

Jedním z nejdůležitějších technologických požadavků na výrobu plynu LNG je vysoká kvalita tepelné izolace a zařízení pro výměnu tepla.

Pokud mluvíme o procesu výroby zkapalněného plynu jako celku, pak se skládá ze čtyř povinných a po sobě jdoucích fází:

1. Produkce plynu z vrtných souprav, dodávka potrubím do zkapalňovacího závodu.
2. Zkapalňování plynu, skladování LNG ve speciálních zařízeních.
3. Přeprava LNG do tankerů s přepravou po vodě.
4. Vykládání LNG na terminálech, skladování, opětovné zplynování a dodání spotřebiteli.

Vlastnosti plynu LNG

Fyzikální vlastnosti zkapalněného plynu jsou jedinečné. On vedesám velmi pokorně: ve své čisté podobě nehoří a neexploduje. Pokud je umístěn v otevřeném prostoru při normální teplotě, LNG se začne tiše odpařovat a mísit se se vzduchem.

Vznícení je možné, ale pouze při určité koncentraci plynu ve vzduchu: od 4,4 do 17 %. Pokud je obsah LNG ve vzduchu nižší než 4,4 %, množství plynu k zapálení bude příliš malé. Pokud koncentrace plynu ve vzduchu překročí 17 %, nebude dostatek kyslíku pro plamen. To je základem procesu zpětného zplynování. Odpařování probíhá jednoduše bez kyslíku, tedy bez vzduchu.

Logistika LPG

Technologie dodávky LNG nejsou z hlediska jejich dynamiky a pokroku v žádném případě horší než způsoby jeho výroby. Pokud provedeme například hodnocení moderních námořních plavidel z hlediska estetiky a designu, pak výletní lodě vůbec nevyhrají. Vyhrají sněhově bílé tankery na zkapalněný plyn, které zaujmou svou velikostí, rozmanitostí a jedinečným designem.

Zařízení na zkapalněný zemní plyn se obvykle nacházejí blízko místa, kde se vyrábí. V této fázi je nejdůležitějším prvkem skladování LNG s nejzávažnějšími technologickými požadavky s jejich povinnou realizací. Kryo nádrže jsou postaveny na principu Dewarových nádob, určených pro skladování látek s teplotou odlišnou od normální. Hlavním prvkem v takových nádobách jsou dvojité stěny. Kryo-nádrže pro skladování a přepravu LNG mohou být umístěny na námořních tankerech nebo speciálních vozidlech. Pro železniční přepravu se používají speciální vozy ve forměkryotank.

Pokud již LNG prošel zpětným zplynováním, je odeslán ke spotřebiteli klasickým plynovodem.

Co je lepší?

Dlouho se počítalo, že technologie přepravy LNG jsou na dlouhé vzdálenosti přesahující několik tisíc kilometrů ziskovější než konvenční potrubí.

V Rusku má Gazprom největší starosti s výrobou LNG. Ruský LNG už podle jeho předních expertů začal být zbytečnou konkurencí potrubní metodě. Jedním z argumentů je absence vývozního cla a daně z těžby nerostů na stejném Yamal LNG. Tato situace se nazývá „ztráta efektivity rozpočtu.“

Zdá se, že prezident Vladimir Putin našel kompromisní řešení. Nic dobrého nevidí ani v konkurenci obou druhů ruského zemního plynu. Zároveň je potřeba prosazovat technologie LNG na domácím trhu země s cílem přebudovat veřejnou dopravu na nový druh paliva – zemní plyn. Kromě autobusů je v Rusku mnoho spotřebitelů LNG, většinou obyvatel odlehlých oblastí, kde žádné plynovody nejsou a ani nebudou.

ruský LNG

Sachalin-2 a Jamal LNG jsou dvě provozované elektrárny na zkapalňování plynu v Rusku v roce 2018. Prvním a nejstarším podnikem je závod Sachalin, který vlastní Shell, Mitsubishi a Mitsui a kontrolní podíl patří Gazpromu.

Produkce ropy a souvisejícího plynu aVýroba LNG také probíhá za podmínek zvláštní dohody o sdílení výroby. Závod LNG byl uveden do provozu v roce 2009 a stal se prvním ruským podnikem tohoto profilu.

Mladší bratr je druhým závodem, který Novatek vlastní. Jedná se o projekt Yamal LNG, který byl od samého počátku zaměřen na export zkapalněného plynu. V jeho rámci bude postaveno a uvedeno do provozu pět nakládacích terminálů s obrovskou roční celkovou kapacitou až 58 milionů tun.

Americký plyn

Spojené státy nejsou jen domovem technologie redukovaného plynu, ale také největším výrobcem LNG z vlastních surovin. Proto, když administrativa Donalda Trumpa zahájila ambiciózní plán America First Energy Plan, aby se země stala hlavní světovou energetickou velmocí, měli by tomu věnovat pozornost všichni hráči na globální plynárenské platformě.

Tento druh politického obratu v USA nebyl velkým překvapením. Postoj amerických republikánů k uhlovodíkům je jasný a jednoduchý. Toto je levná energie.

Prognózy vývozu LNG z USA se velmi liší. Největší intriky v obchodních rozhodnutích o „plynu“se rozvíjejí v zemích EU. Před námi se odkrývá obrázek nejsilnější konkurence mezi ruským „klasickým“plynem přes Nord Stream 2 a americkým dováženým LNG. Mnoho evropských zemí, včetně Francie a Německa, vidí současnou situaci jako vynikající příležitost k diverzifikaci zdrojů plynu v Evropě.

Pokud jde o asijský trh, obchodní válka mezi USA a Čínou vedla k úplnému odmítnutí dovozu amerického LNG čínskými energetickými inženýry. Tento krok otevírá obrovské možnosti pro dodávky ruského plynu potrubím do Číny po dlouhou dobu a v obrovských objemech.

Bezpečnost při používání LNG

Bezpečnost v mnoha průmyslových odvětvích se stala nudnou rutinou. Tento postoj v žádném případě neplatí pro výrobu zkapalněného plynu, stejně jako pro vše, co souvisí se slovem „plyn“.

Hlavní rizika jsou spojena s celkovou hořlavostí plynu jako celku. Hořlavost LNG je samozřejmě o řád nižší. Bezpečnostní předpisy pro LNG se zaměřují na únik a odpařování LPG. Pokud se například nový plyn s jinou hustotou nalije do tankeru LNG (to se stane), kapaliny se mohou oddělit bez smíchání. V tomto případě se hustší plyn usadí na dně s vytvořením dvou dutin s nezávislou cirkulací kapalin. Kapaliny se nakonec při konvekční výměně smíchají. Pokud k tomu dojde rychle, začne stratifikace: LNG se rychle a hojně odpařuje. Aby se tomu zabránilo, používají se speciální zařízení pro řízené míchání a speciální způsoby plnění nádrží.

Výhody LNG: Shrnutí

Začněte s výhodami používání LNG na domácím trhu. Použití zkapalněného plynu v kotelnách je nejoptimálnějším typem paliva: nejvyšší výhřevnost, maximální účinnost a velmi mírné náklady, které v konečném důsledkuse ukazuje být ještě hospodárnější než topný olej.

Logistika LNG je snadno navázána na kotelny jakékoli lokalizace, včetně těch nejvzdálenějších míst, díky rozvinuté výrobě dopravních prostředků LNG v podobě kryotanků různých konfigurací.

Protože LNG hoří efektivněji než uhlí nebo topný olej, škodlivé emise do atmosféry jsou minimální: spaliny neobsahují pevné částice ani sloučeniny síry.

Z pohledu exportu LNG a rozvoje globálního energetického trhu se LNG a jeho výroba stávají stále prioritnějším faktorem pro největší světové ekonomiky, včetně Francie, Jižní Koreje, Španělska atd. globálním spotřebitelem zkapalněného plynu je Japonsko, jehož dovoz plynu je 100% LNG.