Υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG): παραγωγή, αποθήκευση, μεταφορά

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Η σύγχρονη παγκόσμια αγορά ενέργειας είναι εξαιρετικά ασταθής. Φέρνει έναν τεράστιο όγκο ειδήσεων και εκπλήξεων. Το πιο «έκπληξη» είναι φυσικά οι νέες τεχνολογίες. Αυτά περιλαμβάνουν κυρίως την επανάσταση του σχιστόλιθου και οτιδήποτε σχετίζεται με το υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG).

Οι τεχνολογίες και οι διαδικασίες του κλάδου LNG παρακολουθούνται στενά από επιχειρηματικές και πολιτικές κοινότητες σε όλο τον κόσμο. Οι τεκτονικές αλλαγές στη μεγάλη παγκόσμια πολιτική οφείλονται μερικές φορές στην τεχνολογική ανάπτυξη της παραγωγής ενέργειας και των logistics.

Τεχνολογία LNG

Το υγροποιημένο αέριο λαμβάνεται από φυσικό αέριο χρησιμοποιώντας δύο φυσικές διαδικασίες: συμπίεση και ψύξη. Στο τελικό, το υγροποιημένο αέριο μειώνεται σε όγκο εξακόσιες φορές.

Η τεχνολογική διαδικασία είναι πολλαπλών σταδίων. Κάθε στάδιο είναι μια συμπίεση 5-10 φορές, ακολουθούμενη από ψύξη και μεταφορά στο επόμενο στάδιο. Κατά τη μετάβαση από το πρώτο στο προτελευταίο στάδιο, το αέριο παραμένει αέριο. Μετατρέπεται σε υγρό μόνο στο τέλοςβήματα. Για την παραγωγή ενός τόνου αερίου LNG, απαιτούνται περίπου μιάμιση χιλιάδες κυβικά μέτρα φυσικού αερίου.

Τα τεχνολογικά στάδια με συμπίεση και ψύξη απαιτούν σημαντικό ενεργειακό κόστος, έως και 25% της συνολικής ποσότητας υγροποιημένου αερίου.

Αποχρώσεις παραγωγής

Οι εγκαταστάσεις LNG διαφέρουν ως προς τη φύση των φυσικών διεργασιών στις οποίες λειτουργούν:

• γκάζι;
• turbo-expander;
• turbine-vortex, etc.

Σήμερα χρησιμοποιούνται δύο μέθοδοι επεξεργασίας στον κόσμο:

1. Συμπύκνωση ή συμπίεση αερίου σε φόντο σταθερής πίεσης. Αυτή η μέθοδος δεν συγκαταλέγεται πλέον στις αποτελεσματικές λόγω του υψηλού ενεργειακού κόστους.
2. Μέθοδοι ανταλλαγής θερμότητας με χρήση ψυγείων ή γκαζιού με βάση τις αλλαγές στη θερμοκρασία του αερίου.

Μία από τις σημαντικότερες τεχνολογικές απαιτήσεις για την παραγωγή αερίου LNG είναι η υψηλή ποιότητα του εξοπλισμού θερμομόνωσης και ανταλλαγής θερμότητας.

Αν μιλάμε για τη διαδικασία παραγωγής υγροποιημένου αερίου στο σύνολό της, τότε αυτή αποτελείται από τέσσερα υποχρεωτικά και διαδοχικά στάδια:

1. Παραγωγή φυσικού αερίου από γεωτρήσεις, παράδοση αγωγών στο εργοστάσιο υγροποίησης.
2. Υγροποίηση αερίου, αποθήκευση LNG σε ειδικές εγκαταστάσεις.
3. Αποστολή LNG σε δεξαμενόπλοια με μεταφορά με νερό.
4. Εκφόρτωση LNG στα τερματικά, αποθήκευση, επαναεριοποίηση και παράδοση στον καταναλωτή.

Ιδιότητες αερίου LNG

Οι φυσικές ιδιότητες του υγροποιημένου αερίου είναι μοναδικές. Οδηγείο ίδιος πολύ πράος: στην καθαρή του μορφή, δεν καίγεται και δεν εκρήγνυται. Εάν τοποθετηθεί σε ανοιχτό χώρο σε κανονική θερμοκρασία, το LNG θα αρχίσει να εξατμίζεται αθόρυβα, αναμιγνύοντας με τον αέρα.

Η ανάφλεξη είναι δυνατή, αλλά μόνο σε μια συγκεκριμένη συγκέντρωση αερίου στον αέρα: από 4,4 έως 17%. Εάν η περιεκτικότητα του αέρα σε LNG είναι κάτω από 4,4%, η ποσότητα του αερίου προς ανάφλεξη θα είναι πολύ μικρή. Εάν η συγκέντρωση του αερίου στον αέρα υπερβαίνει το 17%, δεν θα υπάρχει αρκετό οξυγόνο για τη φλόγα. Αυτή είναι η βάση της διαδικασίας επαναεριοποίησης. Η εξάτμιση γίνεται απλά χωρίς οξυγόνο, δηλαδή χωρίς αέρα.

LPG logistics

Οι τεχνολογίες παράδοσης LNG δεν είναι σε καμία περίπτωση κατώτερες από τις μεθόδους παραγωγής του όσον αφορά τον δυναμισμό και την προαγωγή τους. Αν κάνουμε, για παράδειγμα, αξιολόγηση σύγχρονων θαλάσσιων σκαφών από άποψη αισθητικής και σχεδίασης, τότε τα κρουαζιερόπλοια δεν θα κερδίσουν καθόλου. Τα χιόνια δεξαμενόπλοια υγροποιημένου αερίου θα κερδίσουν, εντυπωσιακά στο μέγεθος, την ποικιλία και τα μοναδικά τους σχέδια.

Οι εγκαταστάσεις υγροποιημένου φυσικού αερίου βρίσκονται συνήθως κοντά στον τόπο παραγωγής τους. Σε αυτό το στάδιο, το πιο σημαντικό στοιχείο είναι η αποθήκευση LNG με τις πιο σοβαρές τεχνολογικές απαιτήσεις με την υποχρεωτική εφαρμογή τους. Οι δεξαμενές Cryo κατασκευάζονται με βάση την αρχή των δοχείων Dewar, σχεδιασμένες να αποθηκεύουν ουσίες με θερμοκρασία που διαφέρει από την κανονική. Το κύριο στοιχείο σε τέτοια αγγεία είναι τα διπλά τοιχώματα. Οι κρυο-δεξαμενές αποθήκευσης και μεταφοράς LNG μπορούν να βρίσκονται σε θαλάσσια δεξαμενόπλοια ή ειδικά οχήματα. Για τη σιδηροδρομική μεταφορά, χρησιμοποιούνται ειδικά βαγόνια στη μορφήcryotank.

Εάν το LNG έχει ήδη υποβληθεί σε επαναεριοποίηση, αποστέλλεται στον καταναλωτή μέσω ενός κλασικού αγωγού αερίου.

Ποιο είναι καλύτερο;

Υπολογίστηκε από καιρό ότι οι τεχνολογίες μεταφοράς LNG είναι πιο κερδοφόρες από έναν συμβατικό αγωγό σε μεγάλες αποστάσεις που υπερβαίνουν πολλές χιλιάδες χιλιόμετρα.

Στη Ρωσία, η Gazprom ανησυχεί περισσότερο για την παραγωγή LNG. Σύμφωνα με τους κορυφαίους ειδικούς του, το ρωσικό LNG έχει ήδη αρχίσει να αποτελεί περιττό ανταγωνισμό στη μέθοδο του αγωγού. Ένα από τα επιχειρήματα είναι η απουσία εξαγωγικού δασμού και φόρου για την εξόρυξη ορυκτών στο ίδιο Yamal LNG. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται «απώλεια αποτελεσματικότητας του προϋπολογισμού».

Φαίνεται ότι ο πρόεδρος Βλαντιμίρ Πούτιν βρήκε μια συμβιβαστική λύση. Επίσης, δεν βλέπει τίποτα καλό στον ανταγωνισμό των δύο τύπων ρωσικού φυσικού αερίου. Ταυτόχρονα, οι τεχνολογίες LNG πρέπει να προωθηθούν στην εγχώρια αγορά της χώρας προκειμένου να ανακατασκευαστούν οι δημόσιες συγκοινωνίες σε ένα νέο είδος καυσίμου - το φυσικό αέριο. Εκτός από τα λεωφορεία, υπάρχουν πολλοί καταναλωτές LNG στη Ρωσία, κυρίως κάτοικοι απομακρυσμένων περιοχών όπου δεν υπάρχουν και δεν θα υπάρχουν αγωγοί φυσικού αερίου.

Ρωσικό LNG

Το Sakhalin-2 και το Yamal LNG είναι δύο μονάδες υγροποίησης αερίου που λειτουργούν στη Ρωσία το 2018. Η πρώτη και παλαιότερη επιχείρηση είναι το εργοστάσιο Sakhalin, το οποίο ανήκει στη Shell, τη Mitsubishi και τη Mitsui, και το μερίδιο ελέγχου ανήκει στη Gazprom.

Παραγωγή πετρελαίου και σχετικού αερίου καιΗ παραγωγή LNG πραγματοποιείται επίσης υπό τους όρους ειδικής συμφωνίας κατανομής της παραγωγής. Το εργοστάσιο LNG τέθηκε σε λειτουργία το 2009 και έγινε η πρώτη ρωσική επιχείρηση αυτού του προφίλ.

Ο μικρότερος αδελφός είναι το δεύτερο εργοστάσιο που ανήκει στη Novatek. Πρόκειται για το έργο Yamal LNG, το οποίο από την αρχή επικεντρώθηκε στην εξαγωγή υγροποιημένου αερίου. Στο πλαίσιο του θα κατασκευαστούν και θα τεθούν σε λειτουργία πέντε τερματικοί σταθμοί φόρτωσης τεράστιας ετήσιας συνολικής χωρητικότητας έως και 58 εκατομμυρίων τόνων.

Αέριο ΗΠΑ

Οι ΗΠΑ δεν είναι μόνο το σπίτι της μειωμένης τεχνολογίας αερίου, αλλά και ο μεγαλύτερος παραγωγός LNG από τη δική τους πρώτη ύλη. Επομένως, όταν η κυβέρνηση Ντόναλντ Τραμπ ξεκίνησε το φιλόδοξο σχέδιο America First Energy για να γίνει η χώρα η κύρια ενεργειακή δύναμη στον κόσμο, αυτό θα πρέπει να το λάβουν υπόψη όλοι οι παίκτες στην παγκόσμια πλατφόρμα φυσικού αερίου.

Αυτό το είδος πολιτικής στροφής στις ΗΠΑ δεν ήταν μεγάλη έκπληξη. Η θέση των Ρεπουμπλικανών των ΗΠΑ για τους υδρογονάνθρακες είναι σαφής και απλή. Αυτή είναι φθηνή ενέργεια.

Οι προβλέψεις για τις εξαγωγές LNG των ΗΠΑ είναι πολύ διαφορετικές. Η μεγαλύτερη ίντριγκα στις εμπορικές αποφάσεις «φυσικού αερίου» αναπτύσσεται στις χώρες της Ε. Ε. Μπροστά μας ξεδιπλώνεται μια εικόνα του ισχυρότερου ανταγωνισμού μεταξύ του ρωσικού «κλασικού» φυσικού αερίου μέσω του Nord Stream 2 και του αμερικανικού εισαγόμενου LNG. Πολλές ευρωπαϊκές χώρες, συμπεριλαμβανομένης της Γαλλίας και της Γερμανίας, βλέπουν την τρέχουσα κατάσταση ως μια εξαιρετική ευκαιρία για διαφοροποίηση των πηγών φυσικού αερίου στην Ευρώπη.

Όσον αφορά την ασιατική αγορά, ο εμπορικός πόλεμος μεταξύ των ΗΠΑ και της Κίνας οδήγησε σε πλήρη άρνηση των Κινέζων μηχανικών ηλεκτρικής ενέργειας από το εισαγόμενο αμερικανικό LNG. Αυτή η κίνηση ανοίγει τεράστιες ευκαιρίες για την παροχή ρωσικού φυσικού αερίου μέσω αγωγών προς την Κίνα για μεγάλο χρονικό διάστημα και σε τεράστιους όγκους.

Ασφάλεια κατά τη χρήση LNG

Η ασφάλεια σε πολλούς κλάδους έχει γίνει μια βαρετή ρουτίνα. Αυτή η στάση δεν ισχύει σε καμία περίπτωση για την παραγωγή υγροποιημένου αερίου, καθώς και για οτιδήποτε σχετίζεται με τη λέξη "αέριο".

Οι κύριοι κίνδυνοι συνδέονται με τη συνολική ευφλεκτότητα του αερίου στο σύνολό του. Η ευφλεκτότητα του LNG είναι φυσικά μια τάξη μεγέθους χαμηλότερη. Οι κανονισμοί ασφαλείας LNG επικεντρώνονται στη διαρροή και την εξάτμιση του υγραερίου. Εάν, για παράδειγμα, χυθεί ένα νέο αέριο διαφορετικής πυκνότητας σε δεξαμενόπλοιο LNG (αυτό συμβαίνει), τα υγρά μπορούν να διαχωριστούν χωρίς ανάμειξη. Σε αυτή την περίπτωση, το πυκνότερο αέριο θα καθιζάνει στον πυθμένα με το σχηματισμό δύο κοιλοτήτων με ανεξάρτητη κυκλοφορία υγρών. Τα υγρά αναμειγνύονται τελικά κατά τη διάρκεια της συναγωγής ανταλλαγής. Εάν συμβεί γρήγορα, αρχίζει η διαστρωμάτωση: το LNG εξατμίζεται γρήγορα και άφθονα. Για να αποφευχθεί αυτό, χρησιμοποιούνται ειδικές συσκευές για ελεγχόμενη ανάμειξη και ειδικές μέθοδοι πλήρωσης δεξαμενών.

Πλεονεκτήματα του LNG: Περίληψη

Ξεκινήστε με τα οφέλη της χρήσης LNG στην εγχώρια αγορά. Η χρήση υγροποιημένου αερίου στα λεβητοστάσια είναι ο βέλτιστος τύπος καυσίμου: η υψηλότερη θερμογόνος δύναμη, η μέγιστη απόδοση και το πολύ μέτριο κόστος, το οποίο τελικάαποδεικνύεται ακόμη πιο οικονομικό από το μαζούτ.

Η logistics LNG συνδέεται εύκολα με λεβητοστάσια οποιασδήποτε τοποθεσίας, συμπεριλαμβανομένων των πιο απομακρυσμένων σημείων, χάρη στην καλά ανεπτυγμένη παραγωγή μεταφορικών μέσων LNG με τη μορφή κρυοδεξαμενών διαφόρων διαμορφώσεων.

Επειδή το LNG καίει πιο αποτελεσματικά από τον άνθρακα ή το μαζούτ, οι επιβλαβείς εκπομπές στην ατμόσφαιρα είναι ελάχιστες: τα καυσαέρια δεν περιέχουν σωματίδια ή ενώσεις θείου.

Από την άποψη των εξαγωγών LNG και της ανάπτυξης της παγκόσμιας αγοράς ενέργειας, το LNG και η παραγωγή του γίνονται όλο και περισσότερο παράγοντας προτεραιότητας για τις μεγαλύτερες οικονομίες του κόσμου, συμπεριλαμβανομένης της Γαλλίας, της Νότιας Κορέας, της Ισπανίας κ.λπ. παγκόσμιος καταναλωτής υγροποιημένου αερίου είναι η Ιαπωνία, της οποίας οι εισαγωγές αερίου είναι 100% LNG.