Nesteytetty maakaasu (LNG): tuotanto, varastointi, kuljetus

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Nykyaikaiset globaalit energiamarkkinat ovat erittäin epävakaat. Se tuo v altavasti uutisia ja yllätyksiä. "Yllättävin" osa on tietysti uudet teknologiat. Näitä ovat ensisijaisesti liuskevallankumous ja kaikki nesteytettyyn maakaasuun (LNG) liittyvä.

LNG-sektorin teknologioita ja prosesseja seuraavat tiiviisti liike-elämän ja poliittiset yhteisöt ympäri maailmaa. Tektoniset muutokset suuressa maailmanpolitiikassa johtuvat joskus energiantuotannon ja logistiikan teknologisesta kehityksestä.

LNG-tekniikka

Nestekaasua saadaan maakaasusta käyttämällä kahta fysikaalista prosessia: puristusta ja jäähdytystä. Lopussa nesteytetyn kaasun tilavuus pienenee kuusisataa kertaa.

Teknologinen prosessi on monivaiheinen. Jokainen vaihe on 5-10-kertainen puristus, jota seuraa jäähdytys ja siirto seuraavaan vaiheeseen. Siirtyessään ensimmäisestä toiseksi viimeiseen vaiheeseen kaasu pysyy kaasuna. Se muuttuu nesteeksi vasta viimeisessä vaiheessaaskeleet. Yhden tonnin LNG-kaasun tuottamiseen tarvitaan noin puolitoista tuhatta kuutiometriä maakaasua.

Teknologiset puristus- ja jäähdytysvaiheet vaativat merkittäviä energiakustannuksia, jopa 25 % nesteytetyn kaasun kokonaismäärästä.

Tuotantoviiveitä

LNG-laitokset eroavat niiden fyysisten prosessien luonteesta:

• kaasu;
• turbo-expander;
• turbiinipyörre jne.

Tänä päivänä maailmassa käytetään kahta käsittelymenetelmää:

1. Kaasun kondensaatio tai puristus jatkuvan paineen taustalla. Tämä menetelmä ei ole enää tehokkaiden joukossa korkeiden energiakustannusten vuoksi.
2. Lämmönvaihtomenetelmät, joissa käytetään jääkaappia tai kaasua kaasun lämpötilan muutoksiin perustuen.

Yksi LNG-kaasun tuotannon tärkeimmistä teknologisista vaatimuksista on lämmöneristyksen ja lämmönvaihtolaitteiden korkea laatu.

Jos puhumme nestekaasun tuotantoprosessista kokonaisuutena, se koostuu neljästä pakollisesta ja peräkkäisestä vaiheesta:

1. Kaasun tuotanto porauslautoista, putkitoimitus nesteytyslaitokseen.
2. Kaasun nesteyttäminen, nesteytetyn maakaasun varastointi erikoistiloissa.
3. LNG:n kuljetus tankkereihin vesikuljetuksella.
4. LNG:n purkaminen terminaaleissa, varastointi, kaasutus ja toimitus kuluttajalle.

LNG-kaasuominaisuudet

Nesteytetyn kaasun fysikaaliset ominaisuudet ovat ainutlaatuiset. Hän johtaaitse erittäin nöyrä: puhtaassa muodossaan se ei pala eikä räjähdä. Jos se sijoitetaan avoimeen tilaan normaalilämpötilassa, LNG alkaa haihtua hiljaa sekoittuen ilman kanssa.

Syttyminen on mahdollista, mutta vain tietyllä kaasupitoisuudella ilmassa: 4,4 - 17 %. Jos LNG-pitoisuus ilmassa on alle 4,4 %, syttyvän kaasun määrä on liian pieni. Jos kaasun pitoisuus ilmassa ylittää 17 %, liekille ei tule tarpeeksi happea. Tämä on kaasutusprosessin perusta. Haihdutus tapahtuu yksinkertaisesti ilman happea, eli ilman ilmaa.

nestekaasulogistiikka

LNG:n toimitustekniikat eivät ole millään tavalla dynaamisuutensa ja edistymisensä suhteen huonompia kuin sen tuotantomenetelmät. Jos suoritamme esimerkiksi nykyaikaisten merialusten luokituksen estetiikan ja suunnittelun suhteen, risteilyalukset eivät voita ollenkaan. Lumivalkoiset nesteytetyn kaasun säiliöalukset voittaa koollaan, monipuolisuudellaan ja ainutlaatuisella muotoilullaan.

Nestemäisen maakaasun laitokset sijaitsevat yleensä lähellä tuotantopaikkaa. Tässä vaiheessa tärkein elementti on LNG:n varastointi, jossa on vakavimmat teknologiset vaatimukset ja niiden pakollinen toteutus. Kryosäiliöt on rakennettu Dewar-astioiden periaatteelle, ja ne on suunniteltu varastoimaan aineita, joiden lämpötila poikkeaa normaalista. Tällaisten astioiden pääelementti on kaksoisseinät. LNG:n varastointiin ja kuljetukseen tarkoitetut kryosäiliöt voidaan sijoittaa merisäiliöaluksiin tai erikoisajoneuvoihin. Rautatiekuljetuksiin käytetään lomakkeessa erityisiä vaunujakryotankki.

Jos LNG on jo uudelleenkaasutettu, se lähetetään kuluttajalle klassista kaasuputkea pitkin.

Kumpi on parempi?

On pitkään laskettu, että nesteytetyn maakaasun kuljetusteknologiat ovat kannattavampia kuin perinteinen putkisto pitkillä, useiden tuhansien kilometrien etäisyyksillä.

Venäjällä Gazprom on eniten huolissaan LNG:n tuotannosta. Sen johtavien asiantuntijoiden mukaan venäläinen LNG on jo alkanut olla tarpeeton kilpailija putkimenetelmälle. Yksi perusteluista on vientitullin ja veron puuttuminen mineraalien louhinnasta samalla Yamal LNG:llä. Tätä tilannetta kutsutaan "budjetin tehokkuuden menetykseksi".

Näyttää siltä, että presidentti Vladimir Putin on löytänyt kompromissiratkaisun. Hän ei myöskään näe mitään hyvää kahden venäläisen maakaasutyypin välisessä kilpailussa. Samalla LNG-teknologioita on edistettävä maan kotimarkkinoilla, jotta joukkoliikenne rakennettaisiin uudelleen uudenlaiseksi polttoaineeksi - maakaasuksi. Linja-autojen lisäksi Venäjällä on paljon LNG:n kuluttajia, enimmäkseen asukkaita syrjäisillä alueilla, joilla ei ole eikä tule olemaan kaasuputkia.

Venäjän LNG

Sakhalin-2 ja Yamal LNG ovat kaksi toimivaa kaasun nesteytyslaitosta Venäjällä vuonna 2018. Ensimmäinen ja vanhin yritys on Sahalinin tehdas, jonka omistavat Shell, Mitsubishi ja Mitsui ja jonka enemmistöosuus kuuluu Gazpromille.

Öljyn ja siihen liittyvän kaasun tuotanto jaLNG-tuotanto tapahtuu myös erityisen tuotannonjakosopimuksen ehdoilla. LNG-laitos otettiin käyttöön vuonna 2009, ja siitä tuli ensimmäinen tämän profiilin venäläinen yritys.

Pikkuveli on toinen Novatekin omistama tehdas. Tämä on Yamal LNG -projekti, joka alusta alkaen keskittyi nesteytetyn kaasun vientiin. Sen puitteissa rakennetaan ja otetaan käyttöön viisi lastausterminaalia, joiden vuotuinen kokonaiskapasiteetti on jopa 58 miljoonaa tonnia.

US-kaasu

Yhdysvallat ei ole vain pelkistetyn kaasuteknologian koti, vaan myös suurin nesteytetyn maakaasun tuottaja omasta raaka-aineestaan. Siksi, kun Donald Trumpin hallinto käynnisti kunnianhimoisen America First Energy Planin tehdäkseen maasta maailman suurimman energiavoiman, kaikkien maailmanlaajuisen kaasualustan toimijoiden tulisi ottaa tämä huomioon.

Tällainen poliittinen käänne Yhdysvalloissa ei ollut suuri yllätys. Yhdysv altain republikaanien kanta hiilivetyihin on selkeä ja yksinkertainen. Tämä on halpaa energiaa.

Yhdysv altojen LNG-viennin ennusteet ovat hyvin erilaisia. Suurin juonittelu kaupan "kaasu"päätöksissä on kehittymässä EU-maissa. Edessämme on kuva kovimmasta kilpailusta venäläisen "klassisen" kaasun Nord Stream 2:n ja amerikkalaisen LNG:n välillä. Monet Euroopan maat, mukaan lukien Ranska ja Saksa, näkevät nykytilanteen erinomaisena mahdollisuutena monipuolistaa kaasulähteitä Euroopassa.

Aasian markkinoiden os alta Yhdysv altojen ja Kiinan välinen kauppasota on johtanut kiinalaisten energiainsinöörien täydelliseen kieltäytymiseen tuodusta amerikkalaisesta LNG:stä. Tämä liike avaa v altavia mahdollisuuksia Venäjän kaasun toimittamiseen putkistojen kautta Kiinaan pitkäksi aikaa ja v altavia määriä.

Turvallisuus LNG:tä käytettäessä

Turvallisuudesta on monilla toimialoilla tullut tylsä rutiini. Tämä asenne ei päde millään tavalla nestekaasun tuotantoon, eikä kaikkeen, joka liittyy sanaan "kaasu".

Tärkeimmät riskit liittyvät kaasun yleiseen syttyvyyteen kokonaisuutena. LNG:n syttyvyys on tietysti suuruusluokkaa pienempi. LNG:n turvallisuusmääräykset keskittyvät nestekaasun vuotamiseen ja höyrystymiseen. Jos esimerkiksi uutta kaasua, jolla on eri tiheys, kaadetaan LNG-tankkeriin (näin tapahtuu), nesteet voivat erottua sekoittumatta. Tässä tapauksessa tiheämpi kaasu laskeutuu pohjaan muodostamalla kaksi onkaloa, joissa nesteet kiertävät itsenäisesti. Nesteet sekoittuvat lopulta konvektiivisen vaihdon aikana. Jos se tapahtuu nopeasti, kerrostuminen alkaa: LNG haihtuu nopeasti ja runsaasti. Tämän estämiseksi käytetään erityisiä laitteita ohjattua sekoitusta varten ja erityisiä säiliöiden täyttömenetelmiä.

LNG:n edut: Yhteenveto

Aloita LNG:n käytön eduista kotimarkkinoilla. Nestekaasun käyttö kattilahuoneissa on optimaalinen polttoainetyyppi: korkein lämpöarvo, maksimaalinen hyötysuhde ja erittäin kohtuulliset kustannukset, mikä lopultaosoittautuu jopa polttoöljyä taloudellisemmaksi.

LNG-logistiikka on helposti sidottu minkä tahansa sijainnin kattilahuoneisiin, mukaan lukien syrjäisimmät kohdat, kiitos LNG-kuljetusvälineiden hyvin kehittyneen tuotannon eri kokoonpanojen kryosäiliöiden muodossa.

Koska LNG palaa tehokkaammin kuin kivihiili tai polttoöljy, haitalliset päästöt ilmakehään ovat minimaaliset: savukaasut eivät sisällä hiukkasia tai rikkiyhdisteitä.

LNG:n viennin ja globaalien energiamarkkinoiden kehityksen näkökulmasta LNG:stä ja sen tuotannosta on tulossa yhä tärkeämpi tekijä maailman suurimmissa talouksissa, mukaan lukien Ranska, Etelä-Korea, Espanja jne. nesteytetyn kaasun maailmanlaajuinen kuluttaja on Japani, jonka kaasutuonti on 100 % LNG:tä.