Gaz 5sem LNG

Gazownictwo

LNG (

Liquiefied

Natural

Gas

)

Prof.

hab.

inż

Andrzej J.

Osiadacz

Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Środowiska

Zakład Systemów Ciepłowniczych i Gazowniczych

Gazownictwo

LNG NA ŚWIECIE

W ciągu minionych lat powstały nowe technologie wykorzystujące i

przetwarzające gaz ziemny, umożliwiające jego szersze zastosowan

ie.

Należą do nich przede wszystkim:

GTL (

Gas

Liquids

CNG (

Compressed

Natural

Gas

LNG (

Liquiefied

Natural

Gas

Proces GTL (

Gas

Liquids

Udoskonalony proces

Fischera

Tropscha

z 1920 r., umożliwia

przerabianie gazu ziemnego ze złóż normalnych i marginalnych

na bardzo czyste i ekologiczne produkty naftowe :

olej napędowy,

paliwo lotnicze,

lekki olej opałowy,

a nawet wosk.

Technologia ta zaczyna być coraz szerzej znana i co za tym idzie

popularna.

Gazownictwo

LNG NA ŚWIECIE

CNG

Gaz ziemny w postaci sprężonej do ciśnienia

MPa

Służy do napędu pojazdów silnikowych zarówno z

zapłonem iskrowym jak i z samoczynnym.

Na świecie jeździ ponad 4 miliony samochodów

zasilanych sprężonym gazem ziemnym.

Funkcjonuje ponad 8000 stacji zasilanych tym

paliwem.

Gazownictwo

LNG NA ŚWIECIE

LNG

To gaz ziemny w postaci ciekłej o temperaturze

163ºC.

W wyniku procesu skraplania objętość gazu redukuje się ok. 630

razy.

Już jedna czwarta gazu ziemnego, którym handluje się na skalę

światową, jest transportowana właśnie w tym stanie.

Skraplanie gazu ziemnego wiąże się z bardzo dokładnym jego

oczyszczeniem z dwutlenku węgla, azotu, propanu

butanu,

wilgoci, helu, itp.

Jest to bardzo czyste paliwo o liczbie oktanowej 130,

po powtórnej zmianie na postać gazową zanieczyszczeń

pozostaje bardzo niewiele, gaz jest właściwie całkowicie

pozbawiony wilgoci.

Gazownictwo

LNG NA ŚWIECIE

LNG (c.d.)

Duże firmy o światowym zasięgu coraz częściej angażują się w

rozwój technologii LNG.

Za przykład posłużyć może norweskie złoże

Snohvit

znajdujące

się na Morzu

Barentsa

Powstała tam instalacja do skraplania gazu o przepustowości

ok. 4,4

mln

t skroplonego gazu rocznie, co odpowiada

ok. 6

mld

gazu ziemnego.

W przedsięwzięciu uczestniczą tacy potentaci, jak norweski

Statoil

, Francuzi z

TotalFinaElf

i Gaz de France, a także

Norsk

Hydro,

Svenska

Petroleum

i inne.

Istotny udział ma również norweskie państwo z 30 proc.

udziałem w projekcie.

Gazownictwo

Norweskie złoże

Snohvit

: 4,4

mln

ton LNG

–

mld

Gazownictwo

LNG NA ŚWIECIE

Czynniki napędzające rozwój rynku LNG znajdują się

zarówno po stronie

podażowej

jak i popytowej.

Gigantyczne koszty związane z budową stacji

skraplających, tankowców pozwalających na

transport zmrożonego gazu oraz terminali

regazyfikacyjnych

dotychczas ograniczały rozmiar

handlu.

Gazownictwo

LNG NA ŚWIECIE

W szybkim tempie przybywa państw zainteresowanych

udziałem w handlu LNG. W 1997r. tylko 9 państw

eksportowało skroplony gaz.

W 2002r. liczba

eksporterów wzrosła do 12.

Wielkość eksportu LNG wzrosła w okresie:

1997

2002 o 35% do ok. 153

mld

rocznie.

Nowe terminale

regazyfikacyjne

są budowane m.in. w

Chinach, Indiach i Wielkiej Brytanii.

Plany budowy terminali mają także Bahamy, Jamajka,

Indonezja, Meksyk, Holandia, Nowa Zelandia i Filipiny.

Największe znaczenie dla rozwoju rynku ma

wzrastający popyt na gaz ziemny w Stanach

Zjednoczonych.

Gazownictwo

Proces powstawania LNG

LNG

–

( z ang.:

Liquefied

Natural

Gas

) to naturalny gaz ziemny

przygotowany do transportu i dalszej dystrybucji poprzez

usunięcie niepożądanych zanieczyszczeń oraz skroplenie.

Substancjami szkodliwymi są:

dwutlenek węgla,

azot,

siarkowodór,

dwusiarczek węgla,

oraz woda w postaci pary.

Przeciętny skład procentowy LNG przedstawia się następująco:

92% metanu,

7% propanu,

do 2% wyższych frakcji węglowodorowych.

W normalnym ciśnieniu mieszanina ta wrze w temperaturze (

–

163)°C

i w takich warunkach jest transportowana.

Gazownictwo

Proces powstawania LNG

regazyfikacji

1 m³ LNG otrzymuje się 600m³ bezwonnego

gazu lżejszego od powietrza. Granica wybuchowości

tego gazu wynosi od 5 do 15% w powietrzu, gaz w

postaci cieczy nie jest palny.

Ze względu na zróżnicowany skład chemiczny oraz różną

zawartość metanu w LNG, jego gęstość waha się od

420 do 490 [kg/m³].

Skroplony gaz ziemny LNG jest nazywany skoncentrowaną

energią, bowiem z 1 [t] ciekłego LNG otrzymuje się

około 1380 [m³] gazu sieciowego.

W zbiorniku o pojemności 100.000 [m³] „mieści się” w

przeliczeniu aż 60

mln

[m³] gazu sieciowego.

Gazownictwo

Proces powstawania LNG

Skraplanie

Przed procesem skraplania gaz należy oczyścić z

dwutlenku węgla i pary wodnej, a także osuszyć.

Następnie, w zależności od pożądanej wydajności

instalacji, składu gazu oraz jego ciśnienia wybiera się

jedną z trzech metod skraplania:

klasyczny cykl kaskadowy,

autooziębiający

cykl kaskadowy,

cykl rozprężania z zastosowaniem

turboekspandera

Gazownictwo

Proces powstawania LNG

Czynnikami schładzającymi są propan, etan i metan,

natomiast gaz ziemny pod ciśnieniem 3

Mpa

przepływa przez wymienniki ciepła i ochładzany jest w

kolejnych cyklach chłodniczych.

Obniżenie kosztów skraplania następuje poprzez

zwiększenie wydajności ciągów produkcyjnych

–

wzrost z 60 tys./rok w 1964 r. do 2,6

mln

ton obecnie

i 3

mln

ton w przyszłości.

Koszt skraplania można obniżyć nawet o 30% przez

wprowadzenie nowych turbin, a także podwyższenie

ciśnienia roboczego w instalacji 5

Mpa

Rys.2 Schemat procesu skraplania gazu. Źródło:

www.statoil.pl

Gazownictwo

Proces powstawania LNG

Gaz w formie ciekłej opuszcza obieg

skraplania mając temperaturę

77°C, która

następnie w chłodnicy redukowana jest

155°C, dzięki czemu gaz pozostaje płynny,

pozostając pod niższym ciśnieniem.

Ostateczne schłodzenie płynnego gazu

naturalnego do temperatury

163°C następuje

w turbinie rozprężania, zmniejszającej

ciśnienie gazu z 55 do 1,2

bara

Gazownictwo

Proces powstawania LNG

W drodze do magazynów gazu część azotu

jest usuwana i umieszczana w oddzielnym

zbiorniku, celem zapewnienia LNG optymalnej

specyfikacji, wymaganej podczas sprzedaży.

Skraplający się gaz zmniejsza swoją objętość

o 600%, dzięki czemu może być

transportowany do terminali

regazyfikacji

gdzie LNG z powrotem zmieniany jest w gaz

gotowy do rozprowadzenia gazociągami.

Gazownictwo

Proces powstawania LNG

Proces

regazyfikacji

polega na ogrzaniu LNG w

odparowalnikach

i w zależności od sposobu

ogrzania

odparowalniki

dzieli się na:

odparowalniki

z ogrzewaniem do temperatury

równej temperaturze otoczenia (np.

ogrzewanie wodą morską lub powietrzem)

odparowalniki

z ogrzewaniem do temperatury

wyższej od temperatury otoczenia (ogrzewanie

palnikami gazowymi lub energią elektryczną

bądź parą wodną).

Gazownictwo

Proces powstawania LNG

Ciśnienie gazu ziemnego odbieranego z

odparowalników

wynosi 1

1,5

Mpa

Na światowym rynku funkcjonuje 46 terminali

regazyfikacyjnych

, w tym w samej Japonii aż 25.

Instalacje

regazyfikacyjne

dobiera się w

zależności od charakteru pracy:

ciągłej

lub tylko dla pokrywania zapotrzebowań

szczytowych.

Gazownictwo

ańcuch LNG

Handel skroplonym gazem odbywa się w ramach

projektów LNG, zwanych również łańcuchami

LNG.

Łańcuch LNG powstaje wówczas, gdy transport

gazociągowy jest niemożliwy lub nieopłacalny,

tzn. gdy przekroczona zostanie graniczna

odległość hipotetycznego gazociągu określana

na:

około 3 tys. km przy gazociągu podmorskim,

5 tys. km przy gazociągu lądowym.

Gazownictwo

ańcuch LNG

Instalacja skraplania gazu

Szacuje się, że koszt budowanego od podstaw łańcucha

LNG (od wydobycia gazu do załadunku na

metanowiec

) wynosi ok. 700

mln

USD na 1

mln

rocznej wydajności instalacji.

Na system dostawczy składają się gazociągi

poprowadzone ze złoża gazowego do instalacji

skraplania gazu. Instalacje te stanowią najważniejszą

część systemu.

Wybór instalacji skraplania uzależniony jest od wymaganej

wydajności, zawartości CO

, H

S, N

, węglowodorów

cięższych oraz jego ciśnienia.

Gazownictwo

ańcuch LNG

Transport

Skroplony już gaz transportowany jest specjalnie

zaprojektowanymi statkami zwany

gazowcami

Gazowiec

służący wyłącznie do przewożenia LNG nosi

nazwę

metanowiec

, a temperatura schłodzonego

ciekłego gazu LNG osiąga przy normalnym ciśnieniu

atmosferycznym aż

165°C.

Gazowce

LNG (

metanowce

) budowane są zwykle o

nośności powyżej 50.000 DWT.

Gazownictwo

ańcuch LNG

Transport

Metanowiec

, po zacumowaniu do pirsu lub

nabrzeża w terminalu importowym

(rozładunkowym), za pośrednictwem stałych

ramion przeładunkowych (tzw.

nalewaków

morskich) tłoczy skroplony (ciekły) gaz

naturalny LNG do zbiorników magazynowych

o pojemności ok. 35 000 do 100 000 [m

]

każdy, gdzie jest przechowywany.

Gazownictwo

ańcuch LNG

Transport

Następnie przez instalację

regazyfikacji

(gdzie gaz

z postaci cieczy, przez odparowanie, zamieniany

jest w fazę gazową), rurociągami tłoczony jest do

odbiorców w sposób tradycyjny jako gaz

sieciowy.

Gazownictwo

ańcuch LNG

Transport

Bezpieczeństwo przewozu gwarantuje szereg

urządzeń zabezpieczających i kontrolnych,

np. zbiorniki ze skroplonym azotem.

W przypadku wzrostu ciśnienia w zbiornikach

LNG, jest on do nich wprowadzany

automatycznie.

Gdy w parowej przestrzeni zbiornika zawartość

azotu wzrośnie do 30%, zapalenie gazu staje

się niemożliwe.

Gazownictwo

ańcuch LNG

LNG można też transportować drogą lądową

–

cysternach samochodowych, kolejowych lub

rurociągami.

Zbiorniki cystern samochodowych mają dwie

ścianki, pomiędzy którymi znajduje się próżnia

zapewniająca izolację cieplną.

Ciśnienie robocze wynosi 0,35

MPa

Dla utrzymania tego ciśnienia część LNG jest

celowo odparowana.

Pojemność tych zbiorników wynosi 22,3 m

Gazownictwo

ańcuch LNG

Transport LNG rurociągami stosowany jest na krótkich

odcinkach, głównie w obrębie terminali odbiorczych i

wysyłkowych, urządzeń skraplających i

regazyfikujących

oraz do załadunku i rozładunku

metanowców

Zastosowanie tej metody na dłuższych dystansach jest

możliwe pod warunkiem zbudowania instalacji stacji

ochładzających.

Do budowy rurociągów wymagane jest zastosowanie

drogich metali lub stopów odpornych na niską

temperaturę (aluminium lub stal z zawartością do 9%

niklu).

Próby transportowania LNG rurociągami prowadzone są w

Rosji, Kanadzie i USA.

Rys 3. Rysunek schematyczny portalu odbiorczego LNG. Źródło:

www.statoil.pl

Terminal odbiorczy LNG

Gazownictwo

ańcuch LNG

Terminal odbiorczy

Typowy terminal importowy (rozładunkowy, odbiorczy) gazu

skroplonego LNG składa się zwykle z następujących obiektów

budowlanych i urządzeń technicznych:

przystani przeładunkowej gazu skroplonego LNG,

systemu rurociągów przesyłowych LNG,

naziemnych lub częściowo podziemnych kriogenicznych

zbiorników magazynowych LNG,

instalacji odparowania (

regazyfikacji

) skroplonego gazu LNG,

stacji sprężarek,

systemu nawaniania gazu i pomiaru przepływu,

systemu sterowania terminalem i systemu monitorowania,

systemu zabezpieczania przeciwpożarowego terminalu,

gazociągu przesyłowego gazu naturalnego (w fazie gazowej) z

terminalu do sieci odbiorczej.

Gazownictwo

ańcuch LNG

Magazynowanie

W łańcuchu dostaw skroplonego gazu ziemnego LNG

jednym z najważniejszych i najtrudniejszych do

wykonania obiektów budowlanych są naziemne tzw.

kriogeniczne zbiorniki magazynowe.

Konstrukcja zbiornika przypomina termos posadowiony

na płycie fundamentowej (zwykle na palach),

odpowiednio zaizolowanej i podgrzewanej.

Niebagatelne znaczenie ma tutaj dobór gatunku stali (o

udarności te-stowanej w temperaturze

196°C), dobór

elektrod i jakość spawania (100% kontroli

radiograficznej).

Większość zbiorników LNG budowana jest w oparciu o

normy amerykańskie (API, ASME, ASTM i NFPA).

Gazownictwo

ańcuch LNG

Magazynowanie

Magazynowanie LNG stanowi ważną część infrastruktury.

Wielkość parku magazynowego w terminalach

odbiorczych szacuje się na 16

mln

, z czego 65,5%

przypada na Japonię.

Zbiorniki do magazynowania LNG (metalowe, żelbetowe

lub podziemne

–

w zamrożonym gruncie bądź w

kawernach podziemnych) w terminalach odbiorczych

osiągają pojemność 35 tys. m

do 200 tys. m

Największe zbiorniki zbudowano w Japonii i są typu

podziemnego. Gaz pozostaje w nich w stanie ciągłego

wrzenia, przez co dochodzi do strat pewnej ilości LNG.

Gazownictwo

Rosnące znaczenie LNG na rynku energetycznym

rys historyczny

Koszt LNG

15%

30%

25%

wydobycie i przesył gazu
ziemnego do terminalu LNG

obróbka gazu, skraplanie,
załadunek i magazynowanie

transport morski

terminal odbiorczy:
wyładowanie, magazynowanie,
regazyfikacja i dystrybucja

Gazownictwo

Rosnące znaczenie LNG na rynku energetycznym

rys historyczny

Koszt LNG

Na koszt LNG składają się 4 czynniki:

wydobycie gazu,

proces skroplenia i magazynowania,

transport morski,

terminal odbiorczy.

Obecnie koszt budowy terminala na świecie waha się

od 100

mln

USD (tj. terminal o małej mocy przerobowej

LNG, czyli ok. 1,5

mln

ton rocznie),

do 2

mld

USD (terminal o dużej mocy przerobowej

ponad 15

mln

ton rocznie).

Gazownictwo

Rosnące znaczenie LNG na rynku energetycznym

rys historyczny

Koszt LNG

Od 2001 r. widoczny jest wyraźny trend spadkowy cen

LNG na wszystkich rynkach światowych tego

surowca.

Co więcej, można prognozować dalszy spadek cen LNG w

przypadku zwiększenia się udziału i znaczenia

kontraktów krótkoterminowych oraz wprowadzenia

indeksacji cen gazu ziemnego w oparciu o indeksację

ceny energii elektrycznej, a nie ropy naftowej, której

wartość ulega większym zmianom.

Gazownictwo

Rosnące znaczenie LNG na rynku energetycznym

rys historyczny

Koszt LNG

Postęp technologiczny ostatnich lat zmniejszyły koszty

handlu LNG o 30%, co pozwala na rozwój prawdziwie

międzynarodowego rynku skroplonego gazu.

Według ocen ekspertów, transport gazu w formie

skroplonej na tankowcach zaczyna się opłacać przy

dystansie większym niż 2000 km drogą morską i 3800

km lądem.

Jest on zatem opłacalny szczególnie na trasach

transoceanicznych, choć i transport gazu z odległych

obszarów Rosji do Europy Zachodniej mógłby się

odbywać w postaci LNG.

Rys 5. Koszt LNG w latach 1990 do 2030. Źródło: Word

Energy

Investment

5th March 2004, FLAME Amsterdam

Source: World Energy Investment Outlook 2003 Insights

Note: Standard configuration
Including Investment Remuneration
4.000 km shipping route

LNG chain costs

Mid-1990s

2002

2010

2030

Liquefaction

Shipping

Regasification

Dollars per tonne of

capacit

700

600

400

500

300

200

100

Gazownictwo

Transakcje doraźne (

spot

)

W 2003 roku pojawił się rynek transakcji

doraźnych (

spot

) który w krótkim czasie stał

się bardzo aktywny, a transakcje wg umów

długoterminowych przestały być jedynym

gwarantem ciągłości dostaw, co w efekcie

pozwoliło na dywersyfikację dostaw

(zróżnicowanie źródeł).

Jednocześnie uformował się rynek LNG po obu

stronach Atlantyku (handel arbitrażowy).

Gazownictwo

Transakcje doraźne (

spot

)

Mianowicie 7 wielkich firm:

Tractebel

BG,

Repsol

Gaz de France wraz z

Sonatrach

Statoil

BP,

Stell

stworzyło swego rodzaju imperium, gdyż każda z nich jest w

posiadaniu mocy produkcyjnych LNG na polach gazowych, ale

także terminali importowych zarówno w USA jak i w Europie.

Inne imperium to firmy japońskie i koreańskie (30 terminali

importowych oraz olbrzymie inwestycje w krajach

eksportujących LNG).

Gazownictwo

Transakcje doraźne (

spot

)

Rozwój rynku transakcji doraźnych (

spot

) powoduje, że

ceny LNG coraz mniej są związane z cenami ropy

naftowej.

Przy zawieraniu kontraktów na dostawy LNG pojawiają się

sygnały o potrzebie większej elastyczności warunków

kontraktu, np. kontrakt Trynidad i Tobago z

Gas

Natural

Spain

zawiera indeksację od cen energii

elektrycznej.

Znaczenie LNG na rynku energetycznym

Gazownictwo

Transakcje doraźne (

spot

)

Obecnie funkcjonuje ponad 40 terminali

odbiorczych LNG, rozmieszczonych na trzech

kontynentach (Ameryka Północna, Europa,

Azja).

W najbliższych 10 latach liczba terminali ma

wzrosnąć do ok. 60.

Wydajność magazynowa może osiągnąć 24

mln

Gazownictwo

Powody stosowania LNG

Rynek LNG jest najbardziej dynamicznie rozwijającą się

częścią światowego sektora gazowego.

W ciągu ostatnich kilku lat obserwuje się proces

transformacji LNG z pozycji egzotycznego paliwa,

kupowanego głównie przez azjatyckie

przedsiębiorstwa energetyczne do podstawowego

elementu bezpieczeństwa energetycznego w Europie i

Ameryce Północnej.

Gazownictwo

Powody stosowania LNG

Początkowo technologia skraplania była

wykorzystywana głównie do magazynowania

gazu.

Pierwsza komercyjna dostawa LNG została

zrealizowana z Algierii na wyspę

Sheppey

hrabstwie

Essex

(Wielka

Bytania

) w 1964 r.

Jednakże idea dostaw LNG nie wytrzymała

konkurencji z nowo odkrytymi w latach 60.

złożami gazu ziemnego pod dnem Morza

Północnego.

Gazownictwo

Powody stosowania LNG

Dopiero wykorzystanie LNG na rynkach

azjatyckich w latach 70. i 80. stworzyło

na nowo dobrą koniunkturę na ten produkt.

W Japonii oraz Korei Południowej rozpoczęto

budowę nowych elektrowni, których paliwem

miał być gaz ziemny.

Obecnie obroty handlowe Japonii oraz Korei

Południowej stanowią ok. 67% światowego

handlu LNG.

Gazownictwo

Powody stosowania LNG

Sektor gazu skroplonego w Europie przeżywa

obecnie intensywny rozwój.

W 2002 r. łączny eksport do Europy wyniósł 31,2

mln

ton LNG (41,5

mld

gazu), co stanowi

ok. 27% światowego handlu LNG.

Rosnący popyt na gaz w Europie sprawia, iż coraz

więcej firm gazowniczych zwiększa swoje

zaangażowanie w sektorze LNG.

Gazownictwo

Powody stosowania LNG

Przyczyny

ekologiczne paliwo, globalny wzrost

gospodarczy, a co za tym idzie coraz większe

zapotrzebowanie na surowce energetyczne.

Wiele państw pragnie

dywersyfikować

dostawy tego

surowca, aby nie uzależniać się od jednego

kontrahenta.

Zastosowanie nowoczesnych technologii spowodowało,

że zmniejszyły się koszty skraplania i

regazyfikacji

oraz obniżyły się koszty budowy

metanowców

Gazownictwo

Powody stosowania LNG

elastyczność dostaw

–

dywersyfikacja dostaw może być

regulowana w czasie wg potrzeb,

wydajność

–

regazyfikacji

ze 100 m

LNG otrzymujemy 60

tysięcy metrów sześciennych gazu ziemnego,

duże zapasy

–

Według danych Międzynarodowej Unii Gazowej

(IGU), światowe rezerwy gazu kwalifikujące się do

gospodar

czego wykorzystania wynoszą od 256

bln

do 494

bln

ekonomia

–

koszty transportu i magazynowania LNG są niższe

niż gazu ziemnego.

Postępy technologiczne ostatnich lat zmniejszyły koszty handlu

LNG o 30%, co pozwala na rozwój prawdziwie

międzynarodowego rynku skroplonego gazu.

ekologia

–

skroplony gaz ziemny jest dodatkowo oczyszczany

–

95 proc. metanu

bezpieczeństwo

–

LNG odparowuje i rozcieńcza się w powietrzu.

Zdaniem specjalistów amerykańskich, gaz ziemny jest

najbezpieczniejszym paliwem silnikowym.

Znaczenie LNG na rynku energetycznym

Gazownictwo

Powody stosowania LNG

Ponad 40

letnie doświadczenia z eksploatacji

gazowców

wskazują, że transport ciekłych

paliw gazowych jest jak dotąd

przedsięwzięciem bezpiecznym.

Do roku 2006 nie zanotowano żadnych

poważniejszych wypadków, czy katastrof

spowodowanych przez ten typ statków.

Potencjalna katastrofa

gazowca

z ładunkiem

mogłaby, w ocenie amerykańskich

specjalistów, przynieść skutki równe

wybuchowi jądrowemu.

Gazownictwo

Powody stosowania LNG

Szybko ulatniający się gaz z rozbitego zbiornika

mógłby doprowadzić do powstania mieszanki

paliwowo

powietrznej o potężnej sile

niszczącej.

Szacunki amerykańskie mówią, że rozproszone w

powietrzu 125 000 m³ LNG stanowi ekwiwalent

700 000 ton trotylu lub 40 bomb atomowych o

mocy zbliżonej do tych zrzuconych na

Hiroszimę.

Gazownictwo

Powody stosowania LNG

Strefa całkowitych zniszczeń wynosiłaby 5,6 km,

ciężkie poparzenia dotknęłyby ludzi

znajdujących się w promieniu 10

Jest to oczywiście rozważanie czysto teoretyczne,

ulatniający się gaz powstały z LNG tworzy

mieszankę wybuchową przy zawartości w

powietrzu od 5 do 15%, jest mało

prawdopodobne aby zaistniały tego typu

warunki.

Gazownictwo

Zastosowanie LNG

Gaz w postaci ciekłej to bezbarwny płyn, który

składa się głównie z:

•

metanu (75%),

•

azotu (5%),

•

oraz domieszek innych węglowodorów.

Z 1 m

LNG można uzyskać 584 m

gazu

sieciowego, a z 1 t

–

ok. 1380 m

gazu.

W zbiorniku LNG o pojemności 80 tys. m

mieści

się ok. 48

mln

gazu sieciowego.

Gazownictwo

Powody stosowania LNG

LNG ma szereg zastosowań, a sposobów jego

użytkowania przybywa:

regazyfikacji

stanowi źródło gazu

ziemnego rozprowadzanego siecią.

Nadaje się do sezonowego magazynowania, a

zwłaszcza pokrywania odbiorów szczytowych

z podziemnych zbiorników.

Zastosowanie LNG do pokrywania

krótkoterminowych szczytowych

zapotrzebowań na gaz w czasie od 3 do 4

tygodni w ciągu roku.

Gazownictwo

Powody stosowania LNG

•

Może być stosowany jako paliwo silnikowe w

samochodach z silnikami wysokoprężnymi,

autobusach, lokomotywach, helikopterach i

samolotach ponaddźwiękowych.

Ponieważ jego objętość jest mniejsza od

objętości sprężonego gazu ziemnego (CNG), w

zbiornikach można zgromadzić znacznie

więcej paliwa.

Jest to szczególne korzystne w przypadku

silników zużywających duże ilości paliwa

Gazownictwo

Powody stosowania LNG

•

LNG służy do zaopatrywania odbiorców nie

posiadających połączeń gazociągowych.

Jest wówczas magazynowany, a następnie

regazyfikowany

i przesyłany do użytkowników.

Pozwala to na zwiększenie liczby użytkowników

gazu ziemnego.

Gazyfikacja małych i średnich miejscowości,

zaopatrywanych z tzw. instalacji satelitarnych

LNG z kolei zaopatrywanych z większych

instalacji skraplających gaz ziemny.

Gazownictwo

Obecna rola LNG na rynku energetycznym

Rynek LNG należy do najszybciej rozwijających

się. W 2004 r. LNG drogą morską był

dostarczany do zaledwie 14

państw na

świecie. Obecnie jest ich już 20.

Według analityków, za kilka lat liczba

potencjalnych odbiorców skroplonego paliwa

sięgnie 40 krajów.

Gazownictwo

Obecna rola LNG na rynku energetycznym

Udział LNG

światowym

obrocie gazem ziemnym

będzie szybko rósł: z obecnych 25

proc. do

38 proc. za nieco ponad dekadę i prawie do

proc. w 2030 r., przy założeniu, że wzrost

dostaw gazu

metanowcami

utrzyma się na

poziomie 7 proc. rocznie.

Nic więc dziwnego, że już teraz podpisywane są

kontrakty długoterminowe, które zaczną

obowiązywać w latach 2011

2013.

Buduje się znacznie więcej instalacji do odbioru

tego rodzaju gazu, niż do jego skraplania.

Obecna rola LNG na rynku energetycznym

Gazownictwo

Obecna rola LNG na rynku energetycznym

Najwięksi producenci LNG, dostarczający 49%

światowego eksportu tego surowca, znajdują się w

„Basenie Pacyfiku”:

Przoduje wśród nich Indonezja, która sama zapewnia

21%eksportu.

Drugi ośrodek produkcji LNG, z 23% udziałem w

światowym eksporcie, jest zlokalizowany w rejonie

Zatoki Perskiej. Największym eksporterem tego

regionu jest Katar.

Trzeci i ostatni ośrodek, to „Basen Atlantyku”, z

Algierią na czele. Dostarcza on 29% eksportu.

Gazownictwo

Obecna rola LNG na rynku energetycznym

Sytuacja na rynku może ulec istotnym zmianom,

po uruchomieniu w 2007 r. wartej 10

mld

USD

pierwszej rosyjskiej stacji skraplającej na

wyspie Sachalin, o mocy przerobowej

ok. 12,6

mld

rocznie.

Odpowiada to ok. 8,6% światowego eksportu

LNG z 2002 r.

Dysponująca największymi na świecie zasobami

gazu ziemnego Rosja ma szansę na zostanie

największym eksporterem LNG.

Gazownictwo

Obecna rola LNG na rynku energetycznym

Liczba terminali importowych (

regazyfikujących

)

na całym świecie przekroczyła już 50 (w tym

24 w Japonii i 4 w Korei oraz 12 w Europie i 5

w USA).

Nowe terminale LNG powstały ostatnio w

Chinach, Meksyku, Nowej Zelandii, na

Filipinach i USA.

Do eksploatacji wchodzą instalacje skraplające

gaz, np. w Norwegii, w Rosji (Sachalin,

Murmañsk

Ust

Ługa

Gazownictwo

Obecna rola LNG na rynku energetycznym

Niedawno podpisano algiersko

rosyjskie

porozumienie o strategicznym partnerstwie

(

m.in.w

zakresie dostaw gazu dla USA i

Europy Zachodniej oraz budowy fabryki LNG

w Rosji).

Niemcy w październiku 2005 r. ogłosiły, że

przystępują do budowy terminalu gazowego

kosztem 500

mln

euro

. Firma

Deutsche

Flussigerdgasterminal

Geselschaft

Essen

84 ha działce w

Wilhelmshaven

zbuduje

terminal mogący przyjmować 10

mld

gazu

ziemnego rocznie już od 2010 roku.

Gazownictwo

Obecna rola LNG na rynku energetycznym

W 2002 r., Stany Zjednoczone sprowadziły 6,5

mld

LNG,

co odpowiada ok. 4% światowego eksportu.

Amerykański import ma w 2010 r. zwiększyć się do 62,3

mld

, co będzie stanowić 8% zużywanego w

Stanach Zjednoczonych gazu.

Czynnikiem napędzającym zapotrzebowanie na LNG w

USA jest rosnący popyt na „czystą” elektryczność,

która może być efektywnie i w sposób mało szkodliwy

dla środowiska produkowana z wykorzystaniem

gazowej technologii CCGT (

Combined

Cycle

Gas

Turbine

Gazownictwo

Obecna rola LNG na rynku energetycznym

Już 90% nowych elektrowni budowanych w

Stanach Zjednoczonych korzysta z tego

rozwiązania.

Przyszłe zapotrzebowanie na gaz Stanów

Zjednoczonych przekracza ich własne zasoby

oraz możliwy import z Kanady.

Jedynym rozwiązaniem staje się w takiej sytuacji

import LNG.

Skala zapotrzebowania sprawi, że Stany

Zjednoczone w ciągu dekady staną się

największym na świecie importerem LNG.

Gazownictwo

Obecna rola LNG na rynku energetycznym

O gwałtownym rozwoju rynku LNG świadczy rozwój

floty do przesyłu gazu skroplonego (na świecie w

2005 r. pływały 203

metanowce).

W kolejnych latach zostanie przekazanych do

użytkowania 127 statków o takim profilu.

Cena

metanowców

sukcesywnie malała do 2004 r.,

w którym nastąpił wzrost cen stali i popytu na nie.

Zbudowanie

metanowca

jest dużym wyzwaniem

technicznym, stąd też tylko dziesięć krajów posiada

odpowiednie technologie, bazę i doświadczenie w

ich produkcji.

Gazownictwo

Obecna rola LNG na rynku energetycznym

Finlandia,

Francja,

Niemcy,

Włochy,

Japonia,

Korea Południowa,

Holandia,

Norwegia,

Hiszpania,

10.

USA.

Państwa te, sprzedają licencje na technologie do

wytwarzania odpowiednich materiałów do konstrukcji

metanowców

Gazownictwo

Transport

charakterystyka

gazowców

Gazowiec

–

statek przeznaczony do transportu

skroplonego naturalnego gazu ziemnego

–

LNG.

Statki tego typu są w krajach anglojęzycznych nazywane

LNG

Carrier

Zwane są one również zbiornikowcami kriogenicznymi.

Ładownie tego typu statków są olbrzymimi termosami

na wrzącą ciecz o temperaturze

–

163°C.

Zbiorniki na ciekły gaz muszą zachować swoją szczelność,

mieć niską rozszerzalność cieplną, chronić

przewożony ładunek przed nagrzewaniem oraz

zachowywać odpowiednią wytrzymałość w bardzo

niskiej temperaturze.

Gazownictwo

Transport

charakterystyka

gazowców

Kategorie zbiornikowców LNG:

Posiadających zbiorniki kuliste wykonane w

technologii norweskiej firmy

Kvaerner

–

Moss

Zbiorniki te nie są częścią konstrukcji kadłuba statku.

Ustawiane są i mocowane do specjalnych elementów

przytwierdzonych do kadłuba wewnętrznego.

Wewnętrzna warstwa zbiornika zbudowana jest z

aluminium lub jego stopu, obłożona jest zewnątrz

warstwą izolacji zamkniętej w stalowej sferycznej

skorupie.

Pomiędzy tą kulą a burtami znajdują się zbiorniki

balastowe. W 2003 r. 51% całego tonażu

gazowców

wykonana była w tej technologii.

Rys 10.

Gazowiec

LNG ze zbiornikami kulistymi

Gazownictwo

Transport

charakterystyka

gazowców

•

Posiadających zbiorniki membranowe wykonane wg

francuskiej technologii nazwanej:

Gas

Transport,

Technigas

Wewnętrzna ściana zbiornika jest cienką membraną

wykonaną z niskowęglowej stali nierdzewnej lub stopu

(

inwar

) z wysoką zawartością niklu spoczywającą na

mocnej izolacji, która oparta jest z kolei na konstrukcji

statku.

Różnice w tej technologii polegają przede wszystkim

na sposobie łączenia z kadłubem oraz strukturze

podwójnych okładzin izolacyjnych z membranami.

Gazownictwo

Transport

charakterystyka

gazowców

Gazowiec

LNG typu membranowego

Gazownictwo

Transport

charakterystyka

gazowców

Cechą wspólną wszystkich

gazowców

LNG jest posiadanie

własnych instalacji wyładunkowych wyposażonych w

wysokowydajne pompy.

Umożliwiają one przetłaczanie płynnego gazu w ilościach

do 10 000 m³/godzinę.

Każdy

gazowiec

musi posiadać instalacje balastowe

wspomagane komputerowo, pozwalające zachować

odpowiednią stateczność podczas załadunku i

wyładunku.

Gazownictwo

Transport

charakterystyka

gazowców

Najpopularniejszy silnik główny stosowany na

zbiornikowcu kriogenicznym jest turbina parowa.

Stale wrzący ładunek (ang. BOG

–

Boil

Off

Gas

)

dostarczał nadmiaru par metanu, który nie był

poddawany ponownemu skropleniu.

Logicznym zastosowaniem BOG stało się napędzanie tego

typu tankowca.

Specyfika przewozu polegająca na stałej utracie ładunku

podczas podróży morskiej wymuszała skrócenia jej

czasu do minimum.

Należało więc wyposażyć frachtowiec w napęd o dużej

mocy gwarantujący wysoką prędkość.

Te dwie przesłanki spowodowały, że idealnym

rozwiązaniem w tym przypadku stała się siłownia

turboparowa

Gazownictwo

Trasy i szlaki przewozowe

Pierwszymi historycznymi szlakami były od

początku lat 60. XX w. z Algierii do Francji i

Wielkiej Brytanii oraz uruchomiona w 1969 r.

linia pomiędzy Alaską a Japonią.

Gazownictwo

Trasy i szlaki przewozowe

W obecnej chwili istnieją cztery główne kierunki przewozowe dla

ładunków LNG.

Z Bliskiego Wschodu, środkowo

wschodniej i północnej Afryki,

Trynidadu i Tobago do wschodnich wybrzeży Ameryki Północnej

oraz Wysp Morza Karaibskiego. Żegluga ta odbywa się szlakami

przebiegającymi przez Ocean Indyjski oraz Ocean Atlantycki.

Z środkowo

wschodniej i północnej Afryki oraz Bliskiego

Wschodu przez Atlantyk, Morze Śródziemne do krajów Europy

Zachodniej i Południowej.

Z Bliskiego Wschodu, Archipelagu Malajskiego, Australii do

wysokouprzemysłowionych

państw Dalekiego Wschodu poprzez

Ocean Indyjski, morza Azji Południowo Wschodniej.

Z Alaski do Japonii Oceanem Spokojnym.

Główni eksporterzy i importerzy LNG na świecie

Eksport

Obecnie LNG wytwarzane jest w 13 krajach na świecie, ale już nie

bawem lista

producentów poszerzy się o kolejne kraje. Jednak tylko czwórka k

rajów

(Indonezja, Malezja, Algieria i Katar) sprzedaje 62% całej świat

owej produkcji LNG.

Gazownictwo

Główni eksporterzy i importerzy LNG na świecie

II. Import

Największym importerem LNG jest Japonia, zresztą innego

gazu tam nie używa się, a ciągłość dostaw zapewniają

22 terminale rozmieszczone we wszystkich

strategicznych punktach archipelagu, zaś gaz

sprowadzany jest aż od 9 dostawców.

Wobec nikłych własnych zasobów, importowany gaz

pokrywa 97 proc. całkowitej konsumpcji Japonii.

Największym europejskim konsumentem LNG jest

Hiszpania, która podobnie jak Japonia, ma

zdywersyfikowane

kierunki zaopatrzenia i skroplony

gaz sprowadza aż od 7 dostawców, w tym także z

Australii.

Główni eksporterzy i importerzy LNG na świecie

Gazownictwo

Główni eksporterzy i importerzy LNG na świecie

W 2004 roku łączne obroty wyniosły 177,95

mld

m3 gazu

ziemnego.

W następnych latach tj. 2005, 2006 transport LNG drogą

morską wzrastał odpowiednio o 8% i 12%.

Do 2008 eksporterami staną się: Gwinea Równikowa,

Norwegia, Rosja budująca swój terminal na Sachalinie

oraz duże

gazowce

za granicą.

Również w 2008 powinien być gotowy

Canaport

LNG w

kanadyjskim

Saint

John

. Do grona importerów dołączą

Chiny, posiadające już terminal w

Guangdong

Dapeng

Gazownictwo

Główni eksporterzy i importerzy LNG na świecie

Francja jest krajem najdłużej, bo od 40 lat i w sposób

ciągły importującym LNG poprzez dwa terminale:

Fos k/Marsylii ,

Montoir

w Bretanii.

W tym czasie rozładowano tam ok. 7 tys.

metanowców

przy zachowaniu pełnego bezpieczeństwa operacji

przeładunkowych LNG.

Import LNG pokrywa ok. 25% krajowego zapotrzebowania

na gaz ziemny.

Główni eksporterzy i importerzy LNG na świecie

Wymiana handlowa

Gazownictwo

Główni eksporterzy i importerzy LNG na świecie

Hiszpania jest najszybciej rozwijającym się rynkiem

LNG w Europie i na świecie. W 2002 r import LNG

wzrósł o 30% i wyniósł prawie 12

mld

gazu.

Główne kierunki dostaw to Algieria oraz pozostałe

kraje arabskie (Katar, Zjednoczone Emiraty

Arabskie, Oman, Libia), jak również Nigeria,

Trynidad i Tobago, Australia oraz

Brunei

Państwowe przedsiębiorstwo gazowe

Enagas

jest

operatorem trzech terminali w: Barcelonie,

Cartagenie

oraz

Huelvie

Ponadto konsorcjum firm BP,

Iberdrola

oraz

Repsol

korzysta od sierpnia 2003 r. z terminalu w

Bilbao

który rocznie może przyjąć 2,7

mln

ton LNG (3,6

mld

gazu).

Gazownictwo

Główni eksporterzy i importerzy LNG na świecie

Wymiana handlowa

Podobnie jak w przypadku gazu dostarczanego sieciami, w

handlu LNG najbardziej popularną formą zawierania

umów są kontrakty długoterminowe (20

25 letnie)

typu

take

pay

Wraz z rozwojem rynku pojawiła się możliwość zawierania

umów krótkoterminowych, które obecnie stanowią ok.

10% wszystkich kontraktów handlowych.

Prognozowany jest dalszy wzrost liczby umów tego typu z

uwagi na ich większą finansową elastyczność oraz

zwiększające się moce terminali odbiorczych LNG.

Rys 11. Istniejące i planowane terminale importowe LNG.

Źródło:

Energy

Information

Administration

December

2007

Gazownictwo

Główni eksporterzy i importerzy LNG na świecie

Prognozy na przyszłość

Od szeregu lat stale wzrasta zapotrzebowanie na gaz

ziemny w Stanach Zjednoczonych i innych

wysoko rozwiniętych krajach.

Powszechnie uważa się, że ten trend utrzyma się w

dającej się przewidzieć przyszłości.

Według amerykańskiego Departamentu Energetyki, w

2020 r. USA będą zużywały o 60 proc. więcej gazu

ziemnego niż obecnie.

Gazownictwo

Główni eksporterzy i importerzy LNG na świecie

Prognozy na przyszłość

W ostatnich latach wybudowano w USA ponad 90

tysięcy MW nowych mocy w elektrowniach

opalanych gazem, a ich udział w bilansie

elektroenergetycznym tego kraju

systematycznie wzrasta kosztem ciągle

jeszcze dominującej energetyki węglowej.

Skala zapotrzebowania sprawi, że Stany

Zjednoczone w ciągu dekady staną się

największym na świecie importerem LNG.

Gazownictwo

Koszty transportu i opłacalność

Przewiduje się, że koszt pozyskania LNG będzie

stopniowo zbliżał się do kosztów gazu dostarczanego

gazociągiem tranzytowym, głównie dzięki postępowi

technologii.

Obniżanie kosztów następuje poprzez zwiększanie

wydajności ciągów produkcyjnych (wzrosła ona z 60

tys. t/rok w 1964 r. do 2,6

mln

ton obecnie i 3

mln

ton

w przyszłości).

Koszt skraplania można obniżyć nawet o 30% przez

wprowadzenie nowych turbin , a także podwyższenie

ciśnienia roboczego w instalacji 5

MPa

Gazownictwo

Koszty transportu i opłacalność

Koszt budowy

metanowca

jest dwukrotnie większy od

kosztu budowy tankowca do przewozu ropy naftowej

lub produktów ropopochodnych.

Wynika to nie tylko z konieczności utrzymania przez cały

okres transportu niskiej temperatury, co wymaga

specjalnych urządzeń, lecz także z faktu, iż gęstość

LNG jest mniejsza niż 0,5 g/cm

A zatem 1 tona LNG zajmuje większą objętość niż 1 tona

ropy o typowej gęstości ok. 0,85 g/cm

Gazownictwo

Koszty transportu i opłacalność

Jedyną możliwością obniżenia kosztów transportu

morskiego jest zwiększenie wielkości statków

do 200 tys. m

i zwiększenie ich prędkości

podróżnych.

Koszty transportu stanowiące 10

50% ogólnych kosztów

pozyskania LNG, stale rosną.

Przyczyną tego jest zwiększenie kosztów budowy

metanowców

–

w ciągu ostatnich 20 lat wzrosły one

dwukrotnie i dziś nowo zbudowany

metanowiec

pojemności 125 tys. m

kosztuje ok. 300

mln

USD.

Gazownictwo

Rozwój technologii i redukcja kosztów

Wzrost zainteresowania LNG jest przede wszystkim

wynikiem znacznej redukcji cen tego surowca. Inna była

sytuacja, kiedy LNG był znacznie droższy niż gaz ziemny

dostarczany gazociągami, a inna, kiedy postęp

technologiczny oraz efekt skali przyniosły:

Spadek kosztów produkcji LNG: z 550 dol./tonę LNG

w latach 60. do 350 dol./tonę w latach 70. i 80. oraz do

250 dol./tonę w latach 90.

Dla aktualnie uruchamianych instalacji przewiduje się

cenę poniżej 200 dol./tonę LNG;

Gazownictwo

Rozwój technologii i redukcja kosztów

….kiedy postęp technologiczny oraz efekt skali przyniosły: …(c.d

Spadek kosztów transportu: zdobyte doświadczenia

przy budowie pierwszych

metanowców

pozwoliły

przejść od budowy statków o pojemności 40 tys. m

LNG do 160 tys. m

, a nawet ponad 200.

Spadek cen tankowców do przewozu LNG.

Cena 260

mln

dol. opiewała za statek o

poj

. 130 tys. m

w 1980 r., a 180

mln

dol. za statek o

poj

. 145 tys. m

2000 roku.

Gazownictwo

Rozwój technologii i redukcja kosztów

Powyższe zestawienie prowadzi do interesujących

wniosków.

Na przestrzeni kilkunastu lat importowe ceny LNG

utrzymywały się na mniej korzystnym poziomie.

Jednak na skutek m.in. ciągłego doskonalenia technologii

skraplania, obniżania kosztów transportu oraz

pojawienia się rynku

spot

, w 2003 r. nastąpił przełom.

Gazownictwo

Rozwój technologii i redukcja kosztów

Średnia cena LNG spadła poniżej poziomu średniej stawki

w transporcie gazociągowym.

W 2004r. średnia cena gazu przesyłanego gazociągami

(156,4 USD/1 000 m³) była już o prawie 9% wyższa od

średniej ceny LNG (143,6 USD/1 000m³).

Dla dwóch wybranych państw UE różnice były

następujące:

Belgia

–

147,8 USD/1 000 m³, za LNG,

ver

153,9 USD/1 000 m³ gazu z gazociągu;

Hiszpania

–

139,6 USD/1 000 m³ za LNG,

ver

157,8 USD/1 000 m³ gazu z gazociągu.

Gazownictwo

Rozwój technologii i redukcja kosztów

Również w Polsce, chociaż na bardzo małą skalę, odbywa

się produkcja LNG. W 2004 r. Oddział

PGNiG

SA KRIO

Odolanowie

sprzedał ok. 7 tys. ton LNG dla ok. 10

odbiorców.

Plany produkcyjne do 2010 r. to sprzedaż w wysokości

100 000 ton. Średnia cena EXW, czyli gdy sprzedający

jest zobowiązany do postawienia towaru kupującemu

do dyspozycji na swoim terenie, bez ponoszenia

jakichkolwiek ryzyk, dodatkowych kosztów transportu

czy załadunku, wyniosła w 2004 r. ok. 650 zł/t.

Gazownictwo

Rozwój technologii i redukcja kosztów

Nakłady transportowe

–

średnia cena długoterminowego

wynajęcia statku oscyluje między 55

–

65 tys. USD/dzień.

Budowa tankowca kosztuje zaś obecnie ok. 155

mln

USD.

Warto jednak wspomnieć, że w ciągu ostatnich 10

–

15 lat

koszty realizacji projektów LNG znacznie się obniżyły.

W porównaniu z przełomem lat 80. i 90.:

nakłady na budowę terminala eksportowego spadły o

ok. 40%,

koszty budowy statku transportowego obniżyły się o

ok. 55% (w połowie lat 80. koszt budowy statku

wynosił ok. 280

mln

USD),

wydatki na budowę terminala importowego spadły

–

zależności od jego mocy produkcyjnej

–

o ok. 20

–

30%.

Gazownictwo

LNG w Polsce

O projekcie i pomyśle wybudowania w Polsce terminala

LNG mówi się już od dawna.

Ma on przede wszystkim zapewnić dywersyfikację dostaw

gazu ziemnego do Polski.

Dzięki temu będzie zwiększone bezpieczeństwo

energetyczne kraju polegające na zapewnieniu

ciągłości dostaw gazu.

Jednocześnie przewiduje się wzrost zużycia gazu

ziemnego, co będzie idealnym rozwiązaniem do

zaspokajania rosnącego zapotrzebowania na ten

surowiec.

Koszt budowy terminala szacuje się na ok. 400

mln

USD.

LNG w Polsce

Zużycie gazu w Polsce w latach 2000

2015

100

101

Gazownictwo

LNG w Polsce

Dodatkowym atutem dla lokalizacji terminalu LNG

w rejonie Zatoki Gdańskiej jest projektowany

Podziemny Magazyn Gazu (PMG)

w rejonie

Kosakowa

, poprzez wykorzystanie istniejących

struktur solnych, który w znaczący sposób obniżyłby koszty

dywersyfikacji dostaw gazu do północno

wschodniej części

Polski i zwiększyłby elastyczność dostaw gazu sieciowego

w okresach szczytowego zapotrzebowania gazu.

102

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

103

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

Do magazynowania LNG można stosować różnego typu

zbiorniki.

Ich technologia na przestrzeni kilkudziesięciu lat stale

zmieniała się, ulegając kolejnym udoskonaleniom.

W zbiornikach LNG konieczne jest usuwanie powstającej

nad powierzchnią skroplonego gazu pary.

Jeśli nie będzie ona regularnie upuszczana, ciśnienie i

temperatura panujące wewnątrz zbiornika będą stale

wzrastać.

104

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki LNG muszą być zatem kriostatami.

Ich zadaniem jest utrzymywanie stałej, niskiej temperatury

tak aby skroplony gaz wciąż pozostawał w fazie

ciekłej.

Temperatura w zbiorniku pozostanie stała, jeżeli będziemy

utrzymywać stałe ciśnienie.

Zdołano to osiągnąć właśnie poprzez nieustanne

usuwanie oparów ze zbiornika powstających na

skutek ciągłego wrzenia gazu. Jest to tak zwane auto

chłodzenie.

105

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

W nowoczesnych zbiornikach dzięki zastosowaniu

dodatkowych technologii, tak odparowany gaz jest

gromadzony a następnie używany jako paliwo

napędowe do innych urządzeń.

W wieloletniej już historii magazynowania LNG praktyczne

zastosowanie znalazły podane niżej typy zbiorników:

metalowe,

podziemne (w zamrożonym gruncie bądź

kawernowe

żelbetowe.

106

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki metalowe

Początkowo magazynowanie LNG w zbiornikach

metalowych było najbardziej rozpowszechnione.

Pracowały one w każdym terminalu eksportowym i

importowym oraz w instalacjach skraplania i

regazyfikacji

gazu ziemnego eksploatowanych w celu

pokrywania zapotrzebowań szczytowych.

107

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki metalowe

Zewnętrzny płaszcz zbiornika wykonywany był ze stali

węglowej, natomiast płaszcz wewnętrzny z metalu,

który nie zmienia swoich właściwości w niskiej

temperaturze magazynowania LNG.

Najczęściej stosowano stal niklową oraz aluminium i jego

stopy.

Zbiorniki te zazwyczaj

posadawiano

na specjalnych palach

o długości kilkunastu metrów lub rurach stalowych

długości do 30 m.

108

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki metalowe

Amerykańska norma API 620 i

brytyjska BS 4741

szczegółowo określają zasady projektowania i

wykonywania zbiorników metalowych

przeznaczonych do niskotemperaturowego

magazynowania gazów skroplonych.

109

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki metalowe

Ze zbiorników tego typu można pobierać duże ilości gazu

w porównaniu z ograniczonymi ilościami pobieranymi

dobowo ze zbiorników podziemnych.

Pojemność takich zbiorników wynosi od kilku do

kilkudziesięciu tysięcy m

gazu w postaci skroplonej.

Budowano je na końcówkach gazociągów przesyłowych i

w rejonach największego zapotrzebowania gazu.

Obecnie rzadko stosowane.

110

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki metalowe

Rys.2.1. Uproszczony schemat metalowego

zbiornika na LNG:

Obudowa zewnętrzna

–

ochronna,

Zewnętrzny płaszcz ze

stali węglowej,

Izolacja specjalna,

Wewnętrzny płaszcz ze

stopów aluminiowych

bądź stali niklowej,

Rurociągi do zatłaczania

i odbioru LNG (górą

zbiornika),

Dach wewnętrzny

111

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki podziemne

Zbiorniki w zamrożonym gruncie buduje się

zamrażając odpowiednią objętość gruntu przy

użyciu zagłębionych w nim rur, przez które

przepływa płyn chłodzący, najczęściej wrzący

propan.

Po zamrożeniu gruntu wykopuje się w nim jamę o

kształcie cylindrycznym, którą przykrywa się

szczelnie pokrywą, wykonaną z aluminium,

wspartą na pierścieniowym fundamencie

betonowym.

Głębokość zbiornika wynosi około 50 m, a szerokość

35 m.

Zbiorniki tego typu mogą pomieścić po kilkadziesiąt

tysięcy m

LNG.

112

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki podziemne

Rys.2.2. Schemat zbiornika podziemnego LNG w

zamrożonym gruncie

Pokrywa,

Izolacja

pokrywy,

Wał ziemny,

Poziom wód

gruntowych.

113

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki żelbetowe

Nowoczesne konstrukcje zbiorników na LNG wykonywane

są obecnie wyłącznie z betonu sprężonego.

Korpus i dach w formie kopuły takiego zbiornika jest

wykonany z wstępnie sprężonego betonu, natomiast

wewnętrzna powierzchnia korpusu wyłożona jest stalą

odporną na działania bardzo niskiej temperatury.

Pomiędzy stalą a betonem znajduje się warstwa izolacji

cieplnej, np. waty żużlowej, folii aluminiowej i

spienionych tworzyw.

Dno zbiornika jest izolowane np. gąbczastym tworzywem,

a kopuła perlitem.

114

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki żelbetowe

Systemy zbiorników z betonu sprężonego

Betonowe zbiorniki LNG pod względem konstrukcji

posiadają dwa zróżnicowane typy.

Zastosowanie konkretnego z nich zależy przede

wszystkim od potrzeb społecznych oraz środowiska w

miejscu przyszłego posadowienia zbiornika.

Podstawowa klasyfikacja zbiorników betonowych dzieli je

na dwie kategorie:

posadowione ponad ziemią (naziemne),

posadowione częściowo/całkowicie w ziemi

(podziemne).

115

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki żelbetowe

Zbiorniki betonowe naziemne

Schemat nowoczesnego zbiornika betonowego

naziemnego, proponowanego przez firmę

Mitsubishi

W nowoczesnej konstrukcji zbiorników LNG, ściana

wewnętrzna jest w całości wykonana ze stali

nierdzewnej, a nie jak wcześniej z betonu.

Zmieniła się również koncepcja wykonania kopuły dachu.

Reszta elementów pozostała niemal bez zmian.

Ich budowa nieznacznie różni się od tej sprzed ponad 30

lat.

116

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki żelbetowe

Zbiorniki betonowe naziemne

Przekrój przez zbiornik naziemny

117

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki żelbetowe

Zbiorniki betonowe podziemne

Betonowe zbiorniki podziemne to najnowocześniejsze

zbiorniki przystosowane do magazynowania

skroplonego gazu.

Nie są jeszcze tak rozpowszechnione jak zbiorniki

naziemne, ale ta sytuacja z pewnością będzie się

stopniowo zmieniać.

Obecnie możemy spotkać takie zbiorniki np. w Korei,

Tajwanie czy Japonii.

Ta ostatnia ma ich ponad 70 o łącznej pojemności

magazynowej 6,3 miliona m

Obecnie jest konstruowany w Japonii największy na

świecie zbiornik podziemny o pojemności 200.000m

118

Gazownictwo

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki żelbetowe

Zbiorniki betonowe podziemne

Zasadniczo konstrukcja zbiorników podziemnych nie różni

się wiele od zbiorników naziemnych.

Jedną z głównych cech zbiornika podziemnego

przemawiających na jego korzyść w porównaniu ze

zbiornikiem naziemnym jest bezpieczeństwo.

Posadowione w ziemi zbiorniki LNG są w bardzo małej

części widoczne od zewnątrz co sprawia iż są trudnym

celem dla ewentualnych prób zamachów

terrorystycznych.

119

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki żelbetowe

Zbiorniki betonowe podziemne

Schemat poglądowy zbiornika podziemnego w terminalu

Ohgishima

LNG w

Yokohamie

120

Typy zbiorników na LNG

Zbiorniki żelbetowe

Zbiorniki betonowe podziemne

Przekrój przez zbiornik podziemny (z podwieszonym dachem)

121

Gazownictwo

koniec

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Gaz 5sem 01
Gaz 5sem transport
Gaz 5sem Scada
Gaz 5sem Taryfy
Chrom gaz I
Stan skupienia gaz
GAZ 07
gaz zestaw0
GAZ 01
TiAZ- produkcje, studia, bio, 3rok, 5sem, technologia i analiza żywności, wykład
GAZ 08
4 Reakcje w układach ciało stałe gaz, korozja gazowa ciał stałych
GAZ SYNTEZOWY 2009

więcej podobnych podstron