2. Rola i rodzaje PMG w systemie przesyłu gazu

Główną rolą podziemnych magazynów gazu jest gromadzenie nadmiaru gazu
(np. latem) oraz uzupełnianie niedoborów gazu (np. zima). Pozwala to na zabezpieczenie pełnych i dostaw gazu dla systemu gazowniczego. W PMG przechowywane są także rezerwy strategiczne gazu. PMG zawsze sa powiązane z systemem transportu gazu, głównie z uwagi na bezpieczeństwo transportu gazu na duże odległości oraz zmniejszenie jednostkowych kosztów transportu

Rodzaje:

1. struktury wyeksploatowanych złóż węglowodorów,

• najczęściej stosowany (75 % PMG na świecie),

• kilka lat budowy, (konieczność uzupełnienia instalacji naziemnej do zatłaczania i odbioru gazu),

• głębokość położenia warstw zbiornika 300 ÷ 1000 m,

• złoża dobrze rozpoznane poprzez proces eksploatacji,

• koszt budowy PMG w wyeksploatowanych złożach 30 % niższy od warstw wodonośnych,

• struktury warstw wodonośnych,

• trudniejsza i bardziej ryzykowna budowa zbiornika (trudne rozpoznanie struktury),

• bardzo kosztowna aparatura i urządzenia naziemne (separatory, filtry, podgrzewacze gazu),

• około 15 % PMG tego typu

3. kawerny wypłukane w wysadach solnych,

• stosunkowo drogie,

• mogą pełnić rolę magazynów szczytowych,

• duże pojemności przy zajęciu niewielkich terenów,

• około 3 % PMG - tego typu

4. wyrobiska górnicze starych kopalń.

3. Rola tłoczni gazu w systemie przesyłowym. Struktury połączeń maszyn w tłoczni

Głównym zadaniem tłoczni gazu jest sprężenie gazu do takiego ciśnienia, które umożliwia pokonanie oporów hydraulicznych rurociągu na określonym odcinku przy zadanym przepływie gazu.

Na terenie tłoczni prowadzone są także pomiary ilości i jakości gazu dostarczanego i transportowanego na odcinku gazociągu tranzytowego, a także dokonywanie ciągłego pomiaru ilości gazu odbieranego przez system gazowniczy, jak również kontrola jego jakości.

Struktury połączeń maszyn w tłoczni:

• sprężarki połączone szeregowo

Qt=Qmin

• sprężarki połączone równolegle

Qt=ΣQi

• schemat połączeń mieszany.

4. Rodzaje sprężarek sprężarek i ich napędów.

Rodzaje sprężarek

• tłokowe,

• odśrodkowe.

Rodzaje napędu

• silniki spalinowe - gazowe,

Zalety:

• możliwość częstego i szybkiego włączania do ruchu,

• duża i płynna możliwość regulacji obrotów,

• możliwość zastosowania przestrzeni martwych,

• własne źródło napędu - gaz ziemny,

• wysoka sprawność cieplna,

• mała (zblokowana) budowa,

Wady:

• zanieczyszczenie spalinami środowiska,

• silnik jest poważnym emitorem hałasu ( w odległości 1 m od maszyny natężenie dźwięku przekracza 103dB),

• motosprężarka jest źródłem drgań - potrzebny jest specjalny budynek,

• duży ciężar: maszyna 6 cylindrowa waży 48 ton,

• kosztowny fundament,

• mały zakres mocy do 4 MW (2500 KM),

• wysoka awaryjność,

• duży koszt części zamiennych,

• silniki elektryczne,

Zalety:

• możliwość częstego i szybkiego uruchamiania (krótki rozruch 30 minut),

• brak zanieczyszczeń atmosfery wokół tłoczni - napęd ekologiczny,

• brak zewnętrznych emitorów hałasu (silnik jest cichy, hałasuje tylko kompresor i przepływający gaz),

• możliwość produkcji części we własnym zakresie,

• bezawaryjne krajowe silniki,

• prosta eksploatacja.

Wady:

• wymagają doprowadzenia linii wysokonapięciowych,

• potrzebny budynek centrali elektrycznej - duże napięcia,

• uzależnienie gazownictwa od energetyki,

• duże wymiary (przewymiarowany),

• duży ciężar (jedna maszyna waży ok. 100 ton) - potrzebne fundamenty; palowanie gruntu,

• mały zakres mocy do 4 MW, (w Polsce 2,5 MW zasilane napięciem 6 kV w celu zmniejszenia średnicy kabli),

• kosztowna budowa hali,

• ograniczona możliwość regulacji wydajności,

• turbiny gazowe.

Zalety:

• możliwość częstego i szybkie włączania do ruchu,

• duży zakres mocy do 9 MW a nawet do 25 MW, ze stosunkowo małej przestrzeni,

• obudowa kontenerowa (szybki montaż maszyny 3tyg.),

• uniezależnienie od energii elektrycznej,

• możliwość odzyskiwania ciepła ze spalin,

• długie przebiegi między naprawcze,

• duża pewność ruchu i niezawodność.

Wady:

• wysoka cena około 1 milion $ za 1 MW mocy,

• niska sprawność turbiny,

• moc zależy od temperatury,

• moc turbiny zależy od wysokości ponad poziom morza (sprawa ciśnienia),

• mały zakres wydajności, buduje się zbiorniki w celu umożliwienia regulacji, niewielka możliwość regulacji obrotów (zmiany w zakresie 70÷100%),

• maszyna musi cały czas chodzić. Maszyna nie eksploatowana bardzo szybko koroduje, zwłaszcza turbiny wzięte z lotnictwa,

• zanieczyszczenie środowiska spalinami - duża emisja NOX,

• turbina gazowa jest dużym źródłem hałasu.

5. Stacja gazowa I-go stopnia (wysokiego ciśnienia).

Podstawowe elementy technologiczne:

• przewód wejściowy z zespołem zaporowo - upustowym,

• zespół filtrów na każdym ciągu,

• podgrzewacze gazu,

• ciągi redukcyjne,

• aparatura kontrolno - pomiarowa,

• 
  przewód wyjściowy

• z zespołem zaporowo - upustowym

6. Stacja gazowa II-go stopnia (średniego ciśnienia).

Stacja gazowa - zespół urządzeń do:

• redukcji,

• regulacji,

• pomiarów,

• rozdziału

paliwa gazowego.

Stacja redukcyjna - stacja gazowa, w skład której wchodzi zespół urządzeń do obniżania ciśnienia wyjściowego dla:

• Q> 60 m3/h gdy Pwej < 0.4 MPa,

• Q dowolne gdy Pwej > 0.4 MPa




Elementy stacji gazowej II stopnia :

• filtr,

• gazomierz,

• korektor,

• zawór szybkozamykający,

• reduktor

• wydmuchowy zawór upustowy,

• rejestrator ciśnienia wyjściowego.

7. Omów parametry charakterystyczne gazu ziemnego.

Gaz ziemny jest paliwem gazowym pochodzenia naturalnego. Jest mieszaniną węglowodorów gazowych ( metanu, etanu, propanu), ciekłych oraz zmiennych ilości azotu, dwutlenku węgla, siarkowodoru H2S, wodoru i domieszek gazów szlachetnych.

Podstawowe parametry:

Parametry	Gaz ziemny
		wysokometanowy	zaazotowany
Ciepło spalania	38,147 MJ/m3	26 MJ/m3
Wartość opałowa	34,43 MJ/m3	25 MJ/m3
Gęstość właściwa
Liczba Wobbego	50 MJ/m3	30 MJ/m3
Prędkość spalania
Granica zapłonu

Ciepło spalania gazu (MJ/m3) jest ilością ciepła jaką otrzymuje się podczas całkowitego spalenia 1m3 gazu w warunkach normalnych (wartość opałowa stanowi ciepło spalania pomniejszone o ciepło parowania wody wydzielonej z paliwa podczas spalania).

Gęstość właściwa (kG/m3) jest stosunkiem masy gazu do jego objętości i wyraża masę 1m3 gazu w warunkach normalnych.

Liczba Wobbego (MJ/m3) jest stosunkiem ilości ciepła gazu do pierwiastka kwadratowego z gęstości względnej gazu (gęstość względna gazu jest stosunkiem mas jednakowych objętości gazu i powietrza znajdujących się w takich samych warunkach ciśnienia
i temperatury).

Prędkość spalania gazu określa z jaką prędkością przesuwa się płomień względem mieszaniny palnej gazu i powietrza

Granice zapłonu wyrażają takie graniczne zawartości paliwa gazowego w mieszaninie
z powietrzem pomiędzy którymi zachodzi spalanie tej mieszaniny.

8. Charakterystyka sieci dystrybucyjnych

Podstawowa metoda prowadzenia ruchu sieci dystrybucyjnej polega na sterowaniu ciśnieniem wyjściowym stacji redukcyjnych. Konieczność zmniejszenia strat gazu zmusza do stosowania różnych algorytmów zmiany nastaw reduktorów.

Podstawowe zadania przedsiębiorstwa dystrybucji gazem to:

• obsługa klientów (m.in. zawieranie umów, okresowa wymiana gazomierzy, kontrola szczelności instalacji),

• prowadzenie ruchu sieci,

• utrzymanie sieci w odpowiednim stanie technicznym(m.in. wykrywanie i lokalizacja nieszczelności, zapewnienie ciągłych dostaw gazu odbiorcom, bezpieczeństwo personelu i środowiska oraz zmniejszenie ryzyka wystąpienia awarii).

9. Zasady projektowania i eksploatacji instalacji gazowych

Instalacja gazowa to układ przewodów za kurkiem głównym, spełniający określone wymagania szczelności, prowadzony wewnątrz lub na zewnątrz budynku wraz z urządzeniami do pomiaru zużycia gazu armaturą i innym wyposażeniem oraz urządzeniami gazowymi zainstalowanymi zgodnie z potrzebami użytkowymi i przeznaczeniem budynku.

Projektowanie instalacji wymaga informacji:

• charakterystyk technicznych urządzeń gazowych,

• wymagań technicznych dot. Pomieszczeń, w których instalowane są urządzenia gazowe,

• zasad wentylacji pomieszczeń i sposobu odprowadzania spalin,

• wymagań dot. Instalacji elektrycznych w pomieszczeniach, w których będzie instalacja gazowa,

• lokalizacji urządzeń gazowych,

• zasad prowadzenia instalacji gazowych,

• wymagań związanych z odbiorem instalacji gazowej.

10. Co to jest taryfa gazowa i jaka jest jej rola

Taryfa jest zbiorem cen i stawek opłat oraz warunków jej stosowania, opracowana przez przedsiębiorstwo gazowe i wprowadzona w trybie określonym ustawą, jako obowiązująca.

Rola:

• wymusza efektywne ekonomicznie prowadzenie ruchu systemu gazowniczego oraz uzasadnioną ekonomicznie jego rozbudowę,

• sprzyja rozwojowi mechanizmów rynkowych,

• umożliwia funkcjonowanie zasady TPA (Third Party Access) - swobodnego dostępu stron trzecich do sieci,

• zapewnia zwrot kosztów uzasadnionych przedsiębiorstwa gazowniczego w poszczególnych obszarach działalności (bez subsydiowania skrośnego),

• tworzy przejrzysty i spójny system opłat - w sensie ceny uzależnionej od zakresu świadczonych usług tj. np. od ilości przetransportowanego lub zmagazynowanego gazu oraz odległości przesyłu.

11. Omów podstawowe rodzaje taryf.

Taryfa oparta na ilości przesyłanego gazu

Opłata jest pobierana za m3 paliwa gazowego lub jednostkę przesyłanej energii. Stawki opłat oblicza się w oparciu o poniższy wzór:




gdzie:

• tp [zł/m3] - stawka opłat wg taryfy zmiennej opartej na ilości przesyłanego gazu,

• P [zł/rok] - poziom niezbędnych przychodów,

• ΣQ [m3/rok] - łączna ilość przesyłanego gazu.

Zaletą tego modelu jest jego prostota.

Wady tego modelu są następujące:

• brak związku między ponoszoną opłatą za przesył z zarezerwowaną przepustowością,

• brak związku opłaty przesyłowej z rzeczywistą odległością przesyłu,

• duże ryzyko osiągnięcia założonych przychodów przez operatora systemu.

Taryfa przesyłowa oparta na zamówionej przepustowości godzinowej

Opłata w tym systemie jest zryczałtowana i pobierana za jednostkę zamówionej




gdzie:

• tM [zł/(m3/h)/rok] - stawka opłaty wg taryfy przesyłowej stałej opartej na zamówionej przepustowości,

• P [zł/rok] - poziom niezbędnych przychodów,

• ΣM [m3/rok] - łączna przepustowość zamówiona przez odbiorców.

Zaleta - uzależnienie opłaty za usługę przesyłową od zarezerwowanej przepustowości.

Wada - brak związku ponoszonej opłaty z odległością przesyłu gazu.

Taryfa przesyłowa dystansowa

Opłata uzależniona jest od zarezerwowanej przepustowości gazociągu i drogi transportu gazu do odbiorcy. Oblicza się ją w następujący sposób:




gdzie:

• tL [zł/km/(m3/h)/rok] - stawka opłaty wg taryfy przesyłowej dystansowej,

• P [zł/rok] - poziom niezbędnych przychodów,

• Mi [m3/h] - przepustowość zarezerwowana przez i-tego odbiorcę.

• Li [km] - długość drogi transportu gazu dla i-tego użytkownika systemu.

Występuje ścisły związek pomiędzy opłatą, a odległością przesyłu.

Taryfa przesyłowa strefowa


Wysokość opłaty zależy od zarezerwowanej przepustowości gazociągu i strefy, w jakiej znajduje się dany odbiorca. Każda strefa ma zwykle własną zryczałtowaną taryfę. Taryfy wyznacza się według wzoru:

gdzie:

• tSA[zł/ (m3/h)/rok] - stawka opłat w strefie A wg taryfy przesyłowej strefowej,

• A - procent przychodów generowanych w strefie A,

• P [zł/rok] - poziom niezbędnych przychodów,

• M_A [m3/h] -łączna przepustowość sieci zarezerwowana przez odbiorców znajdujących się w strefie A.

Model ten jest połączeniem systemu ryczałtowego opartego na zamówionej przepustowości i systemu dystansowego.

12. Dlaczego udział gazu w bilansie energetycznym kraju będzie rósł kosztem węgla?

Udział gazu w bilansie energetycznym kraju będzie rósł kosztem węgla ponieważ:

• Gaz ziemny nie emituje szkodliwych pyłów, metali i węglowodorów aromatycznych podczas spalania, minimalny współczynnik emisji, CO₂ i SO₂ oraz brak od-padów z procesów spalania paliwa. A wiec jego użytkowanie niemal nie ma wpływu na obecne problemy środowiskowe związane z rosnącą ilością gazów cieplarnianych w atmosferze, kwaśnymi deszczami i dziurą ozonową. Emisja dwutlenku węgla - bezwzględna przewaga gazu ziemnego. Ilości CO2 przy wytworzeniu mocy 1[kWh] z różnych surowców naturalnych: węgiel kamienny - 0,33 kg, gaz ziemny - 0,20 kg. Limit emisji CO2 dla Polski w 2007 r. - do 208,5 mln ton/rok.

• Gaz ziemny jako czyste paliwo jest jednym z najlepszych w energetyce, przemyśle i gospodarce komunalnej. Również wydobywanie, magazynowanie oraz transport, które odbywają się w warunkach bardziej przyjaznych dla środowiska, przemawiają za jego powszechnym stosowaniem.

• Liczne badania, w których porównano ropę naftową, węgiel kamienny, energię atomową i gaz ziemny pokazały iż ten ostatni jest najbezpieczniejszym i najmniej uciążliwym dla środowiska źródłem energii.

Inne powody wzrostu zużycia gazu ziemnego:

• łatwy transport

• wygodne użytkowanie.

• Coraz szerzej stosowana technologia kombinowanych cykli

• wysokie sprawności cykli - powyżej 50% (cały cykl „energia elektryczna - ciepło” - ok. 90%),

• rozwój technologii skroplonego gazu ziemnego (LNG)

• powstawanie rynków gazu ziemnego.

13. Wyjaśnij, co znaczy dywersyfikacja dostaw gazu?

Dywersyfikacja dostaw gazu to zróżnicowanie dostawców i sposobów dostaw tego surowca, realizowanych z wykorzystaniem dotychczasowych lub odmiennych technologii. Pozwala ona na zmniejszenie ryzyka braku tego paliwa w razie awarii lub zaprzestania jego dostarczania.

Ma to ogromne znaczenie w przypadku Polski, gdyż mniej niż 1/3 zużywanego gazu pochodzi ze złóż krajowych, a 2/3 jest importowane. Na chwile obecną największa ilość gazu, jaka dociera do naszego kraju pochodzi z Rosji, niewielka ilość gazu jest importowana z Norwegii, Niemiec oraz Czech.

Przez ostatnie kilka lat pojawiało się wiele koncepcji dywersyfikacji dostaw gazu do Polski. Wiązały się one głównie z planowanymi i projektowanymi gazociągami. Do rozważanych projektów gazociągów należą:

• Terminal LNG - przedsięwzięcie polegające na budowie na brzegu Bałtyku (w Świnoujściu) terminalu do odbioru skroplonego gazu ziemnego (LNG). Koszt budowy terminalu o przepustowości 5 mld m sześc. i zakupu floty metanowców wyniósłby 3.2 mld zł. Terminal pozwala zdywersyfikować źródła dostaw gazu ziemnego (a nie tylko drogi dostaw) oraz rodzaj dostaw. Modułowa budowa umożliwia dostosowanie zdolności odbioru metanu do rzeczywistych potrzeb (od 2,5 do 7,5 mld m3 rocznie). Inwestycja prowadzi do przekonfigurowania systemu gazowniczego i dostosowania go do warunków rynkowych (zapewni dostawy z Północy). W przeciwieństwie do gazociągów, terminal LNG nie kończy swojej działalności po wyczerpaniu złóż.

• Gazociąg norweski - miałby być budowany na podstawie podpisanego porozumienia polsko-norweskiego. Gazociąg o długości ok. 1000 km miałby biec z Morza Północnego do polskiego wybrzeża Bałtyku. Za jego pośrednictwem gaz miałby trafiać również do południowej Norwegii i Szwecji. Polska mogłaby odbierać tą drogą 5 mld m sześc. gazu rocznie z 8 mld m3 całkowitej przepustowości.

---