Vloeibaar aardgas (LNG): productie, opslag, transport

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

De moderne wereldwijde energiemarkt is extreem volatiel. Het brengt een enorme hoeveelheid nieuws en verrassingen. Het meest "verrassende" deel zijn natuurlijk nieuwe technologieën. Deze omvatten voornamelijk de schalierevolutie en alles wat met vloeibaar aardgas (LNG) te maken heeft.

De technologieën en processen van de LNG-sector worden nauwlettend gevolgd door zakelijke en politieke gemeenschappen over de hele wereld. Tektonische verschuivingen in de grote wereldpolitiek zijn soms te wijten aan de technologische ontwikkeling van energieproductie en logistiek.

LNG-technologie

Vloeibaar gas wordt gewonnen uit aardgas met behulp van twee fysieke processen: compressie en koeling. In de finale wordt vloeibaar gas zeshonderd keer in volume verminderd.

Het technologische proces bestaat uit meerdere fasen. Elke fase is een compressie van 5-10 keer, gevolgd door koeling en overdracht naar de volgende fase. Bij de overgang van de eerste naar de voorlaatste fase blijft het gas een gas. Het verandert pas op het laatst in een vloeistofstappen. Voor de productie van één ton LNG-gas is ongeveer anderhalfduizend kubieke meter aardgas nodig.

Technologische fasen met compressie en koeling vereisen aanzienlijke energiekosten, tot 25% van de totale hoeveelheid vloeibaar gemaakt gas.

Productienuances

LNG-installaties verschillen in de aard van de fysieke processen waarop ze werken:

• throttle;
• turbo-expander;
• turbine-vortex, enz.

Vandaag de dag worden er in de wereld twee verwerkingsmethoden gebruikt:

1. Condensatie of compressie van gas tegen een achtergrond van constante druk. Deze methode is niet langer een van de meest effectieve vanwege de hoge energiekosten.
2. Warmtewisselingsmethoden met behulp van koelkasten of smoorkleppen op basis van veranderingen in de gastemperatuur.

Een van de belangrijkste technologische vereisten voor de productie van LNG-gas is de hoge kwaliteit van thermische isolatie en warmtewisselingsapparatuur.

Als we het hebben over het productieproces van vloeibaar gas als geheel, dan bestaat het uit vier verplichte en opeenvolgende fasen:

1. Gasproductie van boorplatforms, levering via pijpleidingen naar vloeibaarmakingsinstallatie.
2. Gasliquefactie, opslag van LNG in speciale faciliteiten.
3. Verzending van LNG naar tankers met vervoer over water.
4. LNG lossen op terminals, opslag, hervergassing en levering aan de consument.

LNG-gaseigenschappen

De fysieke eigenschappen van vloeibaar gemaakt gas zijn uniek. Hij leidtzichzelf heel gedwee: in zijn pure vorm brandt het niet en explodeert het niet. Als het in een open ruimte bij normale temperatuur wordt geplaatst, begint LNG rustig te verdampen, vermengd met lucht.

Ontsteking is mogelijk, maar alleen bij een bepaalde gasconcentratie in de lucht: van 4,4 tot 17%. Als het LNG-geh alte in de lucht lager is dan 4,4%, zal de hoeveelheid te ontsteken gas te klein zijn. Als de gasconcentratie in de lucht hoger is dan 17%, is er onvoldoende zuurstof voor de vlam. Dit is de basis van het hervergassingsproces. Verdamping gebeurt eenvoudig zonder zuurstof, dat wil zeggen zonder lucht.

LPG logistiek

LNG-leveringstechnologieën zijn op geen enkele manier inferieur aan de productiemethoden in termen van hun dynamiek en vooruitgang. Als we bijvoorbeeld moderne zeeschepen beoordelen op esthetiek en design, dan winnen cruiseschepen helemaal niet. Sneeuwwitte vloeibaar gemaakte gastankers zullen winnen, opvallend in hun grootte, verscheidenheid en unieke ontwerpen.

Vloeibaar aardgasfabrieken bevinden zich meestal dicht bij waar ze worden geproduceerd. In dit stadium is het belangrijkste element de opslag van LNG met de meest serieuze technologische vereisten met hun verplichte implementatie. Cryotanks zijn gebouwd volgens het principe van Dewar-vaten, ontworpen om stoffen op te slaan met een temperatuur die afwijkt van normaal. Het belangrijkste element in dergelijke vaten zijn dubbele wanden. Cryotanks voor opslag en transport van LNG kunnen geplaatst worden op zeetankers of speciale voertuigen. Voor spoorvervoer worden speciale wagons gebruikt in de vormcryotank.

Als LNG al een hervergassing heeft ondergaan, wordt het via een klassieke gasleiding naar de consument gestuurd.

Wat is beter?

Er is al lang berekend dat LNG-transporttechnologieën winstgevender zijn dan een conventionele pijpleiding over lange afstanden van meer dan enkele duizenden kilometers.

In Rusland maakt Gazprom zich het meest zorgen over de LNG-productie. Volgens vooraanstaande experts is Russisch LNG al een onnodige concurrentie voor de pijpleidingmethode geworden. Een van de argumenten is het ontbreken van een uitvoerrecht en een belasting op de winning van mineralen op hetzelfde Yamal LNG. Deze situatie wordt "verlies van budgetefficiëntie" genoemd.

Het lijkt erop dat president Vladimir Poetin een compromisoplossing heeft gevonden. Ook ziet hij niets goeds in de concurrentie tussen de twee soorten Russisch aardgas. Tegelijkertijd moeten LNG-technologieën worden gepromoot op de binnenlandse markt van het land om het openbaar vervoer om te bouwen tot een nieuw type brandstof: aardgas. Naast bussen zijn er veel LNG-consumenten in Rusland, voornamelijk inwoners van afgelegen gebieden waar geen gaspijpleidingen zijn en er ook niet zullen zijn.

Russische LNG

Sakhalin-2 en Yamal LNG zijn twee operationele gasliquefactiefabrieken in Rusland in 2018. De eerste en oudste onderneming is de fabriek in Sakhalin, die eigendom is van Shell, Mitsubishi en Mitsui, en waarvan Gazprom een meerderheidsbelang heeft.

Productie van olie en bijbehorend gas, enLNG-productie vindt ook plaats onder de voorwaarden van een speciale productiedelingsovereenkomst. De LNG-fabriek werd in 2009 in gebruik genomen en werd de eerste Russische onderneming met dit profiel.

De jongere broer is de tweede fabriek van Novatek. Dit is het Yamal LNG-project, dat vanaf het begin gericht was op de export van vloeibaar gas. In het kader daarvan zullen vijf laadterminals met een enorme jaarlijkse totale capaciteit van maximaal 58 miljoen ton worden gebouwd en in gebruik worden genomen.

US Gas

De VS is niet alleen de thuisbasis van technologie voor gereduceerd gas, maar ook de grootste producent van LNG uit zijn eigen grondstof. Toen de regering van Donald Trump het ambitieuze America First Energy Plan lanceerde om van het land de belangrijkste energiecentrale ter wereld te maken, zouden alle spelers op het wereldwijde gasplatform hieraan gehoor moeten geven.

Dit soort politieke wending in de VS was niet echt een verrassing. Het Amerikaanse Republikeinse standpunt over koolwaterstoffen is duidelijk en eenvoudig. Dit is goedkope energie.

De voorspellingen voor de LNG-export uit de VS zijn heel anders. De grootste intrige in handelsbeslissingen over gas ontwikkelt zich in de EU-landen. Voor ons ontvouwt zich een beeld van de sterkste concurrentie tussen Russisch "klassiek" gas via Nord Stream 2 en Amerikaans geïmporteerd LNG. Veel Europese landen, waaronder Frankrijk en Duitsland, zien de huidige situatie als een uitstekende kans om de gasbronnen in Europa te diversifiëren.

Wat de Aziatische markt betreft, heeft de handelsoorlog tussen de VS en China geleid tot een volledige weigering van Chinese energie-ingenieurs van geïmporteerd Amerikaans LNG. Deze stap opent enorme mogelijkheden voor de levering van Russisch gas via pijpleidingen aan China voor een lange tijd en in enorme volumes.

Veiligheid bij gebruik van LNG

Veiligheid is in veel industrieën een saaie routine geworden. Deze houding is op geen enkele manier van toepassing op de productie van vloeibaar gemaakt gas, noch op alles wat met het woord "gas" te maken heeft.

De belangrijkste risico's houden verband met de algehele ontvlambaarheid van het gas als geheel. De ontvlambaarheid van LNG is natuurlijk een orde van grootte lager. De veiligheidsvoorschriften voor LNG zijn gericht op het morsen en verdampen van LPG. Als er bijvoorbeeld een nieuw gas met een andere dichtheid in een LNG-tanker wordt gegoten (dit gebeurt), kunnen de vloeistoffen scheiden zonder te vermengen. In dit geval zal het dichtere gas naar de bodem zakken met de vorming van twee holtes met onafhankelijke circulatie van vloeistoffen. Vloeistoffen worden uiteindelijk gemengd tijdens convectieve uitwisseling. Als het snel gebeurt, begint de stratificatie: LNG verdampt snel en overvloedig. Om dit te voorkomen, worden speciale apparaten voor gecontroleerd mengen en speciale methoden voor het vullen van tanks gebruikt.

Voordelen van LNG: Samenvatting

Begin met de voordelen van het gebruik van LNG op de binnenlandse markt. Het gebruik van vloeibaar gas in ketelhuizen is de meest optimale brandstofsoort: de hoogste calorische waarde, een maximaal rendement en een zeer bescheiden kostprijs, die uiteindelijkblijkt zelfs zuiniger te zijn dan stookolie.

LNG-logistiek is gemakkelijk te koppelen aan ketelhuizen van elke locatie, inclusief de meest afgelegen punten, dankzij de goed ontwikkelde productie van LNG-transportmiddelen in de vorm van cryotanks met verschillende configuraties.

Omdat LNG efficiënter verbrandt dan steenkool of stookolie, is de uitstoot van schadelijke stoffen in de atmosfeer minimaal: rookgassen bevatten geen fijnstof of zwavelverbindingen.

Vanuit het oogpunt van LNG-export en de ontwikkeling van de wereldwijde energiemarkt, worden LNG en de productie ervan een steeds belangrijker factor voor 's werelds grootste economieën, waaronder Frankrijk, Zuid-Korea, Spanje, enz. De belangrijkste de wereldwijde consument van vloeibaar gas is Japan, waarvan de gasinvoer 100% LNG is.