גז טבעי נוזלי (LNG): ייצור, אחסון, הובלה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

שוק האנרגיה העולמי המודרני תנודתי ביותר. זה מביא כמות עצומה של חדשות והפתעות. החלק הכי "הפתעה" הוא, כמובן, טכנולוגיות חדשות. אלה כוללים בעיקר את מהפכת הפצלים וכל מה שקשור לגז טבעי נוזלי (LNG).

הטכנולוגיות והתהליכים של מגזר ה-LNG נצפו מקרוב על ידי קהילות עסקיות ופוליטיות ברחבי העולם. שינויים טקטוניים בפוליטיקה העולמית הגדולה נובעים לפעמים מההתפתחות הטכנולוגית של ייצור אנרגיה ולוגיסטיקה.

טכנולוגיית LNG

גז נוזלי מתקבל מגז טבעי תוך שימוש בשני תהליכים פיזיקליים: דחיסה וקירור. בגמר, נפח הגז הנוזלי מצטמצם פי שש מאות.

התהליך הטכנולוגי הוא רב-שלבי. כל שלב הוא דחיסה של 5-10 פעמים, ולאחר מכן קירור והעברה לשלב הבא. במעבר מהשלב הראשון ללפני אחרון, הגז נשאר גז. זה הופך לנוזל רק בסוףצעדים. כדי להפיק טון אחד של גז LNG, נדרשים כאלף וחצי מטרים מעוקבים של גז טבעי.

שלבים טכנולוגיים עם דחיסה וקירור דורשים עלויות אנרגיה משמעותיות, עד 25% מהכמות הכוללת של גז נוזלי.

ניואנסים בהפקה

מפעלי LNG שונים באופי התהליכים הפיזיים שבהם הם פועלים:

• throttle;
• turbo-expander;
• טורבינה-מערבולת וכו'.

כיום, נעשה שימוש בשתי שיטות עיבוד בעולם:

1. עיבוי או דחיסה של גז על רקע של לחץ קבוע. שיטה זו כבר אינה בין היעילות בשל עלויות אנרגיה גבוהות.
2. שיטות החלפת חום באמצעות מקררים או מצערות המבוססות על שינויים בטמפרטורת הגז.

אחת הדרישות הטכנולוגיות החשובות ביותר לייצור גז LNG היא האיכות הגבוהה של ציוד בידוד תרמי וחילופי חום.

אם אנחנו מדברים על תהליך הפקת גז נוזלי בכללותו, אז הוא מורכב מארבעה שלבים חובה ורציפים:

1. הפקת גז מאסדות קידוח, אספקת צינורות למפעל ההנזלה.
2. הנזלת גז, אחסון LNG במתקנים מיוחדים.
3. משלוח של LNG למכליות עם הובלה במים.
4. LNG פריקה במסופים, אחסון, גיזה מחדש ומשלוח לצרכן.

נכסי גז LNG

התכונות הפיזיקליות של גז נוזלי הן ייחודיות. הוא מובילעצמו בצניעות רבה: בצורתו הטהורה, הוא אינו נשרף ואינו מתפוצץ. אם הוא ממוקם בחלל פתוח בטמפרטורה רגילה, LNG יתחיל להתאדות בשקט, שיתערבב עם אוויר.

הדלקה אפשרית, אבל רק בריכוז ספציפי של גז באוויר: מ-4.4 עד 17%. אם תכולת ה-LNG באוויר נמוכה מ-4.4%, כמות הגז להצתה תהיה קטנה מדי. אם ריכוז הגז באוויר עולה על 17%, לא יהיה מספיק חמצן ללהבה. זהו הבסיס לתהליך הגיזה מחדש. האידוי נעשה פשוט ללא חמצן, כלומר ללא אוויר.

LPG logistics

טכנולוגיות אספקת LNG אינן נחותות בשום אופן משיטות הייצור שלה מבחינת הדינמיות והקדמה שלהן. אם נערוך, למשל, דירוג של כלי שיט מודרניים מבחינת אסתטיקה ועיצוב, אז ספינות השייט לא יזכו כלל. מכליות גז נוזלי בצבע לבן כשלג ינצחו, בולטות בגודלן, במגוון ובעיצובים הייחודיים שלהן.

מפעלי גז טבעי נוזלי ממוקמים בדרך כלל קרוב למקום שבו הם מיוצרים. בשלב זה, המרכיב החשוב ביותר הוא אחסון LNG עם הדרישות הטכנולוגיות החמורות ביותר עם יישומם החובה. מיכלי קריו בנויים על העיקרון של כלי Dewar, המיועדים לאחסן חומרים בעלי טמפרטורה שונה מהרגיל. האלמנט העיקרי בכלים כאלה הוא קירות כפולים. מיכלי קריו לאחסון והובלה של LNG יכולים להיות ממוקמים על מיכליות ימיות או כלי רכב מיוחדים. עבור תחבורה רכבת, קרונות מיוחדים משמשים בצורהקריוטנק.

אם LNG כבר עבר גיזה מחדש, הוא נשלח לצרכן דרך צינור גז קלאסי.

מה עדיף?

זה זמן רב חישב שטכנולוגיות תחבורה LNG הן רווחיות יותר מצינור קונבנציונלי למרחקים ארוכים העולה על כמה אלפי קילומטרים.

ברוסיה, גזפרום היא המודאגת ביותר מהפקת LNG. לדברי המומחים המובילים שלה, LNG רוסי כבר החל להיות תחרות מיותרת לשיטת הצינור. אחת הטענות היא היעדר מכס יצוא ומס על הפקת מינרלים על אותו ימאל LNG. מצב זה נקרא "אובדן יעילות תקציבית."

נראה שהנשיא ולדימיר פוטין מצא פתרון פשרה. הוא גם לא רואה שום דבר טוב בתחרות בין שני סוגי הגז הטבעי הרוסי. במקביל, יש לקדם בשוק המקומי של המדינה טכנולוגיות LNG על מנת לבנות מחדש את התחבורה הציבורית לסוג חדש של דלק - גז טבעי. בנוסף לאוטובוסים, יש הרבה צרכני LNG ברוסיה, בעיקר תושבי אזורים מרוחקים שבהם אין צינורות גז ולא יהיו כאלה.

Russian LNG

Sakhalin-2 ו-Yamal LNG הם שני מפעלי הנזלת גז הפועלים ברוסיה ב-2018. המפעל הראשון והוותיק ביותר הוא מפעל סחלין, שנמצא בבעלות של, מיצובישי ומצוי, וחלק השליטה שייך לגזפרום.

ייצור נפט וגז קשור, וייצור LNG מתרחש גם בתנאי הסכם שיתוף ייצור מיוחד. מפעל ה-LNG הופעל ב-2009, הוא הפך למפעל הרוסי הראשון בפרופיל זה.

האח הצעיר הוא המפעל השני בבעלות Novatek. מדובר בפרויקט Yamal LNG, שמלכתחילה התמקד בייצוא גז נוזלי. במסגרתו ייבנו ויוכנסו לפעולה חמישה מסופי טעינה בעלי קיבולת שנתית עצומה של עד 58 מיליון טון.

גז בארה"ב

ארה ב היא לא רק הבית של טכנולוגיית גז מופחתת, אלא גם היצרנית הגדולה ביותר של LNG מחומר הזנה שלה. לכן, כאשר ממשל דונלד טראמפ השיק את תוכנית האנרגיה השאפתנית America First Energy Plan כדי להפוך את המדינה למעצמת האנרגיה העיקרית בעולם, כל השחקנים בפלטפורמת הגז העולמית צריכים לשים לב לכך.

מפנה פוליטי כזה בארה"ב לא הפתיע במיוחד. העמדה הרפובליקנית של ארה"ב לגבי פחמימנים ברורה ופשוטה. זו אנרגיה זולה.

תחזיות לייצוא LNG מארה"ב שונות מאוד. התככים הגדולים ביותר בהחלטות "גז" מסחריות מתפתחות במדינות האיחוד האירופי. לפנינו נפרשת תמונה של התחרות החזקה ביותר בין הגז הרוסי "הקלאסי" דרך נורד סטרים 2 לבין LNG מיובא אמריקאי. מדינות רבות באירופה, כולל צרפת וגרמניה, רואות במצב הנוכחי הזדמנות מצוינת לגוון את מקורות הגז באירופה.

באשר לשוק האסייתי, מלחמת הסחר בין ארה ב לסין הובילה לסירוב מוחלט של מהנדסי כוח סינים מ-LNG אמריקאי מיובא. מהלך זה פותח הזדמנויות עצומות לאספקת גז רוסי דרך צינורות לסין לאורך זמן ובכמויות אדירות.

בטיחות בעת שימוש ב-LNG

בטיחות בתעשיות רבות הפכה לשגרה משעממת. גישה זו אינה חלה בשום אופן על הפקת גז נוזלי, כמו גם על כל מה שקשור למילה "גז".

הסיכונים העיקריים קשורים לדליקות הכוללת של הגז בכללותו. דליקות ה-LNG נמוכה בסדר גודל, כמובן. תקנות הבטיחות של LNG מתמקדות בדליפה ואיידוי של גפ מ. אם, למשל, גז חדש עם צפיפות שונה נשפך לתוך מיכלית LNG (זה קורה), הנוזלים יכולים להיפרד מבלי להתערבב. במקרה זה, הגז הצפוף יותר ישקע לתחתית עם היווצרות של שני חללים עם זרימת נוזלים עצמאית. נוזלים מתערבבים בסופו של דבר במהלך חילופי הסעה. אם זה מתרחש במהירות, הריבוד מתחיל: LNG מתאדה במהירות ובשפע. כדי למנוע זאת, נעשה שימוש במכשירים מיוחדים לערבוב מבוקר ושיטות מיוחדות למילוי מיכלים.

יתרונות של LNG: סיכום

התחל עם היתרונות של שימוש ב-LNG בשוק המקומי. השימוש בגז נוזלי בבתי דוודים הוא סוג הדלק האופטימלי ביותר: הערך הקלורי הגבוה ביותר, יעילות מרבית ועלות מתונה מאוד, שבסופו של דבר.מסתבר כחסכוני אפילו יותר מזוט.

לוגיסטיקת LNG קשורה בקלות לבתי דוודים בכל לוקליזציה, כולל הנקודות המרוחקות ביותר, הודות לייצור המפותח של אמצעי תחבורה LNG בצורה של מיכלי קריו בתצורות שונות.

מכיוון ש-LNG נשרף ביעילות רבה יותר מפחם או מזוט, הפליטות המזיקות לאטמוספירה מינימליות: גזי הפליטה אינם מכילים חלקיקים או תרכובות גופרית.

מנקודת מבט של יצוא LNG ופיתוח שוק האנרגיה העולמי, LNG וייצורו הופכים להיות גורם בראש סדר העדיפויות עבור הכלכלות הגדולות בעולם, כולל צרפת, דרום קוריאה, ספרד וכו'. הצרכן העולמי של גז נוזלי הוא יפן, שייבוא הגז שלה הוא 100% LNG.