Flytande naturgas (LNG) - naturgas (huvudsakligen metan , CH 4 ), artificiellt kondenserad genom kylning till minus 160 ° C för att underlätta lagring eller transport. För ekonomisk användning omvandlas den till ett gasformigt tillstånd vid speciella återförgasningsterminaler .
LNG ses som en prioriterad eller viktig naturgasimportteknik av ett antal länder, inklusive Frankrike, Belgien, Spanien, Sydkorea och USA . Den största LNG-konsumenten är Japan , där nästan 100 % av gasbehovet täcks av LNG-import.
LNG är en luktfri och färglös vätska, med en densitet på 0,41–0,5 kg/l, beroende på temperatur, tryck och innehåll av högre alkaner (densiteten av ren metan vid kokpunkten är 0,41 kg/l, med ökande tryck och sänkning av temperaturen, densiteten ökar, föroreningar av högre alkaner ökar också densiteten) [1] [2] . Inte giftigt. Kokpunkt −158...−163 °C. Modern LNG består av 85-95 % metan, och de återstående 5 % inkluderar etan , propan , butan , kväve [3] . Den nedre gränsen för värmevärdet är 50 116 kJ/kg, eller 20 MJ/l. Vid bearbetning renas naturgas från vatten, svaveldioxid, koldioxid etc. [4] . När ångorna brinner frigörs koldioxid (koldioxid, CO 2 ) och vattenånga . [5]
Ren LNG brinner inte, antänds inte eller exploderar av sig själv. I öppet utrymme vid normal temperatur återgår LNG till ett gasformigt tillstånd och blandas snabbt med luft. Vid avdunstning kan naturgas antändas om den kommer i kontakt med en eldkälla. Vid en koncentration i luft på cirka 5 % eller mer än 16 % brinner naturgas, koncentrationer från 5 till 16 % av dess blandning med luft exploderar [6] . Om koncentrationen är mindre än 4,4 % kommer gasen inte att räcka för att starta en brand, och om den är mer än 17 % kommer det att finnas för lite syre i blandningen för att antändas. För att användas genomgår LNG återförgasning - förångning utan närvaro av luft.
Sedan 1990-talet har det funnits olika projekt för användning av LNG som motorbränsle i vatten [7] , järnväg och till och med vägtransport, oftast med ombyggda gas- dieselmotorer [8] - innan dess den huvudsakliga formen av metan bränsle för transport har alltid varit komprimerad (komprimerad) naturgas (CNG) .
På fartyg används LNG som huvudbränsle för både last- och passagerartransporter:
I Ryssland tillverkas diesellokomotivet TEM19 som körs på LNG [10] [11] . I USA och Europa finns projekt för att konvertera lastbilstransporter till LNG [12] [13] .
Raketmotorer utvecklas som använder "LNG + flytande syre " som bränsle (denna typ av motor har ett antal fördelar).
LNG produceras av naturgas genom kompression följt av kylning. Vid flytande minskar naturgas i volym med cirka 600 gånger [3] [14] . Processen sker i flera steg - varje gång komprimeras gasen 5-12 gånger och kyls för att sedan skickas till nästa steg. Gasen kondenseras vid kylning efter det sista kompressionssteget. Processen att erhålla LNG är ganska energikrävande [15] , energiförbrukningen når 25 % av den mängd som finns i flytande gas.
I vätskeprocessen används olika typer av installationer - gasspjäll, turbo-expanderare, turbin-virvel, etc.
Vanligtvis består en LNG-anläggning av :
Förvätsningsprocesser av stora LNG-anläggningar [17] :
Leverans av LNG är en process som omfattar flera steg. För det första sker omvandlingen av naturgas till LNG i anläggningar för kondensering av gas, som vanligtvis är belägna nära naturgasproduktionsområden. LNG lagras i speciella kryotankar baserade på principen om ett Dewar-fartyg . LNG transporteras på specialiserade sjöfartyg - gasfartyg utrustade med kryotankar, såväl som på specialfordon .
Vid ankomsten av gasbärare pumpas flytande gas till en lagringsanläggning för flytande naturgas på land eller till flytande LNG-lagring och återförgasningsanläggningar.
Vid ankomst av gasbäraren utförs förtöjning med en förrådsanläggning eller en flytande installation. Efter lossning - säker frånkoppling.
När den förbrukas, genomgår flytande gas återförgasning och matas in i gasdistributionssystemet. Återförgasad LNG transporteras till slutanvändare via rörledningar . [arton]
Man tror att transporten av gas i form av LNG blir mer ekonomisk jämfört med en pipeline över avstånd på mer än flera tusen kilometer [19] .
Från och med januari 2022 finns det cirka 40 flytande installationer för gaslagring och återförgasning i världen [20] .
Under 2018 var de ledande länderna när det gäller leveranser (nettoexport) av flytande gas (i miljarder m³): [21]
Från och med 2019 var Rysslands andel av den globala LNG-marknaden 6 % av den totala volymen [22] . Under 2018 ökade den ryska LNG-exporten med 70 % och nådde nästan 26 bcm. [23]
I Sovjetunionen fanns det praktiskt taget ingen industriell flytande av naturgas. Den enda LNG-anläggningen i Sovjetunionen byggdes på 1950-talet i Moskva-regionen och var avsedd att täcka topparna av gasförbrukningen från gasledningen Saratov-Moskva . [24]
I Ryssland, sedan slutet av 1990-talet, har LNG-produktion med små tonnage vunnit en viss popularitet för att tanka fordon och försörja befolkningen. Den första LNG-anläggningen med stor kapacitet i Ryssland byggdes 2009, som en del av Sakhalin-2- projektet , i byn Prigorodnoye i södra Sakhalin . [25] Yamal LNG : Novatek (ägaren av den kontrollerande andelen), tillsammans med franska Total och kinesiska CNPC, har genomfört ett projekt för en anläggning för flytande naturgas på Yamalhalvön.
Enligt planerna för utveckling av LNG-produktion (februari 2021) antogs det att anläggningar med en total kapacitet på upp till 95 miljoner ton per år skulle dyka upp i Ryssland år 2035. Rosneft har för avsikt att genomföra tre projekt: Fjärran Östern — byggandet av två etapper, tillsammans med Exxon (15 miljoner ton), Taimyr LNG (35-50 miljoner ton), Kara LNG (30 miljoner ton). Om företaget kan bygga tre av dessa anläggningar kommer Ryssland att bli en av världens ledande inom LNG-produktion. Som noterats i RBC vägrade representanter för Rosneft att kommentera denna nyhet, publikationen vände sig till energiministeriet för förtydligande . Liknande projekt utvecklas av andra företag, såsom Novatek (Ob LNG, planerad att lanseras 2025). [26]
Den utvecklade strukturen för GTS kommer att fungera som en transport för nätverket av LNG-anläggningar, som är bekvämt placerade på platser med färdig infrastruktur och arbetskraft och hög efterfrågan på färdiga produkter. Sakhalin-1 LNG-anläggningen med en kapacitet på 6,2 miljoner ton är under uppbyggnad i De-Kastri i Khabarovsk-territoriet (den första fasen av Fjärran Östern LNG). Dess produkter kommer att efterfrågas i Japan på grund av de två ländernas geografiska närhet.
Rosneft planerar att investera i tre LNG-projekt värda minst 100 miljarder dollar (Far East LNG, Kara LNG, Arctic LNG-2).
Som väntat i början av 2021 kommer genomförandet av alla tre LNG-projekt att göra det möjligt för Ryssland att bli en av de största LNG-producenterna i världen tillsammans med de tre stora (Qatar, Australien och USA). [26]
De viktigaste LNG-importörerna 2018 var (i miljarder m³/år): [21]
Under 2014 importerade 29 länder LNG [27] .
Under de senaste tio åren har den globala efterfrågan på LNG fördubblats och uppgick till 258 miljoner ton 2016. [28]
Katalog över återförgasningsterminaler för flytande naturgas .
Det finns ett trettiotal stora återförgasningsterminaler i Europa , vars totala kapacitet i slutet av 2016 översteg 218 miljarder m³ naturgasekvivalenter. De europeiska länderna är dock inte bland de största LNG-konsumenterna. Den totala importen av LNG till Europa 2016 uppgick till endast 51 miljarder m³ i ekvivalent (15,3 % av den globala marknaden för denna produkt). Samtidigt gjordes stora leveranser till Spanien (13,2 miljarder m³), Storbritannien (10,5 miljarder m³), Frankrike (9,7 miljarder m³).
En av anledningarna till de europeiska ländernas låga aktivitet på LNG-marknaden är dess höga kostnader, en annan orsak är sedan länge etablerade gasleveranser från Ryssland. Som ett resultat är den befintliga återförgasningskapaciteten inte efterfrågad, terminalerna arbetar med en ganska låg belastning. Under 2016 varierade terminalkapacitetsutnyttjandet från 19 % i Nederländerna och 20 % i Storbritannien till 31 % i Belgien och 37 % i Italien [29] .
Polen siktar på att bli en av Europas gashubbar som använder LNG-import, främst från USA och Qatar. Polen tillhandahåller självt 50 % av sitt eget energibehov genom gasförsörjning från Ryssland, så frågan om att importera gas till landet är en diskussionsfråga. Landet är en av de äldsta köparna av rysk gas, vars leveranser har varit oavbrutna sedan 1944 [30] .
I oktober 2019 sa chefen för det tyska energibolaget Uniper, Andreas Schierenbeck, att gasbristen på kontinenten kan nå 300 miljarder kubikmeter per år. Enligt honom kommer andelen LNG-tillförsel på den europeiska marknaden att öka, och Europa kommer främst att ta emot det från Ryssland. Enligt honom finns det inget alternativ till rysk LNG: norska fält i Nordsjön håller på att torka ut, den inhemska efterfrågan på gas växer i Algeriet och han har minskat exporten med 20 procent [31] .
| Exportör | Volym, miljoner ton | Notera | Importör | Volym, miljoner ton | Notera |
|---|---|---|---|---|---|
| Qatar | 77,80 | 52.36 → Asien 23.52 → Europa 1.92 → Afrika och Bl. Öst |
Japan | 76,87 | 29,84 ← Australien 9,35 ← Malaysia 8,34 ← Qatar 6,34 ← Ryssland … 3,64 ← USA |
| Australien | 75,39 | 75,33 → Asien 0,06 → Afrika och Bl. Öst |
Kina | 61,68 | 28.16 ← Australien 7.48 ← Malaysia 8.49 ← Qatar 2.85 ← Ryssland … 0.27 ← USA |
| USA | 33,75 | 12.54 → Asien 12.72 → Europa 7.13 → Amerika 1.37 → Afrika och Bl. Öst |
söder Korea | 40,14 | 11.12 ← Qatar 7.59 ← Australien 5.05 ← USA … 2.31 ← Ryssland |
| Ryssland | 29.32 | 13.58 → Asien 15.07 → Europa …6.6 → Storbritannien …4.7 → Italien 0.06 → Amerika 0.61 → Afrika och Bl. Öst |
Indien | 23,98 | 9.74 ← Qatar |
| Malaysia | 26.21 | 26.21 → Asien | Taiwan | 16,66 | 4,67 ← Qatar 4,39 ← Australien |
| Nigeria | 20,84 | Spanien | 15,72 | ||
| Indonesien | 15.47 | Frankrike | 15.57 | ||
| Trinidad och Tobago | 12.50 | Storbritannien | 13.55 | ||
| Algeriet | 12.23 | Italien | 9,77 | ||
| oman | 10.26 | Kalkon | 9,37 | ||
| Hela världen | 354,7 |
| Huvudtyper av organiskt bränsle | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fossil |
| ||||||||
| Förnyelsebart och biologiskt | |||||||||
| artificiell | |||||||||