Wzrost gospodarczy i rosnąca liczba ludności na świecie spowodowały znaczne zwiększenie zapotrzebowania na energię: przewiduje się, że globalne zużycie energii podwoi się do 2050 r. w porównaniu z poziomem z 2020 r. W obecnej sytuacji geopolitycznej dywersyfikacja źródeł energii jest w najbliższym czasie priorytetem.
Aby sprostać temu nowemu poziomowi zapotrzebowania, potrzebna jest szeroka gama zasobów energetycznych. Gaz ziemny jest powszechnie dostępny i jest uznawany za najczystsze paliwo kopalne, więc bez wątpienia odegra ważną rolę w rozwiązaniu tego problemu. Biopaliwa można również uznać za realną alternatywę, która pomoże stworzyć zestaw czystszych i bardziej zrównoważonych źródeł energii.
Skroplony gaz ziemny: po co stosować LNG i bio-LNG jako alternatywne źródła energii dla pojazdów?
Gaz ziemny znajduje się głównie w odległych lokalizacjach na całym świecie, co może sprawić, że transport i związane z nim koszty będą prawdziwym wyzwaniem. W związku z tym przed dystrybucją gaz jest kriogenicznie schładzany do temperatury -162°C w celu wytworzenia skroplonego gazu ziemnego (LNG). Jako płyn LNG jest znacznie bezpieczniejszy i bardziej ekonomiczny w transporcie i magazynowaniu, ponieważ zajmuje do 600 razy mniej miejsca niż w stanie gazowym. To samo dotyczy bio-LNG, ponieważ jego gęstość i właściwości fizyczne są porównywalne z LNG. Bio-LNG to biopaliwowa wersja gazu, pozyskiwana w całości ze źródeł odnawialnych.
LNG to czyste spalanie, bardziej przyjazne dla środowiska paliwo, które emituje mniej dwutlenku węgla niż inne paliwa kopalne. Jest również znacznie bezpieczniejszy i wydajniejszy w transporcie, gdy jest schłodzony i zamieniony w płyn: ma 639 razy mniejszą objętość niż gaz ziemny, co ogromnie obniża koszty transportu.
Gaz ziemny vs LNG i bio-LNG pod względem gęstości
Gęstość gazu ziemnego (NG) = 0,68 kg/m3
Gęstość LNG= 426,00 kg/m3
Oznacza to, że 1,0 kg gazu ziemnego wymaga objętości 1,47 m3; podczas gdy 1 kg LNG potrzebuje zaledwie 0,0023 m3. Dzięki temu możliwe jest zmieszczenie tej samej ilości LNG w znacznie mniejszej objętości. 1,47 m3 podzielone przez 0,0023 m3 równa się 639.
Bio-LNG ma podobną gęstość i właściwości fizyczne jak LNG; jednak ten pierwszy przechodzi obróbkę w celu usunięcia zanieczyszczeń i stworzenia składu chemicznego porównywalnego z drugim.
LNG jest najczystszym paliwem kopalnym, ponieważ większość jego zanieczyszczeń i cięższych węglowodorów jest usuwana podczas skraplania. W rezultacie LNG ma stosunkowo niską zawartość tlenku azotu (NOx) i innych gazów cieplarnianych, w tym CO2. LNG uwalnia do 90% mniej NOx i do 70% mniej CO2 niż tradycyjne paliwa, takie jak benzyna czy olej napędowy, według FutureGas report.
LNG może być również źródłem odnawialnym, gdy jest uzyskiwany z fermentacji beztlenowej odpadów organicznych, w wyniku czego powstaje bio-LNG. W tym przypadku surowiec z biomasy przechodzi fermentację i zamienia się w biometan, który po oczyszczeniu przekształca się w wysokiej jakości gaz. Proces ten pozwala na ponowne wykorzystanie materii organicznej i generuje takie same korzyści energetyczne jak czysty LNG.
LNG jest paliwem niskoemisyjnym, które okazuje się szczególnie interesujące dla flot transportu towarowego, ponieważ ciężarówka może przejechać około 1200 km na jednym zbiorniku paliwa.
Jak powstaje LNG?
Produkcja LNG odbywa się w kilku krokach:
1) Wydobyty gaz ziemny musi zostać oczyszczony w celu usunięcia niepożądanych pierwiastków, takich jak woda, dwutlenek węgla, rtęć i siarka. Zanieczyszczenia te zamarzałyby podczas procesu upłynniania i potencjalnie powodowałyby zatory.
2) Ponadto gaz ziemny może zawierać śladowe ilości propanu i butanu, które należy odfiltrować, aby uzyskać absolutną czystość.
3) Oczyszczony gaz jest następnie skraplany za pomocą wymiennika ciepła, który działa jak jednostka chłodnicza, pochłaniając ciepło z gazu, aż ostygnie do temperatury -162°C. Proces ten przekształca gaz w klarowną, bezbarwną, nietoksyczną ciecz i zapewnia istotne zmniejszenie objętości.
4) LNG jest przechowywany w izolowanych kontenerach do czasu transportu tankowcem ze zbiornikami z kontrolowaną temperaturą
5) Po wysyłce LNG jest regazyfikowane i transportowane rurociągami w celu dostarczenia energii do domów, firm i przemysłu.
LNG transportowane w zbiornikowcu LNG, zwanym także tankowcem LNG.
Jak powstaje bio-LNG?
Produkcja bio-LNG jest bardzo podobna do produkcji czystego LNG i obejmuje te same ogólne etapy. Jednak skład bio-LNG jest bardziej podatny na zanieczyszczenia lub czynniki zanieczyszczające, w związku z czym wymaga skrupulatnej uwagi podczas pierwszego etapu produkcji, jakim jest proces oczyszczania.
Oczyszczanie usuwa zanieczyszczenia takie jak amoniak (NH3), para wodna (H2O), siarkowodór (H2S), metylosiloksany, azot (N2), tlen (O2), chlorowcowane lotne związki organiczne (LZO), tlenek węgla (CO) i węglowodory. Substancje te mogą powodować problemy operacyjne, głównie z powodu korozji, i mogą prowadzić do zagrożeń dla zdrowia i środowiska.
Usunięcie tych składników skutkuje powstaniem biometanu, czyli uszlachetnionego biogazu. Biometan może być wykorzystany jako paliwo w transporcie, a także jako materiał do produkcji energii elektrycznej i cieplnej.
Budowa stacji LNG i bio-LNG
LNG lub bio-LNG wykorzystywane jako paliwo, są przechowywane w stanie ciekłym w zbiorniku. Aby zachować płynną postać, gaz musi przez cały czas pozostawać w temperaturze -162°C.
Aby bezpiecznie tankować ciężarówki LNG i bio-LNG, kierowcy i operatorzy muszą przestrzegać środków ochronnych, nosząc obuwie ochronne, kombinezon z długimi rękawami, rękawice kriogeniczne i okulary ochronne.
TSG ułatwia planowanie, projektowanie, budowę i instalację stacji LNG/bio-LNG dla firm, które chcą obsługiwać stacje publiczne lub stacje prywatne dla własnych flot.
- Stacja LNG/bio-LNG jest zazwyczaj zarządzana przez następujące procesy:
- Offload (przelew LNG/bio-LNG z naczepy do zbiornika paliwa stacji)
- Magazynowanie LNG/Bio-LNG
- System zarządzania BOG (boil-off gas) (aby uniknąć wzrostu wysokiego ciśnienia wewnątrz zbiornika, gdy temperatura LNG/bio-LNG zaczyna rosnąć)
- Dystrybutor paliwa LNG/Bio-LNG
- Dystrybucja LCNG (po dodaniu do stacji linii LCNG, umożliwiającej dostawy zarówno LNG, jak i CNG bez rurociągów).
Przykład stacji LNG firmy AECOM & Shell we Francji (autostrada A10 – Paryż-Orlean). Nasz zespół gazowy w TSG France zapewnił instalację wszystkich urządzeń LNG i bio-LNG w maju 2021 r.
Czy biogaz może zastąpić gaz ziemny?
Bio-LNG jest obecnie stosowany jako uzupełnienie LNG, ale Unia Europejska (UE) dąży do masowej produkcji biogazów do zastosowań zarówno przemysłowych, jak i domowych. Aby to osiągnąć, UE planuje wdrożyć politykę środowiskową i gospodarczą w celu budowy gospodarki niskoemisyjnej, osiągając 80-95% redukcję gazów cieplarnianych (GHG) do 2050 roku.
Aby osiągnąć ten cel, UE ustaliła, że do 2030 r. co najmniej 32% całkowitego zużycia energii będzie pochodzić ze źródeł odnawialnych. Polityka ta uwzględnia statystyki z 2014 r., kiedy 19,2% światowego zużycia energii końcowej pochodziło ze źródeł odnawialnych, w tym biomasa reprezentował 14%. W maju 2022 r. pojawiła się propozycja zwiększenia celu do 45% do 2030 r.
Nawet przekraczając oczekiwania, produkcja biogazu nie wystarczy, aby całkowicie zastąpić nieodnawialne źródła energii. Jednak oprócz innych istniejących i nowo rozwijanych źródeł energii dla transportu, takich jak energia elektryczna (poprzez baterie lub wodór), możliwe jest wystarczające zróżnicowanie rynku, aby poradzić sobie z kryzysem energetycznym, przy jednoczesnym zachowaniu i realizacji celów polityki ochrony środowiska.
Nowe usługi energetyczne TSG
TSG jest największym dostawcą usług i sprzętu w branży, z ponad 50-letnim doświadczeniem. TSG jest najbardziej znana z instalacji i konserwacji tradycyjnych stacji paliw kopalnych w 30 krajach w Europie i Afryce, a jej celem jest przejście wraz ze swoimi klientami na czystsze i bardziej zrównoważone źródła energii.
Dzięki TSG Gas jesteśmy teraz w stanie instalować i serwisować stacje LPG, LNG/bio-LNG, LCNG/bio-LNG, CNG/bio-CNG i wodorowe. TSG zapewnia kompletne rozwiązania „pod klucz”, od badania terenu, projektowania, budowy, zarządzania projektami, robót budowlanych, instalacji i uruchomienia sprzętu, poparte pakietem usług i konserwacji. Zapewniamy elastyczne rozwiązania do wykorzystania kilku źródeł energii, wspierając transformację i dywersyfikację energetyki.
