ก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG): การผลิต การจัดเก็บ การขนส่ง

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ตลาดพลังงานโลกยุคใหม่ผันผวนอย่างมาก มันนำมาซึ่งข่าวและความประหลาดใจมากมาย แน่นอนว่าส่วนที่ "เซอร์ไพรส์" ที่สุดคือเทคโนโลยีใหม่ สิ่งเหล่านี้รวมถึงการปฏิวัติชั้นหินและทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) เป็นหลัก

เทคโนโลยีและกระบวนการของภาค LNG ได้รับการจับตามองอย่างใกล้ชิดจากชุมชนธุรกิจและการเมืองทั่วโลก การเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลกในการเมืองโลกใหญ่บางครั้งเกิดจากการพัฒนาเทคโนโลยีของการผลิตพลังงานและการขนส่ง

เทคโนโลยี LNG

ก๊าซเหลวได้มาจากก๊าซธรรมชาติโดยใช้สองกระบวนการทางกายภาพ: การบีบอัดและการทำความเย็น ในขั้นสุดท้าย ก๊าซเหลวจะมีปริมาตรลดลงหกร้อยเท่า

กระบวนการทางเทคโนโลยีเป็นแบบหลายขั้นตอน แต่ละขั้นตอนมีการบีบอัด 5-10 ครั้ง ตามด้วยการทำให้เย็นลงและถ่ายโอนไปยังขั้นตอนถัดไป เมื่อผ่านจากระยะแรกไปยังระยะสุดท้าย ก๊าซยังคงเป็นก๊าซ สุดท้ายก็กลายเป็นของเหลวขั้นตอน ในการผลิตก๊าซ LNG หนึ่งตัน ต้องใช้ก๊าซธรรมชาติประมาณหนึ่งและครึ่งพันลูกบาศก์เมตร

ขั้นตอนทางเทคโนโลยีที่มีการบีบอัดและการระบายความร้อนต้องใช้ต้นทุนพลังงานจำนวนมาก มากถึง 25% ของปริมาณก๊าซเหลวทั้งหมด

ความแตกต่างในการผลิต

LNG พืชมีลักษณะของกระบวนการทางกายภาพที่แตกต่างกันออกไป:

• คันเร่ง;
• เครื่องขยายเทอร์โบ;
• กังหัน-กระแสน้ำวนเป็นต้น

วันนี้มีการใช้วิธีการประมวลผลสองวิธีในโลกนี้:

1. การควบแน่นหรือการอัดแก๊สกับพื้นหลังของแรงดันคงที่ วิธีนี้ใช้ไม่ได้ผลแล้วเนื่องจากมีค่าใช้จ่ายด้านพลังงานสูง
2. วิธีแลกเปลี่ยนความร้อนโดยใช้ตู้เย็นหรือคันเร่งตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแก๊ส

หนึ่งในข้อกำหนดทางเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดสำหรับการผลิตก๊าซ LNG คือฉนวนกันความร้อนคุณภาพสูงและอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน

ถ้าเราพูดถึงกระบวนการผลิตก๊าซเหลวในภาพรวม จะประกอบด้วยสี่ขั้นตอนบังคับและต่อเนื่องกัน:

1. การผลิตก๊าซจากแท่นขุดเจาะ การส่งท่อไปยังโรงงานเหลว
2. แก๊สเหลว จัดเก็บ LNG ในสิ่งอำนวยความสะดวกพิเศษ
3. การจัดส่ง LNG ไปยังเรือบรรทุกด้วยการขนส่งทางน้ำ
4. LNG ขนถ่ายที่เทอร์มินัล การจัดเก็บ การเติมแก๊สใหม่ และการส่งมอบให้ผู้บริโภค

คุณสมบัติของก๊าซ LNG

คุณสมบัติทางกายภาพของก๊าซเหลวมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว เขาเป็นผู้นำตัวเขาเองอย่างอ่อนโยนมาก: ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ มันไม่ไหม้และไม่ระเบิด หากวางไว้ในที่โล่งที่อุณหภูมิปกติ LNG จะเริ่มระเหยอย่างเงียบๆ ผสมกับอากาศ

ติดไฟได้ แต่ที่ความเข้มข้นของก๊าซในอากาศที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้น: จาก 4.4 ถึง 17% หากปริมาณ LNG ในอากาศต่ำกว่า 4.4% ปริมาณก๊าซที่จะจุดไฟจะน้อยเกินไป หากความเข้มข้นของก๊าซในอากาศเกิน 17% ออกซิเจนจะไม่เพียงพอสำหรับเปลวไฟ นี้เป็นพื้นฐานของกระบวนการ regasification การระเหยทำได้โดยง่ายโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน กล่าวคือ ไม่มีอากาศ

ขนส่ง LPG

เทคโนโลยีการจัดส่ง LNG ไม่ได้ด้อยไปกว่าวิธีการผลิตในแง่ของไดนามิกและความก้าวหน้า ตัวอย่างเช่น หากเราดำเนินการจัดอันดับของเรือเดินทะเลสมัยใหม่ในแง่ของความสวยงามและการออกแบบ เรือเดินทะเลจะไม่ได้รับชัยชนะเลย เรือบรรทุกก๊าซเหลวสีขาวเหมือนหิมะจะชนะ โดดเด่นด้วยขนาด ความหลากหลาย และการออกแบบที่ไม่เหมือนใคร

โรงงานก๊าซธรรมชาติเหลวมักตั้งอยู่ใกล้กับแหล่งผลิต ในขั้นตอนนี้ องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดคือการจัดเก็บ LNG ด้วยข้อกำหนดทางเทคโนโลยีที่ร้ายแรงที่สุดพร้อมการนำไปใช้ที่บังคับ ถัง Cryo สร้างขึ้นบนหลักการของเรือ Dewar ซึ่งออกแบบมาเพื่อเก็บสารที่มีอุณหภูมิแตกต่างจากปกติ องค์ประกอบหลักในภาชนะดังกล่าวคือผนังสองชั้น ถังเก็บความเย็นสำหรับการจัดเก็บและขนส่ง LNG สามารถวางบนเรือบรรทุกน้ำทะเลหรือยานพาหนะพิเศษ สำหรับการขนส่งทางรถไฟจะใช้เกวียนพิเศษในรูปแบบถังแช่แข็ง

หาก LNG ได้รับการปรับสภาพใหม่แล้ว ก็จะถูกส่งไปยังผู้บริโภคผ่านท่อส่งก๊าซแบบคลาสสิก

อันไหนดีกว่ากัน

มีการคำนวณมานานแล้วว่าเทคโนโลยีการขนส่ง LNG นั้นให้ผลกำไรมากกว่าท่อส่งแบบธรรมดาในระยะทางไกลเกินหลายพันกิโลเมตร

ในรัสเซีย ก๊าซพรอมกังวลมากที่สุดเกี่ยวกับการผลิตก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) ตามที่ผู้เชี่ยวชาญชั้นนำกล่าวว่า LNG ของรัสเซียได้เริ่มเป็นการแข่งขันที่ไม่จำเป็นสำหรับวิธีไปป์ไลน์แล้ว ข้อโต้แย้งประการหนึ่งคือการไม่มีอากรส่งออกและภาษีสำหรับการสกัดแร่ธาตุใน Yamal LNG เดียวกัน สถานการณ์นี้เรียกว่า “การสูญเสียประสิทธิภาพงบประมาณ”

ดูเหมือนว่าประธานาธิบดีวลาดิมีร์ ปูติน จะพบวิธีประนีประนอม นอกจากนี้เขายังไม่เห็นอะไรที่ดีในการแข่งขันระหว่างก๊าซธรรมชาติของรัสเซียสองประเภท ในขณะเดียวกัน เทคโนโลยี LNG จำเป็นต้องได้รับการส่งเสริมในตลาดภายในประเทศของประเทศ เพื่อสร้างการขนส่งสาธารณะให้เป็นเชื้อเพลิงชนิดใหม่ - ก๊าซธรรมชาติ นอกจากรถโดยสารแล้ว รัสเซียยังมีผู้บริโภค LNG จำนวนมาก ซึ่งส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในพื้นที่ห่างไกลซึ่งไม่มีท่อส่งก๊าซและจะไม่มีเลย

รัสเซีย LNG

Sakhalin-2 และ Yamal LNG เป็นโรงงานผลิตก๊าซเหลวสองแห่งในรัสเซียในปี 2018 องค์กรแรกและเก่าแก่ที่สุดคือโรงงาน Sakhalin ซึ่งเป็นเจ้าของโดย Shell, Mitsubishi และ Mitsui และผู้ถือหุ้นที่มีอำนาจควบคุมเป็นของ Gazprom

การผลิตน้ำมันและก๊าซที่เกี่ยวข้อง และการผลิต LNG ยังเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขของข้อตกลงแบ่งปันการผลิตพิเศษอีกด้วย โรงงาน LNG เริ่มดำเนินการในปี 2552 และกลายเป็นองค์กรรัสเซียแห่งแรกในโปรไฟล์นี้

น้องชายเป็นโรงงานแห่งที่สองที่ Novatek เป็นเจ้าของ นี่คือโครงการ Yamal LNG ซึ่งมุ่งเน้นการส่งออกก๊าซเหลวตั้งแต่ต้น ภายในกรอบการทำงาน จะมีการสร้างและดำเนินการสร้างสถานีขนถ่าย 5 แห่งที่มีกำลังการผลิตรวมมากถึง 58 ล้านตันต่อปี

แก๊สสหรัฐ

สหรัฐอเมริกาไม่ได้เป็นเพียงบ้านของเทคโนโลยีลดก๊าซธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังเป็นผู้ผลิต LNG รายใหญ่ที่สุดจากวัตถุดิบของตัวเองด้วย ดังนั้น เมื่อฝ่ายบริหารของโดนัลด์ ทรัมป์ ได้เปิดตัวแผนพลังงาน America First Energy อันทะเยอทะยาน เพื่อทำให้ประเทศเป็นประเทศพลังงานหลักของโลก ผู้เล่นทุกคนบนแพลตฟอร์มก๊าซทั่วโลกควรให้ความสนใจ

การเปลี่ยนแปลงทางการเมืองในสหรัฐฯ แบบนี้ไม่แปลกใจเลย จุดยืนของพรรครีพับลิกันของสหรัฐอเมริกาเกี่ยวกับไฮโดรคาร์บอนนั้นชัดเจนและเรียบง่าย นี่คือพลังงานราคาถูก

การคาดการณ์สำหรับการส่งออก LNG ของสหรัฐฯ แตกต่างกันมาก สิ่งที่น่าดึงดูดที่สุดในการตัดสินใจเรื่อง "ก๊าซ" ทางการค้าคือการพัฒนาในประเทศในสหภาพยุโรป ก่อนที่เราจะเปิดเผยภาพของการแข่งขันที่รุนแรงที่สุดระหว่างก๊าซ "คลาสสิก" ของรัสเซียผ่าน Nord Stream 2 และ LNG ที่นำเข้าจากอเมริกา หลายประเทศในยุโรป รวมทั้งฝรั่งเศสและเยอรมนี มองว่าสถานการณ์ปัจจุบันเป็นโอกาสที่ดีในการกระจายแหล่งก๊าซในยุโรป

สำหรับตลาดเอเชีย สงครามการค้าระหว่างสหรัฐฯ และจีน ได้นำไปสู่การปฏิเสธอย่างสมบูรณ์ของวิศวกรไฟฟ้าของจีนจาก LNG ของอเมริกาที่นำเข้า การย้ายครั้งนี้เปิดโอกาสมหาศาลในการจัดหาก๊าซรัสเซียผ่านท่อส่งไปยังจีนเป็นเวลานานและมีปริมาณมาก

ความปลอดภัยเมื่อใช้ LNG

ความปลอดภัยในหลายอุตสาหกรรมกลายเป็นงานประจำที่น่าเบื่อ ทัศนคตินี้ใช้ไม่ได้กับการผลิตก๊าซเหลว ตลอดจนทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับคำว่า "แก๊ส"

ความเสี่ยงหลักเกี่ยวข้องกับความไวไฟโดยรวมของก๊าซโดยรวม ความไวไฟของ LNG นั้นมีลำดับความสำคัญต่ำกว่าแน่นอน กฎระเบียบด้านความปลอดภัยของ LNG มุ่งเน้นไปที่การรั่วไหลและการกลายเป็นไอของ LPG ตัวอย่างเช่น หากมีการเทก๊าซใหม่ที่มีความหนาแน่นต่างกันลงในเรือบรรทุก LNG (ซึ่งเกิดขึ้น) ของเหลวสามารถแยกออกได้โดยไม่ต้องผสม ในกรณีนี้ ก๊าซที่มีความหนาแน่นมากขึ้นจะตกลงสู่ด้านล่างด้วยการก่อตัวของฟันผุสองช่องที่มีการไหลเวียนของของเหลวอย่างอิสระ ในที่สุดของเหลวจะถูกผสมระหว่างการแลกเปลี่ยนการพาความร้อน หากเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว การแบ่งชั้นจะเริ่มขึ้น: LNG จะระเหยอย่างรวดเร็วและเหลือเฟือ เพื่อป้องกันสิ่งนี้จึงใช้อุปกรณ์พิเศษสำหรับการผสมแบบควบคุมและวิธีการเติมถังพิเศษ

ข้อดีของ LNG: สรุป

เริ่มต้นด้วยประโยชน์ของการใช้ LNG ในตลาดภายในประเทศ การใช้ก๊าซเหลวในโรงต้มน้ำเป็นเชื้อเพลิงที่เหมาะสมที่สุด: ค่าความร้อนสูงสุด ประสิทธิภาพสูงสุด และต้นทุนปานกลาง ซึ่งท้ายที่สุดกลับกลายเป็นว่าประหยัดกว่าน้ำมันเชื้อเพลิง

การขนส่ง LNG นั้นเชื่อมโยงกับโรงต้มน้ำของโลคัลไลเซชั่นได้อย่างง่ายดาย รวมถึงจุดที่ห่างไกลที่สุด ด้วยการผลิตวิธีการขนส่ง LNG ที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีในรูปแบบของถังแช่เยือกแข็งที่มีการกำหนดค่าต่างๆ

เนื่องจาก LNG เผาไหม้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าถ่านหินหรือน้ำมันเชื้อเพลิง การปล่อยมลพิษสู่ชั้นบรรยากาศจึงมีน้อย: ก๊าซไอเสียไม่มีอนุภาคหรือสารประกอบกำมะถัน

จากมุมมองของการส่งออก LNG และการพัฒนาของตลาดพลังงานทั่วโลก LNG และการผลิตได้กลายเป็นปัจจัยที่มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับประเทศเศรษฐกิจที่ใหญ่ที่สุดในโลก รวมถึงฝรั่งเศส เกาหลีใต้ สเปน เป็นต้น หลัก ผู้บริโภคทั่วโลกของก๊าซเหลวคือญี่ปุ่น ซึ่งนำเข้าก๊าซ LNG 100%