Gas naturale liquefatto (GNL): produzione, stoccaggio, trasporto

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Il moderno mercato energetico globale è estremamente volatile. Porta una quantità enorme di novità e sorprese. La parte più "sorpresa" è, ovviamente, le nuove tecnologie. Questi includono principalmente la rivoluzione dello shale e tutto ciò che riguarda il gas naturale liquefatto (GNL).

Le tecnologie ei processi del settore del GNL sono seguiti da vicino dalle comunità economiche e politiche di tutto il mondo. I cambiamenti tettonici nella grande politica mondiale sono talvolta dovuti allo sviluppo tecnologico della produzione di energia e della logistica.

Tecnologia GNL

Il gas liquefatto si ottiene dal gas naturale utilizzando due processi fisici: compressione e raffreddamento. Alla fine, il volume del gas liquefatto viene ridotto di seicento volte.

Il processo tecnologico è a più stadi. Ogni fase è una compressione di 5-10 volte, seguita da raffreddamento e trasferimento alla fase successiva. Quando si passa dal primo al penultimo stadio, il gas rimane un gas. Si trasforma in un liquido solo alla finepassi. Per produrre una tonnellata di gas GNL sono necessari circa un migliaio e mezzo di metri cubi di gas naturale.

Gli stadi tecnologici con compressione e raffreddamento richiedono notevoli costi energetici, fino al 25% della quantità totale di gas liquefatto.

Sfumature di produzione

Gli impianti GNL si differenziano per la natura dei processi fisici su cui operano:

• acceleratore;
• turbo-espansore;
• turbina-vortice, ecc.

Oggi nel mondo vengono utilizzati due metodi di elaborazione:

1. Condensazione o compressione di gas su uno sfondo di pressione costante. Questo metodo non è più tra quelli efficaci a causa degli elevati costi energetici.
2. Metodi di scambio termico mediante frigoriferi o valvole a farfalla in base alle variazioni della temperatura del gas.

Uno dei requisiti tecnologici più importanti per la produzione di gas GNL è l'elevata qualità dell'isolamento termico e delle apparecchiature di scambio termico.

Se parliamo del processo di produzione del gas liquefatto nel suo insieme, allora si compone di quattro fasi obbligatorie e sequenziali:

1. Produzione di gas da impianti di perforazione, consegna di gasdotti all'impianto di liquefazione.
2. Liquefazione del gas, stoccaggio di GNL in strutture speciali.
3. Spedizione di GNL a petroliere con trasporto via acqua.
4. Scarico GNL ai terminali, stoccaggio, rigassificazione e consegna al consumatore.

Proprietà del gas GNL

Le proprietà fisiche del gas liquefatto sono uniche. Egli guidastesso molto mansueto: nella sua forma pura, non brucia e non esplode. Se viene collocato in uno spazio aperto a temperatura normale, il GNL inizierà ad evaporare silenziosamente, mescolandosi con l'aria.

L'accensione è possibile, ma solo a una specifica concentrazione di gas nell'aria: dal 4,4 al 17%. Se il contenuto di GNL nell'aria è inferiore al 4,4%, la quantità di gas da accendere sarà troppo piccola. Se la concentrazione di gas nell'aria supera il 17%, non ci sarà abbastanza ossigeno per la fiamma. Questa è la base del processo di rigassificazione. L'evaporazione avviene semplicemente senza ossigeno, cioè senza aria.

Logistica GPL

Le tecnologie di erogazione del GNL non sono in alcun modo inferiori ai metodi di produzione in termini di dinamismo e avanzamento. Se conduciamo, ad esempio, una valutazione delle moderne navi marittime in termini di estetica e design, le navi da crociera non vinceranno affatto. Vinceranno le bianche autocisterne di gas liquefatto, che colpiscono per dimensioni, varietà e design unici.

Gli impianti di gas naturale liquefatto si trovano solitamente vicino a dove vengono prodotti. In questa fase, l'elemento più importante è lo stoccaggio di GNL con i requisiti tecnologici più seri con la loro attuazione obbligatoria. I serbatoi Cryo sono costruiti secondo il principio dei vasi Dewar, progettati per immagazzinare sostanze con una temperatura diversa dal normale. L'elemento principale in tali navi sono le doppie pareti. Le criotaniche per lo stoccaggio e il trasporto di GNL possono essere collocate su navi cisterna o veicoli speciali. Per il trasporto ferroviario, nel modulo vengono utilizzati vagoni specialicriotank.

Se il GNL è già stato rigassificato, viene inviato al consumatore attraverso un classico gasdotto.

Quale è meglio?

È stato a lungo calcolato che le tecnologie di trasporto del GNL sono più redditizie di un gasdotto convenzionale su lunghe distanze che superano diverse migliaia di chilometri.

In Russia, Gazprom è la più preoccupata per la produzione di GNL. Secondo i suoi maggiori esperti, il GNL russo ha già iniziato a essere un'inutile competizione per il metodo del gasdotto. Uno degli argomenti è l'assenza di un dazio all'esportazione e di una tassa sull'estrazione di minerali sulla stessa Yamal LNG. Questa situazione è chiamata "perdita di efficienza del budget".

Sembra che il presidente Vladimir Putin abbia trovato una soluzione di compromesso. Inoltre, non vede nulla di buono nella competizione tra i due tipi di gas naturale russo. Allo stesso tempo, le tecnologie GNL devono essere promosse nel mercato interno del paese per ricostruire il trasporto pubblico con un nuovo tipo di combustibile: il gas naturale. Oltre agli autobus, ci sono molti consumatori di GNL in Russia, per lo più residenti in aree remote dove non ci sono gasdotti e non ce ne saranno.

GNL russo

Sakhalin-2 e Yamal LNG sono due impianti di liquefazione del gas in funzione in Russia nel 2018. La prima e più antica impresa è lo stabilimento di Sakhalin, di proprietà di Shell, Mitsubishi e Mitsui, e una quota di controllo appartiene a Gazprom.

Produzione di petrolio e gas associato, eLa produzione di GNL avviene anche in base a uno speciale accordo di condivisione della produzione. L'impianto GNL è stato messo in funzione nel 2009 ed è diventata la prima impresa russa di questo profilo.

Il fratello minore è il secondo stabilimento di proprietà di Novatek. Questo è il progetto Yamal LNG, che fin dall'inizio si è concentrato sull'esportazione di gas liquefatto. All'interno della sua struttura, saranno costruiti e messi in funzione cinque terminal di carico con un'enorme capacità totale annua fino a 58 milioni di tonnellate.

Gas USA

Gli Stati Uniti non sono solo la patria della tecnologia a gas ridotto, ma anche il più grande produttore di GNL dalla propria materia prima. Pertanto, quando l'amministrazione Donald Trump ha lanciato l'ambizioso America First Energy Plan per rendere il paese la principale potenza energetica mondiale, tutti gli attori della piattaforma globale del gas dovrebbero tenerne conto.

Questo tipo di svolta politica negli Stati Uniti non è stata una grande sorpresa. La posizione repubblicana degli Stati Uniti sugli idrocarburi è chiara e semplice. Questa è energia a basso costo.

Le previsioni per le esportazioni di GNL negli Stati Uniti sono molto diverse. Il più grande intrigo nelle decisioni commerciali sul "gas" si sta sviluppando nei paesi dell'UE. Davanti a noi si sta svelando un quadro della più forte concorrenza tra il gas "classico" russo attraverso il Nord Stream 2 e il GNL importato dagli americani. Molti paesi europei, tra cui Francia e Germania, vedono la situazione attuale come un'eccellente opportunità per diversificare le fonti di gas in Europa.

Per quanto riguarda il mercato asiatico, la guerra commerciale tra Stati Uniti e Cina ha portato a un completo rifiuto degli ingegneri energetici cinesi dal GNL americano importato. Questa mossa apre enormi opportunità per la fornitura di gas russo attraverso gasdotti alla Cina per molto tempo e in enormi volumi.

Sicurezza quando si utilizza il GNL

La sicurezza in molti settori è diventata una routine noiosa. Questo atteggiamento non si applica in alcun modo alla produzione di gas liquefatto, così come a tutto ciò che è connesso con la parola "gas".

I rischi principali sono associati all'infiammabilità complessiva del gas nel suo insieme. L'infiammabilità del GNL è ovviamente inferiore di un ordine di grandezza. Le norme di sicurezza del GNL si concentrano sullo sversamento e la vaporizzazione del GPL. Se, ad esempio, viene versato un nuovo gas con una densità diversa in una cisterna di GNL (questo accade), i liquidi possono separarsi senza mescolarsi. In questo caso, il gas più denso si depositerà sul fondo con la formazione di due cavità con circolazione indipendente di liquidi. I liquidi vengono infine miscelati durante lo scambio convettivo. Se avviene rapidamente, inizia la stratificazione: il GNL evapora rapidamente e in abbondanza. Per evitare ciò, vengono utilizzati dispositivi speciali per la miscelazione controllata e metodi speciali di riempimento dei serbatoi.

Vantaggi del GNL: Riepilogo

Inizia con i vantaggi dell'utilizzo del GNL nel mercato interno. L'uso del gas liquefatto nelle caldaie è il tipo di combustibile più ottimale: il più alto potere calorifico, il massimo rendimento e un costo molto contenuto, che alla finerisulta essere ancora più economico dell'olio combustibile.

La logistica GNL è facilmente collegata a centrali termiche di qualsiasi localizzazione, compresi i punti più remoti, grazie alla produzione ben sviluppata di mezzi di trasporto GNL sotto forma di serbatoi criogenici di varie configurazioni.

Poiché il GNL brucia in modo più efficiente del carbone o dell'olio combustibile, le emissioni nocive nell'atmosfera sono minime: i gas di combustione non contengono particolato o composti di zolfo.

Dal punto di vista delle esportazioni di GNL e dello sviluppo del mercato energetico globale, il GNL e la sua produzione stanno diventando un fattore sempre più prioritario per le maggiori economie mondiali, tra cui Francia, Corea del Sud, Spagna, ecc. consumatore globale di gas liquefatto è il Giappone, le cui importazioni di gas sono al 100% GNL.