A földgáz a világ egyik legfontosabb energiaforrása, amely a globális áramtermelés több mint 20%-át adja. Ahogyan azt egy másik összefoglalónkban írtuk, a földgáz szállítása főleg nemzetközi csőhálózatokon keresztül történik. Bár nem tartozik a megújuló energiaforrások közé, mégis a legtisztább fosszilis anyagként tartják számon. Így elengedhetetlenül fontos szerepet játszik a zöld energiaforrásokra történő átállásban és a karbon emisszió hatékony csökkentésében.
Éppen a földgáz nemzetközi kereskedelme és a csőhálózat az, ami életre hívta az LNG-t. A cikk bemutatja, hogy mi az LNG jelentése, hogyan történik a cseppfolyósított földgáz előállítása, miként tároljuk és hogyan használjuk fel.
A földgáz halmazállapota (ahogy a neve is sugallja) gáznemű, ám egy speciális eljárással cseppfolyósítható. Az LNG a “liquefied natural gas” rövidítése, ez magyarul cseppfolyósított földgázt vagy cseppfolyósított gázt jelent. Gyakran nevezik LNG gáznak is, de ez helytelen, hiszen az LNG-ben már benne van a gáz kifejezés.
Szinte ugyanolyan összetételű, mint a hagyományos értelemben vett földgáz – csupán hűtött formában. Ez azt jelenti, hogy -162 °C hőmérsékletű és a víznél kisebb sűrűségű halmazállapotban van.
Az Energiaügyi Minisztérium az alábbi módon definiálja a folyósított földgázt.
LNG jelentése: “Az LNG olyan földgáz, amelyet folyékony halmazállapotúvá hűtöttek, (körülbelül -130 °C hőmérsékletre) szállítás és tárolás céljából. A folyékony földgáz térfogata körülbelül 600-szor kisebb, mint a gáz halmazállapotújé.”
Ahogy a fenti definíció is mutatja, a lényegi különbséget az adja a csővezetéken szállított földgázhoz képest, hogy a tárolási hőmérsékleten egyes összetevők (víz, szénhidrogének, szén-dioxid, higany) szilárddá fagynak: ezeket szinte teljesen ki kell vonni a cseppfolyósított gázból. Ezenkívül minden másban megegyezik a gázhalmazállapotban, csővezetéken szállított földgázzal: színtelen és szagtalan, nem mérgező, de rendkívül gyúlékony.
Utóbbi tulajdonsága miatt az LNG-t is szagosítják. Szagosításra leginkább tetra-hidro-tiofént vagy etil-merkaptánt használnak, ha pedig erre nem kerül sor, akkor gázérzékelő műszerekkel ellenőrzik.
Leginkább akkor szállítják cseppfolyósított halmazállapotában, amikor a csővezetéken történő szállítás nem megoldható - tehát azokban a régiókban, amelyek túl messze vannak a földgázkitermelő helyektől és így nem vezet oda összekötő csővezeték, ám a közúti, de leginkább a vízi szállítás feltételei adottak. Ilyenkor a vezetékek helyett teherhajókon juttatják célba, hiszen az LNG rendkívül jól és hatékonyan szállítható a tengereken. Egy köbméter cseppfolyós LNG-ből – visszagázosítás után – körülbelül 600 köbméter normál állapotú földgáz keletkezik.
Arról a fentebb említett cikkben már volt szó, hogyan keletkezik a földgáz. De hogyan lesz a gáz cseppfolyós? Mutatjuk!
A cseppfolyósított földgáz több, különböző eljárással is előállítható, de minden eljárásnak ugyanaz a lényege: a gáz komprimálása és lehűtése. Többek között ilyen eljárások vannak:
Mind közül az első, APCI vagy C3MR eljárás a leggyakoribb.
Az APCI a földgáz cseppfolyósításának azon módja és folyamata, amely a kifejlesztő cég nevét viseli (Air Products and Chemicals Inc.) és amelynek a technológiájában két fő hűtőciklus van. Az első ciklus egy többlépcsős propán (C3) előhűtő rendszerből áll, amelyet egy cseppfolyósító ciklus követ a nitrogénből, metánból, etánból és propánból álló MR rendszer felhasználásával. Az APCI - C3MR eljárás szíve pedig egy saját spiráltekercses hőcserélő (spiral-wound heat exchanger, vagyis SWHE), amelynek hőhatékonysága meghaladja a 93%-ot.
Ezen a technológián kívül több nagy kőolaj- és földgázkitermelő vállalat is kifejlesztette a saját eljárását az LNG előállításához (például a Shell vagy a Linde), mégis az APCI módszert használják a legtöbben.
A másik gyakran használt technológia a DMR (dual mixed refrigerant), amely bár nagyon hasonlít az APCI eljárásra, de az egykomponensű hűtőközeg helyett duális rendszert használ – tehát két mechanikus meghajtású kompresszort.
Fontos tudni, hogy -162 °C az LNG forráspontja – ez pedig a földi körülményekhez képest extrém alacsony hőmérsékletnek számít. Főleg ez az oka annak, hogy a cseppfolyósított földgázhoz nagyon gondos ellenőrzésre van szükség.
A tároláshoz olyan hőszigetelt acél tárolók szükségesek, amelyek egyrészt ellenállnak az extrém -162 °C-os hőmérsékletnek, másrészt tartani tudják ezt a belső hőmérsékletet mindenfajta külső hűtés nélkül. Ehhez speciális hőszigetelésre van szükség, ami sok esetben nem megoldható (például egyes kikötői tárolóknál). Ekkor gépi hűtőket használnak, vagy a tartály gázfázisának megcsapolásával érik el, hogy a tároló megtartsa a benne található cseppfolyósított gáz hőmérsékletét.
Azt azonban fontos tudni, hogy az LNG-nek több, mint háromszor akkora az egységnyi térfogatú energiasűrűsége a CNG-hez (compressed natural gas, sűrített földgáz) képest – így még a tartályának tömegével együtt is hatékonyabban tárolható és használható.
A földgázt szárazföldön 3-4000 km távolság felett, míg a tenger mélyén 1000-1500 km távolság felett szokták LNG formájában szállítani. Ez alatt még gazdaságosabb a földgázt eredeti halmazállapotában, a szállítóvezeték-rendszeren eljuttatni a kijelölt helyre; ha viszont nagyobb a távolság, akkor túl nagy lehet a szállításból, illetve a vezeték nyomásfenntartásából fakadó veszteség.
Ekkor általában direkt erre a célra kifejlesztett tankhajókkal végzik a szállítását, amelyeket úgy kell elképzelni, mint a képen látható monstrumot.
A szállítás során végül olyan helyre juttatják el a cseppfolyósított földgázt, ahonnan “visszagázosítás” után már a csővezetékeken keresztül lehet továbbszállítani a kijelölt célállomásra.
A legnagyobb LNG-importőrök 2023-ban az alábbi országok voltak:
A Statista adatai szerint 2023-ban Kína volt a legnagyobb LNG importőr, az ország 97,8 millió köbméter cseppfolyósított földgázt értékesített külföldi piacok részére. Nem sokkal maradt el Japán, 90,3 millió köbméternyi LNG importtal.
Mivel az LNG összetétele nagyon hasonló, de nem 100 százalékban egyezik meg a gáz-halmazállapotú földgázzal, nagyon szigorúan szokták ellenőrizni a szerződő felek a minőségét és az összetételét. Ez nem meglepő, hiszen az összetétel nagyon fontos tényező a cseppfolyósított földgáz árában, mert nagyban befolyásolja a földgáz fűtőértékét.
A biztonság is kiemelkedően fontos, hiszen amikor az LNG eljut a végfelhasználó országba, a tartályokban rendkívül nagy energiakoncentrációt képez. Egy esetleges szivárgás vagy véletlenszerű robbanás óriási természeti károkat okozna, hiszen a benne található metán levegőbe jutása jóval károsabb, mint például a szén-dioxid.
Szerencsére nagyobb balesetre az LNG ötvenéves használata során még nem volt példa. Ez nem véletlen, hiszen a tárolókat extra acélból készítik. Emellett a rendszer szerelvényezése és más biztonsági tulajdonságai megakadályozzák a nagyobb mennyiségű gáz szabadba jutását.
Ha pedig valamilyen oknál fogva mégis szivárogna vagy kilépne a gáz a tárolóból, akkor egy külön erre a célra alkalmazott fáklya azonnal elégetné a hulladékgázokat, biztonságosan, maradéktalanul.
Az LNG felhasználása azonos a nem cseppfolyósított gázéval: elektromos áram előállításához, járművek hajtásához, illetve fűtéshez is használják.
Az LNG jelentése liquefied natural gas, vagyis magyarul cseppfolyósított földgáz. A legzöldebb fosszilis üzemanyagként számontartott színtelen, szagtalan, átlátszó és gyúlékony szénhidrogén az egyik legelterjedtebb energiaforrás. Az LNG összetétele megegyezik a földgázéval, azonban hűtés következtében folyékony halmazállapotú, így könnyebben szállítható és tárolható.
Az LNG tanker feladata a cseppfolyósított földgáz tárolása és vízi szállítása. Segítségével az energiaforrás olyan helyekre is szállítható, melyek nem rendelkeznek kiépített csőhálózattal. Így az LNG hajó fontos szerepet játszik az energiabiztonság és nemzetközi kereskedés megteremtésében.
Igen, az LNG kamionok benzin, dízel vagy elektromos áram helyett folyékony földgázzal üzemelnek. A modern LNG kamionok akár 1600 kilométert is képesek megtenni egy tankolással.
Az LNG gáz árát számtalan gazdasági, politikai és egyéb tényező befolyásolhatja, így jelentősen fluktuálhat. Szemléltetésképpen tekintse meg az alábbi ábrát, amely az 1988-2024 közötti Egyesült Amerikai Államok által exportált LNG gáz árát mutatja.
Forrás: eia.gov
A cseppfolyósított földgáz 600-szor kisebb, mint a gáz-halmazállapotú verzió, így tárolása és szállítása sokkal hatékonyabb. Ebből következően olyan helyekre is könnyedén eljuttatható, melyek nem rendelkeznek kiépített csőhálózattal.
A földgáz cseppfolyósítása általában APCI vagy C3MR eljárással történik, melyek lényege a gáz-halmazállapotú fosszilis energiahordozó lehűtése -162 °C körüli hőmérsékletre.
A folyékony földgáz elektromos áramtermeléshez, közlekedéshez, fűtéshez és különböző ipari és fogyasztói cikkek előállításához használható.
A folyékony gáz összetétele nagyjából megegyezik a gáz-halmazállapotú verzióval, így az alábbi elemekből áll:
Az LNG a liquefied natural gas angol kifejezés rövidítése, mely magyarul cseppfolyósított földgázt jelent. Rendszerint akkor használják, amikor a földgázt túl nagy távolságokba kell eljuttatni, vagy az exportőr és az importőr között nincs kiépített nemzetközi vezetékhálózat. Egy köbméter cseppfolyós LNG-ből – visszagázosítás után – körülbelül 600 köbméter normál állapotú földgáz keletkezik.
A cseppfolyósított földgáz összetétele szinte teljesen megegyezik a gázhalmazállapotban, csővezetéken szállított földgázéval, azzal a különbséggel, hogy mivel -162 °C körüli hőmérsékletre hűtik, néhány összetevője szilárdra fagy. Ezeket olyan mértékig kivonják, hogy csupán nyomokban lesznek megtalálhatók az LNG-ben. A cseppfolyós gáz előállítását leginkább az APCI vagy C3MR eljárással oldják meg.
Mivel a földgáz használat jelentősen alacsonyabb ökológiai terheléssel jár, mint a további fosszilis üzemanyagok hasznosítása, így fontos szerepet játszhat az üvegházhatású gázkibocsátás csökkentésében. Elősegítheti a zöld energiaforrásokra történő átállást és támogathatja az energiabiztonság megteremtését.
