LNG و انتقال گاز طبیعی

LNG و انتقال گاز طبیعی

تولید تجاری گاز طبیعی در جهان از آغاز دهه ۱۹۷۰ تا کنون دارای روند صعودی بوده است. مراکز عمده تولید این حامل انرژی، امریکای شمالی، مرکزی و جنوبی، اروپا، شوروی سابق، خاورمیانه، افریقا، آسیا و اقیانوسیه هستند

سیستم های مختلف عرضه (خطوط لوله و تانکر) با توجه به پراکندگی جغرافیایی ذخایر گاز طبیعی، این ذخایر عمدتاً درمناطقی قرار دارند که از بازارهای اصلی مصرف به دور هستند.انتقال گاز از مراکز تولید به مصرف شامل انتقال گاز در داخل کشور به صورت شبکه توزیع گاز و هم به صورت انتقال گاز با خطوط یا به طریق LNG برای صادرات به دیگر کشورها است.

تعریف LNG

LNG مایعی است بی بو، شفاف، غیر سمی با وزن مخصوص حدود ۴۵/۰ گرم بر سانتی متر مکعب که با تبرید و میعان گاز طبیعی در حدود ۱۶۰- درجه سانتی گراد، در فشار حدود اتمسفریک تولید می شود. با میعان گاز طبیعی، حجم آن تا ۶۰۰ بار کاهش می یابد و به همین دلیل جاذبه ی خاصی در حمل و نقل گاز طبیعی به صورت مایع به وجود می آورد. این نسبت کاهش حجم در مورد LPG حدود ۲۵۰ بار ، گاز طبیعی هیدراته ۰۷۱ بار و گاز CNG حدود ۲۰۰ بار است.

گاز طبیعی چنانچه در فشار اتمسفر تا دمای F ?260- سرد شود، به حالت مایع تبدیل می شود. LNG شامل بیش از ۹۵ درصد متان و درصد کمی اتان و پروپان و سایر هیدروکربورهای سنگین تر است. سایر ترکیبات و ناخالصی های گاز طبیعی مانند اکسیژن، آب، گازکربنیک و ترکیبات گوگردی طی فرآیند سرد کردن از گاز طبیعی جدا شده و گاز طبیعی در حالت مایع بدست می آید. البته LNG تا حد ۱۰۰ درصد متان خالص نیز قابل دستیابی است. حجم LNG 600/1 حجم گاز طبیعی و دانسیته آن ۴۲/۰ دانسیته آب است. این ماده، مایعی بی بو، بی رنگ و غیر سمی است و نسبت به فلزات یا سایر مواد حالت خورندگی ندارد. LNG وقتی تبخیر یا با هوا ترکیب شود در دامنه غلظت ۵ تا ۱۵ درصد می سوزد. LNG یا بخار آن در محیط و فضای باز حالت انفجاری ندارد. کلیه آزمایشات انجام شده و خواص LNG، ایمن بودن این سوخت را کاملاً تائید می کند زیرا نشت مایع LNG یا ابربخارات آن به محض تماس با زمین یا در اثر حرارت محیط به سرعت در هوا تبدیل به گاز شده و چون در این حالت از هوا سبک تر است در محیط پراکنده و منتشر می شود. LNG در وهله اول برای خودروهای سنگین دیزلی (HEAVY DUTY VEHICLE) کاربرد دارد. به لحاظ ارزش حرارتی و دانسیته انرژی، مشابه سوخت دیزل (گازوئیل) هست.

LNG در دمای ?F260- و فشار اتمسفریک در حالت مایع اشباع ( در دمای جوش مایع) است. بنابر این مانند هر مایع در حال جوش چنانچه در فشار ثابت نگهداری شود (حتی با افزایش حرارت) در دمای ثابت خواهد ماند.

مادام که بخار LNG از مخازن خارج می شود (boil off)، دمای مخزن ثابت می ماند.

امروزه‌ راه‌ اقتصادی‌ و معمول‌ برای‌ انتقال‌ گاز طبیعی‌ به‌ بازارهای‌ دوردست‌، تبدیل‌ به‌ صورت‌ مایع‌ و حمل‌ آن‌ توسط‌ کشتی‌ به‌ آن‌ مناطق‌ می‌باشد. اهمیت‌ صادرات‌ گاز طبیعی‌ با توجه‌ به‌ منابع‌ بیکران‌ کشور و محدود بودن‌ انتقال‌ از طریق‌ خط‌ لوله‌ تنها به‌ کشورهای‌ همجوار، ایران‌ را به‌ راه‌ اندازی‌ تاسیسات‌ تولید گاز طبیعی‌ مایع‌ (lng) تشویق‌ می‌نماید. در سالهای‌ اخیر، تکنولوژی‌، Lngپیشرفتهای‌ زیادی‌ را شاهد بوده‌ است‌ که‌ بایستی‌ آنها را شناخت‌. ظهور نوآوریهای‌ جدید در این‌ تکنولوژی‌ می‌تواند تحولات‌ عظیم‌ در بازارهای‌ آن‌ را به‌ وجود بیاورد.علاوه‌ بر بررسی‌ تحولات‌ تکنولوژی‌ اخیر، چشم‌ انداز آتی‌ این‌ تحولات‌ و اثرات‌ شگرف‌ آن‌ بر بازارهایlng نشان‌ می‌دهد:

گاز طبیعی‌ مایع‌شده‌(lng) ، مایعی‌ روشن‌ و بدون‌ هیچ‌ رنگ‌ و بو است‌ که‌ بخش‌ اعظم‌ آن‌ از گاز متان‌ تشکیل‌ شده‌ است‌ و درصد ناچیزی‌ هم‌ هیدورکربن‌های‌ آلی‌ و نیتروژن‌ در آن‌ یافت‌ می‌شود.

با توجه‌ به‌ ترکیبات‌ آلی‌ این‌ ماده‌، خواص‌ آن‌ از جهت‌ ارزش‌ حرارتی‌ و چگالی‌، می‌تواند متفاوت‌ باشد. ولی‌ بطور کلی‌ مشخصات‌ فیزیکیlng به‌ شرح‌ زیر است‌:

وزن‌ مخصوص‌: ۴۲۵ گرم‌

چگالی‌: ۵\۲۶ پوند بر فوت‌ مکعب‌

نقطه‌ جوش‌: ۵\۱۶۱ درجه‌ سانتیگراد

Lng را می‌توان‌ از سردسازی‌ گاز طبیعی‌ در دمای‌ ۱۶۲ سانتیگراد به‌ دست‌ آورد. حجم‌ گاز طبیعی‌ در این‌ تبدیل‌، به‌ یک‌ ششصدم‌ تقلیل‌ می‌یابد و این‌ امر در اقتصادی‌نمودن‌ طرحهای‌ صدور گاز به‌ مناطق‌ دوردست‌ سهم‌ بسزایی‌ دارد.

امروزه‌ در جهان‌، تاسیسات‌ متعددی‌ برای‌ تبدیل‌ گاز طبیعی‌ به Lng موجود می‌باشد و برنامه‌های‌ زیادی‌ نیز برای‌ توسعه‌ این‌ تاسیسات‌ یا ایجاد طرحهای‌ جدید در دست‌ بررسی‌ است‌.

هر طرح‌ lngاز چندین‌ بخش‌ مایع‌سازی‌ گاز، حمل‌ و نقل‌ دریایی‌، تخلیه‌ و ذخیره‌سازی‌ و تبدیل‌ مجدد به‌ گاز طبیعی‌ تشکیل‌ یافته‌ است‌. از این‌ رو پیشرفتهای‌ تکنولوژی‌ در هر یک‌ از بخش‌ها باعث‌ می‌گردد که‌ ایجاد و اجرای‌ طرحهای‌ Lng توجیه‌ اقتصادی‌ بیشتری‌ پیدا نمایند.

تاریخچه LNG

اولین تجربه مایع سازی گاز به قرن ۱۹ میلادی برمی‌گردد که دانشمد انگلیسی مایکل فارادی انواع مختلف گاز و گاز طبیعی را به صورت مایع درآورد.

اولین واحدLNG در سال ۱۹۱۲ در ویرجینیای غربی ساخته شد و اولین واحد تجاری در ۱۹۴۱ در کلیولند واقع در ایالت اوهایو به بهره‌برداری رسید.

اولین محموله LNG به حجم ۵۰۰۰ متر مکعب در سال ۱۹۵۹ از لوییزیانا به جزیره Canvey در انگلیس حمل گردید.

در سال ۱۹۶۴ اولین تأسیسات صدور LNG در الجزایر به بهره‌برداری رسید و اولین پایانه دریافت LNG در انگلیس آغاز بکار کرد.

در سالهای ۱۹۷۲ تا ۱۹۹۰ تجارت LNG توسعه یافته و تولید این فرآورده در برونئی ، اندونزی، ابوظبی، مالزی، استرالیا آغاز شد. همچنین کشورهای کره، تایوان و آمریکا به جمع واردکنندگان این فرآورده پیوستند.

در سالهای ۱۹۹۴ تا ۲۰۰۰ کشورهای قطر ، ترینیداد و نیجریه بهمرحله بالندگی و تولید این فرآورده رسیدند.

بطور کلی در حال حاضر ۱۷ واحد تولید LNG یا Liquefaction در ۱۲ کشور جهان و ۴۲ پایانه دریافت یا Regasification در ۱۱ کشور احداث شده‌اند.

تولید و میعان گاز طبیعی برای اولین بار توسط فاراده، هنگامی که آزمایش هایی در باره میعان گازهای مختلف و از جمله گاز طبیعی انجام می داد (قرن ۱۹ میلادی) صورت پذیرفت. اولین سیستم تبرید فشرده را لینده در مونیخ و در سال ۱۸۷۳ ساخت. اولین کارخانه تولید LNG در سال ۱۹۱۲ در ایالت ویرجینیا تولید شد و در سال ۱۹۱۷ آغاز به کار کرد. برای اولین بار در ابعاد تجاری ، در سال ۱۹۴۱، کارخانه تولید LNG در اوهایو از لوئیزیانا به انگلستان حمل شد. این کشتی از کشتی های جنگی دوره ی جنگ دوم جهانی بود و با تعبیه پنج تانک آلومینیمی نوع منشوری، تبدیل به تانکر حمل LNG شده بود. سرانجام در سال ۱۹۶۴ با راه اندازی کارخانه CAMEL LNG درالجزیره، کشور انگلیس به عنوان اولین وارد کننده و الجزیره به عنوان اولین صادر کننده گاز طبیعی مایع در آمدند. در حال حاضر حدود ۲۰۰ کارخانه تولید LNG PEAK SLLAVING ، ۲۵ کارخانه RASELOAD ، ۱۵۶ کشتی حمل (۱۹۳ کشتی در سال ۲۰۰۶)، ۱۷ پایانه صادراتی و۴۰ پایانه وارداتی و تبخیر در دنیا وجود دارد. حجم حمل و نقل LNG حدود ۱۲۰ میلیون تن در سال است و تا به حال ۳۳ هزار سفر دریایی به منظور حمل ونقل LNG به انجام رسیده است.

ظرفیت تولید گاز طبیعی

تولید تجاری گاز طبیعی در جهان از آغاز دهه ۱۹۷۰ تا کنون دارای روند صعودی بوده است. مراکز عمده تولید این حامل انرژی، امریکای شمالی، مرکزی و جنوبی، اروپا، شوروی سابق، خاورمیانه، افریقا، آسیا و اقیانوسیه هستند

سیستم های مختلف عرضه (خطوط لوله و تانکر) با توجه به پراکندگی جغرافیایی ذخایر گاز طبیعی، این ذخایر عمدتاً درمناطقی قرار دارند که از بازارهای اصلی مصرف به دور هستند.انتقال گاز از مراکز تولید به مصرف شامل انتقال گاز در داخل کشور به صورت شبکه توزیع گاز و هم به صورت انتقال گاز با خطوط یا به طریق LNG برای صادرات به دیگر کشورها است.

در سال ۱۹۹۵ حدود ۹/۲۹۵ میلیارد مترمکعب به صورت گاز طبیعی(NG) از طریق خط لوله و ۵/۹۲ مترمکعب به صورت گاز طبیعی مایع شده (LNG) مورد تجارت قرارگرفته است.

CNG و LNG و GTL در انتقال گاز طبیعی …

انتقال گاز برای فواصل طولانی همواره با مشکلات خاصی روبرو می¬باشد. امروزه تکنولوژی LNG به عنوان راهکاری کاملاً اقتصادی و قابل اطمینان در این زمینه مطرح است. اما پیشرفت‌های اخیر در زمینه استفاده از سایر تکنولوژی‌ها نیز باعث گردیده است که روش‌هایی نظیر CNG و هیدرات هم به عنوان راه‌حلی برای انتقال گاز به فواصل طولانی مطرح گردند. این مطلب سعی نموده تا تحلیلی از وضعیت این تکنولوژی‌ها ارایه دهد: بدون شک گاز طبیعی منبع مهم تامین انرژی در قرن جدید است. امروزه تکنولوژی‌های بسیاری برای استحصال، انتقال و به‌کارگیری از منابع گازی رشد یافته‌اند. توسعه سریع صنعت گاز نیز تاثیرپذیر از تکنولوژی‌های مهمی بوده است که از اواسط قرن بیستم مطرح شده‌اند. انتقال گاز طبیعی به واسطه ماهیت گازی آن عموماً با دشواری مواجه است و حتی استفاده از ساده‌ترین روش انتقال یعنی خطوط لوله در فواصل طولانی با مشکلات زیادی روبرو می‌شود. با توجه به توانایی¬های موجود تکنولوژی برای انتقال گاز به فواصل دوردست، روش LNG گاز طبیعی مایع‌شده به عنوان یک روش اقتصادی توانسته دشواری حمل گاز را مقدار زیادی مرتفع سازد. برخی از کارشناسان تبدیل گاز به فراورده¬های مایع (GTL) را نیز راهکاری مناسب جهت انتقال گاز به بازارهای دوردست بیان می¬نمایند؛ زیرا معتقدند با وجود این که هنوز تکنولوژی GTL به طور گسترده مورد استفاده کشورهای دارنده گاز قرار نگرفته است، حمل فرآورده¬های مایع به بازارهای مصرف بسیار ساده¬تر و کم هزینه‌تر از روش تبدیل به LNG می¬باشد. علاوه بر آن فرآورده¬های مایع گاز را به سهولت می¬توان در بازار مصرف به فروش رساند ولی به دلیل نوع خاص تقاضای LNG که به تاسیسات دریافت خاصی نیازمند است, فروش LNG همواره دشواری بیشتری دربردارد. به واسطه هزینه¬های بالا برای انتقال گاز طبیعی در هر یک از تکنولوژی¬های فوق¬الذکر, تحقیق و پژوهش برای یافتن راهکارهای دیگر همواره ادامه دارد. در این راستا علاوه بر تکنولوژی LNG و GTL، تکنولوژی‌های CNG و هیدرات نیز ممکن است بتوانند به عنوان راهکاری مناسب و ارزان برای انتقال گاز مطرح شوند. تکنولوژی CNG تکنولوژی CNG یا گاز طبیعی فشرده شده، برای انتقال گاز طبیعی در مسافت‌های طولانی، قابلیت مهمی به شمار می¬رود. CNG را می‌توان در کشتی‌های مخصوصی ذخیره و سپس به مقاصد مورد نظر حمل نمود. اگرچه یک کشتی حامل CNG نمی‌تواند گاز را به مقادیر بارگیری شده در کشتی‌های LNG انتقال دهد، ولی روش مایع‌سازی و همچنین تبدیل مجدد به گاز در تکنولوژی CNG سهل‌تر و بسیار کم‌هزینه‌تر از LNG است. ذخیره‌سازی گاز در کشتی‌های CNG به صورت نگهداری گاز در لوله‌هایی با تحمل فشار ۳۰۰۰-۱۵۰۰ psi و به قطر ۱۸ تا ۳۶ اینچ می‌باشد. این لوله‌ها که به‌صورت افقی و عمودی در کشتی تعبیه شده‌اند, توانایی ذخیره¬سازی مقادیر زیادی گاز را در خود دارند. برای کاهش خطرات احتمالی, دمای این لوله‌ها در ۲۰- درجه سانتی‌گراد حفظ می‌شود. به دلیل فشار بالای CNG در مخازن لوله‌ای شکل، بالابودن احتمال خطر انفجار از مشکلات اساسی عملی‌نشدن کاربرد وسیع تکنولوژی CNG در جهان می‌باشد. امروزه استفاده از تکنیک‌های جدید در ساخت کشتی‌های CNG یعنی به‌کارگیری لوله‌هایی به قطر ۶ اینچ که به‌صورت قرقره‌های بزرگ در درون کشتی تعبیه می‌شوند، پیشنهاد شده است. این کشتی‌ها توانایی ذخیره‌سازی بیشتری از گاز را در خود دارند. تکنولوژی CNG برای انتقال گاز مخازن آب‌های عمیق که عملاً انتقال گاز آنها با خط لوله به ساحل با دشواری و هزینه بالا روبرو است, می‌تواند کاربرد یابد. سادگی فرایند تولید CNG و تکنولوژی‌ ساده‌تر ساخت کشتی‌های حمل آن نسبت به LNG, طرح‌های CNG را به عنوان گزینه بالقوه‌ای برای انتقال گاز مطرح نموده است. با توجه به شرایط موجود تکنولوژی CNG, استفاده از آن تنها برای انتقال گاز تا فواصل ۲۵۰۰ مایل مطمئن به نظر می‌رسد. تحقیقات در زمینه استفاده از تکنولوژی CNG برای انتقال گاز طبیعی در کشورهای آمریکا و استرالیا همچنان ادامه دارد. تکنولوژی هیدرات هیدرات جامدی است بلوری که از مولکول‌های آب تشکیل شده است و در حقیقت مولکول‌های گاز در درون آن به دام افتاده‌اند. گازهای زیادی هستند که قابلیت تشکیل هیدرات را دارند. از آن جمله می‌توان به هیدروکربن‌هایی با تعداد اتم‌های پایین نظیر متان اشاره کرد. شرایط تشکیل هیدرات عبارتند از: ۱- فشار و دمای مناسب ۲- وجود مولکول آب ۳- وجود مولکول گاز از دهه ۱۹۶۰ که هیدرات گازی به عنوان عاملی مزاحم در خطوط لوله گاز به‌وجود آمد, ایده انتقال گاز طبیعی به‌وسیله هیدرات در ذهن بسیاری از دانشمندان شکل گرفت. به دلیل آنکه دمای حمل هیدرات بالاتر از دمای حمل LNG می‌باشد، هیدرات گازی را به سهولت می‌توان انتقال داد. از این رو تکنولوژی ساخت کشتی‌های حمل هیدرات پیچیدگی بسیار کمتری نسبت به کشتی‌های حمل LNG خواهد داشت و تاسیسات تولید هیدرات بسیار ساده‌تر از تاسیسات LNG می‌توانند طراحی گردند. اما مشکل اساسی, حجم کمتر گاز منتقل شده می‌باشد. براساس مطالعات انجام شده در این زمینه, هر یک متر مکعب هیدرات, ۱۷۵ متر مکعب گاز را در خود جای می‌دهد. در صورتیکه در تکنولوژی LNG کاهش حجم به یک ششصدم می‌رسد و این موضوع در اقتصادی‌بودن طرح‌های انتقال گاز به‌خصوص فواصل دوردست بسیار پراهمیت است. با این وجود, هنوز امیدهای زیادی وجود دارد تا هیدرات به عنوان یک راه‌حل کاملاً اقتصادی جهت انتقال گاز به¬کار رود. در این زمینه, شرکت BP با همکاری مراکز علمی دیگر مانند دانشگاه گودسن در حال ساخت پایلوتی است که توان تولید روزی ۱۰۰ کیلوگرم هیدرات را دارد. جمع‌بندی آنچه مسلم است پیشرفت‌های تکنولوژی در زمینه هیدرات و CNG همچنان ادامه دارد ولی گمان می‌رود تا سال ۲۰۲۰, راه¬حل مطمئن و اقتصادی برای انتقال گاز طبیعی به مناطق دوردست، استفاده از تکنولوژی‌ LNG و یا تبدیل به فرآورده‌های مایع GTL و حمل آن به مناطق موردنظر ‌باشد. تکنولوژی CNG در صورت کاهش‌دادن خطر انفجار در هنگام انتقال آن، می‌تواند رقیبی برای تکنولوژی LNG در فواصل کوتاه‌تر (۲۵۰۰مایل) باشد. برای کشورهایی نظیر کشور ما که دارای ذخایر عظیم گازی است، تحقیق و توسعه در زمینه طرح‌های هیدرات و CNG به عنوان راهکارهای جدید انتقال گاز، حرکت مهمی در تحقیق و پژوهش صنعت گاز می¬تواند به شمار رود.

افزایش ??? درصدی تولید ال. ان. جی جهان طی ?? سال گذشته رخ داد

تحلیلگران بازار جهانی انرژی و کارشناسان اقتصادی می گویند: «یکی از بحران هایی که در آینده نه چندان دور بشر را تهدید می کند، به پایان رسیدن منابع سوخت فسیلی است که قرن هاست منبع اصلی تامین انرژی بوده است. براساس برآوردها، طی ۱۰۰ سال آینده، بخش اعظم نفت و گاز جهان به پایان خواهد رسید. این واقعیت، زنگ خطر را برای جامعه جهانی به صدا درآورده است.»

به نوشته نشریه MEED ، موضوع کمبود منابع انرژی فسیلی یکی از مسایلی است که ضرورت توسعه سایر منابع انرژی (همچون انرژی هسته ای، خورشیدی، بادی و …) را توجیه می کند.

در حال حاضر در میان سوخت های فسیلی، نفت به دلیل ویژگی های خاص اش بیش ترین سهم را از بازار انرژی به خود اختصاص داده است.

اما گاز نیز به سبب این که سوختی پاک تر و ارزان تر است، طی سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است.

صنعت LNG (گاز طبیعی مایع شده) از جمله صنایعی است که بسیاری آن را جایگزینی مناسب برای نفت می دانند. در فاصله بین سال های ۱۹۸۰ تا ۲۰۰۰ میلادی، تولید LNG جهان حدود ۴۰۰ درصد رشد داشته است.در حال حاضر، «مجمع کشورهای صادرکننده گاز» ( GECF ) بیش از ۷۰ درصد از کل منابع گازی جهان را در اختیار دارد. این مجمع که روسیه، ایران، قطر و الجزایر بزرگ ترین اعضای آن به شمار می روند، طی سال های اخیر سرمایه گذاری های کلانی در بخش تولید LNG انجام داده است.

بازار گاز مایع شده، بازاری است که از رشدی سریع برخوردار است. اما ویژگی های خاص گاز موجب شده که نتواند مانند نفت به شکلی گسترده مورد معامله قرار گیرد. نفت را به راحتی می توان انبار کرد و انتقال آن به سهولت صورت می گیرد. مهم تر از همه این که در هر کجای جهان می توان آن را عرضه کرد. اما گاز هیچ یک از این ویژگی ها را ندارد. ذخیره سازی و انتقال گاز نیازمند تاسیسات ویژه و بسیار گران قیمتی است.

از سویی، شکل قیمت گذاری و نحوه فروش گاز نیز متفاوت از نفت است. ویژگی های نفت این امکان را می دهد که آن را به صورت روزانه و نقدی به فروش رساند.اما گاز را به صورت قراردادهای بلندمدت به فروش می رسانند.

با وجود این، تقاضا برای گاز به طور روزافزونی رو به رشد است. پیش بینی می شود که تا سال ۲۰۳۰ حجم بازار LNG چهار برابر شود. به گفته کارشناسان، ظرفیت تولید LNG جهان طی سه سال آینده با بیش از ۵۰ درصد رشد، از ۲۵ میلیارد فوت مکعب به ۳۸ میلیارد فوت مکعب افزایش پیدا می کند.

همچنین تا سال ۲۰۱۰ LNG حدود ۱۲ درصد از مصرف جهانی گاز را به خود اختصاص خواهد داد. منطقه خاورمیانه، به دلیل قرار گرفتن در موقعیتی مناسب، بیشترین سهم را از رشد بازار LNG خواهد داشت. به همین منظور، شورهای این منطقه نیازمند سرمایه گذاری های بیش تر برای تولید، ذخیره سازی و انتقال گاز طبیعی مایع شده هستند.هم اکنون بیش از ۱۱ پروژه بزرگ تولید گاز LNG در کشورهای الجزایر، ایران، قطر و مصر در دست اجراست که با اتمام آن ها، میزان تولید LNG تا حد چشمگیری افزایش پیدا خواهد کرد.

اجزاء سیستم خودروهای با سوخت LNG

از لحاظ انتقال سوخت به موتور، مشابه موتورهای با سوخت CNG است و سوخت به صورت بخار وارد موتور می شود. فرق اساسی بین موتورهای CNG, LNG در نحوه نگهداری و تحویل سوخت است.

مخازن ذخیره LNG دوجداره می باشند و برای فشار کاری حداکثر تا ۲۳۰ psi یا ۱۶bar طراحی شده است. این مخازن دارای لوله و اتصالات لازم برای خارج کردن گاز در صورت افزایش فشار ( با توجه به انتقال حرارت از محیط به مخزن) و یا انتقال سوخت در زمان مصرف هستند. این مخازن مجهز به سیستم اعلام پایان سوخت گیری (پرشدن مخزن) نیز هستند. موتور خودروها گاز را در فشار ۴ الی ۹ بار (۶۰-۱۲۰ psi) مصرف می کند.

معایب استفاده از LNG

بسیاری از مردم به استفاده از مواد در دماهای پایین عادت نداشته لذا نیاز به آموزش خاصی در زمینه استفاده از سوخت در دمای خیلی پایین هست.

در ایستگاههای سوخت گیری خطوط انتقال گاز از مخزن به خودرو ( شامل لوله ها شیرآلات و وسایل اندازه گیری) جهت انتقال LNG در حالت مایع باید پیش از شروع ، سوخت تا دمای ?F 260- سرد شوند در غیر اینصورت منجر به تبخیر بخشی از سوخت می شود.

– حداکثر پرشدن مخزن دوجداره Cryogenic تا حد ماکزیمم ظرفیت، امکان پذیر نیست زیرا به اندازه لازم فضای خالی در بالای سطح مایع جهت تبخیر یا جوشیدن مایع باید در مخزن در نظر گرفته شود.

مزایای استفاده از LNG

دانسیته انرژی بالاتری نسبت به سوختهای گازی دارد، زیرا به شکل مایع ذخیره

می شود. مسافت پیمایش بیشتر و وزن کمتر مخازن ذخیره، استفاده از آن را در خودروهای کوچکترامکان پذیر می سازد. سرعت سوختگیری بالا به نحوی که در خودروهای بزرگ زمان سوختگیری ۴ الی ۶ دقیقه می باشد (۱۰ الی ۴۰ گالن در دقیقه). ارزیابی و کنترل ترکیب سوخت با دقت بالایی امکان پذیر است و با توجه به اینکه LNG تولید شده برای خودروها تا ۹۹ درصد متان دارد، لذا کنترل و تعیین مناسب ترکیب سوخت بازدهی موتور و سوخت را نیز افزایش می دهد.

LNGراه‌حلی برای انتقال گاز ـ سوختی با آلودگی به مراتب کمتر

در سالهای اخیر آلودگی هوای کلان شهرها یکی از دغدغه‌های دولتمردان و اداره‌کنندگان شهرهای بزرگ دنیا بوده و برای کاهش آن و تقلیل هزینه‌های ناشی از تنفس هوای مسموم، ترفندها و تمهیدات مختلفی را به اجرا درآورده‌اند. روز به روز ضوابط و مقررات سختگیرانه‌تر زیست محیطی به اجرا در آمده و گروههای دولتی و غیردولتی و طرفداران محیط زیست اقدامات جدی‌تری را برای پیشگیری و جلوگیری از تخریب رو به رشد هوا ، آب و خاک انجام داده‌اند. در این حال رویکرد جهانی به سمت استفاده از برخی انرژیهای غیرآلاینده از جمله انرژی خورشید ، انرژی باد و آب، به دلیل محدودیتهای جغرافیایی و شرایط اقلیمی گسترش کافی نیافته و پاسخگوی نیاز روز افزون انرژی نبوده است. از سوی دیگر افزایش قیمت جهانی نفت و کشف مخازن جدید گاز طبیعی ، همه توجه را به سوی استفاده از گاز طبیعی و امکان تبدیل این منبع انرژی به سوختهای پاک و فاقد آلاینده هدایت نموده است. وجود فاصله و بعد مسافت بین مخازن طبیعی گاز و مراکز صنعتی مصرف‌کننده، مستلزم یافتن راهی برای تبدیل و انتقال اقتصادی گاز از محل تولید به نقاط مختلف جهان بوده است. پیشرفتهای تکنولوژیکی چند دهه اخیر راههای تازه‌ای را پیش رو نهاده است و موجب شده تا سهم گاز در سبد مصرف انرژی در جهان تغییر نموده و با گذشت زمان افزایش یابد.کشورهای توسعه یافته بودجه‌های کلانی در تحقیقات و کاربردی کردن روشهای آزمایشگاهی تبدیل گاز سرمایه‌گذاری نموده و به انقلابی در تبدیلات و انتقال گاز دست یافته‌اند. از زمره این دستاوردهای نوین تبدیل گاز به سوخت سبز و گازوییل و بنزین فاقد آلاینده (GTL) و نیز تبرید و مایع سازی گاز ) (LNG برای سهولت در انتقال و ذخیره سازی آن است.

LNG یا Liquid Natural Gas تغییر شکل فیزیکی و تبدیل گاز طبیعی به مایع است که هدف از این فرآیند تسهیل در انتقال آن از مبادی استخراج و تولید به مراکز مصرف است.

فرآیند مایع سازی گاز در دمای C ° ۱۶۰- و در فشار کمی بالاتر از فشار آتمسفر صورت می‌گیرد. این مایع ترکیبی‌است عمدتاً متشکل از متان و درصدهای کمتری از اتان ، پروپان و … که تحت فشار کمی بالاتر از فشار جوّ نگهداری می‌شود و ماده‌ای غیرسمی، غیر سرطان زا، بدون بو، بیرنگ، شفاف و غیرخورنده و سبک‌تر از آب است. هرچند LNG به دلیل نداشتن اکسیژن، خاصیت انفجاری و احتراق در حالت مایع را ندارد اما در صورت نشت و ترکیب با اکسیژن هوا به عنوان یک مخزن متراکم انرژی، از قدرت تخریب بالایی برخوردار است.

نکته قابل توجه در این تغییر شکل فیزیکی کاهش چشمگیر حجم گاز به ۶۰۰/۱ حجم اولیه است. به عبارت دیگر یک تانکر LNG قادر به حمل میزان سوختی است که توسط ۶۰۰ تانکر گاز طبیعی حمل می‌شود. قابل ذکر است‌که CNG نیز گاز طبیعی متراکم شده‌ای است که حجم آن به ۲۰۰/۱ حجم اولیه تقلیل یافته است و توجه داشته باشیم که با تراکم یک میزان گاز مساوی ، حجم یک محموله CNG سه برابر یک محموله LNG خواهد بود.

رشد چشمگیر تقاضا برای LNG، موجب توسعه این بخش از صنعت گاز گردیده و تحقیقات صورت گرفته منجر به کاهش هزینه‌های تبدیل و حمل این فرآورده استراتژیک شده است. بهبود فرآیند ، ساخت کشتیهای حمل با ظرفیتهای بالاتر و اصلاح ساختارهای محدودکننده قراردادی ، موجبات عمومیت و گسترش استفاده از این فرآورده را فراهم آورده است. علی‌رغم همه پیشرفتهای اخیر و با وجود قابلیت مانور در انتقال LNG به مراکز متعدد مصرف، به دلیل لزوم احداث تأسیسات و پایانه‌های دریافت و تبدیل LNG ، هنوز انتقال گاز از طریق خط لوله عمده‌ترین روش صدور گاز طبیعی بوده و از فرآیند LNG در شرایطی استفاده می‌شود که احداث خط لوله به دلایل اقتصادی ، تکنیکی ، جغرافیایی و یا سیاسی توجیه نداشته باشد.

LNG درعین حال می‌تواند نوعی از ذخیره سازی گاز برای مواقع افزایش تقاضا به حساب آید. بسیاری کشورها برای مواقع پیک مصرف و مواجهه با تقاضاهای ناگهانی از ذخایر LNG خود بهره جسته و با تبدیل آن به گاز، به تقاضاهای فصلی و یا ناگهانی خود پاسخ می‌دهند.

فرآیندتولید در حلقه ی LNG

برای تهیه، حمل و نقل و مصرف LNG باید در زمینه ها و مراحل مختلفی سرمایه گذاری و فعالیت کرد. این مراحل که زنجیره LNG نامیده می شوند (صرف نظر از خطوط لوله ی ارتباطی) عبارتند از :

۱٫اکتشاف و تولید

۲٫کارخانه های تولید و میعان گاز طبیعی و پایانه صادراتی

۳٫حمل و نقل دریایی

۴٫پایانه های دریافت و تبخیر مجدد LNG

کاهش هزینه حلقه ی LNG هزینه ی عملیاتی به شرح زیر است:

۱٫ اکتشاف و تولید (بالا دست) نیم تا یک دلار به ازای هر میلیون بی تی یو

۲٫ کارخانه تولید LNG 8/0 تا ۲/۱ دلار به ازای هر میلیون بی تی یو

۳٫ حمل و نقل ۴/۰ تا یک دلار به ازای هر میلیون بی تی یو

۴٫ ذخیره و باز تبخیر ۳/۰ تا نیم دلار به ازای هر میلیون بی تی یو

به طور کلی از زمانی که نیاز به اجرای یک پروژه LNG مطرح می شود تا زمانی که پروژه اجرا و راه اندازی شود، حدود پنج تا هفت سال طول می کشد یکی از عوامل مؤثر در کاهش هزینه ها و سرمایه گذاری، کاهش زمانی ساخت وسایل ونصب است. با توجه به استفاده عمده ی LNG به عنوان سوخت نیروگاه ها، پروژه های LNG هم زمان با نیروگاه های تولید برق هماهنگ و اجرا می شوند. با توجه به پیشرفت های فراوان در طراحی و مهندسی و تسریع در نصب و ساخت وسایل، در حال حاضر نصب و راه اندازی واحدهای حدود سه سال به طول می انجامد.هزینه ی حمل و نقل LNG نیر به دلیل تعدد تانکرهای LNG ، انعطاف پذیری تانکرها و امکان تخصیص نیافتن تانکرها در یک مسیر، به طور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا کرده است، به طوری که هزینه های حمل و نقل نسبت به سال ۱۹۹۶ حدود ۶۰ درصد کم تر شده است.علاوه بر این ها پیشرفت در فناوری و امکان ساخت منابع ذخیره ترمینال های دریافت و ارسال LNG با ظرفیت بالا و زمان کم، امکان طراحی و ساخت تانکرهای حمل و نقل LNG با ظرفیت و قابلیت های بالا، ابداع های جدید برای کاهش ضرورت ساخت بندر و اسکله و… از دیگر عوامل مؤثر در کاهش هزینه ها به شمار می روند.

توسعه تکنولوژی LNG و انتقال گاز با خط لوله

رشد قابل توجه صنعت گاز طبیعی طی ۱۰ تا ۱۵ سال گذشته، بطور عمده مدیون گشایش بازارهای جدید تقاضا می‌باشد. از طرف دیگر این گشایش بازار، مدیون توسعه و پیشرفت تکنولوژی در بخش عرضه و استفاده از گاز در مصارف مختلف به ویژه در بخش تولید برق و صنایع پتروشیمیایی است. در مقاله زیر به چند تکنولوژی مهم در صنعت گاز، خصوصاً در زمینه انتقال گاز اشاره شده و برخی ابعاد فنی، اقتصادی و مدیریتی آن تشریح شده است:

بازار بزرگ و شکل‌گرفته‌ای برای مصرف گاز طبیعی وجود دارد که همانطور که اشاره شد‌، در حال رشد است. به‌منظور تامین تقاضای این بازار وسیع، صنعت LNG (گاز طبیعی مایع‌شده) و انتقال گاز بوسیله خط لوله‌، باعث کاهش هزینه‌ها در جهت عرضه مناسب و رقابتی گاز در مقایسه با سایر سوخت‌ها بویژه زغال سنگ بوده است. LNG و خط لوله، دو روش حمل گاز هستند که کاهش هزینه‌ها در هر دوی آنها عاملی مهم در توسعه مصرف گاز خواهد بود. تاسیسات مرتبط با LNG، عمری در حدود ۲۰ تا ۲۵ سال دارند که با توجه به هزینه‌های بالای احداث اینگونه تاسیسات و تجهیزات جانبی آن، این هزینه‌ها باید به‌گونه‌ای کاهش یابد که هزینه سرمایه‌گذاری سالیانه در مقایسه با سایر روش‌های انتقال کاهش یابد. به‌ویژه آنکه، تاسیسات و تجهیزات خطوط لوله، عمری در حدود ۳۰ تا ۴۰ سال خواهند داشت.

صنعت LNG

با وجود آنکه صنعت LNG به‌طور کامل شکل گرفته است، اما به رشد و توسعه بیشتر خود ادامه می‌دهد. سال گذشته، صادرات LNG با ۱۰٫۳ درصد رشد، به ۱۳۷ میلیارد مترمکعب رسید. سهم تجارت LNG از کل تجارت گاز در سال ۲۰۰۰ به ۲۵درصد افزایش یافت. مصرف گاز طبیعی جهان، بجز مصرف LNG، در سال گذشته ۴٫۵ درصد افزایش یافت، ولی در همین سال، رشد مصرف نفت تنها معادل ۱درصد بود. طی ۱۰ سال آینده و مطابق با پیش‌بینی‌های مختلف، شاهد حداقل دو برابر و حتی در برخی پیش‌بینی‌ها سه برابر شدن تجارت LNG در جهان خواهیم بود.

دو تغییر بنیادی، عامل اصلی رشد و توسعه صنعت LNG در جهان شده است که مهمترین آن، کاهش هزینه‌ها در تمام مراحل تولید و عرضه LNG، به‌ویژه در بخش مایع سازی و ساخت کشتی های حمل LNG است. پیشرفت‌های تکنولوژیکی به‌همراه بهبود روش‌های مدیریت پروژه توانسته است تا حدود زیادی از هزینه‌های ساخت واحدهای مایع‌سازی در جهان بکاهد.

اولین واحد ۳٫۲ میلیون تنی LNG در تاسیسات آتلانتیک ترینیداد در سال ۱۹۹۹ راه اندازی شده و با استفاده از تکنولوژی OCP یا Optimised Cascade Process ساخته شده است. این تکنولوژی متعلق به شرکت فیلیپس بوده است. هزینه نصب این واحد در حدود ۲۳۵دلار در هر تن ظرفیت برآورده شده است. این میزان سرمایه‌گذاری برای تولید هر تن LNG، نشانگر کاهش ۳۰درصدی در اینگونه هزینه‌ها در مقایسه با پروژه‌های قبلی در جهان است. شرکت شل نیز تاسیسات ۴٫۸ میلیون تن در سال LNG در عمان را با هزینه‌ای معادل ۲۰۰دلار در هر تن ساخته است. دومین تغییر بنیادی در صنعت LNG، رشد استفاده از قراردادهای عرضه کوتاه مدت است. این تغییر، باعث توسعه سریعتر صنعت LNG شده است و در عین حال، توسعه اینگونه قراردادها تنها در سایه کاهش هزینه‌ها به‌دلیل پیشرفت تکنولوژی و کم شدن بیشتر ریسک سرمایه گذاری در بخش عرضه LNG خواهد بود.

انتقال گاز با خط لوله و کاهش هزینه‌ها

کاهش عمده در هزینه‌های خطوط لوله، بیشتر بدلیل ساخت لوله‌های جدیدی می‌باشد که تحمل فشار بالای گاز را دارند. فشار بالای گاز لازمه حمل گاز به مسافت‌های طولانی‌تر است. لوله‌های با ضخامت بیشتر و استفاده از جوشکاری اتوماتیک، سبب شده است در برخی از پروژه‌ها یک گروه کاری در یک روز تا حدود ۲۰۰ اتصال را جوشکاری نماید که این میانگین در ۲۰ سال گذشته، در حدود ۷۵ جوشکاری در روز بوده است.

این پیشرفت‌ها، سبب کاهش زیادی در میانگین هزینه‌های احداث خطوط لوله در هر واحد ظرفیت گاز انتقالی شده است. تام کویگلی، معاون رئیس تکنولوژی برق و گاز شرکت بی‌پی تخمین زده است که هزینه‌های ساخت خط لوله با قطر بالا، نسبت به هزینه‌های قبلی تا حدود ۲۵درصد کاهش یافته است. بر اساس این کاهش هزینه و دیگر عوامل، از جمله بهبود مدیریت پروژه، شرکت BP اعلام نموده که حمل گاز از آلاسکا به شیکاگو در آمریکا را احتمالاً می توان با تعرفه‌ای معادل۲ ‌دلار در هر هزار فوت مکعب صورت داد.

پیشرفت در تکنولوژی‌های احداث خطوط لوله دریایی باعث شده است تا هزینه احداث اینگونه خطوط لوله از بیش از ۱۰۰ هزار دلار در هر اینچ – کیلومتر ( قطر به اینچ × طول خط لوله)، به حدود ۵۰هزار دلار کاهش یابد. دستیابی به این نتایج در گزارش وزارت انرژی نروژ در زمینه انتقال گاز نروژ به اتحادیه اروپا از طریق خط لوله زیردریایی جدید درج شده است. شرکت Exxon نیز در سال ۱۹۹۷ در زمینه احداث خط لوله دریایی مالزی هزینه‌ای در همین حدود را گزارش نموده است.

انتقال گاز به نقاط دوردست، همواره با مشکلات فراوانی روبه روبوده است. امروزه فناوری ال.ان.جی به عنوان راهکاری بسیار اقتصادی و قابل اطمینان در این زمینه مطرح است، اما پیشرفت های اخیر در زمینه استفاده از سایر فناوری ها نیز سبب شده است که استفاده از روش هایی نظیر CNG(گاز طبیعی فشرده شده) و هیدرات هم به عنوان راه حلی برای انتقال گاز به مناطق طولانی مطرح شوند.
بدون شک گاز طبیعی منبع مهم تامین انرژی در قرن جدید است. امروزه فناوری های بسیاری برای استحصال، انتقال و به کارگیری از منابع گازی رشد یافته اند. توسعه سریع صنعت گاز نیز از فناوری های مهمی تأثیرپذیرفته است که از اواسط قرن بیستم مطرح شده اند. انتقال گاز طبیعی به واسطه ماهیت گازی آن با دشواری روبه رو است و حتی استفاده از ساده ترین روش انتقال یعنی خطوط لوله در فواصل طولانی با مشکلات زیادی روبه رو می شود. با توجه به توانایی های موجود فناوری برای انتقال گاز به مناطق دوردست، روش ال.ان.جی یا گاز طبیعی مایع شده به عنوان یک روش اقتصادی، توانسته است دشواری حمل گاز را تا حد زیادی برطرف سازد. برخی از کارشناسان تبدیل گاز به فرآورده های مایع (GTL) را نیز راهکاری مناسب برای انتقال گاز به بازارهای دوردست بیان می کنند، زیرا معتقدند با این که هنوز فناوری یا تبدیل گاز به فرآورده های مایع به طور گسترده مورد استفاده کشورهای دارنده گاز قرار نگرفته ، اما حمل فرآورده های مایع به بازارهای مصرف بسیار ساده تر و کم هزینه تر از روش تبدیل ال.ان.جی است.

در فناوری GTL، گاز طبیعی در یک رشته فعل و انفعالات شیمیایی به مایعات میان تقطیر هیدروکربوری مانند نفتا، سوخت جت، دیزل و پایه های روغنی و … تبدیل می شود. در این روش، گاز طبیعی نخست به گازهای سنتز منوکسید کربن و هیدروژن تبدیل می شود، سپس در یک رشته واکنش های شیمیایی تحت تاثیر بستر کاتالیستی محصولات هیدروکربوری مایع که در حال حاضر دارای بازار خوبی هستند، تولید می شوند. علاوه بر آن، فرآورده های مایع گاز را به آسانی می توان در بازار مصرف به فروش رساند، ولی به دلیل نوع خاص تقاضای ال.ان.جی که به تاسیسات دریافت خاصی نیازمند است، فروش ال.ان.جی همواره با دشواری بیشتری روبه رو است. به واسطه هزینه های بالا برای انتقال گاز طبیعی در هر یک از فناوری های گفته شده، تحقیق و پژوهش برای یافتن راهکارهای دیگر همواره ادامه دارد. اگر چه هنوز استفاده از فناوری GTL در جهان گسترش زیادی نیافته، سرمایه گذاری قابل توجه کشورهای صاحب منابع گاز همانند قطر، برای استفاده از این فناوری، نشانگر توسعه و سودآوری این فناوری در آینده ای نزدیک است.

فناوری GTL با پیشینه بیش از ۷۰ سال، در مقیاس تجاری هنوز در آغاز راه توسعه قرار دارد. فناوری تبدیل گاز به فرآورده های مایع گرچه برای بسیاری از توسعه دهندگان عمده این فناوری، مانند شل، ساسول، اکسون موبیل و سنترلیوم شناخته شده است، اما تعداد واحدهای بزرگ تجاری در جهان در این زمینه بسیار محدود و امروزه مقدار کمی از منابع مالی موسسه های بزرگ به این امر اختصاص یافته است.
علاوه بر فناوری های ال.ان.جی و GTL، فناوری CNG و هیدرات نیز ممکن است بتوانند به عنوان راهکاری مناسب و ارزان برای انتقال گاز مطرح شوند. فناوری CNG ، برای انتقال گاز طبیعی در مسافت های طولانی، قابلیت مهمی به شمار می روند. CNG را می توان در کشتی های مخصوصی ذخیره، سپس به مقاصد مورد نظر حمل کرد. اگر چه یک کشتی حامل CNG نمی تواند گاز را به مقادیر بارگیری شده در کشتی های LNG انتقال دهد، ولی روش مایع سازی همچنین تبدیل مجدد به گاز در فناوری CNG آسان تر و بسیار کم هزینه تر از ال.ان.جی است. ذخیره سازی گاز در کشتی های CNG به صورت نگهداری گاز در لوله های با تحمل فشار ۳۰۰۰-۱۵۰۰ پی.اس.آی و به قطر ۱۸ تا ۳۶ اینچ است.

این لوله ها که به صورت افقی و عمودی در کشتی تعبیه شده اند، توانایی ذخیره سازی مقادیر زیادی گاز را در خود دارند. برای کاهش خطرهای احتمالی، دمای این لوله‌ها در ۲۰- درجه سانتی‌گراد حفظ می‌شود. به دلیل فشار بالای CNG در مخازن لوله‌ای شکل، بالابودن احتمال خطر انفجار، از مشکلات اساسی عملی‌نشدن کاربرد وسیع فناوری CNG در جهان است. امروزه استفاده از تکنیک های جدید در ساخت کشتی های CNG یعنی به کارگیری لوله هایی به قطر ۶ اینچ که به صورت قرقره های بزرگ درون کشتی تعبیه می شوند، پیشنهاد شده است. این کشتی ها توانایی ذخیره سازی بیشتری از گاز را در خود دارند. فناوری CNG برای انتقال گاز مخازن آب های عمیق که انتقال گاز آنها با استفاده از خط لوله به ساحل با دشواری و هزینه بالا روبه رو است، می تواند کاربرد یابد. سادگی فرآیند تولید CNG و فناوری ساده تر ساخت کشتی های حمل آن نسبت به ال.ان.جی، طرح های CNG را به عنوان گزینه ای بالقوه برای انتقال گاز مطرح کرده است. با توجه به شرایط موجود فناوری CNG، استفاده از آن تنها برای انتقال گاز تا فواصل ۲۵۰۰ مایل مطمئن به نظر می رسد. تحقیقات در زمینه استفاده از فناوری CNG برای انتقال گاز طبیعی در کشورهای آمریکا و استرالیا همچنان ادامه دارد.

فناوری CNG در صورت کاهش دادن خطر انفجار در هنگام انتقال آن، می تواند رقیبی برای فناوری LNG در فواصل کوتاه تر باشد. برای کشورهایی همانند کشور ما که دارای ذخایر عظیم گازی است، تحقیق و توسعه در زمینه طرح های GTL و CNG به عنوان راهکارهای جدید انتقال گاز، در تحقیق و پژوهش صنعت گاز می تواند به شمار رود. توسعه و توجه بیشتر به این فناوری ها و به ویژه فناوری GTL در کشور می تواند بازارهای صادراتی گاز را به همراه داشته باشد. یکی از عوامل موثر در میزان سرمایه گذاری در بخش GTL در ایران، وجود توانمندی های فنی و مهندسی بالقوه در صنایع نفت و گاز این کشور، به لحاظ مدیریتی و فنی است. در حدود دو سوم ماشین آلات و مخازن مورد کاربرد در یک واحد تولیدی GTL را در صنایع نفت و گاز ایران می توان یافت. از طرفی از لحاظ نیروی انسانی ماهر و متخصص، شرکت های مهندسان مشاور ایران تاکنون دو واحد تولیدی متانول و یک واحد تولیدی MTBE را بدون کمک شرکت های خارجی به پایان رسانده اند و یا در حال تکمیل آنها هستند. به همین دلیل، این اعتقاد که انجام مهندسی تفصیلی پروژه های GTL در ایران با قیمتی کمتر از نصف عرف جهانی امکان پذیر است، دور از ذهن نخواهد بود. در ضمن وجود نیروی انسانی آموزش دیده در ایران می تواند هزینه های عملیاتی یک واحد تولیدی GTL را به میزان قابل ملاحظه ای در قیاس با دیگر نقاط جهان کاهش دهد.

وجود مخازن عظیم گازی یکی ازعوامل اساسی در اقتصادی بودن یک طرح GTL است. برای مثال میزان گاز مورد نیاز برای یک واحد تولیدی GTL به ظرفیت ۷۰ هزار بشکه در روز و به مدت ۲۵ سال حدود ۵/۵ تریلیون فوت مکعب است. منطقه ویژه اقتصادی پارس جنوبی در بندر عسلویه و میدان های، نار و کنگان در نزدیکی پارس جنوبی، یکی از مناسب ترین مراکز برای ساخت واحد تولیدی GTL است.

ویژگی های فناوری GTL برای ایران در دهه اخیر، مخازن گازی متمرکز، عظیم و متعددی در آب های خلیج فارس و در مناطق جنوبی ایران کشف شده اند. بسیاری از این میدان ها، هنگام فعالیت های اکتشافی شرکت ملی نفت ایران و شرکت های بین المللی خارجی برای یافتن میدان های نفتی جدید به اثبات رسیده اند. هم اکنون احتمال اکتشاف های جدید دیگری از مخازن گازی متمرکز در نواحی خشک و در آب های دریای خزر و خلیج فارس، وجود دارد.
بهره گیری از فناوری GTL برای تحرک بخشیدن به صادرات گاز و تولید محصولات سوختی با کیفیت بالا از جمله هدف هایی است که ایران نباید حتی یک لحظه از آن غافل باشد. واقع شدن این میدان های گازی نزدیک به آبراه ها و در فاصله کمی از خشکی یکی از عواملی است که پروژه های صادراتی گاز طبیعی را به شکل GTL و LNG اقتصادی می کند. یکی دیگر از ویژگی های اجرای پروژه های GTL در ایران این است که صرف نظر از سهم ایران در سازمان کشورهای صادرکننده(اوپک) می توان از مایعات میان تقطیری برای مصارف داخلی به جای نفت خام بهره برد؛ از این رو به همان میزان، نفت خام صادراتی و درآمد ملی افزایش می یابد. سهم تخصیصی از سوی اوپک بر اساس تولیدات کشورهای عضو اوپک تعیین می شود؛ از این رو اگر ایران بتواند تولیدات نفت خام خود را از این طریق افزایش دهد، سهم آن نیز بیشتر از میزان صادرات کنونی خواهد بود. از لحاظ مقدار، تولید هر بشکه محصولات فناوری GTL دو بشکه نفت خام برای صادرات را در پی دارد. بنابراین با توجه به روند روبه رشد مصرف آینده محصولات سوختی برای ایران، استفاده از GTL لازم و ضروری به نظر می رسد.

با توجه به اهمیت گاز طبیعی به عنوان یکی از منابع مهم انرژی و روند رو به رشد مصرف آن در جهان و نیز با توجه به در دست داشتن ذخایر عظیم گاز طبیعی، ضرورت ساخت تجهیزات تولید، فرآوری و مهم تر از آن انتقال گاز طبیعی به بازار مصرف افزایش می یابد.

اما از آن جا که اکثر میادین گاز طبیعی در جهان دور از بازار مصرف هستند، هزینه های مربوط به تولید، فرآوری و انتقال گاز طبیعی زیاد است. در چنین وضعیتی انتقال گاز به وسیله راه کارهای جدید همراه با کاهش هزینه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. همین مسئله باعث ایجاد روش های مختلف برای انتقال گاز طبیعی شده است که از جمله مهم ترین روش های فروش و صادرات عبارتند از خطوط لوله، گاز طبیعی مایع شده(LNG)، گاز طبیعی متراکم شده (CNG)، هیدرات گاز طبیعی (NGH)، بدیل گاز به فرآورده های مایع (GTL) و سپس فروش فرآورده های مایع ، استفاده از انرژی گاز برای تولید جریان الکتریسیته (GTW) و سپس فروش برق و بالاخره استفاده از انرژی گاز برای تولید محصولات با ارزش مورد نیاز (GTC) و فرو ش آن ها. در این تحقیق بسیاری از نکات مهم و مزایای هر کدام از روش های انتقال مورد بررسی قرار گرفته است. بررسیها نشان داده است که انتقال گاز طبیعی به فواصل دور (مکانهایی که امکان صدور گاز از طریق خط لوله میسر نیست) به صورت هیدرات گازی یا CNG با قیمت کمتر از LNG امکان پذیر و عملی است. مزیت رقابتی NGH یا CNG بر سایر روشهای انتقال (غیر از خط لوله) این است که آن ها روشهای ساده ای هستند و هزینه سرمایه کمتری نیاز دارند.

 

گاز طبیعی مایع شده(Liquefied Natural Gas) 

 

مقایسه NGH با سایر روش های صدور گاز 

همان طور که قبلاً نیز اشاره شد فناوری هیدرات یک راه مناسب برای انتقال گاز و جای گزینی مناسب برای روش LNG به ویژه برای انتقال گاز از میادین گازی کوچک است. این روش انتقال در مقایسه با روش های LNG و GTL نسبتاً ساده، ارزان و بدون نیاز به فرآیند پیچیده است.

مقایسه نوعی بین فناوری های LNG و NGH برای انتقال ۴٠٠ میلیون فوت مکعب گاز طبیعی در شرایط استاندارد در هر روز به وسیله کشتی به فاصله km ۵۵٠٠ ، توسط گودموندسون و همکاران نشان داد که هزینه سرمایه نهایی برای استفاده از فناوری هیدرات گاز طبیعی (NGH)، ١٩٩۵ میلیون دلار و هزینه سرمایه نهایی برای استفاده از روش گاز طبیعی مایع شده (LNG)، ٢۶٧٧ میلیون دلار است بنا بر این آن ها به این نتیجه رسیدند که هزینه زنجیره NGH ، ٢۶% کمتر از هزینه زنجیره LNG است. هم چنین آن ها نشان دادند که هزینه های انتقال NGH ، ٢۵% و تولید آن ٣۶% کمتر از LNG است در حالی که هزینه بازیافت گاز ٩% بیشتر از LNG است. محاسبات اقتصادی بیشتر نشان می دهد که خط لوله بهترین روش برای انتقال گاز به فواصل کوتاه (کمتر از km ١٠٠٠)، NGH بهترین روش برای انتقال گاز به فواصل متوسط تا طولانی (١٠٠٠ تا km ١٢٠٠٠)، LNG بهتر از GTL برای فواصل کمتر از km ۶٠٠٠ و GTL بهترین روش برای فواصل بسیار طولانی (بیش از km ١٢٠٠٠) است، چنان که در شکل (۵) مشاهده می شود. 

 

 

 

CNG-9 و LNG و GTL در انتقال گاز طبیعی، مصطفی ساغری بازار عرضه و تقاضای فرآورده های حاصل از تبدیل گاز به مایع در آسیا، علیرضا پیمان پاک

۱۰-گروه مهندسی شیمی، دانشگاه سمنان

۱۱- مهندس محمد حدادی