LNG üzemanyagtöltő állomás létesítése Budapesten - PL4D Megvalósíthatósági Tanulmány

Az LNG tulajdonképpen folyékony földgáz, melyet -161 Celsius-fokra való hűtéssel nyernek. A hűtés során a gáz térfogata hatszázad részére csökken, ezáltal sokkal gazdaságosabbá válik a nagy távolságokra történő szállítása akár hagyományos szállítási módszerekkel (hajó, vasút, tehergépjármű) is.

A kitermelt földgáz 82% metánt tartalmaz, emellett pedig etánt, propánt, butánt, nehezebb szénhidrogéneket, valamint egy kevés nitrogént, oxigént, széndioxidot, kénvegyületeket, illetve vizet (CEE, 2007).  A cseppfolyósítás előtt a szennyező anyagokat eltávolítják a földgázból, a kén és a széndioxid ugyanis korrodálják a hűtőberendezést, a víz és a szénhidrogének pedig szilárd anyagként kifagynának az elegyből, s eltömítenék az eszközt. A tisztítást követően az LNG 95% körüli arányban tartalmaz metánt, így a visszagázosítás után tisztább anyag lesz a földből nyert földgáznál (Kecse, 2010). Ennek köszönhetően az LNG tisztábban ég, s kevesebb ÜHG-t, valamint szálló por kibocsátást eredményez. A cseppfolyósított földgáz tiszta, nem maró hatású, nem mérgező, kriogén (-162 ° C) folyadék normál légköri nyomáson, ráadásul a földgázhoz hasonlóan, szagtalan, ezért bizonyos esetekben indokolt, hogy az LNG-hez speciális szagosító anyagot kell keverni a visszagázosítási eljárás során.

A fosszilis tüzelőanyagok cseppfolyósításának fő oka az, hogy ebben a halmazállapotában a földgáz gazdaságosan szállítható akár földrészek között. Mivel azonban a folyamat bonyolult és a gáz energiatartalmának akár 25%-át igényli, a cseppfolyósított földgáz szállítása nagy mennyiségben csak nagy távolságra kifizetődő.

Az LNG hajózási üzemanyagként történő felhasználása egyre növekszik. Különösen az LNG tankerhajók esetén, ahol LNG szállítmányukat saját motorjuk üzemeltetésére is használják. A hajózási ágazat kibocsátásának az elkövetkező néhány évben történő jelentős csökkentése érdekében tett erőfeszítéseknek köszönhetően az LNG vonzóvá válik más típusú hajók meghajtására is. Az LNG-vel történő üzemeltetéshez a hajóknak szigetelt tárolótartályokra és speciális mono- vagy kettős üzemanyagú motorra van szükségük, amelyek LNG és/vagy gázolaj alapú üzemanyagokkal is működhetnek. A hajókon kívül az LNG-t tehergépjárművekben és egyéb nehézgépjárművekben is lehet üzemanyagként használni. Speciális LNG motorokat ma az Iveco, Scania és Volvo gyárt a kamionjaikba.

Legfontosabb tulajdonságai:

• Kémiai összetétel

A földgáz fosszilis tüzelőanyag. A kőolaj és a földgáz képezi a „szénhidrogének” néven ismert fosszilis tüzelőanyagokat, mivel ezek az üzemanyagok hidrogén- és szénatomok kémiai kombinációit tartalmazzák. A földgáz kémiai összetétele a gázforrás és a feldolgozás típusának függvénye. Ez metán, etán, propán és bután keveréke kis mennyiségű nehezebb szénhidrogénekkel és szennyeződéssel, nevezetesen nitrogén- és komplex kénvegyületekkel, valamint vízzel, szén-dioxiddal és hidrogén-szulfiddal, amelyek előfordulhatnak a betápláló gázban, de eltávolításra kerülnek a cseppfolyósítás előtt. AZ LNG fő alkotóeleme a metán, általában meghaladja a térfogat 85%-át. A csővezetékes földgáz kis mennyiségű vízgőzt tartalmazhat (GIIGNL, 2014).

• Forráspont

A forráspont az LNG egyik legfontosabb tulajdonsága, mivel meghatározza, mikor válik a gáz cseppfolyóssá. A forráspontot úgy határozhatjuk meg, mint azt a hőmérsékletet, amelyen a folyadék forrásban van, vagy amelyen atmoszferikus nyomáson gyorsan folyadékból gőzzé vagy gázzá alakul. Az LNG forráspontja alapvető összetételétől függ, de általában -161°C (GIIGNL, 2014).

• Öngyulladási hőmérséklet

Az öngyulladási hőmérséklet, az a legalacsonyabb hőmérséklet, amelyen a levegőben lévő gáz vagy gőz öngyulladást okozhat szikra vagy láng nélkül. Ez a hőmérséklet olyan tényezőktől függ, mint a levegő üzemanyag keverék és a nyomás. Körülbelül 10% metánt tartalmazó levegő üzemanyag keverékben az öngyulladás hőmérséklete körülbelül 540°C (GIIGNL, 2014).

LNG felhasználás szempontjából fontosabb tulajdonságai:

• Összetétele (származási országtól, kitermelés formájától függően a százalékos adatok eltérhetnek):
  • metán 87-89%
  • etán 1-10%
  • propán min. 1-5%
  • bután min. 1%
  • nitrogén 0,1-1%
  • kéntartalom 0,004%
  • hidrogén-szilfid max. 5 mg/Nm³
• Lobbanási hőmérséklete -161ºC
• Öngyulladása 599°C
• Sűrűsége 430-470 kg/m³
• Fűtőértéke 40 MJ/Nm³
• Molekuláris tömege 16,52 – 18,88 Kg/Kmol
• Wobbie indexe 13,066-16,328 KWh/Nm³

Az LNG összetétele minőségét tekintve országonként eltérő, ennek szabályozása érdekében a CEN szabványügyi szervezeten belül folyamatban vannak olyan projektek, amelyek a gázminőségi szempontok kezelésére összpontosítanak. A gázok szabványosítása hagyományosan a biztonsági szempontokra összpontosult. A gázinfrastruktúrával a CEN/TC 234 foglalkozik, amelyben a WG 11 kezeli a gázminőség funkcionális követelményeit. Kőolajtermékek esetében a járművek üzemanyagminőségét általában a TC019 kezeli. Ez a két szabvány együttesen alkalmazva, a TC 234 gázinfrastruktúra a jelenlegi állapot megőrzésére összpontosít, miközben a TC019 a gázminőség szigorú meghatározására törekszenek, tekintettel az EURO 6 kibocsátási norma teljesítésére és az üzemanyag-hatékonyságra (S. Johannesson, 2014).

LNG Európában

Általánosságban kijelenthető, hogy a földgázfogyasztás világszerte erőteljesen növekszik, amelynek alapja a növekvő és széles körű kereslet és a viszonylag alacsony költségű ellátási lánc. Emellett az LNG kínálat terjedése és ellátásbiztonsága is hozzájárul a földgáz globális elérhetőségének folyamatos javulásához.

Az LNG-t exportáló országok által a világpiacra kerülő LNG mennyiségének emelkedő tendenciáját szemlélteti a 3. ábra. A 2040-ig tartó prognózis alapján megállapítható, hogy az LNG export nagyrészét alapvetően az USA és Katar bonyolítja, amely 2040-re az összes exportált LNG mennyiségnek majdnem a felét teszi ki. Az LNG cseppfolyósító terminálok üzembe helyezésével azonban potenciális exportőrré válhat Ausztrália, a megkezdett beruházások befejezésével tekintélyes kereskedelmet végezhetnek Oroszország és Afrika egyes országai.

Európa továbbra is kulcsfontosságú piac marad a földgáz exportőr országok számára. A tárolásra és visszagázosításra szolgáló LNG import terminálok jelenlegi kihasználatlansága okán egyrészt a többlet LNG rakomány potenciális piacaként céljuk a tárolási kapacitásuk kihasználásának javítása, másrészt mint értékesítési csomópontok céljuk az LNG és a csővezetékes gáz ár piaci versenyének meghatározó szereplőjének lenni.

Ezek a csomópontok ugyanis gyorsan és könnyen képesek a gáz árakra reagálni a raktározott LNG mennyiségeik mobilizálásával. A gáztőzsdéken forgalmazható, könnyen mozgatható LNG és az LNG-ből visszagázosított földgáz ára így a csővezetéken szállított, jellemzően orosz földgáz hosszú távú szerződéseiben fixált gáz árakkal szemben versenyképes. A csomópontok elosztási lehetőségeinek köszönhetően a small-scale LNG üzletágban a gázpiac rugalmassá tehető, hiszen a globális LNG 20% -át az azonnali (spot) piacokon illetve rövid távú szerződésekkel lehet értékesíteni.

A Duna régióban az LNG Masterplan (Rajna-Majna-Duna) zászlóshajó projekt (TEN-T 2013-2015) keretében megszerzett tapasztalatok lehetőséget teremtetettek számos más, a régión belül megvalósítandó ambiciózus LNG projekt számára, amelyeknek célja a small scale LNG, azaz a kis léptékű LNG ellátási láncban feltárt hiányosságok megszüntetése.

Az alternatív üzemanyagok infrastruktúrájának bevezetéséről szóló 2014/94 / EU irányelvvel összhangban Ausztria, Szlovákia, Magyarország, Románia és Bulgária a Duna régióba small scale LNG terminálokat tervezett, melyek egyrésze már megvalósult projekt, mások kivitelezés alatt vagy tanulmányterv stádiumában járnak (ProDanube, 2018).

• Felső Ausztria (Ennshafen): első LNG töltőállomás kamionok részére, távlati cél: LNG hajtású hajók töltése (koncepciótervezés alatt)
• Szlovákia: LNGAFT (LNG as Alternative Fuel for Transport), LNG hajtású busz töltőállomás (megvalósítás alatt – tervezett átadás: 2019. december)
• Magyarország: PAN-LNG Projekt, CNG Clean Fuel Box Projekt, PAN-LNG-4-Danube Projekt
• Románia: Constanta – kisméretű (5000 m³) LNG terminál import tárolóval, kisebb tengerjáró hajók kitárazására és töltésére; folyami hajók és tehergépjárművek töltésére is alkalmas (ezt a terminált várhatóan csak 2027-ben fogják üzembe helyezni); Galatea – 4000m³ LNG terminál, tengerjáró és folyami hajók töltésére, tehergépjárművek és helyi ipar kiszolgálására,
• Bulgária: Ruse – A PL4D hez hasonló kisüzemű LNG töltőállomás, amely hajók töltésére alkalmassá tehető, jelenleg csak tehergépjármű töltésére használják.

Az EU LNG-re vonatkozó, lényeges jogszabályai

A jogszabályi környezet és biztonsági előírások fejezetben bemutatjuk azon jogi kereteket, amelyek az LNG használatára vonatkoznak, illetve lehetővé teszik a small scale LNG infrastruktúra fejlesztését. Ezen túlmenően összefoglaló jelleggel ismertetjük azokat a biztonsági követelményeket, amelyeket az LNG rakomány és/vagy üzemanyag célú felhasználásakor szükséges figyelembe venni. A fejezetnek nem célja tételes biztonsági követelményjegyzéket bemutatni, hiszen azzal a III. kötet, „A projekt megvalósításához kapcsolódó jogszabályi és a helyi környezet biztonságtechnikai elemzése. Az üzembiztonsági alapelvek megfogalmazása kiegészülve nemzetközi jó gyakorlatok bemutatásával, valamint az eredmények és hatások üzemeltetési feltételekbe történő beillesztésével” részletesen foglalkozik.