به گزارش قم پرس گاز طبیعی مایع یا LNG در سالهای اخیر به یکی از مهمترین حاملهای انرژی در جهان تبدیل شده و همزمان با گسترش تجارت انرژی، نقش آن در انتقال، ذخیرهسازی و مصرف سوخت بیش از گذشته مورد توجه قرار گرفته است. این حامل انرژی از طریق تبدیل گاز طبیعی به مایع در دمایی کمتر از منفی ۱۶۲ درجه سانتیگراد تولید میشود؛ فرآیندی که امکان ذخیرهسازی حجم بالایی از گاز را در فضای محدود فراهم میکند و به همین دلیل در نیروگاهها، کارخانهها، کشتیها و وسایل نقلیه سنگین کاربرد گستردهای یافته است.
در این میان، توسعه فناوریهای بومی در حوزه طراحی و ساخت پلنتهای LNG، بهویژه در مقیاس کوچک، میتواند برای ایران در چند محور راهبردی از جمله مدیریت ناترازی گاز، کاهش آسیب صنایع در فصل سرد، توسعه سوخت پاک در حملونقل سنگین و نیز گسترش صادرات منطقهای اهمیت داشته باشد. شرکت دانشبنیان امین فناور شریف از جمله مجموعههایی است که در این حوزه، طراحی و ساخت پلنتهای LNG را در دستور کار قرار داده و تلاش کرده است این فناوری را در مقیاس میکرو و مینی به مرحله اجرا برساند.
پلنت تولید LNG چیست و چرا اهمیت دارد؟
پلنت تولید LNG یک تأسیسات صنعتی است که گاز طبیعی را با کاهش دما تا کمتر از منفی ۱۶۲ درجه سانتیگراد به مایع تبدیل میکند. این فرآیند امکان ذخیرهسازی و حملونقل گاز را در مخازن ویژه یا از طریق کشتی، قطار و خودروهای سنگین فراهم میسازد.
گاز طبیعی مایع به دلیل آنکه پس از مایعسازی، چگالی بسیار بالاتری پیدا میکند، از مزیت مهم کاهش شدید حجم برخوردار است؛ به طوری که با مایع شدن گاز، چگالی آن حدود ۶۰۰ برابر افزایش مییابد. این ویژگی به معنای آن است که در یک حجم یکسان میتوان بیش از ۶۰۰ برابر سوخت بیشتری ذخیره کرد؛ مزیتی که LNG را به گزینهای اقتصادی برای انتقال گاز در مسافتهای طولانی تبدیل میکند.انتقال گاز طبیعی به طور کلی از دو مسیر انجام میشود؛ یا به صورت گاز از طریق خط لوله و یا در فاز مایع از طریق کشتی، قطار و خودروهای سنگین حامل LNG. از این منظر، مایعسازی گاز نه فقط یک فرآیند فنی، بلکه بخشی از زنجیره راهبردی تجارت و امنیت انرژی به شمار میآید.
فناوریهای مورد استفاده در طراحی مجتمعهای تولید LNG در مقیاس صنعتی، مبتنی بر روشهای کرایوژنیک است. در این فرآیند، گاز طبیعی در چند مرحله سرد شده و در نهایت به مایع تبدیل میشود. محصول نهایی نیز در انتهای واحد مایعسازی در مخازن استاندارد ذخیره و برای بارگیری آماده میشود.در طراحی چنین واحدهایی، استفاده از مدلهای مهندسی و الگوریتمهای پیچیده اهمیت بالایی دارد؛ چرا که کاهش مصرف انرژی، کنترل هزینههای ساخت و بهرهبرداری و کاهش ریسک اجرای پروژه، از مهمترین شاخصهای موفقیت در توسعه پلنتهای LNG محسوب میشود.
کاربری چندگانه گاز طبیعی مایع؛ از نیروگاه و صنعت تا کشتی و ناوگان سنگین
گاز طبیعی مایع امروز در بخشهای مختلف انرژی و حملونقل مورد استفاده قرار میگیرد. LNG به عنوان سوخت در نیروگاهها، کارخانهها، کشتیها و وسایل نقلیه سنگین کاربرد دارد و به دلیل ویژگیهایی مانند چگالی بالاتر، بوی کمتر، سمیت کمتر و سهولت بیشتر در ذخیرهسازی و حملونقل، نسبت به گاز طبیعی در شرایط عادی مزیتهای قابل توجهی دارد.
طراحی پایلوت ۵ تنی؛ نخستین گام برای ورود به مقیاس صنعتی
شرکت دانشبنیان امین فناور شریف در مسیر دستیابی به دانش فنی طراحی و ساخت مجتمعهای تولید LNG و هلیوم، اقدام به طراحی، ساخت و بهرهبرداری از پایلوت واحد تولید LNG با ظرفیت ۵ تن در روز بر اساس استانداردهای بینالمللی کرده است. این شرکت سپس با تکیه بر تجربه حاصل از اجرای پلنت LNG در ابعاد میکرو، طراحی پلنت ۵۰ تنی در روز را برای ذخیرهسازی گاز مورد نیاز صنایع پرمصرف در دستور کار قرار داده است.
براساس اعلام این شرکت، احداث چنین واحدی میتواند زیان قابل توجه صنایع پتروشیمی و فولاد در فصول سرد سال را تا حد قابل قبولی کاهش دهد. همچنین این مجموعه از آمادگی خود برای طراحی، ساخت و راهاندازی انواع پلنتهای LNG متناسب با نیاز کارفرما خبر داده است.
ذخیره سازی گاز در فصل سرد؛ کاربردی که برای صنایع حیاتی شده است
یکی از مهمترین کاربردهای فناوری مایعسازی گاز طبیعی، پیکسایی یا ذخیرهسازی گاز برای جبران کمبود سوخت در دورههای اوج مصرف است. در سالهای اخیر، افزایش مصرف گاز در فصل سرد در کنار رشد محدود تولید، موجب بروز ناترازی و کمبود گاز شده و این مسئله گازرسانی به صنایع پرمصرف از جمله پتروشیمیها و مجموعههای فولادی را با اخلال مواجه کرده است.
قطع یا محدودیت گاز در این صنایع، پیامدهایی چون توقف موقت خطوط تولید، کاهش سودآوری، تحمیل خسارتهای مالی و ایجاد عدمالنفع را در پی دارد. در کنار این مسئله، برخی صنایع در چنین شرایطی به سمت سوختهای جایگزین مانند مازوت میروند که این موضوع علاوه بر تشدید آلودگیهای زیستمحیطی، میتواند به تجهیزات صنعتی نیز آسیب وارد کند و عمر مفید آنها را کاهش دهد.
در همین چارچوب، LNG به عنوان یک راهکار متداول، بهینه و مقرونبهصرفه در بسیاری از کشورهای جهان مورد استفاده قرار میگیرد؛ به این صورت که گاز در دورههای کممصرف سال مایع و ذخیره میشود و در زمان اوج مصرف، پس از بخارسازی، دوباره در اختیار مجموعه صنعتی قرار میگیرد.
ذخیره سازی گاز مایع؛ پادزهر فناورانه برای ناترازی گاز و توقف چرخ تولید صنایع بزرگ
در مدل پیکسایی، یک پلنت مایعسازی گاز به همراه مخازن ذخیرهسازی و تبخیرکنندههای گاز در نزدیکی صنایع پرمصرف احداث میشود. در فصول کممصرف، زمانی که امکان اضافهبرداشت گاز وجود دارد، بخشی از گاز ورودی مجموعه مایع شده و در مخازن فوقسرد ذخیره میشود. سپس در فصول سرد و پرمصرف، گاز ذخیرهشده به شکل مایع، پس از بخارسازی، به مجموعه تحویل داده میشود تا کمبود گاز جبران شود.
مزیت این روش آن است که با مایعسازی گاز، حجم آن حدود ۶۰۰ برابر کاهش پیدا میکند و در نتیجه میتوان مقادیر قابل توجهی از گاز طبیعی را در حجم کم، فشار پایین و با ایمنی بالا ذخیره و نگهداری کرد. این ویژگی، علاوه بر جلوگیری از خسارتهای مالی به صنایع، مانع از تشدید آلودگیهای زیستمحیطی ناشی از مصرف سوختهای جایگزین نیز خواهد شد.
پلنتهای میکرو و مینی؛ پاسخ فنی به نیاز متنوع صنایع
پلنتهای پیکسایی در ظرفیتهای کوچک، شامل مقیاس میکرو و مینی، با حداقل ظرفیت تولید ۵ تن LNG در روز طراحی و ساخته میشوند. همچنین متناسب با نیاز صنایع، امکان ذخیرهسازی گاز در مخازن عمودی، افقی، کروی و یا مخازن فلت با ظرفیتهای مختلف وجود دارد.
از خودروهای سنگین تا کشتیها؛ LNG چگونه آینده سوخترسانی را میسازد؟
از گاز طبیعی به دلیل آلایندگی کمتر در مقایسه با دیگر سوختهای فسیلی، به عنوان یک سوخت پاکتر یاد میشود. قیمت مناسب، دسترسی بالا و میزان کمتر تولید دیاکسیدکربن در ازای ارزش حرارتی مشابه با سوختهایی مانند گازوئیل، موجب شده است استفاده از گاز طبیعی به عنوان سوخت جایگزین، بهویژه در وسایل نقلیه سنگین نظیر اتوبوسها، کشتیها و لوکوموتیوها مورد توجه قرار گیرد.
در این میان، مایعسازی گاز این مزیت را به همراه دارد که مقدار بیشتری سوخت را بتوان در فشار اتمسفری، دمای پایین و با ایمنی بالا ذخیره کرد. همین موضوع موجب افزایش بُرد حرکتی وسایل نقلیه و بیشتر شدن فاصله میان جایگاههای سوخت میشود. بر همین اساس، LNGسوز کردن وسایل نقلیه در کشورهای توسعهیافته با سرعت بالایی در حال انجام است.
موقعیت ترانزیتی ایران؛ ظرفیتی برای توسعه جایگاههای LNG
ایران با دسترسی همزمان به آبهای آزاد از شمال و جنوب و نیز ارتباط جغرافیایی با کشورهای شرق آسیا، کشورهای عربی و اروپا، از موقعیتی برخوردار است که میتواند آن را به یکی از کریدورهای مهم ترانزیتی جهان تبدیل کند. بهرهگیری از این ظرفیت، مستلزم شکلگیری زیرساختهای متناسب با حملونقل نوین انرژی است. در این میان، ایجاد جایگاههای سوخت LNG در مسیر جادههای ترانزیتی میتواند یکی از الزامات مهم برای سوختگیری خودروهای باری LNGسوز خارجی و در آینده خودروهای سنگین داخلی باشد. استفاده از این فرصت، علاوه بر تسهیل ترانزیت، میتواند به سودآوری قابل توجهی برای کشور منجر شود.
مزیت LNG در صادرات به مقاصد دور و صعبالعبور
انتقال گاز طبیعی به نقاط مختلف یا از طریق خط لوله و یا به صورت مایع انجام میشود. با این حال، صادرات گاز از طریق خط لوله در مسافتهای بیش از ۲۰۰۰ کیلومتر فاقد صرفه اقتصادی است. همچنین در برخی موارد، به دلیل موانع طبیعی، موقعیت سخت جغرافیایی کشور مقصد، یا تهدیدهایی مانند بلایای طبیعی و جنگ، امکان انتقال گاز از طریق خط لوله وجود ندارد یا امنیت آن با مخاطره روبهرو است.
در چنین شرایطی، LNG میتواند مسیر جایگزین و مؤثری برای صادرات گاز باشد. انتقال گاز طبیعی مایع به نقاط مختلف جهان از طریق کشتی، قطار و یا خودروهای حامل سوخت امکانپذیر است. هرچند صادرات دریایی LNG نیازمند احداث بنادر ویژه بارگیری سوخت مایع است، اما صادرات زمینی LNG به کشورهای همسایه ایران که بخش مهمی از نیاز خود را از طریق LNG تأمین میکنند، یک فرصت عملیاتی قابل توجه به شمار میرود.
نقش LNG در مدیریت بحران/ ذخیره ایمن برای روزهای اختلال
یکی دیگر از ظرفیتهای LNG، استفاده از آن در شرایط بحران است. وقوع حوادثی همچون سیل، زلزله، جنگ و رخدادهای مشابه ممکن است فرآیند عادی گازرسانی از طریق خط لوله را مختل کند. در چنین وضعیتی، ذخیرهسازی حجم زیادی از گاز به شکل مایع، در فشار و دمای پایین و با ایمنی بالا، در مخازن قابل حمل کرایوژنیک و استقرار این مخازن در پناهگاهها یا نقاط امن از پیش تعیینشده، میتواند راهکاری برای تأمین سوخت و انرژی مورد نیاز در زمان بحران باشد.
انتقال گاز به نقاط دوردست
انتقال گاز طبیعی به نقاط مختلف از طریق خط لوله و یا به صورت مایع (LNG) صورت میپذیرد. علی رغم گستردگی شبکه گاز در کشور، انتقال گاز به برخی از نقاط با استفاده از خط لوله، بنا به دلایلی مانند موقعیت جغرافیایی، موانع زمین و یا عدم امکان تامین امنیت شبکه امکان پذیر نبوده و یا هزینههای گزافی را درپی دارد.
در این صورت با تاسیس پلنت در نزدیکترین شهر و یا استان به محل مصرف میتوان نسبت به تولید LNG اقدام کرده و گاز طبیعی مایع را از طریق خودروهای حامل سوخت و یا مخازن قابل حمل به محل مصرف منتقل کرد.
سهم رو به رشد LNG در تجارت جهانی گاز
افزایش تولید گاز طبیعی در جهان و همزمان رشد تقاضا برای انتقال منعطفتر و ایمنتر انرژی، موجب شده است سهم LNG در تجارت جهانی گاز رو به افزایش باشد. بر اساس برآوردهای موجود، تا سال ۲۰۴۰ بیش از نیمی از تجارت جهانی گاز از طریق LNG انجام خواهد شد؛ موضوعی که نشان میدهد کشورها برای حضور مؤثر در بازار انرژی آینده، ناگزیر از توجه به این فناوری هستند.در چنین شرایطی، توسعه پلنتهای LNG در مقیاسهای مختلف، بهویژه در ابعاد کوچک و متوسط، میتواند برای ایران هم در حوزه تأمین انرژی داخل، هم در کاهش فشار بر صنایع در فصل سرد، هم در توسعه سوخت پاک و هم در مسیر صادرات منطقهای اهمیت راهبردی داشته باشد.
بومیسازی فناوری LNG؛ پیوند نیاز داخلی با فرصت منطقهای
آنچه از مجموعه اقدامات این شرکت دانش بنیان برمیآید، حرکت در مسیر بومیسازی فناوریای است که میتواند همزمان به چند نیاز اساسی کشور پاسخ دهد؛ از یکسو به مدیریت ناترازی گاز و پشتیبانی از صنایع در فصل سرد کمک کند، از سوی دیگر در توسعه زیرساختهای حملونقل پاک و همچنین صادرات منطقهای نقشآفرین باشد.
خبرنگار: #هادی_اسماعیلی
قم پرس منتظر دریافت اخبار و پیام های هموطنان عزیز می باشد.
دیدگاه