S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń
description
Transcript of S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń
![Page 1: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/1.jpg)
LNG market
Skroplony gaz ziemny (LNG) z metanu pozyskiwanego z
nieczynnych kopalń
- projekt badawczy w programie US EPA M2M -
Stanisław HŁAWICZKA
Seminarium NFOŚiGW, Warszawa, 29 październik 2009
![Page 2: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/2.jpg)
- gaz cieplarniany o potencjale cieplarnianym 21 razy większym niż CO2
- średnia zawartość tego gazu w atmosferze wynosi 1,7 ppm ( w ciągu minionych 200 lat wzrosła ponad dwukrotnie)
![Page 3: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/3.jpg)
Struktura zużycia paliw w Polsce na wytwarzanie energii pierwotnej (2007)
0 20 40 60
pozostałe
gaz ziemny
ropa naftowa
węgiel brunatny
węgiel kamienny
[%]
paliwa gazowe 13%
dane: GUS,2008
![Page 4: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/4.jpg)
0 10 20 30 40 50
LNG - zakupydoraźne
LNG - import z Kataru
(kontrakt Qatargas)
import z Norwegii (rurociąg podmorski)
import z Rosji (rurociągi)
krajowe wydobycie
[ % ]
Prognozowana struktura [%] pokrycia krajowego zapotrzebowania na gaz ziemny w roku 2014
Źródło: PGNiG, Gaz-System,2009
![Page 5: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/5.jpg)
-18%+ 28% ropa naftowa+ 280% energia odnawialna+ 40% gaz ziemny
węgiel
+ 21%
Przewidywany wzrost zapotrzebowania na energię
97.8 Mtoe
118.5 Mtoe
Przewidywane zmiany zapotrzebowania na nośniki energii w okresie lat 2006 - 2030
dane: Ministerstwo Gospodarki, 2008
P o l s k a
2006
2030
![Page 6: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/6.jpg)
Krajowa struktura emisji metanu(2005)
dane: 2006 USEPA Report: Global Anthropogenic Non-CO2 Greenhouse Gas Emissions:1990-2020
• emisja ogółem - 46.5 MMTCO2e
• z kopalń węgla - 11.2 MMTCO2e
(MMTCO2e – równoważnik miliona ton CO2)
37%
18%
3%
12%
3%
2%
24%
składow. odpadów
hodowla /ferment. jelitowa/
hodowla/odchody/
przetw. ropy i gazu
oczyszcz. ścieków
środki transportu
górnictwo węgla
![Page 7: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/7.jpg)
polski tytuł Projektu:
Wykorzystanie metanu z nieczynnej KWK Zory do otrzymywania skroplonego gazu ziemnego (LNG) do celów rynkowych
US Environment Protection AgencyMethane2Market Partnership Programme
P o l a n d M e t h a n e – to - LNGŻory Coal Mine Project
![Page 8: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/8.jpg)
Instytucje zaangażowane w realizację Projektu:
koordynator Projektu
współwykonawcy
![Page 9: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/9.jpg)
Cel projektu(1)
cel nadrzędny:
Promocja pozyskiwania metanu pochodzącego z dotychczas nie wykorzystywanych rodzajów źródeł (nieczynnych kopalń węgla kamiennego) i ocena ekonomicznie uzasadnionych możliwości jego praktycznego zastosowania w warunkach Polski
![Page 10: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/10.jpg)
Cel projektu(2)
cele szczegółowe:
⇒ Pozyskanie metanu z nieczynnej kopalni (KWK Żory) oraz ocena ekonomiczna i ekologiczna tego procesu
⇒ Ocena ekonomiczna i ekologiczna procesu otrzymywania skroplonego metanu jako paliwa alternatywnego ⇒ Analiza praktycznych możliwości zastosowania skroplonego metanu w warunkach polskich
⇒ Przeprowadzenie studium przypadku (case study) praktycznego zastosowania skroplonego metanu jako paliwa dla celów energetycznych i paliwa w komunikacji
![Page 11: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/11.jpg)
Definicja skroplonego gazu ziemnego (LNG)
⇨ wg Norma Europejska EN 1160:1996bezbarwny płyn w stanie ciekłym, w którym dominującym
składnikiem jest metan; może zawierać niewielkie ilości etanu, propanu, azotu lub inne składniki występujące zwykle w gazie ziemnym
⇨ wg Polska Norma PN-EN 1160:2008tekst jak wyżej, lecz uzupełniony o stwierdzenie:LNG powinien zawierać więcej niż 75% metanu, a zawartość
azotu powinna być mniejsza niż 5%
![Page 12: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/12.jpg)
Inne niż LNG paliwa typu przetworzone gazowe węglowodory
sprężony gaz ziemny (CNG – compressed natural gas); wada - mała gęstość zmagazynowanej energii w jednostce objętości
gaz płynny propan-butan (LPG - liquified petroleum gas) - w temp. otoczenia można przechowywać w stanie ciekłym pod niskim ciśnieniem; mniej bezpieczny w użytkowaniu
0% 20% 40% 60% 80% 100%
LPG
CNG
LNGmetan
etan
propan
butan
pentan
inne
![Page 13: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/13.jpg)
Cechy skroplonego gazu ziemnego (LNG)
⇨ w przestrzeni otwartej LNG i jego opary nie mają właściwości wybuchowych, jest bezwonny, nietoksyczny
⇨ nie miesza się z wodą czy podłożem lecz wyparowuje do powietrza
⇨ podczas skraplania metanu do LNG: • objętość redukuje się około 600 razy, czyli:
- z 1 m3 LNG można uzyskać 584 m3 gazu możliwego do przesyłu w sieci - z 1 tony LNG otrzymujemy 1380 m3 gazu sieciowego
co czyni go wygodniejszym podczas transportu i magazynowania
![Page 14: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/14.jpg)
Dlaczego skraplać metan z kopalń do LNG?
Z uwagi na ograniczone zasoby tego gazu w pojedynczej kopalni zwykle nie opłaca się budowanie rurociągów mających transportować metan na większe odległości.
W sąsiedztwie kopalń buduje się przenośne instalacje do produkcji LNG i taki metan może być transportowany nawet do odległych miejsc jego wykorzystania.
![Page 15: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/15.jpg)
Zalety praktycznego wykorzystania LNG
Elastyczność dostaw – -pokrywa szczytowe zapotrzebowanie na paliwo-umożliwia wykonanie doraźnych zakupów z uwagi na łatwą możliwość
transportu;
Ekonomia (w odniesieniu do gazu ziemnego) – -niższe koszty transportu-mniejsze objętości magazynowania (600 razy mniejsza objętość)-doraźny wybór dostawcy (brak niebezpieczeństwa szantażu cenowego);
Wpływ na środowisko – -najniższa emisja zanieczyszczeń w porównaniu ze wszystkimi paliwami
kopalnymi-gdy wyciek to w całości odparowuje (brak wpływu na gleby i wody
powierzchniowe oraz gruntowe w odróżnieniu od ropy i LPG)-brak właściwości toksycznych i korozyjnych
![Page 16: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/16.jpg)
Skala światowej produkcji LNG(1):
- światowy rynek LNG wzrasta rocznie o 7%, to jest o ok. 95 mln ton
- do roku 2015 LNG stanowić będzie 15% globalnego zużycia gazu
![Page 17: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/17.jpg)
Skala światowej produkcji LNG(2):
- zapotrzebowanie na gaz płynny rośnie 4-5 razy szybciej niż na ropę
- za 3 lata podwoi się europejski potencjał produkcji LNG
![Page 18: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/18.jpg)
Co jest problemem przy skraplaniu metanu:
- konieczność oczyszczania do takiego stopnia czystości
aby możliwe było jego skroplenie do LNG(usunięcie: CO2 , azotu, propanu, butanu, wilgoci, helu,
rtęci i inne)
- zużycie energii (do sprężania i schłodzenia gazu do -163°C)
![Page 19: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/19.jpg)
LNG z Kataru jako sposób na dywersyfikację dostaw gazu do Polski
Umowa na sprzedaż i dostawy LNG z Kataru do Polski:
• dostawy 1 mln ton LNG rocznie (ok. 1,5 mld m3) przez okres 20 lat od 2014 roku,
• miejsce dostaw - terminal LNG w Świnoujściu, który musi być gotowy w roku 2014,
• dostawy przy użyciu statków typu Q-flex, umożliwiających jednorazowo transport ok. 217 000 m3 gazu.
![Page 20: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/20.jpg)
Odwiert do nieczynnej kopalni Żory lokalizacja miejsca odwiertu
![Page 21: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/21.jpg)
Odwiert do nieczynnej kopalni Żory
rurowanie odwiertu
- 209 m
10 m
50 m
145 m
Ø = 457 mm • • • •
Ø = 168 mm
![Page 22: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/24.jpg)
Odwiert do nieczynnej kopalni Żory
etap wykonania odwiertu(1)
![Page 25: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/25.jpg)
Odwiert do nieczynnej kopalni Żoryetap wykonania odwiertu(2)
![Page 26: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/26.jpg)
Ciśnienie [ mm Hg ] Wydajność przypływu powietrza
atmosferyczne na wylocie wiertni [ m3 / min ]
729 699 ok.19
Odwiert do nieczynnej kopalni Żory
po zakończeniu wiercenia
![Page 27: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/27.jpg)
Prace na odwiercie do nieczynnej kopalni Żory
montaż urządzeń
![Page 28: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/28.jpg)
Prace na odwiercie do nieczynnej kopalni Żory
pobór prób gazu
![Page 29: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/29.jpg)
Wyniki analiz właściwej fazy poboru prób gazu
% zawartość metanu
ciśnienie atmosferyczne [hPa]
%(obj.) zaw. CO2 1,7%(obj.) zaw. O2 0,05
![Page 30: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/30.jpg)
Analiza możliwości wykorzystania LNG w lokomotywach
Lokomotywa 7448P
![Page 31: S kroplon y gaz ziemn y (LNG) z metanu pozyskiwanego z nieczynnych kopalń](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062322/568143c9550346895db0581d/html5/thumbnails/31.jpg)
Docelowa forma zagospodarowania odwiertu