Теплота сгорания сжиженного газа: Теплота сгорания сжиженного газа

Натуральные химические преимущества

Факты о природном газе – Природный газ состоит в основном из метана – Гл.3. При сгорании молекула метана вступает в реакцию с двумя молекулами воды и превращается в молекулу углекислого газа (СО2) и 2 молекулы воды и 891 кДж энергии. То, что выглядит как выбросы от сжигания природного газа, на самом деле состоит только из водяного пара и CO2.

Другие виды топлива, такие как пропан и нефтепродукты, тяжелее и состоят из молекул с большим количеством атомов углерода. Пропан (C3H8) имеет три атома углерода и восемь атомов водорода, чем больше углерода в молекуле, тем выше выброс CO2 при сгорании.
Как самый легкий/самый простой углеводород, природный газ имеет более низкие выбросы, чем все другие углеводороды. Как правило, при использовании природного газа выбросы на 25% ниже, чем при использовании дизельного топлива.

Меньший риск при использовании природного газа

Низкая воспламеняемость при выбросах природного газа. Для воспламенения природного газа требуется смесь газа и воздуха примерно 5-15%. Низкие или высшие смеси не воспламеняются. Кроме того, для естественного воспламенения требуется искра, температура самовоспламенения составляет 540 ° C (1004 ° F).

В случае утечки СПГ жидкость/газ будут тяжелее воздуха, если температура ниже 100 °C (212 °F). Он быстро испарится, перейдет в газообразное состояние, поднимется и смешается с воздухом в негорючую смесь. Другие и более тяжелые газы обычно падают и остаются близко к земле, где они могут образовать легковоспламеняющуюся зону.

В случае утечки или разлива СПГ над местом утечки/разлива могут временно образоваться легковоспламеняющиеся зоны. Поэтому важно контролировать все источники воспламенения.

Природный газ Не токсичен

Природный газ не имеет цвета и запаха и не токсичен. Утечка природного газа все еще может влиять на количество доступного кислорода в замкнутом пространстве. СПГ может быть опасен, если кто-то вступит в непосредственный контакт с переохлажденным газом. Как правило, природный газ считается очень безопасным топливом и поэтому часто используется в качестве бытового газа.

Местное воздействие в случае разливов/выбросов

Утечка природного газа или СПГ окажет минимальное воздействие на растения и животных, за исключением всего, что находится в прямом контакте с СПГ/газом в переохлажденном состоянии. Это в отличие от разливов нефти из судов, транспорта или нефтяных резервуаров, которые оказывают огромное негативное воздействие на окружающую среду и могут привести к большим затратам.
Тем не менее, утечки природного газа быть не должно. Поэтому «Баренц НатурГаз» внедряет процедуры безопасной эксплуатации и использует самое современное и передовое оборудование.

Нижние калорийные значения для различных энергетических носителей

Стандартные значения

Природное газ
13,6 кВтч/кг 10,4 кВтч/SM ³

Пропан
12,9 кВтч/кг

БУТАН
12,7 кВтч/кг

ЛЕГКОЕ ТОПЛИВО
11,9 кВтч/кг 10,9 кВтч/л

МАЗУТ
11,3 кВтч/кг 11,0 кВтч/л

БЕНЗИН
18,0 кВтч/кг /l

Hydrode
33,3 кВтч/кг 3,5 кВтч/нм ³

Уголь
7,9 кВтч/кг

Стоиска (18% влажность)
4,3 КВтч. /кг

Технические характеристики

для природного газа

Физическое состояние
Газ

Color
Бесцветный

Bubble Point
-162 ^O C с давлением 1 атм

(состояние газа)
0,804 кг/SM ³

1 теплотворная способность в жидком состоянии (СПГ)
5,8 kWh/liter (5,8 MWh/m ³ )

methane content
82 – 95% (mol)

Self ignition temperature
540 ^o C

См. преимущества природного газа

Эксплуатационные преимущества

Экономическая эффективность

Преимущества для окружающей среды

Примечания и источники данных о свойствах топлива

Примите во внимание эти примечания и источники данных при использовании инструмента сравнения свойств топлива.

Общие примечания

• Значения указаны в единицах, наиболее часто используемых в США.

• Фактическое энергосодержание и другие свойства конкретных видов топлива могут различаться в зависимости от региона страны (и мира). Они также меняются с течением времени по мере изменения топливных смесей и исходного сырья.

• Государственные и местные органы мер и весов и налоговые органы (включая Службу внутренних доходов) могут иметь другие значения, которые должны использоваться для официальных налоговых расчетов или коммерческих и торговых целей.

• В этих таблицах приведены данные о теплоте сгорания, собранные и усредненные Аргоннской национальной лабораторией для модели GREET (парниковые газы, регулируемые выбросы и использование энергии на транспорте). Другие значения нагрева, часто используемые Министерством энергетики США, можно просмотреть в таблице B4 Книги данных по транспортной энергии Ок-Риджской национальной лаборатории (TEDB) и таблицах A1 и A3 в Ежегодном энергетическом обзоре (AER) Управления энергетической информации (EIA). Некоторые из их сходств и различий выделены ниже:

  • Значения теплоты, указанные в трех источниках, в целом совпадают. Единственными значениями, которые отличаются более чем на 2%, являются значения GREET по сравнению с EIA для сжиженного нефтяного газа (LPG), а также значения GREET по сравнению с TEDB для сжиженного и сжатого природного газа.

  • И GREET, и TEDB усредняют теплотворную способность из нескольких источников. GREET имеет 32 источника; TEDB не перечисляет свои источники.

  • EIA указывает только один источник для каждой теплотворной способности, что можно увидеть в таблице A6 AER 2021 EIA.

  • В отличие от EIA и TEDB, GREET имеет полный набор значений теплотворной способности (как более низких, так и более высоких) для всех видов топлива, перечисленных в этом справочнике.

  • Тепловые значения EIA для автомобильного бензина и массы СНГ представляют собой среднее значение Btu в зависимости от топливной смеси, используемой в данном году, в то время как GREET и TEDB являются статическими.

Особые примечания

[1] Стандартные химические формулы представляют собой идеализированные виды топлива. Некоторые табличные значения выражены в диапазонах, чтобы представить типичные варианты топлива, встречающиеся в полевых условиях.

[2] Значения таблицы GGE отражают диапазон БТЕ для общих базовых эталонов бензина (сертификационное топливо E0, E10 и индолен).

[3] Необходимо принимать во внимание тип счетчика или заправочного оборудования, используемого для заправки транспортных средств. Для станций быстрой заправки, выдающих СПГ с расходомерами Кориолиса, которые измеряют массу топлива и сообщают о выдаче топлива на основе «галлона бензинового эквивалента» (ГГЭ), следует использовать коэффициент фунт/ГГЭ. Для заправочных станций или других приложений, в которых используются традиционные бытовые и коммерческие газовые счетчики, которые измеряют/регистрируют в кубических футах, следует использовать коэффициент CF/GGE.

[4] См. методологию эквивалента сжатого природного газа в бензине и дизельном топливе в галлонах по адресу https://afdc.energy.gov/fuels/equivalency_methodology.html.

[5] E85 представляет собой смесь бензина и этанола высокого уровня, содержащую от 51% до 83% этанола, в зависимости от географического положения и сезона. Содержание этанола ниже в зимние месяцы в холодном климате, чтобы обеспечить запуск автомобиля. В зависимости от состава низшая теплотворная способность E85 варьируется от 83 950 до 95 450 БТЕ/галлон.

[6] Литий-ионный аккумулятор плотностью 400 Втч/л от Linden and Reddy, Handbook of Batteries, 3rd ed., McGraw-Hill, New York, 2002.

[7] Повышение плотности энергии литий-ионного в 3,4 раза при использовании для транспорта, чтобы учесть повышенную эффективность трансмиссии электромобиля по сравнению с двигателем внутреннего сгорания.

Источники

(a) Справочник NIST 44 – Массовые расходомеры Приложение E https://www.nist.gov/file/323701

(b) Отчет 78-й Национальной конференции мер и весов. 1993. Специальная публикация NIST 854, стр. 322–326. https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/SP/nistspecialpublication854.pdf

(c) Модель парниковых газов, регулируемых выбросов и использования энергии на транспорте (GREET). 2019. Входные характеристики топлива. Аргоннская национальная лаборатория. Чикаго, Иллинойс. https://greet.es.anl.gov/

(d) T. Alleman, R.L. McCormick, E.D. Кристенсен, Г. Фиорони, К. Мориарти и Дж. Яновиц. 2016. Руководство по обращению с биодизельным топливом и его использованию — пятое издание. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL). https://afdc.energy.gov/files/u/publication/biodiesel_handling_use_guide.pdf

(e) Американский институт нефти (API). 2011. Спирты и эфиры. Публикация № 4261, 3-е изд. (Вашингтон, округ Колумбия, июнь 2001 г.), Таблица 2.

(f) Обзоры нефтепродуктов: автомобильный бензин. Лето 1986 г. Зима 1986/1987 гг. Национальный институт нефти и энергетических исследований.

(g) Американский институт нефти (API). 2001. Спирты и эфиры. Публикация № 4261, 3-е изд. (Вашингтон, округ Колумбия, июнь 2001 г.), Таблица B-1.

(ч) К. Оуэн и Т. Коли. 1995. Справочник по автомобильному топливу: второе издание. Общество автомобильных инженеров, Inc. Уоррендейл, Пенсильвания. https://www.osti.gov/biblio/160564-automotive-fuels-reference-book-second-edition

(i) Дж. Хейвуд. 1988. Основы двигателя внутреннего сгорания. McGraw-Hill Inc. Нью-Йорк.

(j) Институт метанола. Технический паспорт метанола. По состоянию на 15 февраля 2022 г. https://www.methanol.org/wp-content/uploads/2016/06/Methanol-Technical-Data-Sheet.pdf

(к) М. Фосс. 2012. Безопасность СПГ. Бюро экономической геологии Джексоновской школы наук о Земле. Техасский университет в Остине.

(л) Управление энергетической информации. «Объяснение использования энергии: использование энергии для транспорта». https://www.eia.gov/energyexplained/use-of-energy/transportation.php

(м) Дж. Шихан, В. Камобреко, Дж. Даффилд, М. Грабоски и Х. Шапури. 1998. Обзор жизненных циклов биодизеля и нефтяного дизельного топлива. NREL и Министерство энергетики США (DOE). НРЭЛ/ТП-580-24772. https://www.nrel.gov/docs/legosti/fy98/24772.pdf

(н) М. Ван. 2005. Воздействие топливного этанола на энергию и выбросы парниковых газов. Презентация на форуме по возобновляемым источникам топлива на НППТ, 23 августа 2005 г. Аргоннская национальная лаборатория. Чикаго, Иллинойс. https://www.researchgate.net/publication/228787542_Energy_and_greenhouse_gas_emissions_impacts_of_fuel_ethanol

Узнайте разницу между сжиженным нефтяным газом и природным газом

РАЗМЕЩЕНО Октябрь 2019 г. В блоге

Сжиженный нефтяной газ и природный газ отличаются химически. Природный газ — это метан, а сжиженный нефтяной газ — это пропан или бутан, обычно продаваемый в баллонах. Сжиженный нефтяной газ и природный газ имеют различную энергоемкость и газовоздушные смеси для сгорания и рабочее давление. В то время как сжиженный газ продается в газовых баллонах (баллонах), природный газ транспортируется по трубопроводу. Энергоемкость сжиженного нефтяного газа вдвое выше, чем у природного газа, что во многих случаях делает его более эффективным и дешевым.

СНГ имеет более высокую теплотворную способность или энергоемкость, поэтому для производства того же количества тепла требуется меньше газа. Еще одно ключевое отличие заключается в соотношении кислорода и газа, необходимом для правильного сгорания. Для сжиженного нефтяного газа требуется соотношение кислорода к газу примерно 25:1. Для природного газа требуется соотношение примерно 10:1.

Сжиженный нефтяной газ не является природным газом, а получается в результате переработки природного газа и имеет более высокое содержание энергии. Он портативный и доступен везде. хотя между ними есть серьезные различия, сжиженный нефтяной газ и природный газ используются для тысяч применений в домах и на предприятиях.

СПГ (сжиженный природный газ) — природный газ (метан) в криогенных хранилищах. СНГ (сжиженный нефтяной газ) в основном состоит из пропана и бутана по отдельности или в смесях в жидкой форме под давлением. Сжиженный природный газ СПГ-топливо получают в результате переработки сырой нефти и природного газа. CNG (Compressed Natural Gas) — природный газ, хранящийся под высоким давлением.

Природный газ (метан) легче воздуха при нормальном атмосферном давлении и обычно рассеивается в случае утечки. Это выгодно с точки зрения безопасности. Сжиженный нефтяной газ хранится, транспортируется и распределяется в баллонах или цистернах.

В то время как СПГ и пропан (LPG) поставляются в газовых баллонах, газовые баллоны с пропаном намного легче по сравнению с баллонами с природным газом. Это тоже разные газы, так как СПГ — это метан. CNG и пропан имеют разные химические формулы: метан – это Ch5, а пропан – это C3H8.

В некоторых случаях сжиженный нефтяной газ может быть дешевле природного газа для конечных пользователей. Во-первых, за подключение к магистральной газовой сети взимается ежедневная плата за поставку природного газа. Затраты могут превышать 400 долларов в год, даже без использования газа. Сжиженный нефтяной газ имеет более высокое содержание энергии, и относительные позиции природного газа по сравнению с сжиженным нефтяным газом со временем меняются, и теперь сжиженный нефтяной газ во многих случаях является экономически эффективной альтернативой природному газу.

Стоимость использования природного газа или сжиженного нефтяного газа также будет зависеть от того, где вы находитесь и сколько газа вы используете. LPG содержит больше тепловой энергии и горит немного горячее, чем природный газ. LPG – отличный вариант в качестве альтернативного топлива при переходе на возобновляемые источники энергии.

Сжиженный природный газ (ШФЛУ) — это более тяжелые газообразные углеводороды, которые включаются в поток сырого сжиженного природного газа из устья скважины. Углеводородные газы включают пропан, бутан, изобутан, этан, этен, пропен, изобутен, бутадиен, пентан, а также пентен и пентаны плюс. Pentanes Plus представляет собой смесь жидких углеводородов, в основном пентанов, и более тяжелых элементов. Природный бензин является крупнейшим компонентом пентанов плюс.

Сырой природный газ также содержит примеси, включая водяной пар, сероводород (h3S), двуокись углерода, гелий, азот и другие соединения, которые необходимо удалять. Пропан, бутан и изобутан — это три газа, которые обычно продаются как СНГ.

Сжиженный нефтяной газ (пропан) — это газ, который подается практически во все дома и на большинство предприятий, покупающих сжиженный нефтяной газ в Австралии. Сжиженный газ поставляется в газовых баллонах по 45 кг, которые либо заменяются, либо заправляются на месте цистернами для сжиженного нефтяного газа. Сжиженный нефтяной газ также поставляется в больших 9Баллоны 0 кг и 210 кг для дома и бизнеса, а также баллоны SWAP’n’GO LPG меньшего размера 9 кг и 4 кг, которые можно приобрести у дистрибьюторов по всей стране.

Бутан Сжиженный нефтяной газ поставляется на определенные предприятия, где бутан имеет определенные преимущества перед пропаном (СУГ). К ним относятся применение в теплицах и использование в качестве пропеллента в аэрозолях.

Автомобильный газ, продаваемый на заправочных станциях, может быть либо пропаном, либо смесью пропана/бутана. Автогаз — это экономичный и экологически чистый сжиженный нефтяной газ, который может продлить срок службы двигателя вашего автомобиля, а также сократить выбросы парниковых газов.

Природный газ — это ископаемое топливо, находящееся глубоко под землей в различных горных породах. «Влажный» газ должен быть обработан для отделения жидких побочных продуктов природного газа, таких как сжиженный нефтяной газ, а также воды и других примесей. Сухой газ проходит по газопроводам, которые доставляют его в наши дома и на предприятия.

Часто задаваемые вопросы

Что такое СНГ?

LPG — это аббревиатура от сжиженного нефтяного газа. СНГ используется для отопления наших домов, горячего водоснабжения, приготовления пищи, питания наших барбекю и автомобилей, а также для питания многих коммерческих и сельскохозяйственных предприятий.

Как работает сжиженный газ?

СНГ хранится под давлением в жидком состоянии в газовом баллоне. Он снова превращается в пар, когда вы сбрасываете давление в газовом баллоне, включив прибор.

Из чего состоит СНГ?

Газы, подпадающие под маркировку LPG, включают пропан, бутан и изобутан, а также смеси этих газов. Двумя наиболее распространенными являются пропан и бутан, и процентное содержание пропана и бутана в сжиженном газе варьируется.
Рассматриваете возможность перехода на сжиженный нефтяной газ для дома или сжиженный нефтяной газ для бизнеса? Свяжитесь с Elgas онлайн или по телефону для получения дополнительной информации и предложения относительно ваших конкретных требований.

ПРЕДЫДУЩАЯ СТАТЬЯ

Запах сжиженного нефтяного газа-пропана – как пахнет природный газ: добавлен этилмеркаптан

СЛЕДУЮЩАЯ СТАТЬЯ

Пропан: что такое газообразный пропан (использование, способ производства, свойства, источник)

СПГ как чистый и эффективный источник энергии

Маврикий планирует впервые внедрить сжиженный природный газ (СПГ) в электроэнергетику. 

СПГ — это чистый и относительно безвредный для окружающей среды источник энергии. Считалось, что уголь имеет самые большие в мире известные запасы ископаемого топлива в размере 900ТВ год по сравнению со СПГ (215 ТВгод) и мазутом (240 ТВгод). Поэтому, учитывая растущий спрос на СПГ во всем мире, необходимо тщательно проанализировать стабильность цен на СПГ и на уголь/мазутное топливо. 

Основными горючими веществами, выделяющими тепло при сгорании обычных источников тепла (например, СПГ, биомассы, угля, мазута и т. д.), являются углерод и водород. Отношение углерода к водороду в СПГ (3 к 1) относительно ниже, чем у мазута (7 к 4) и угля (13 к 6). 

Высшая теплота сгорания СПГ (52 358 кДж/кг) выше, чем у мазута (43,942 кДж/кг) и угля (26 365 кДж/кг). Эффективность сгорания и теплопередача технологий сжигания СПГ относительно выше, чем у систем, сжигающих два других продукта.

СПГ как чистое и эффективное топливо 

Поскольку эти электростанции работают далеко от конечному потребителю, остальные 60% тепла выбрасываются в окружающую среду в виде сбросного тепла. Тепло не может быть экономично передано на большие расстояния.

Это происходит из-за более высокой температуры пламени и правильного смешивания СПГ с воздухом для горения, что приводит к мало воздуха, необходимого для полного сгорания. Таким образом, при сжиженном природном газе образуется примерно на 30 % меньше углекислого газа (CO2), чем при сжигании мазута, и на 45 % меньше, чем при использовании угля. 

Водяной пар (h3O), образующийся при сгорании топлива, также является парниковым газом, но водяной пар не накапливается в атмосфере, как CO2, поскольку он связан с естественным циклом испарения и осадков. При сгорании природного газа не образуется сажа, пыль или дым, а выбросы двуокиси серы (SO2) практически не наносят вреда окружающей среде. 

При отсутствии азота в СПГ (топливный азот) и возможности адаптации передовых технологий сжигания, таких как ступенчатое сжигание, можно наблюдать двукратное сокращение выбросов оксидов азота (NOx). Таким образом, использование СПГ имеет неотъемлемое преимущество перед другими видами ископаемого топлива. 

Тепло от высокотемпературных источников энергии (например, СПГ/ мазут) может быть преобразован в электричество более эффективно, чем другие источники тепла с относительно низкими температурами сгорания.

Основным экономическим преимуществом СПГ является его использование в качестве топлива в децентрализованных системах производства электроэнергии. Процесс производства электроэнергии с использованием угля или мазута (печного мазута) из удаленных мест неэффективен, поскольку он включает в первую очередь производство тепловой энергии, которая может быть преобразована в электроэнергию только с КПД около 40% (обычно 35-40%). , но текущие гибридные циклы или имеющиеся в продаже комбинированные циклы могут достигать примерно 50 % в тропическом климате). 

Поскольку эти мощности установки работают вдали от конечного потребителя, остальные 60% тепла выбрасываются в окружающую среду в виде сбросного тепла. Тепло не может быть экономично передано на большие расстояния. Поэтому традиционные системы централизованного производства электроэнергии, уже имеющиеся на Маврикии, менее продуктивны с точки зрения использования топлива. 

Поскольку СПГ является экологически чистым и экономично транспортируемое топливо, децентрализованное производство электроэнергии с использованием систем когенерации и тригенерации, работающих в непосредственной близости от крупных потребителей энергии, которые потребляют электроэнергию и тепло в больших количествах, повышает эффективность использования топлива.

Основная концепция -системы генерации, которые производят электричество, отопление и охлаждение одновременно, основаны на использовании этого отработанного тепла для кондиционирования воздуха или других целей охлаждения или обогрева. 

Минимизация выбросов углекислого газа (углеродного следа) является неотъемлемой частью систем тригенерации, распределенного метода эффективного производства энергии, принятого в крупных городах США, Великобритании, Канады, Европы и Австралии. Это обеспечивает коммерческую ценность тепла, вырабатываемого при производстве электроэнергии. 

Поскольку необходимое электричество и тепло производятся на месте, низкая также достигаются потери при распределении/передаче энергии. 

СПГ является чистым и относительно безвредным для окружающей среды источником энергии. Однако уголь/мазутное топливо является наиболее рентабельным источником энергии для централизованного производства электроэнергии на Маврикии, если не считать риска загрязнения окружающей среды.

Тепло от высокотемпературных источников энергии (например, СПГ/мазута) может быть преобразовано в электричество более эффективно, чем другие источники тепла с относительно низкими температурами сгорания. Таким образом, мы можем использовать ископаемое топливо более продуктивно, чем просто отопление.

Три или когенерационные системы обычно показывают более высокую комбинированную эффективность (комбинированная выработки электроэнергии и полезного тепла) около 85%, тогда как современные электростанции комбинированного цикла, работающие в отдаленном тропическом климате, показали только около 50%. 

Кроме того, СПГ обеспечивает более низкую стоимость энергии по сравнению с традиционным жидким топливом. По сравнению с VLSFO или HFO, затраты энергии на метрическую тонну СПГ начинаются с 20-процентного преимущества, поскольку он содержит на 20 % больше энергии на метрическую тонну.

Желание сообществ и частные лица для контроля своих бюджетов разделяют промышленные игроки, ищущие экономически стабильный и доступный источник энергии. СПГ – это альтернатива мазуту, сжиженному нефтяному газу и углю, позволяющая промышленным предприятиям экономить на энергоснабжении и обслуживании оборудования.

In В дополнение к своей конкурентоспособной стоимости, СПГ является отличным решением, помогающим промышленным игрокам привести свои объекты в соответствие с действующими экологическими нормами, которые в будущем станут еще более строгими. Хотя в 2011 году на промышленность в мире приходилось 85% выбросов диоксида серы (SO2), переход этих отраслей на СПГ приведет к снижению выбросов СО2 и практически полному отсутствию оксидов азота (NOx), диоксида серы (SO2) и мелких частиц.

В Европе 25 % электроэнергии производится на угольных электростанциях. Эти электростанции могут преобразовывать в электричество только 33-45% энергии, вырабатываемой при сжигании угля.

Для сравнения, тепловая электростанция, работающая на природном газе, а не на угле, связана с:

• сокращением выбросов углекислого газа (CO2) на 81 %. )
• Уменьшение содержания оксида азота (NOx) на 8%
• 100% сокращение выбросов серы (SO2) и мелких частиц

&nbsp ;

Воздействие природного газа на окружающую среду невелико, так что если бы угольные электростанции были заменены тепловыми электростанциями, за счет природного газа выбросы CO2 в энергетическом секторе Европы сократятся на 60 % и на 20 % в глобальном масштабе.

Поэтому , СПГ, загруженный на грузовики, также может быть используется промышленными предприятиями в автономном режиме или в качестве более чистого топлива для автомобильного или морского транспорта.

По состоянию на конец февраля 2021 г.

• IFO 380/180 : 9,4/11,2 $/мм БТЕ = 360/430 $/т
• MGO 0,1% S : 13,q $ /mmBTU = 530 $/т
• Газ TTF: 6,8 $/ммBTU (lhv)= 318 $/т
• Ch4OH : 24,6 $/мм БТЕ = 464 $/тонна
• Сырая нефть марки Brent: 12,2 $/млн БТЕ = 467,2 $/т = 64,0 $/баррель

< span data-preserver-spaces="true"> 

< span>Эту статью предоставил наш эксперт  linkedin.com/in/ananotti/” target=”_blank” rel=”noopener”>Алессандо Нанотти 

 < /p>

Да, может. 

СПГ в настоящее время считается промежуточным топливом, и его роль в вытеснении более грязных ископаемых видов топлива, таких как нефть и уголь. Также видно, что он служит секторам, в которых трудно обезуглероживать. 

СПГ доставляет энергию туда, где она необходима, и соединяет удаленных потребителей с современными, эффективными и безопасными источниками энергии. СПГ является очень гибким источником энергии, который можно использовать в качестве сырья для производства электроэнергии, тепла и пара, а также в качестве альтернативного топлива для судов, грузовиков и других крупных транспортных средств. Его можно транспортировать цистернами, грузовиками и/или по железной дороге, так как он имеет высокую плотность энергии.

Первый коммерческий завод СПГ начал работу в 1940 в Кливленде, Огайо, США. Это была пиковая установка для покрытия высокого спроса на газ в зимний период. Терминал эксплуатировался почти четыре года, пока в 1944 году не произошла авария со смертельным исходом. Эта авария отложила реализацию нового СПГ-проекта на несколько лет.

В 1959 году Великобритания получила первый танкер СПГ «Метан». Пионер из США. Международная торговля СПГ началась в 1964 году между Алжиром, Францией и Великобританией.

Первые объекты по сжижению газа в Алжире, проект CAMEL (Compagnie Algérienne du Méthane Liquide), имели мощность 1,2 млн тонн в год и Этот процесс был разработан компаниями Air Liquid и Technip и использовал три отдельных цикла охлаждения (пропан, этилен и метан).

С тех пор во всем мире было построено более 30 объектов по экспорту СПГ (19стран) общей мощностью 462 млн тонн в год, с диапазоном производительности от 1 до почти 8 млн тонн в год на линию. Как уже упоминалось, технология СПГ является зрелой, а отличные показатели безопасности демонстрируют строгие стандарты и правила, а также приверженность отрасли управлению рисками. 2021. Австралия с 88 млн тонн в год, США (86 млн тонн в год) и Катар (77 млн ​​тонн в год) являются крупнейшими производителями СПГ.

                                                                     Рост мировых мощностей по производству СПГ 1990-2027 (Источник: IGU)

По состоянию на апрель 2022 года мировая торговля СПГ связывает 19 экспортных рынков с 40 рынками с импортными возможностей.

Глобальная торговля СПГ выросла на 4,5%, достигнув рекордного уровня в 372,3 млн тонн (метрических тонн) в 2021 году, поскольку сильное восстановление после пандемии привело к резкому увеличению импорта СПГ. 

Рост экспорта в основном был обусловлен США (+22,3 млн тонн, +49,8%), Египтом (+5,2 млн тонн, +391,2%) и Алжир (+1,2 млн тонн, +11,4%). Австралия оставалась крупнейшим экспортером СПГ в 2021 году.

Китай обогнал Японию как крупнейшего импортера СПГ, увеличив чистый импорт на 10,4 млн тонн в 2021 году.

Идея сжижать природный газ появилась после нескольких столетий газовых экспериментов как решение, позволяющее доставлять большие объемы газа от источника к источнику. потребителей экономичным способом. СПГ уменьшает объем природного газа примерно в 600 раз.

СПГ обеспечивает:

• • транспортировку газа на большие расстояния, где трубопроводы невозможны или слишком дорого
  • гибкость импорта газа
  • надежные поставки от разных поставщиков

Отрасль СПГ исторически разрабатывала проекты импорта/экспорта с постоянно растущими мощностями для получения эффекта масштаба. Однако зрелость технологии теперь позволяет разрабатывать другие приложения СПГ

часто меньшего масштаба, которые повышают гибкость газораспределения и охватывают новых потребителей, как показано на рисунке.

В этом Новый рыночный подход, спрос на малотоннажный СПГ растет как для монетизации небольших газовых месторождений или попутного газа, так и для доставки газа новому и другому типу клиентов.

Технологии СПГ легко доступны, что делает возможным «ускоренный» внедрение модульных установок СПГ с относительно низкими инвестициями (по сравнению с трубопроводами или крупномасштабными установками).

Малотоннажный СПГ может обеспечить быстрое создание электростанций или отраслей (производство удобрений, пищевая промышленность, производство керамики и т. д.) в районах, ограниченных отсутствием инфраструктуры.

Использование малотоннажного СПГ в качестве топлива для транспортного сектора — грузовиков, автобусов, кораблей — увеличивается, что стимулируется ростом стоимости обычных видов топлива и экологическими проблемами.

KR Expert – Алессандро Нанотти

AMF

Сжиженный нефтяной газ является зрелым, но весьма нишевым альтернативным топливом, которое может использоваться в специальных двигателях с искровым зажиганием или в качестве вспомогательного топлива в двухтопливных двигателях с воспламенением от сжатия вместе с дизельным топливом. СНГ представляет собой смесь пропана и бутана и является побочным продуктом газовой и нефтяной промышленности. Использование СНГ на транспорте сосредоточено в нескольких странах (Корея, Турция, Россия и Польша) и в основном используется в двухтопливных автомобилях малой грузоподъемности.

Регулируемые выбросы зависят от типа автомобиля (OEM или модернизированный, двухтопливный или специализированный, тип впрыска, возраст и т. д.), но при правильном проектировании в современных автомобилях можно добиться несколько лучших характеристик выбросов по сравнению с бензиновыми. По сравнению с дизельным двигателем можно получить более низкие выбросы NOx и твердых частиц, тогда как выбросы CO и HC обычно выше при использовании СНГ (аналогично бензину). По сравнению с природным газом показатели выбросов хуже, но его распределение и хранение проще.

• Стандарты и типовые свойства
• Двигатели
• Инфраструктура
• Выбросы выхлопных газов

Общие сведения

Сжиженный нефтяной газ (LPG), также известный как автомобильный газ, является широко используемым альтернативным топливом. LPG представляет собой смесь пропана и бутана и производится как побочный продукт газовой и нефтеперерабатывающей промышленности. Около 60% общего количества производимого СУГ извлекается непосредственно из нефтяных и газовых месторождений (WLPGA), и в этом случае фактическая переработка не требуется. Остальные 40% образуются в качестве побочного продукта при переработке сырой нефти либо на этапе дистилляции, либо в процессах доочистки (крекинга).

В 2010 году сжиженный газ использовался для питания более 17 миллионов автомобилей по всему миру. Немногим более 9% мирового потребления СУГ используется на транспорте. (WLPGA). Остальная часть сжиженного нефтяного газа используется, например, для обогрева помещений и воды, приготовления пищи, производства электроэнергии и во многих промышленных процессах. Использование автомобильного газа сконцентрировано на небольшом количестве рынков: на Корею, Турцию, Россию, Польшу и Италию в 2010 году приходилось половина мирового потребления, а на первую десятку стран — 75 %. В Корее и Японии большая часть сжиженного нефтяного газа используется в такси и других транспортных средствах малой грузоподъемности из-за стимулов и правил. В Европе СНГ в основном используется в частном секторе, в автомобилях, которые обычно были оснащены оборудованием для СНГ, в отличие от Кореи, где автомобили, работающие на СНГ, производятся в оригинальном оборудовании (OEM). Сжиженный газ не используется в большегрузных транспортных средствах. (WLPGA). Тенденцию увеличения использования автомобильного газа можно увидеть на рис. 1.9.0005

Рисунок 1. Использование сжиженного нефтяного газа на транспорте (WLPGA).

Стандарты и типичные свойства

СНГ состоит в основном из пропана (C ₃ H ₈ ) и бутана (C ₄ H ₁₀ ), которые легко сжижаются при умеренном давлении. В таблице 1 перечислены основные топливные свойства СНГ (в виде пропана/бутана). Химический состав СУГ варьируется в зависимости от места и времени года. Например, СНГ, продаваемый в Нидерландах, содержит в среднем 60% пропана и 40% бутана, но в северных регионах, таких как Канада, США или Швеция, СНГ состоит в основном из пропана. При низких температурах давление паров бутана настолько низкое, что он не выходит из бака. Сжиженный нефтяной газ, используемый на транспорте, должен содержать как можно меньше олефинов (таких как пропен). Олефины имеют низкое октановое число и, как известно, вызывают нагар в двигателях.

ISO имеет два стандарта для нефтепродуктов LPG, но они в основном предназначены для международной торговли, а не специально для использования в транспортных средствах (ISO 8216-3 и ISO 9162). Стандарт ASTM 1835 для сжиженных нефтяных газов охватывает четыре основных типа сжиженного нефтяного газа для использования в таких областях, как бытовое и промышленное отопление, а также в качестве моторного топлива. Стандарт CEN EN 589 «Автомобильное топливо — СНГ — Требования и методы испытаний» распространяется на использование СНГ в качестве автомобильного топлива. Существуют и другие стандарты для автомобильного СНГ. (Ренлунд 2008). Последняя версия — EN 589.:2018 + А1:2022. Выбранные свойства и требования к сжиженному газу перечислены в таблице 1.

Таблица 1. Примеры свойств и требований к сжиженному газу.   Полные требования и стандарты можно получить в соответствующих организациях.

 

	Пример сжиженного нефтяного газа a	Стандартный пример 2022
Формула	х%, С 3 Н 8 х%, С 4 Н 10
Молекулярная масса, г/моль	44 – 58
Углерод/водород/кислород, мас.%	82 – 83/17 – 18/0
Применимые коэффициенты сжатия	11 – 13
Плотность жидкости при 20 °С, кг/дм 3	0,5 – 0,58
Температура кипения, °С	-42 – -0,5
Октановое число по исследовательскому методу (RON)	94 – 112
Октановое число двигателя (МЧ)	89 – 98	≥89,0
Давление паров смеси при 20 °С, кПа*	210 – 810
Теплотворная способность LHV, МДж/кг	44 – 46
Теплотворная способность LHV, МДж/л	23 – 26
ВТС, МДж/кг	48 – 50
Теплота парообразования при 20 °С, кДж/кг	358 – 372
Температура самовоспламенения, °С	365 – 470
Пределы воспламенения, топливо в воздухе, об. %
Стехиометрическое соотношение воздуха и топлива	15,4
Сумма диенов, %(м/м)		≤0,5
1,3-бутадиен, % (массовая доля)		≤0,09
Содержание пропана, %(м/м)		> 20
Сероводород		отрицательный
Содержание серы общее, мг/кг		≤30
Коррозия медной полоски (1 ч при 40 °C)		Класс 1
Остаток после испарения, мг/кг		≤60
Манометр пара при 40 °C b		≤1550
Содержание воды		пройти
Запах		Неприятный и отличительный при 20% LFL

^a Различное соотношение бутан/пропан, напр. 70 % пропана и 30 % бутана до 100 % пропана [IEA 1999].
Для некоторых параметров были найдены только отдельные данные для 100% пропана и 100% бутана.

^b Кроме того, мин. 150 кПа для нескольких марок при разных температурах.

Совместимость

Двигатели

Подобно природному газу, сжиженный нефтяной газ легко образует гомогенную смесь с воздухом. В сочетании с относительно простой химической структурой СНГ он сгорает чисто и хорошо подходит для двигателей с искровым зажиганием. Для двигателей с воспламенением от сжатия (дизелей) СНГ не подходит в качестве единственного топлива.

Транспортные средства, работающие на сжиженном нефтяном газе, доступны в качестве OEM-автомобилей и в качестве модифицированных автомобилей. Как правило, автомобили OEM работают лучше, чем модифицированные автомобили. СНГ используется в основном в двухтопливных автомобилях, которые заводятся на бензине. Двигатели с искровым зажиганием, работающие на бензине, можно довольно легко преобразовать в двигатели, работающие на сжиженном нефтяном газе или на двухтопливных двигателях, путем замены топливной системы или добавления параллельной топливной системы для сжиженного нефтяного газа. Жидкий или газообразный СНГ последовательно впрыскивается во впускные каналы двигателя. Комплект LPG можно установить практически на все автомобили с бензиновым двигателем. Усовершенствованные автомобили, работающие на сжиженном газе, имеют лямбда-регулирование, что обеспечивает хорошую работу катализатора. (Вербеек и др., 2008).

В двигателях с искровым зажиганием для сжиженного нефтяного газа обычно используются те же степени сжатия, что и для бензина, хотя октановое число сжиженного нефтяного газа (112 для пропана, 94 для бутана) выше, чем у бензина. Это связано с тем, что температура сгорания выше при использовании сжиженного нефтяного газа, что снижает предел детонации, особенно при высоких нагрузках на двигатель. Исключением являются двигатели, в которых СНГ впрыскивается в жидком виде. В двухтопливных автомобилях верхний предел степени сжатия ограничивается бензином. КПД двигателей, работающих на сжиженном газе, аналогичен бензиновым двигателям.

Когда дизельные двигатели, обычно используемые в автобусах и грузовиках, переводятся на использование СНГ, необходимо добавить искровое зажигание. Кроме того, необходимо уменьшить степень сжатия, изменить форму камеры сгорания и, конечно же, заменить всю топливную систему. Однако также возможно использовать СНГ в дизельных двигателях в качестве вспомогательного топлива, аналогичного метану. В так называемых газодизельных двигателях дизель необходим в качестве топлива для зажигания, а газ может быть основным топливом. Газодизельные двигатели работают по дизельному процессу и имеют хорошую энергоэффективность. Двухтопливный газ-дизель сложнее и труднее контролировать в переходных режимах, чем газовые двигатели с искровым зажиганием.

Инфраструктура

Основное различие между обычным топливом и сжиженным нефтяным газом заключается в хранении, поскольку сжиженный нефтяной газ является газообразным при комнатной температуре и атмосферном давлении. Таким образом, резервуары под давлением необходимы как на заправочных станциях, так и в транспортных средствах.
По сравнению с природным газом распределение сжиженного нефтяного газа проще, а заправочные станции значительно дешевле из-за того, что сжиженный нефтяной газ находится в жидком состоянии уже при умеренном давлении. На заправочные станции сжиженный газ обычно перевозят автоцистернами, давление в которых не превышает 25 бар. В транспортных средствах используются стационарные напорные баки с уровнями давления, как правило, в диапазоне 5–15 бар (с предохранительным клапаном, установленным на 25 бар). Из-за герметичной конструкции баки для сжиженного нефтяного газа несколько дороже, тяжелее и требуют больше места, чем баки для бензина или дизельного топлива.

Необходимое давление, однако, составляет лишь около одной десятой от необходимого для сжатого природного газа. Объемная энергоемкость сжиженного нефтяного газа ниже, чем у бензина или дизельного топлива (около 70% от дизельного топлива). Кроме того, дизельный процесс также более эффективен, чем цикл Отто. Следовательно, объем баков для сжиженного нефтяного газа в транспортных средствах должен быть примерно в два раза больше, чем у дизельных транспортных средств, для преодоления того же расстояния.

Выбросы выхлопных газов

Сертификация и требования к выбросам автомобилей, работающих на СНГ, различаются (Verbeek 2008). Расход топлива и CO ₂ Выбросы обычно такие же или немного ниже при использовании СНГ, чем при использовании бензина. По сравнению с дизельными двигателями газовый двигатель на 10–15% менее эффективен при работе в оптимальном диапазоне. На практике преобладает доля частичной нагрузки, поэтому «реальная» разница по сравнению с дизелем может быть выше.

В исследовании Tasic et al. (2011) выбросы бензина и сжиженного нефтяного газа сравнивались с использованием современного Opel Zafira с четырехцилиндровым двигателем Ecotec объемом 1800 куб.см в качестве тестового автомобиля. Он был переоборудован с помощью комплекта Landi Renzo для работы на сжиженном нефтяном газе. Результаты показали, что выбросы при использовании сжиженного нефтяного газа были явно ниже, чем при использовании бензина. Согласно измерениям TNO (Голландская организация прикладных научных исследований), регулируемые выбросы автомобилей, оборудованных LPG OEM, обычно эквивалентны или ниже выбросов автомобилей, работающих на бензине (Рисунок 2, Таблица 2, Verbeek et al. 2008). Дизельные автомобили выбрасывают меньше CO, HC, NH 9Выбросы 0010 3 и CO ₂ по сравнению с газом, тогда как другие выбросы от автомобилей, работающих на газе, были ниже, чем от дизельного топлива. Выбросы твердых частиц дизельными автомобилями были выше по сравнению с автомобилями, работающими на сжиженном газе. Вербек и др. (2008) также изучали нерегулируемые выбросы автомобилей, работающих на СНГ (полиароматические углеводороды, альдегиды и отдельные углеводороды). В целом воздействие СНГ на горячий двигатель на здоровье человека было очень низким. Двухтопливные автомобили, работающие на сжиженном нефтяном газе, обычно начинают с бензина. Поэтому во время холодного запуска и прогрева поведение автомобилей, работающих на сжиженном нефтяном газе, похоже на поведение бензиновых автомобилей (Hendriksen 2003, Verbeek 2008).

Рисунок 2. Выбросы автомобилей, работающих на сжиженном газе, по сравнению с автомобилями, работающими на бензине. Бензин = 100%. (Хендриксен, 2003).

Таблица 2. Пример выбросов от автомобилей, работающих на бензине, дизельном топливе и сжиженном нефтяном газе.

Модернизированные автомобили, работающие на сжиженном газе, давали более высокие выбросы, чем автомобили, оборудованные сжиженным газом, хотя производительность комплектов для модернизации улучшилась уже в 2003 году (Hendriksen 2003, Verbeek 2008).

Aakko and Nylund (2003) изучали различные альтернативные виды топлива при нормальных температурах +5 и -7 °C. Автомобиль LPG в этом исследовании был прототипом. Автомобиль, работающий на сжиженном нефтяном газе, производил больше CO, HC и NO 9.0010 x выбросов, чем у автомобилей с бензиновым двигателем (рис. 3). По сравнению с автомобилем, работающим на дизельном топливе, LPG показал более низкие выбросы NO _x и твердых частиц. Выбросы формальдегида у автомобиля, работающего на сжиженном газе, были выше, чем у автомобиля с бензиновым двигателем, но на том же уровне, что и у автомобиля с дизельным двигателем. Выбросы CO, HC и отдельных углеводородов существенно увеличились при низких температурах по сравнению с нормальной температурой, аналогично бензиновым автомобилям. В исследовании Nylund et al. (1996) Автомобиль, работающий на сжиженном газе, показал низкий уровень выбросов в любых условиях по сравнению с бензиновыми и дизельными автомобилями того времени.

Рисунок 3. Регулируемые выбросы при использовании дизельного топлива (TDI, IDI), бензина (MPI, G-DI), E85, CNG и LPG. (Аакко и Нилунд, 2003).

Ссылки

Аакко, П. и Нилунд, Н.О. (2003) Выбросы твердых частиц при умеренных и низких температурах с использованием различных видов топлива. IEA/AMF Задача 32. Отчет по проекту PRO3/P5057/03. EN 589:2008+A1:2012, JRC (2007) Анализ будущего автомобильного топлива и силовых агрегатов Well-to-Wheels в европейском контексте, отчет WELL-to-WHEELS, версия 2c, март 2007 г.

JRC (2008) Анализ будущего автомобильного топлива и силовых агрегатов Well-to-Wheels в европейском контексте, отчет TANK-to-WHEELS, версия 3, октябрь 2008 г.