Wymiary skroplonego gazu ziemnego - LNG

Już kiedyś pisałem, że z 4 stosowanych wymiarów LNG: ciężarowy (tona), 2 objętościowe (m³ v m³g.zm. po regazyfikacji) i energetyczny (kWh/MWh/GWh/TWh), ten ostatni jest najprecyzyjniejszym, wręcz księgowym, gdyż LNG ≠ LNG (to zapis fizyczny! - nie matematyczny!), w efekcie różnej kaloryczności mieszanki gazów, zależnej od źródła pozyskania, technologii skraplania, oraz od przeważającej frakcji zanieczyszczenia.
Żonglowanie wielkościami: mld; mln; tysiąc, wyrażanymi w jednostkach m³(kubik); tona, GWh/TWh, w odniesieniu do LNG jest trudne i trochę skomplikowane*.

LNG w m³.
W całym procesie wytwórczym, sprzedażowym i logistycznym morskiego LNG (nie tylko, ale tu to jest istotne), w wyniku zmian stanów skupienia g.zm., jego wymiarowanie charakteryzuje się tym że: jedynym rzeczywiście dokonywanym, ale jedynie zgrubnie dokładnym pomiarem wielkości, jest mierzenie objętości przetłaczanego LNG [m³ LNG] podczas załadunku/przeładunku/wyładunku. Wielkości LNG wyrażane w tonach, m³ g.zm. (jako LNG) lub w GWh / TWh (też!!!), są wielkościami wyliczeniowymi - nie mierzonymi bezpośrednio!!!

LNG w tonach.
Z uwagi na masowy transport morski LNG (ale też samochodowy/kolejowy, tu bywa ważony), takie wymiarowanie jest zasadniczo stosowane przy zawieraniu kontraktów długoterminowych - wymiarowanie w tonach przeliczeniowych (nie ważonych) w roku. Określanie zdolności wytwórczych terminali zasadniczo też wymiaruje się w tonach LNG (mln/rok).

LNG w m³ g.zm. (po regazyfikacji).
Takie ujęcie, jako zwymiarowanie bardzo zgrubnie wyliczeniowe, ma wyłącznie charakter szacunkowy, porównawczy, marketingowo-reklamowy, medialny i …polityczny. Nie ma nic wspólnego z rozliczeniami handlowymi na każdym z poziomów obrotu LNG! Dodatkowo owe szacunkowe wyliczenie komplikuje kwestia ujęcia raty gazu zużytej w procesie regazyfikacji (na ogrzanie LNG), a wpływająca istotnie na bilans uzyskanego metanu w stanie lotnym!
Ten wymiar objętościowy jest istotny wyłącznie w obrocie konsumenckim gazem ziemnym, ale nie jest w nim rozliczeniowym - jest wyłącznie pomiarowym!!! Więcej będzie pod koniec wpisu.

LNG w GWh (zasadniczo) / w TWh (wymiarowanie globalne, np. import roczny).
LNG (ostatecznie g.zm.) jest surowcem energetycznym, czyli istotna jest jego wartość i wielkość energetyczna! Nie ciężarowo-objętościowa! A takową jedynie precyzyjnie wymiaruje: kWh (końcowi odbiorcy/konsumenci detaliczni)/ MWh (średni klienci)/ GWh (duzi odbiorcy)/ TWh (globalni odbiorcy). Niezależnie od wielkości dostawy, wyliczenia sprzedażowe/kosztowe są dokonywane do 1 kWh.
Oto typowy zapis wielkości ładunku pozyskanego przez Terminal Świnoujście: 1375,435443 GWh (dostawa [186.], dostarczona przez Al Nuaman w 9 zawinięciu w dn. 09-10.09.2022) - wymiar kończy się 3-ma kWh!

↓↓↓

Istotnością rozliczenia wyliczeniowego w jednostkach energetycznych nie jest precyzja do …1 kWh!
Pomimo oczyszczania i skraplania, jako mieszanina LNG ≠ LNG i to niezależnie od użytych wielkości ciężarowo-objętościowych. Dlatego w odniesieniu do wartości energetycznej, tj. kaloryczności gazu, powstałej w wyniku różnych źródeł pozyskiwania g.zm. przez terminale wytwórcze, w efekcie różnic technologicznych w procesach oczyszczania i skraplania g.zm., na końcu powstaje LNG o różnej kaloryczności. Istotne to jest również w różnicach faz (o minimalnie różnych gęstościach - zbiornikowa stratyfikacja) w masowych przeładowywaniach LNG pomiędzy zbiornikami (lądowy > statkowy > lądowy), także przy rozładunkach częściowych LNGC u kilku odbiorców. Dodatkową kwestią jest pozostawianie części ładunku (+/-10%) w zbiornikach w celu zachowania temperatury.
Na każdym etapie masowego transportowania, przeładowywania i magazynowania LNG występuje zjawisko samoregazyfikacji (nie ma idealnej technologii izolacyjnej) na poziomie kilku ‰ i dotyczy to zasadniczego składnika LNG. Niby względnie mały wymiar w promilach, ale dotyczący masowych objętości, daje istotny ubytek energetyczny.
Dlatego w masowym obrocie (kupno/sprzedaż), jedyną obiektywną formą rozliczeń pozostaje wymiar w …kWh (+ jej wielokrotności MWh/GWh, rzadko TWh).

Kaloryczność LNG z danej dostawy jest ustalana z próbkowania w połowie rozładunku (w Terminalu Świnoujście). Jest porównywana z wynikami próbkowania podczas załadunku na LNGC, przekazanymi przez wytwórcę.
Drobna różnica w kaloryczności 1 kubika gazu ziemnego, pomnożona przez 100 mln (objętość przeliczeniowa gazu ziemnego z 1 ładunku LNG dowiezionego nowoczesnym konwencjonalnym metanowcem, tj. ok.1100 GWh) daje istotną różnicę energetyczną (cenową), porównywalną z kilkoma tysiącami m³ LNG (lub pojedynczymi mln kubików gazu ziemnego!) dla jednego ładunku - to efekt wielkich (wielorzędowych) liczb!  

Zgrubnie różnicę jakościową pomiędzy różnymi LNG (lekki/ciężki v suchy/mokry - określenie odnosi się do sporej zawartości propanu i wyższych węglowodorów) najlepiej ukazuje wymiar ciężarowy m³ LNG w tonach, zawierający się w przedziale (0,42)0,43 - 0,44(0,47)  - w nawiasach skrajne wartości podawane w niektórych źródłach. Zasadniczy wpływ na ten rozrzut ciężarowy skroplonego g.zm. ma udział w mieszaninie z metanem; etanu, propanu, butanów, pentanu i azotu (odciąża). Para wodna, hel, siarka i siarkowodór oraz dwutlenek węgla, zanieczyszczenie rtęcią, również resztki ropy, są usuwane z g.zm. przed skropleniem. Zawartość metanu w LNG może osiągać skrajne wielkości od 97% (lekki/suchy) do 89% (ciężki/mokry).
Frakcyjność ciężarowa LNG powoduje dwa istotne zagrożenia w procesach magazynowania i przewożenia, tj.zbiornikową stratyfikację LNG i ryzyko zjawiska rolowania LNG w masowym zbiorniku (lądowym lub transportowym/statkowym), a w jego efekcie gwałtowny wzrost samoregazyfikacji LNG w zbiorniku. To m.in. dlatego w terminalach są awaryjne wyrzutnie spalania nadmiarowego gazu.

***** ***

Intuicyjność jednostek wymiarowych LNG. Posłużę się typową wielkością dostawy realizowanej przez klasyczny metanowiec - wymiarują ją stosowne oraz przybliżone względem siebie wartości: 1000 GWh; 90 mln m³ g.zm.; 65 tys. ton i 150 tys. m³ LNG.

Wymiar energetyczny:
1000 GWh jest precyzyjne ale całkowicie nieintuicyjne, wręcz abstrakcyjne.

Wymiar objętościowy:
90 mln kubików g.zm. (po regazyfikacji - jaką metodą?) jest niby intuicyjne, ale całkowicie abstrakcyjne i mało …przydatne. Abstrakcyjność: proszę spróbować doliczyć do 1000, wymawiając kolejne liczby, a w przypadku pomyłki powtórzyć liczenie …od początku. Tych którym się uda uświadamiam, że to dopiero 1/90000 liczenia tych kubików. Przydatność tego wymiarowania jest wyłącznie reklamowo-marketingowo-polityczna, gdyż łatwo rzuca się mln., mld. itd. Ale dalej, z uwagi na zagwozdki językowe, zaczynają się wątpliwości; miliardy/biliony/tryliony! Już łatwiej jest z wymiarem …ppm (parts per milion).

Wymiar ciężarowy:
65 tys. ton, zasadniczo jest wyobrażalne dla: wąskiej grupy ludzi morza i portów przeładunkowych, oraz operatorów suwnic nad (byłymi) … kopalnianymi hałdami węglowymi.

Wymiar objętościowy:
150 tys. m³ LNG jest intuicyjne i łatwo wyobrażalne! → prostopadłościan o wym.: 250 m (dług.) x 40 m (szer.) x 15 m (wys.)! Coś na wzór…odbudowywanego Pałacu Sa(u)skiego!

Drobny kliencie detaliczny:
gaz ziemny kupujesz w m³ (mierzonych przepływowym licznikiem gazowym), ale płacisz za jego zużycie wielkością przeliczoną na kWh z m³ (zajrzyj do swojej faktury zakupowej). Dostawca (PGNiG) od czasu do czasu, zmienia współczynnik konwersji (m³→kWh) dla danej lokalizacji odbiorczej (porównaj kilka swoich faktur). Natomiast różnice regionalne są oczywiste - różne źródła pozyskania gazu. U mnie jako konsumenta (do celów grzewczych), co faktura (w rozliczeniach 2-miesięcznych), to zmiana - w okresie ostatniego 1,5 roku współczynnik konwersji systematycznie wzrastał od 11,168 do 11,386 - wcześniej fluktuował. Czy to efekt znacznego udziału importowanego LNG w mieszance gazu?

*****  ***

W początkowym czasie mojego zainteresowania morskim LNG, na blogu MORSKOŚCI! (!x1) zasadniczo operowałem wymiarem ładunków w m³ LNG, pomimo świadomości, że 1 m³ LNG ≠ 1 kubik LNG i w konsekwencji godziłem się ze sporą przybliżonością przy porównaniu odbieranych dostaw. Gdy import niekatarskiego LNG stał się ilościowo masowy i realizowany przez wiele różnych metanowców pod względem wiekowym / konstrukcyjnym, oraz z wielu terminali eksportowych (wytwórczych), jako zasadniczy wymiar wielkości dostaw zacząłem używać energetyczne GWh.
Dość szybko, dysponując dużą liczbą danych o licznych dostawach, zacząłem dostrzegać różnice w kaloryczności LNG od różnych wytwórców! Efekt wielorzędowych liczb odnoszony do nikłych różnic w kaloryczności. Ale o tym napiszę innym razem i za kilka … miesięcy. Pewne wnioski z tej analizy wymagają jeszcze potwierdzenia na większej liczbie ładunków. Ale pomiędzy LNG z terminali w Ras Laffan, Melkøya, Sabine Pas, Cove Point, Hackberry, Point Fortin, Freeport, Ingleside, Bonny, Elba-Savannah i Cameron-Calcasieu Pass, są dostrzegalne różnice jakościowe (różna kaloryczność) przy jego masowym odbiorze.  

[ Ściąga o przelicznikach ]

Wacław Sałaban, IX-X 2022.

* inspiracją do powstania tego opracowania było w kolejnych 20 dobach przekroczenie 4-ch okrągło-liczbowych wymiarów importu LNG w historii Terminalu Świnoujście - dotyczy dostaw [188.] ÷ [191.]:
- 20 mld m³g.zm. - 25-go (jako doba termin.)/26.09. → [Al Huwaila zawinął po raz 7 - z 20 mld. m³ g.zm. i z 230 mld. kWh]
- 230 TWh - 26.09. ↑
- 15 mln ton LNG - 10.10. → [Golar Seal w 4 podróży okrężnej z 15 mln. toną LNG]
- 35 mln m³ LNG - 14.10. → [Maran Gas Apollonia po raz 6, z 35 mln. kubikiem LNG]