Stacje LNG i L-CNG dla bioLNG: budowa, elementy i eksploatacja

Stacja LNG to instalacja do tankowania pojazdów skroplonym gazem, której podstawą jest zbiornik próżniowy z cieczą kriogeniczną (około −162°C), pompa kriogeniczna, dystrybutor oraz systemy bezpieczeństwa i odzysku gazu odparowania. Stacja L-CNG dodatkowo zawiera parownik i układ sprężania, który zamienia LNG w sprężony gaz o wysokim ciśnieniu, dzięki czemu tankuje także pojazdy CNG. Jeśli dostawcą jest bioLNG z certyfikowanym pochodzeniem, paliwo może być sprzedawane jako odnawialne, co wymaga dokumentacji na całej trasie dostaw.

Elementy stacji

1. Zbiornik kriogeniczny – zbiornik próżniowo izolowany, zwykle w układzie pionowym lub poziomym, o pojemności od kilkunastu do kilkudziesięciu metrów sześciennych lub więcej; wyposażony w zawory bezpieczeństwa, wskaźniki poziomu, układ regulacji ciśnienia.
2. Rozładunek cysterny – węże kriogeniczne, zawory, kontrola uziemienia i ciśnienia.
3. Pompa kriogeniczna – tłoczy LNG do dystrybutora; pompy zanurzone są stosowane, aby ograniczyć odparowanie.
4. Dystrybutor – z układem pomiarowym masowym (Coriolisa), wężem napełniania i wężem powrotnym gazu oraz złączem z uchwytem, które zapobiega wyciekom.
5. Układ odzysku boil-off – odbiór odparowanego gazu i jego wykorzystanie (np. sprężanie do CNG, zasilanie lokalnego odbiorcy, odprowadzenie do pochodni).
6. L-CNG: pompa wysokociśnieniowa, parownik (ogrzewacz) i bufory CNG, dystrybutor CNG.
7. Bezpieczeństwo: detekcja gazu i płomienia, zawory odcinające, przyciski awaryjne, oświetlenie i oznakowanie, strefy zagrożenia wybuchem (ATEX).
8. Systemy pomiarowe i monitoring: poziom, ciśnienie, temperatura, przepływ.

Tankowanie ciężarówki

Pojazd LNG ma zbiornik kriogeniczny na paliwo (zwykle jeden lub dwa), a tankowanie odbywa się przez przyłączenie węża napełniania i powrotnego. Po przyłączeniu pompa tłoczy LNG, a gaz z pojazdu wraca przez wąż powrotny, by wyrównać ciśnienie. Cały proces trwa kilka–kilkanaście minut, zależnie od dystrybutora i temperatur. Operator pojazdu nosi środki ochrony (rękawice, osłonę twarzy) ze względu na kontakt z cieczą kriogeniczną.

Zasięg i zużycie

Ciężarówka LNG zużywa orientacyjnie kilkadziesiąt kg LNG na 100 km (zależnie od masy, trasy i silnika). Dla przykładu: zużycie 28 kg LNG/100 km oznacza, że zbiornik zawierający 400 kg paliwa starcza na ok. 1430 km. Zasięg zależy od warunków i może się różnić. Energia 400 kg LNG to ok. 5,6 MWh (400 × 13,9 kWh/kg).

Przykład: skala stacji

Założenia: stacja obsługuje 20 ciężarówek dziennie po 250 kg LNG, czyli 5 t/dobę. Dostawy cysterną o ładowności 18 t odbywają się co 3–4 dni. Zbiornik o pojemności 60 m³ (ok. 26 t, przy gęstości 0,43 t/m³) mieści zapas na ok. 5 dni. Stacja musi mieć bufor, który pokrywa opóźnienia dostaw i niski poziom odparowania, a wolumen roczny to ok. 1800 t LNG ≈ 25 GWh. Liczby ilustracyjne.

Boil-off i straty

Zbiornik kriogeniczny odparowuje, szczególnie przy małym wypełnieniu i gorącej pogodzie. Gaz ten trzeba zagospodarować, aby uniknąć emisji metanu. Rozwiązania to ponowne skroplenie (kosztowne), sprężenie i sprzedaż jako CNG (L-CNG), zasilanie lokalnych odbiorców lub spalanie w pochodni. Projekt stacji powinien przewidywać takie rozwiązanie od początku.

Przepisy i nadzór

Zbiorniki ciśnieniowe i instalacje gazowe podlegają przepisom o urządzeniach technicznych i dozorze technicznym, a stacje – przepisom przeciwpożarowym, budowlanym i dotyczącym stref Ex. Kontrole prowadzi m.in. Urząd Dozoru Technicznego. Dla przewozu LNG obowiązują przepisy ADR. Wymagania szczegółowe zależą od wielkości stacji i klasyfikacji zakładu pod kątem ryzyka poważnych awarii.

Obsługa i szkolenia

Personel stacji musi przejść szkolenia z zakresu bezpieczeństwa pracy z cieczami kriogenicznymi, ratownictwa i postępowania awaryjnego. Procedury obejmują rozładunek cysterny, kontrolę szczelności po każdej dostawie, okresowe przeglądy zaworów bezpieczeństwa oraz testy czujników gazu. Kierowcy flot korzystających ze stacji powinni znać zasady tankowania, a zakład – posiadać instrukcje dla klientów. Dobrą praktyką jest rejestr zdarzeń, który pozwala analizować awarie i zapobiegać ich powtarzaniu.

Podsumowanie

Stacja LNG lub L-CNG to inwestycja łącząca technikę kriogeniczną z logistyką. Opłacalność zależy od stałego popytu na paliwo, dostępności dostaw i zagospodarowania gazu odparowania, a status bioLNG – od dokumentacji pochodzenia.