دانلود تحقیق گاز مایع

تفاوت فاحش در کاهش آلودگی هوا در مقایسه بین مصرف سوخت­های مایع و گاز طبیعی، کشورهای پیشرفته را پیش از این و کشورهای در حال توسعه را در شرایط کنونی بر آن داشته است تا به سمت و سوی گاز سوز کردن خودروها حرکت کنند.

در کشور ما که بیش از 90 درصد بنزین حمل و نقل و به ویژه حمل و نقل جاده­ای به مصرف می­رسد، توجه به این مهم از ضرورت­ها و اولویت­های کنونی به شمار می­رود.

گازسوز شدن خودروها ضمن کاهش آلودگی هوا هزینه سوخت هر خودرو را تا یک دهم کاهش می­دهد.

در حالیکه کشورمان به دلیل افزایش مصرف بنزین، در سال جاری ناچار به واردات 5/1 میلیارد دلار بنزین است، اجرای طرح گاز سوز کردن خودروها معادل 4 میلیاد دلار در سال صرفه جویی داشت.

بنابراین، با توجه به مطالب مطرح شده در این گزارش می­توان اطمینان داشت که طرح گازسوز کردن خودروها به خصوص درکشورمان بسیار توجیه پذیر خواهد بود که البته در این راستا، اقدامات اساسی صورت گرفته و این طرح در حال انجام است.

ب- گاز طبیعی مایع (Liguefied Natural Gas (LNG

معرفی گاز طبیعی مایع:

وجود فاصله و بعد مسافت بین مخازن طبیعی گاز و مراکز صنعتی مصرف کننده، مستلزم یافتن راهی برای تبدیل و انتقال اقتصادی گاز از محل تولید به نقاط مختلف جهان بوده است.

پیشرفت­های تکنولوژیکی چند دهه اخیر راههای تازه­ای را پیش رو نهاده است و موجب شده تا سهم گاز در سبد مصرف انرژی در جهان تغییر نموده و با گذشت زمان افزایش یابد.

کشورهای توسعه یافته بودجه­های کلانی در تحقیقات و کاربردی کردن روش­های آزمایشگاهی تبدیل گاز سرمایه گذاری نموده و به انقلابی در تبدیلات و انتقال گاز دست یافته­اند.

از زمره این دستاوردهای نوین، تبدیل گاز به سوخت سبز و گازوییل و بنزین فاقد آلاینده GTL و نیز تبرید و مایع سازی (LNG) برای سهولت در انتقال و ذخیره سازی آن است.

LNG یا Liguefied Natural Gas تغییر شکل فیزیکی و تبدیل گاز طبیعی به مایع است که هدف از این فرایند، تسهیل انتقال آن از مبادی استخراج و تولید به مراکز مصرف است.

فرآیند مایع سازی گاز در دمایC◦ 16- و در فشار کمی بالاتر از فشار اتمسفر صورت می­گیرد.

این مایع ترکیبی است عمدتاً متشکل از متان و درصدهای کمتری از اتان، پروپان و ...

که تحت فشار کمی بالاتر از فشار جو نگهداری می­شود.

البته LNG تا حد 100 درصد متان نیز قابل دستیابی است، LNG ماده­ای غیرسمی، غیر سرطان زا، بدون بو، بیرنگ، شفاف و غیرخورنده و سبک­تر از آب است.

هر چند LNG به دلیل نداشن اکسیژن، خاصیت انفجاری و احتراق در حالت مایع را ندارد اما در صورت نشست و ترکیب با اکسیژن هوا به عنوان یک مخزن متراکم انرژی، از قدرت تخریب بالایی برخوردار است.

نکته قابل توجه در این تغییر شکل فیزیکی، کاهش چشمگیر حجم گاز به حجم اولیه است.

به عبارت دیگر یک تانکر LNG قادر به حمل میزان سوختی است که توسط 600 تانکر گاز طبیعی حمل می شود.

تاریخچه LNG:

اولین تجربه مایع سازی گاز به قرن 19 میلادی بر می­گردد که دانشمند انگلیسی مایکل فارادی انواع مختلف گاز و گاز طبیعی را بصورت مایع در آورد.

اولین واحد LNG در سال 1912 در ویرجینای غربی ساخته شد و اولین واحد تجاری در 1941 در کلیولند واقع در ایالات اوهایو به بهره برداری رسید.

اولیت محموله LNG به حجم 5000 متر مکعب در سال 1959 به جزیره­ای در انگلستان حمل گردید.

در سال 1964،اولین تأسیسات صدور LNG در الجزایر به بهره برداری رسید و اولین دریافت LNG در انگلستان انجام شد.

در سالهای 1972 تا 1990 تجارت LNG توسعه یافته و تولید این فرآورده در برونئی، اندونزی، ابوظبی، مالزی و استرالیا آغاز شد.

همچنین کشورهای کره، تایوان و آمریکا به جمع وارد کنندگان این فرآورده پیوستند.

در سالهای 1994 تا 2000 کشورهای قطر، ترینیداد و نیجریه به مرحله تولید این فرآورده رسیدند.

بطور کلی در حال حاضر 17 واحد تولید LNG در 12 کشور جهان و 42 پایانه دریافت یا Liguefaction  در 12 کشور جهان و 42 پایانه دریافت یا Regasifiction  در 11 کشور احداث شده­اند.

تولید LNG در جهان:

تا سال 2002، 12 کشور صادرکننده LNG، حدود 113 میلیون تن LNG تولید می­کردند.

اندونزی بزرگترین تولیدکننده LNG در جهان

است که یک پنجم حجم LNG جهان را تولید می­کند.

قسمت عمده LNG تولید شده در اندونزی توسط ژاپن و مقداری از آن هم توسط تایوان و کره جنوبی وارد می شود.

در حال حاضر، تولیدکنندگان LNG عبارتند از: اندونزی، مالزی، استرالیا، برونئی، روسیه، قطر، عمان، امارات متحده عربی، الجزایر، نیجریه، ترینیداد و لیبی.

همچنین کشورهایی که احتمال می­رود در آینده­ای نزدیک تولید LNG خود را آغاز کنند عبارتند از: پرو، ایران؛ ونزوئلا، آنگولا و گینه.

LNG در ایران:

با هدف ساماندهی کلیه فعالیت­های مرتبط با صادرات گاز طبیعی کشور، شرکت ملی صادرات گاز ایران در سال 1380 تشکیل شده است.

ایران برای تولید LNG صادراتی خود سه پروژه NIOC LNG،PARS LNG  و PERSIAN LNG تعریف کرده است که هنوز به مرحله اجرایی نرسیده­اند.

عرضه و تقاضای LNG در آسیا: پیش بینی میشود تقاضای LNG در منطقه آسیا در 10 سال آینده بطور متوسط بین 4 تا 5/6 درصد رشد نماید.

این امر بستگی زیادی به توسعه استفاده از LNG در بازارهای نوظهور چین و هند خواهد داشت.

نمودار زیر روند عرضه و تقاضای LNG را تا سال 2015 نشان میدهد.

با توجه به نمودار در می یابیم که از اواخر سال 2005 شکافی بین عرضه و تقاضا به وجود میآید که براساس اصول اولیه اقتصاد هرگاه که تقاضا از عرضه پیشی بگیرد وضعیت بهتری را میتوان برای عرضه کنندگان پیش بینی نمود.

فرآیند تولید LNG: زنجیره فرآیند LNG به صورت زیر میباشد: اکتشاف و تولید گازطبیعی مایع سازی و پایانههای صادرات حمل و انتقال پایانههای دریافت و تبدیل مایع به گاز هزینه احداث واحد LNG: تعیین تکنولوژی مورد استفاده یک پروژه LNG نیز از اهمیت بسیاری برخوردار است، چرا که نوع تکنولوژی مورد استفاده جهت مایع سازی گاز و تلاش برای استفاده از مناسبترین فن آوری موجود، انعکاس مستقیمی در میزان سرمایه گذاری لازم برای احداث، تجهیز و اداره یک واحد LNG دارد.

سرمایه گذاری اولیه مورد نیاز برای تولید هر تن LNG در خلال سالهای اخیر از 500 دلار به 400 دلار کاهش یافته است، هر چند دستیابی به هدف 150 دلار به ازای هر تن مورد نظر است، هزینه احداث یک واحد LNG با دو خط تولید و با مجموع ظرفیت 5/8 میلیون تن در سال با شرایط مکانی و آب و هوایی مطلوب در سالهای گذشته رقمی بالغ بر 2/3 میلیارد دلار بوده است، اما این رقم برای تأسیساتی با ظرفیت 6 میلیون تن در سال اکنون معادل 1/4 میلیارد دلار است.

در خلال سه دهه اخیر پیشرفت قابل ملاحظهای در ظرفیت واحدهای تولیدی صورت گرفته است.

برای مثال، در حالیکه ظرفیت یک خط تولید LNG در سال 1964 رقمی معادل 5 میلیون تن در سال بود، روند ظرفیت طرحهای آتیی 3/6 میلیون تن در سال در نظر گرفته شده است.

طراحی ظرفیتهای بیشتر برای یک واحد تولید LNG، صرفه جوییهای قابل توجهی در هزینههای جاری به دنبال خواهد داشت.

چنانچه هزینه جاری یک واحد با یک خط تولید LNG را یک دلار در نظر بگیریم، هزینه دو واحد معادل 6/1 دلار و هزنیه 3 و 4 واحد آن به ترتیب معادل 1/2 و 6/2 دلار خواهد بود.

هزینههای راه اندازی، تعمیر و نگهداری تأسیسات LNG با صرف هزینه در زمان از جانب یک عرضه کننده، منوط به اطمینان نسبی وی از تقاضای LNG تولیدی خود خواهد بود.

واحدهای تولید LNG پیشرفته تر، افزون بر تبدیل گازطبیعی به LNG محصول فرعی آنان (Ethane) که خوراک صنایع پتروشیمی است، تولید میکنند، هزنیه احداث این گونه واحدهای تولید (دوگانه) کمی بیشتر بوده اما بسیار به صرفه است.

تجارت LNG: صنعت گاز طبیعی مایع شده LNG از ماهیتی زنجیرهای، سرمایه بر و پیچیده برخوردار است.

یک زنجیره LNG شامل اجزای مختلفی است که وجود هر یک از آنها برای تجاری شدن وتحقق یک طرح صادرات LNG حیاتی است.

وجود یک مخزن بزرگ گاز- بطوری که قابلیت تأمین گاز مورد نیاز 20 تا 30 سال را دارا باشد- تکنولوژی مورد نیاز برای احداث یک واحد LNG با ظرفیت پاسخگویی به نیازهای طرف قرارداد (که معمولاً یک نیروگاه تولید برق در کشوری دیگر است) تأمین کننده مالی قابل اتکا، وجود تقاضای موثر برای LNG مورد نظر طی دوره فعالیت پروژه (حداقل 20سال) و یک شرکت کشتی رانی دارای تانکرهای مخصوص حمل LNG تولید شده از مبدأ تولید به بازار مصرف طی دوره قرارداد و نهایتاً، تأسیسات و تجیزات مخصوص دریافت، تبدیل مجدد به گاز در ذخیره سازی و مصرف گاز، بخشهای مختلف یک زنجیره LNG را تشکیل میدهند.

رشد تجارت جهانی گاز در سال 2004 به میزان 9 درصد (10 درصد رشد تجارت گاز با خط لوله و 5/4 درصد LNG) ، نشانگر افزایش تولید و مصرف گاز طبیعی و رشد صادرات آن می باشد که پیش بینی میشود حجم تجارت جهانی گاز با توجه به روند رشد 10 سال گذشته آن از 680 میلیارد متر مکعب در سال 2004 به 1400 میلیارد متر مکعب در سال 2025 برسد که به این ترتیب میزان LNG مورد تقاضا 350 میلیون تن (معادل 490 میلیارد متر مکعب گاز طبیعی استاندارد) و میزان گاز اضافی مورد نیاز (برای مبادله) به وسیله خط لوله به بیش از 900 میلیارد متر مکعب خواهد رسید.

موارد مصرف LNG: گاز طبیعی مایع شده LNG میتواند بوسیله کشتی به تمام دنیا حمل گردد.

LNG اغلب به عنوان سوخت مناسب نیروگاهها مورد استفاده قرار میگیرد.

رشد تقاضا برای برق در آسیا از عوامل بسیار مهم در رشد سریع انرژی بوده و باعث افزایش تجارت LNG در جهان شده است.

LNG به دلیل اینکه قابلیت ذخیره سازی دارد میتواند در ماههای گرم سال ذخیره شده و در ماههای سرد سال مورد مصرف قرار گیرد.

LNG سوخت بسیار مناسبی برای وسایل نقلیه دیزلی بوده و میتواند جایگزین گازوئیل باشد.

همچنین این سوخت از CNG (گاز طبیعی فشرده شده) قابلیت نگهداری بهتری دارد.

علاوه بر این به دلیل وجود متان در LNG این ماده از بسیاری از سوختهای فسیلی پاکتر و کم ضررتر می باشد.

روش نگهداری: مخازن ذخیره LNG دو جداره میباشند و برای فشار کاری حداکثر تا 16 بار (bar) طراحی شده است.

این مخازن دارای لوله و اتصالات لازم برای خارج کردن گاز در صورت افزایش فشار ( با توجه به انتقال حرارت از محیط به مخزن) و یا انتقال سوخت در زمان مصرف هستند.

این مخازن مجهز به سیستم اعلام پایان سخوت گیری (پرشدن مخزن) نیز هستند.

انتقال LNG: انتقال LNG یک مساله مهم در تجارت این صنعت است که باید پیش بینی راهکارهای مر بوط به آن در یک پروژه LNG بصورت دقیق و روشن صورت بگیرد.

با توجه به ارقام مربوط به حمل LNG در منطقه مدیترانه، حمل و نقل دریایی حدود یک سوم از کل سرمایه گذاری مورد نیاز یک طرح LNG را به خود اختصاص میدهد.

ناوگان حمل و نقل LNG جهان در حال حاضر شامل بیش از 100 کشور دنیا میشود و تقاضای آن همواره و متناسب با روند رشد تجارت LNG، فزاینده بوده است.

هزینه سرمایه گذاری برای یک کشتی با ظرفیت 135 هزار متر مکعب LNG رقمی در حدود 130 میلیون دلار است.

در ساخت ترمینال دریافت LNG نیز ملاحضات خاصی باید مد نظر قرار بگیرد.

ساخت یک ترمینال LNG در طول سواحل پر جمعیت به دلایل محیط زیستی دارای مشکلاتی خواهد بود.

ضمن اینکه با گسترش ظرفیت مورد نظر برای ساخت یک ترمینال بحث صرفههای اقتصادی نیز مطرح میگردد.

در نهایت، برای چنین معاملات بزرگ ملی، حضور گریز ناپذیر دولتها در هر دو جانب عرصه تولید وجود خواهد داشت.

مزایای استفاده از LNG: LNG چگالی انرژی بالاتری نسبت به سوختهای گازی دارد، زیرا به شکل مایع ذخیره می شود.

مسافت پیمایش بیشتر و وزن کمتر مخازن ذخیره، استفاده از آن را در خودروهای کوچکتر امکانپذیر میسازد و دارای سرعت سوختگیری بالایی است به نحوی که در خودروهای بزرگ زمان سوختگیری 4 الی 6 دقیقه می باشد (10 الی 40 گالن در دقیقه).

ارزیابی و کنترل ترکیب سوخت با دقت بالایی امکان پذیر است و با توجه به اینکه LNG تولید شده برای خودروها تا 99 درصد متان دارد، لذا کنترل و تعیین مناسب ترکیب سوخت بازدهی موتور و سوخت را نیز افزایش میدهد.

معایب استفاده از LNG: بسیاری از مردم به استفاده از مواد در دماهای پایین عادت نداشته لذا نیاز به آموزش خاصی در زمینه استفاده از سوخت در دمای خیلی پایین وجود دارد.

در ایستگاههای سوخت گیری خطوط انتقال گاز از مخزن به خودرو (شامل لولهها، شیرآلات و وسایل اندازه گیری) جهت انتقال LNG در حالت مایع باید پیش از شروع سوختگیری تا دمای 126- درجه سانتی گراد سرد شوند.

در غیراینصورت منجر به تبخیر بخشی از سوخت میشود.

پر کردن مخزن دو جداره Cryogenic تا حد ماکزیمم ظرفیت، امکان پذیر نیست زیرا به اندازه لازم فضای خالی در بالای سطح مایع جهت تبخیر یا جوشیدن مایع باید در مخزن در نظر گرفته شود.

برتری های محیط زیستی: از دیدگاه زیست محیطی، ضایعات و تلفات LNGحدود 8 تا 11 درصد برای کل زنجیره در طول مسافتی معادل 3 هزار کیلومتر است.

از لحاظ ایمنی حمل و نقل، تجارت LNG سابقه خوبی دارد.

به علاوه پژوهشهای مختلف نشان داده است که تأثیر هرگونه تصادف در حمل و نقل LNG با کشتی، مصیبت بار نیست و تنها تأثیر محدود و اندکی بر محیط زیست دارد.

جمع بندی: رشد چشمگیر تقاضا برای LNG، موجب توسعه این بخش از صنعت گاز گردیده و تحقیقات صورت گرفته منجر به کاهش هزینههای تبدیل و حمل این فرآورده استراتژیک شده است.

بهبود فرآیند، ساخت کشتیهای حمل با ظرفیتهای بالاتر و اصلاح ساختارهای محدود کننده قرارداردی، موجبات عمومیت و گسترش استفاده از این فرآورده را فراهم آورده است.

علی رغم همه پیشرفتهای اخیر و با وجود قابلیت مانور در انتقال LNG به مراکز متعدد مصرف، به دلیل لزوم احداث تأسیسات و پایانههای دریافت و تبدیل LNG، تنها در شرایط استفاده میشود که احداث خط لوله، به دلایل اقتصادی، تکنیکی، جغرافیایی و یا سیاسی توجیه نداشته باشد حال آنکه LNG میتواند نوعی از ذخیره سازی گاز برای مواقع افزایش تقاضا به حساب آید.

از طرفی کلیه آزمایشات انجام شده و خواص LNG، ایمن بودن این سوخت را کاملاً تأیید میکند زیرا نشت مایع LNG یا ابر بخارات آن به محض تماس با زمین یا در اثر حرارت محیط به سرعت در هوا تبدیل به گاز شده و چون در این حالت از هوا سبکتر است در محیط پراکنده میشود.

نتیجه گیری: نکته قابل توجه در مورد گاز طبیعی آن است که منابع عمده این انرژی در کشورهایی قرار دارند که خارج از مناطق عمده مصرف گاز طبیعی میباشند.

بنابراین میتوان انتظار داشت که در سالهای دهه آینده با توجه به رشد سریع تقاضا برای گاز، تجارت و حجم انتقال گاز به مراکز عمده مصرف، رشد چشمگیری داشته باشد.

بیتردید با توجه به تجدید ناپذیر بودن نفت و گاز و اهمیت آنها در اقتصاد ایران ضروری است این منابع به عنوان ثروت ملی به ثروتهای تجدید شونده پایدار تبدیل و از بکارگیری آن برای تأمین هزینههای مصرفی و یا انجام سرمایه گذاری غیر اقتصادی پرهیز شود.

گاز طبیعی دارای مزایای فراوانی چون آلایندگی کم، قیمت ارزان، پیشرفت فن آوری حمل و نقل، جایگزینی مناسب برای نفت و بنزین میباشد و تا مدتها قادر خواهد بود نیاز بشر به سوخت را تأمین نماید.

از طرفی، اگر سوخت و سوز منابع فسیلی به همین ترتیب ادامه پیدا کند، حجم دی اکسیدکربن تولیدی از حالا تا سال 2020 به حوالی 10 بیلیون تن میرسد.

قسمت اعظم ذخایر گازی ایران بصورت غیر همراه (با نفت) و در حوزههایی قرار دارد که توسعه نیافتهاند.

این موضع بدان معنان است که جمهوری اسلامی ایران دارای پتانسیل عظیمی برای توسعه گاز میباشد.

علاوه بر مصرف داخلی که به سرعت در حال افزایش است ایران توانایی آن را هم دارد که بصورت یک صادرکننده بزرگ گاز طبیعی در آید.

با توجه به متوسط رشد سالانه 1/3 درصدی تقاضای گاز طبیعی در بازارهای جهانی، میتوان شرایط بالقوه بازارهای صادراتی گاز طبیعی در آینده را امیدوارکننده تلقی نمود و با توجه به امکان کسب درآمدهای ارزی، جهت توسعه میادین گازی کشور، سرمایه گذاری وسیعتری انجام داد.

همانطور که در این گزارش مطرح گردید، با توجه به پتانسیل عظیم ایران از لحاظ ذخایر غنی گاز طبیعی، امکان ورود کشور ما به بازارهای جهانی گاز طبیعی مایع در جهان به دلیل ارزانی خوراک در طرحهای آن همواره وجود خواهد داشت.

در پایان، مجدداً باید به این نکته توجه داشت که با توجه به محدود بودن ذخایر نفتی و با توجه به در دسترس بودن منابع عظیم گازی با قیمت نسبتاً ارزان در کشور ما، استفاده از گاز به جای نفت می تواند در اولویت برنامههای وزارت محترم نفت قرار گیرد.

منابع و مآخذ گزارش اهم فعالیتهای وزارت نفت (نفت و توسعه 5) روزنامه همشهری شماره 3127 مجله اقتصاد ایران Iran Economics پایگاه اطلاع رسانی صنعت گاز ایران پایگاه اطلاع رسانی دانشجویان مهندسی شیمی پایگاه اطلاع رسانی انرژی (Energy Information Administration)EIA پایگاه اطلاع رسانی (Environmental Protection Agency )EPA پایگاه اطلاع رسانی صنایع نفت و گاز و پتروشیمی (عمومی- تخصصی) هفته نامه مشعل، شماره 323 10- http:// www.NaturalGas.org 11- Energy Information administration, Office of Oil and Gas, January 2006