Mi az LNG jelentése és mennyire klímabarát?

Négy hónap telt el azóta, hogy az Európai Bizottság szilveszterkor megküldte a taxonómia rendelet módosításának tervezetét a tagállamoknak. Ekkor még attól voltak hangosak a médiumok, hogyan kaphat zöld címkét a nukleáris energia és bizonyos feltételekkel a földgáz beruházás.

A döntés mögött egy szakmai és egy politikai érv is meghúzódott, hiszen az üvegházhatású gázok kibocsátásának gyors és radikális csökkentéséhez elkerülhetetlen a legnagyobb szén-dioxid kibocsátással járó szén- és lignit-tüzelésű erőművek kivezetése. A lignit- és széntüzelésű erőművek legmodernebb kombinált ciklusú földgáz erőművekre való cseréjével, akár 40-60% szén-dioxid kibocsátáscsökkentést érhetünk el. Az eredeti elképzelés a februárban kirobbant orosz-ukrán háború hatására annyiban módosult, hogy az Európai Unió vezetése a vezetékes orosz földgázt a világ távoli tájairól érkező LNG-re cserélné, ezzel függetlenítve magát az orosz energiahordozóktól.

LNG jelentése

Az LNG, magyarul cseppfolyósított földgáz (liquefied natural gas) a légnemű földgáz tisztított, és legalább -161,5°C-ra lehűtött változata, amely 625-szoros térfogatcsökkenést szenved el a folyadékká válás során. Ezt úgy kell elképzelni, mint ha egy PB palack még 625 db tartalmával rendelkezne, ráadásul a szennyezőanyagok eltávolítása során tisztább anyag jön létre, amelynek égése is tisztább lesz, és ennek megfelelően végül kevesebb károsanyag keletkezik (erről bövebben a cseppfolyósított földgáz szóló cikkünkben).

Michael Faraday a cseppfolyósításhoz szükséges technológiát már a XIX. században alkalmazta Nagy-Britanniában, majd 1873-ban Münchenben (Németország) megtervezték az első praktikus kompresszort és hűtőgépet. Az első LNG szállítási szerződést 1961-ben kötötte meg Anglia Algériával. Nem véletlenül egy szigetország szerepel első szerződő országként, ugyanis az LNG kereskedelembe azon országok kapcsolódtak be, amelyek tengerparttal rendelkeznek, hiszen a folyékony földgázt tankerhajók szállítják a cseppfolyósító üzemektől a visszagázosító terminálokig.

A legnagyobb LNG előállító ország jelenleg: Ausztrália, Katar, és a palagáznak köszönhetően az Egyesült Államok. Jelentős piaci részesedéssel rendelkezik még: Oroszország, Malajzia, Nigéria, Indonézia, Algéria és Omán.

A termelők és fogyasztók LNG felé való irányultságát a fentiek mellett az is befolyásolja, hogy milyen messzire kell vinni az adott szállítmányt. A vezetékes földgázszállításnak van egy gazdasági határa, amelyet a tervezők nem szoktak átlépni, hiszen a súrlódás következtében történő nyomásesést fedezni kell, ami veszteséget jelent az exportőrnek. A nyomásesés arányos a cső anyagára jellemző súrlódásitényező és a csőszakasz hosszának az átmérőjével alkotott hányados szorzatával. Ebből a tervezőnek ráhatása csak a csővezeték hosszára van, ennek optimuma szárazföldi szállítás esetén 4000 km, míg tengerbe fektetett csövek esetén 1200 km körüli értékre becsülendő. Az ökölszabály általában az, ha a termelés helye és a piac közötti távolság 2000 km-nél kisebb, akkor feltétlen megéri csővezetéket építeni, amennyiben 2000 km-nél nagyobb a távolság, főleg, ha óceánokon választják el a végpontokat, az LNG az ideális megoldás.

1. ábra – Cseppfolyósított földgáz (LNG) értéklánc*.
Forrás: ENEÁS és Klímapolitikai Intézet saját szerkesztés

LNG értéklánc elemei:

A cseppfolyósított földgáz fő összetevője a metán (90%), némi etán, propán és bután tartalommal. A földgázból felszínre hozatal után és a cseppfolyósítás előtt eltávolítják a savas gázokat (H₂S, CO₂), a héliumot, a szilárd szennyeződéseket, a higanyt, valamint a hosszú szénláncú szénhidrogéneket abból a célból, hogy megszüntessék a korrozivitását és megkönnyítsék a további feldolgozást. Ezután hűtik a cseppfolyósító üzemben (i). A cseppfolyós földgáz nem robbanásveszélyes, nem kell magas nyomáson nyomásálló tartályokban szállítani, de az alacsony hőmérséklettartás kívánalma miatt a tartályok duplafalúak, termosz-szerűek. Tisztítás és cseppfolyósítás után LNG tartályhajókba szivattyúzzák (ii), majd fenntartva az alacsony hőmérsékletet, elszállítják a megrendelő által megjelölt fogadó terminálokba (iii), ahol újra gázosítják, ha szükséges, betárolják megfelelő geológiai összletbe (iv), vagy közvetlenül betáplálják az elosztó hálózatba (v), amin keresztül eljut a földgáztüzelésű erőművekbe (vi), az ipari- (vii) és a lakossági (viii) felhasználókhoz. A legfontosabb ipari felhasználó a vegyipar, a petrolkémia, a lakosság pedig fűtésre használja egyedi rendszerekben vagy távhőszolgáltatás keretében.

A tankhajóban több tartályban összesen 100-250 ezer m³ folyadék helyezhető el. A tartályok belső fala legalább 9% nikkelt tartalmazó minőségi acél, amely ellenáll az extra hőmérsékletnek, a folyadék hidrosztatikai nyomásának és a folyadék feletti gáztér mintegy 0,5 bar nyomásának. A tartályt hőszigetelő anyag burkolja, azon kívül pedig beton- vagy acélhéj védi a környezetet az esetleg kilépő gáztól, és támasztja a tartályt és a hőszigetelést. A tartályok többsége gömb alakú, de vannak már szögletes tartályok is. A tankhajó felkészült az LNG gépi hűtésére is, de a legtöbb hajó a betárolt LNG egy részének elpárologtatásával hűti a folyadékot, amely gázt aztán a hajó hajtására használnak fel. Jelenleg kb. 250 LNG-szállító hajó úszik a tengereken, összes szállítókapacitásuk 31 millió köbméter.

2. ábra – A világ LNG újragázosító termináljainak térképei 2017-től.
Forrás: Tianbiao He et al. (2019): LNG cold energy utilization: Prospects and challenges

Ahogy a fenti ábrán látható, cseppfolyósított földgázt visszagázosítására a világ számos pontján épült létesítmény. Azonban nem csak a szállítás jár együtt hatalmas környezetterheléssel, a párolgási veszteség a tartály tartalmának napi 0,1%-át is eléri, feltéve, hogy a szigetelés megfelelő. A cseppfolyósítást és szállítást követően a visszagázosítás is energiaintenzív folyamat, körülbelül 830 kJ/kg az LNG a terminálok energiafelhasználása. Az Egyesült Királyság Üzleti, Energiaügyi és Ipari Stratégiai Minisztériuma (UK Department of Business, Energy, and Industrial Strategy) szerint

Erre a kibocsátásra rakódik rá, a halmazállapot változáskor és szállításkor elszivárgó metán kibocsátás, ami igazán súlyos probléma, hiszen a szén-dioxidnál 23-szor erősebb üvegházhatású gázról van szó.

3. ábra – Szén-dioxid kibocsátás intenzitása.
Forrás: Shaton E. et al. (2019): The Environmental Footprint of Gas Transportation: LNG vs. Pipeline,

A Journal Economics of Energy & Environmental Policy-ban megjelent tanulmány összehasonlított több útvonal karbonterhelését, annak függvényében, hogy csővezetéken vagy LNG formában, hajón történik a földgáz elszállítása. Az összehasonlító vizsgálat eredményei megerősítik más tanulmányok általános megállapításait, miszerint

A különbség nem is effektíve a szállítás karbonnyomában számottevő, hanem az átalakító terminálokon, vagyis ezek azok, amelyek igazán nagy ÜHG-terhelést jelentenek a környezetre. Ezt a hátrányt a vezetékes szállítással szemben az LNG csak nagyobb távolságnál tudja ledolgozni. A 3. ábrán jól megfigyelhető, hogy a cseppfolyósítás és gázosítás terhelése már önmagában eléri az át nem adott Északi Áramlat II gázvezeték szintjét, viszont az LNG-t ekkor még Európába kell utaztatni egy másik kontinensről.

Az LNG gáz lehet az Európai Unióban a gázellátás jövője?

Sokan az Európai Unióban az LNG-től várják az orosz gázfüggéstől való függetlenség elérését, azonban ez nem jár akkora haszonnal, hogy az megérje a közösség összes országának. Jelenleg elképzelhetetlen, hogy az LNG megoldás legyen a szükséges mennyiségű földgáz biztosításához, az Unió döntéshozói szerint is legalább fél évtized, amíg a számtalan terminál megépítéssel elkészülünk, addig haladunk a klímasemlegességgel szembe vezető úton. Valódi megoldást az európai energiaéhségre a megújuló energiatermelők térnyerése és a nukleáris energia reneszánsza jelentene, ugyanis elektromos fűtéssel és zöld hidrogénnel valóban klímabarát módon lehetne függetleníteni az európai energiaszektort.

Forrás:

• Tianbiao, H., Zheng, R. C., Junjie, Z., Yonglin, J., Praveen, L. (2019): LNG cold energy utilization: Prospects and challenges, Energy 170: 557-568.
• Burel, F., Taccani, R., Zuliani, N. (2013): Improving sustainability of maritime transport through utilization of Liquefied Natural Gas (LNG) for propulsion, Energy 57: 412-420.
• Shaton E., Hervik A., Hjelle M. H. (2019): The Environmental Footprint of Gas Transportation: LNG vs. Pipeline, Journal Economics of Energy & Environmental Policy (EEEP) 8(2)
• Toldi O. (2022): Kulcsszerepe lehet az LNG-nek az EU-s gázellátásban. De nem most! https://klimapolitikaiintezet.hu/elemzes/cseppfolyositott-foldgaz-lng-europai-gazellatas
• Colombia University - Energypolicy