Syntetyczny gaz ziemny (SNG) - optymalne rozwiązanie dla rezerwowych systemów wytwarzania ciepła i energii elektrycznej

W 2022 roku Rada Unii Europejskiej formalnie zatwierdziła cel redukcji popytu na gaz o 15%. Regulamin ustanawiał dobrowolny cel dla państw członkowskich polegający na obniżeniu zużycia gazu ziemnego o 15% rocznie do 31 marca 2024 roku w porównaniu ze średnim zużyciem w okresie od 1 kwietnia 2017 roku do 31 marca 2022 roku.

Ta regulacja nie miała zastosowanie do przedsiębiorstw zajmujących się produkcją energii cieplnej i elektrycznej, jednakże wyraźnie wskazało, że w przypadku kolejnych kryzysów gazowych mogą pojawić się ograniczenia także dla firm działających na rynku energii.

Zgodnie z danymi Instytutu Techniki Cieplnej, prognozuje się, że zapotrzebowanie na gaz do produkcji energii elektrycznej w Polsce wzrośnie z obecnych 3,3 mld m³ do 5,9 mld m³ w 2030 roku, aż do 7,6 mld m m³ w 2035 roku, a następnie spadnie do 6,8 mld m³ w 2040 roku. Potrzeba gazu do produkcji ciepła i kogeneracji w Polsce wzrośnie z obecnych 1,9 mld m³ do 4,5 mld m³ do 2035 roku, stopniowo zmniejszając się do zera do 2050 roku. Po 2035 roku zielony gaz (biometan, wodór, biogaz) zacznie zastępować gaz ziemny. Całkowite przewidywane zwiększenie zużycia gazu ziemnego do 2035 roku do 7 mld m³ dotyczy jedynie produkcji energii elektrycznej i produkcji ciepła z kogeneracją.

На dzień dzisiejszy olej opałowy nadal pozostaje rezerwowym paliwem dla elektrowni gazowych. Jednakże to rozwiązanie jest niezgodne z zobowiązaniami przyjętymi w ramach pakietu ustaw legislacyjnych "Fit for 55" Unii Europejskiej, który ma na celu zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych w Unii Europejskiej o 55% do 2030 roku. Ponadto stosowanie oleju opałowego jest ekonomicznie nieopłacalne z uwagi na bardzo wysoki koszt paliwa przy długotrwałym użytkowaniu. Alternatywnymi paliwami rezerwowymi dla elektrowni mogą być gaz płynny (LPG - liquefied petroleum gas) lub skroplony gaz ziemny (LNG - liquefied natural gas), jednak mają miejsce pewne subtelności dotyczące ich wykorzystania, o których dalej.

Na wykresie poniżej przedstawione są ceny różnych dostępnych źródeł energii dla przemysłowych odbiorców, uwzględniając koszty transportu. Źródło: http://i-maximum.com

Na dzień dzisiejszy olej opałowy nadal pozostaje rezerwowym paliwem dla wielu zakładów szklarskich. Jednakże takie rozwiązanie jest niezgodne z zobowiązaniami wynikającymi z pakietu legislacyjnego "Fit for 55" - zestawu przepisów Unii Europejskiej mających na celu zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych o 55% do 2030 roku. Ponadto jest to rozwiązanie ekonomicznie nieopłacalne ze względu na wysokie koszty oleju opałowego w przypadku długotrwałego stosowania.

LNG (skroplony gaz ziemny) może stanowić rozwiązanie dla problemu rezerwowego źródła energii, ale koszty inwestycji i trudności z logistyką dostaw gazu podważają atrakcyjność tego rodzaju paliwa.

«Na przykład, dla zasilania kotła parowego o mocy 30 000 kW z gazowym palnikiem przez 24 godziny potrzebne będzie 54 tony LNG, co odpowiada 2 zbiornikom LNG o pojemności 50 000 litrów każdy. Koszt kompleksowego projektu dostawy LNG "pod klucz" z terminalem regazyfikacji i instalacją wyniesie ponad 2 miliony euro. Podobne wyposażenie i realizacja całego projektu na LPG będą kosztować od 500 do 600 tysięcy euro. Projekt z wykorzystaniem SNG może kosztować do 1 miliona euro, w zależności od rodzaju SNG-blendera, kompresora powietrza i wyboru systemu Peak Shaving”

LPG stanowi optymalne rozwiązanie z punktu widzenia ekologii oraz wymaga mniejszych inwestycji w instalację, o 2-4 razy mniejszych niż w przypadku LNG. Jednakże korzystanie z propanu (bez domieszki powietrza) wymaga wymiany lub regulacji palników gazowych oraz układów gazowych kompresorów w silnikach spalinowych. Systemy SNG rozwiązują problemy związane ze zmniejszaniem i zastępowaniem zużycia gazu ziemnego.
Mieszając propan z powietrzem (PROPAN+AIR), rozwiązujemy problemy przedsiębiorstw energetycznych związane z koniecznością zatrzymywania procesów technologicznych i wymianą palników gazowych na kotłach parowych, a także dostosowaniem silników tłokowych w elektrowniach gazowych.

SNG, czyli syntetyczny gaz ziemny, to gaz uzyskiwany poprzez mieszanie powietrza (AIR) z gazem LPG, który ma taką samą wartość opałową jak metan (gaz ziemny). Mieszankę gazu SNG można stosować w palnikach jako bezpośredni substytut gazu ziemnego, bez potrzeby zmiany lub wymiany palników. Systemy SNG są szeroko stosowane w Azji, Ameryce Południowej i Północnej. W niektórych krajach stosowanie systemów SNG jest obowiązkowe w projektach dotyczących gazociągów gazu ziemnego w celu uniknięcia potencjalnych sytuacji awaryjnych, takich jak odcięcie gazu, spadek ciśnienia i wartości opałowej gazu. W Europie po raz pierwszy zaczęto zwracać uwagę na SNG w czasie nagłego wzrostu cen gazu ziemnego w latach 2021-2022.

Składowe instalacji to:

1. Zbiorniki LPG nadziemne lub podziemne.

2. Pompa do ciekłego gazu zapewniająca stabilne ciśnienie, zaleca się stosowanie dwóch - jednej jako zapasowej.

3. Parownik LPG, gdzie zachodzi przemiana z ciekłego LPG na gazowy. Zaleca się wybór autonomicznego parownika, który nie wymaga zasilania elektrycznego, na przykład modelu KBV.

4. Mikser SNG (SNG-blender) z opcją automatycznego mieszania - główny element systemu, w którym LPG jest mieszane z powietrzem.

5. Sprężarka powietrzna ze zbiornikiem.

6. Buforowy zbiornik SNG w razie potrzeby.

Ostatecznie, gaz syntetyczny jest dostarczany do istniejącej sieci gazowej.

W Polsce pojawił się pierwszy producent mikserów gazowych - firma I-Maximum sp. z o.o., która zaprasza na prezentację swojej nowej produkcji SNG-blenderów niedaleko Warszawy dnia 26 kwietnia 2024 roku.

Szczegóły o wizycie studyjnej:  http//i-maximum.com/presentation2024

Misją I-maximum jest przyspieszenie transformacji przedsiębiorstw na Syntetyczny Gaz Ziemny (SNG) oparty na LPG i powietrzu, z planami zastąpienia LPG gazem bioLPG w przyszłości. Nasze przedsiębiorstwo oferuje kompleksowe usługi obejmujące projektowanie, sprzedaż urządzeń oraz instalację systemów gazowych opartych na LPG i SNG dla przedsiębiorstw przemysłowych oraz rolniczych. Dodatkowo produkujemy na zamówienie blendery gazowe (miksery) o ciśnieniu roboczym do 40 barów, przeznaczone dla różnych rodzajów gazów, w tym wodoru, biometanu, gazu ziemnego, LPG i innych.

Światowe ceny gazu ziemnego ustabilizowały się po kryzysie gazowym w latach 2021-2022. Niemniej jednak trwająca wojna na Ukrainie i zagrożenie konfliktem w Europie sprawiają, że rynek energetyczny pozostaje niezwykle delikatny i trudny do przewidzenia. Zakończenie umowy tranzytowej między Ukrainą a Rosją pod koniec 2024 roku prawdopodobnie spowoduje znaczące zmiany w cenach gazu, chociaż media spekulują na temat ewentualnych alternatywnych opcji tranzytu z umowami zawieranymi przez kraje europejskie. Niemniej jednak przedsiębiorcy i politycy powinni pamiętać, że Rosja nie zawsze działa zgodnie z ustalonymi regułami, często wywołując kryzysy energetyczne.

Poniżej znajduje się wykres oparty na notowaniach TTF i Argus (daf Brest) za lata 2021-2023.