LNG - Dansk Gas Forening

INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG i transportsektoren
i Norden
Mikael Näslund, DGC
[email protected]
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Introduktion
• Beskrivning av LNG-kedjan
• Nya användningsområden för gas
• Möjligheter i Danmark
Några milstolpar
•
•
•
•
•
•
1850-talet, Faraday kondenserar gaser, men ej naturgas,
brint eller bygas
1917 Naturgas kondenseras, senare för Heliumproduktion
1935 LNG som bränsle i traktorer i Ukraina
1965 första LNG-transporterna, Algeriet–Storbritannien
1969 Alaska–Japan
2000 Den första färjan ”Glutra” i Norge med LNG som bränsle
=> inledning på LNG infrastruktur i liten skala
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Egenskaper
Sammansättning som naturgas, men
maximalt ca 50 ppm CO2
maximalt ca 1 % N2
ingen odörisering
Temperatur: -161C (112 K)
Densitet: ca 420 kg/m3
1 m3 LNG  600 m3 naturgas
Tryck: 1 – 5 bar
5 – 15 % energibehov för kondensering
1 liter diesel/bensin
1 ton LNG
Fordampning av LNG på mark
=
1,8 liter LNG
=
5 liter CNG (200 bar)
ca 15 MWh
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Naturgasdrivna bilar och lastbilar i Europa
OBS, CNG
LPG i Polen,
Italien och
Holland
3,5-4 miljoner
bilar
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Naturgasdrivna bilar och lastbilar i Europa
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Naturgasdrivna bilar och lastbilar i Europa
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Varför LNG i transportsektorn?
• Effektiv lagring av naturgas
• Ökad räckvidd mellan tankningar jämfört med CNG.
=> Lastbilar med långa körsträckor och fartyg
• Reduktion av emissioner, NOx, SOx, CO2
• Nytt användningsområde för gas
• Ny marknad för gas
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Infrastruktur
Large-scale LNG
Gasnät
Naturgas
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Infrastruktur
Large-scale LNG
Gasnät
Naturgas
Small-scale LNG
Gasförbrukare
Naturgas
(biogas)
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Infrastruktur
Large-scale LNG
Gasnät
Naturgas
Small-scale LNG
Gasförbrukare
Naturgas
(biogas)
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Infrastruktur i Norden
Norge pionjärer med infrastruktur i liten skala från 2000.
Sverige följer i dag. Norge och Sverige har inga nationella gasnät.
Norge
• LNG-fabriker i Snøhvit (stor skala), och i Risavika, Snurrevarden,
Tjeldbergodden och Kollsnes (liten skala) för användning i Norge
och export huvudsakligen till Sverige (Gasnor och Skangass)
• Transport av LNG till fartyg och industrier med liten LNG-tanker
och tankbilar
Sverige
• Importterminal i Nynäshamn, söder om Stockholm
• Byggande och planering av små LNG-fabriker med biogas,
deponigas och från termisk förgasning
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Infrastruktur i Norden
Norge pionjärer med infrastruktur i liten skala från 2000.
Sverige följer i dag. Norge och Sverige har inga nationella gasnät.
Norge
• LNG-fabriker i Snøhvit (stor skala), och i Risavika, Snurrevarden,
Tjeldbergodden och Kollsnes (liten skala) för användning i Norge
och export huvudsakligen till Sverige (Gasnor och Skangass)
• Transport av LNG till fartyg och industrier med liten LNG-tanker
och tankbilar
Sverige
• Importterminal i Nynäshamn, söder om Stockholm
• Byggande och planering av små LNG-fabriker med biogas,
deponigas och från termisk förgasning
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Infrastruktur i Norden
Norge pionjärer med infrastruktur i liten skala från 2000.
Sverige följer i dag. Norge och Sverige har inga nationella gasnät.
Norge
• LNG-fabriker i Snøhvit (stor skala), och i Risavika, Snurrevarden,
Tjeldbergodden och Kollsnes (liten skala) för användning i Norge
och export huvudsakligen till Sverige (Gasnor och Skangass)
• Transport av LNG till fartyg och industrier med liten LNG-tanker
och tankbilar
Sverige
• Importterminal i Nynäshamn, söder om Stockholm
• Byggande och planering av små LNG-fabriker med biogas,
deponigas och från termisk förgasning
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Dagsläge i Nordens transportsektor
•
•
•
•
•
28 fartyg med LNG i Norge
Stort intresse för LNG i Sverige
Fortsättning på CNG
Volvo och Scania utvecklar motorteknik
Projekt för demonstration av infrastruktur på landsväg i Sverige
• Ökande intresse i övriga världen
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – motorteknologi
Dieselprocess - Dual Fuel – bränslet i gasfas, <100% dieselersättning
Diesel
(tändbränsle)
Gas
Gas +
Diesel (tändbränsle)
Luft
Luft
+
• Relativt simpel teknik
• 100% diesel möjligt
• Metanslip
• Risk för knackning
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
+
• Litet metanslip
• Högt gastryck
• Dålig funktion med 100% diesel
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – motoremissioner
Ofta anges följande emissionsreduktioner för fartyg i Norge i
Jämförelse med traditionell teknologi och marinbränsle
• 80–90 % reduktion av NOx
• 25 % reduktion av CO2
• Inga svavelemissioner eller partiklar
…..men risk för metanslip
Svenska prov av konverterade lastbilsmotorer till dual-fuel
• Reduktion av CO och CO2, ökning av UHC/CH4, i övrigt ungefär lika
• Ca 40% dieselersättning
Metanslip reduceras i oxidationskatalysator, maxgränser i Euro VI
OBS! – Gäller dual-fuel och dieselprocess, inte ottoprocess som är
normalt
i bussar och personbilar.
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Sjöfart - emissionskrav
Hårdare krav i Nordsjön och Östersjön
• Svavel och NOx (ECA/SECA)
• LNG ger goda möjligheter att uppfylla
kraven
• Alternativ: Flytande marinbränslen
med skrubber och katalysatorer
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – exempel på fartyg
Glutra, 2000
Viking Prince, 2012
Stavangerfjord
Viking Grace, 2013
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Bit Viking, konv. 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – exempel på fartyg
Harstad, 2005
• 28 fartyg med LNG i Norge
• 28 nya beställda
• Ökande intresse i övriga världen
LNG aktuellt i nya fartyg
• Ventilation, sektionering av
maskinrum
• Placering av LNG-tank i fartyget
• => konvertering är besvärlig
Floder/kanaler,
Holland 2012
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Bunkring
• Ship to ship
• Truck to ship
• Rörledning från hamnen
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Bunkring
Källa: Marintek
MF Fanafjord, Norge
• Tankning från lastbil
• 2×125 m3 LNG-tankar
• 3–4 dagar mellan tankning
• Inga passagerare ombord
• LNG-flow: 90 m3/h
• Total tid: 105+ minuter
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Bunkring
Viking Grace (2013),
Stockholm-Åbo/Finland
• Bunkring Ship to ship
• 2×200 m3 LNG-tankar
• LNG-flow: 190–340 m3/h
• Total tid: 60+ minuter
Källa: AGA
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Landsväg - tankstation
•
•
LNG transporteras till tankstationen med tankbil
Möjlighet att också inkludera CNG, (LCNG)
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG – Landsväg – LNG-tank i lastbil
•
•
•
•
•
•
Isolering genom vakuum
177–511 liter
max 5 bar, (Chart Industries)
Räckvidd/Körsträcka: 500–800 km
Värmeväxlare till fordampning
Tryckhöjning, ca 1 bar/dag => max en vecka utan
användning
Westport, Volvo, Scania, Mercedes, Iveco
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Potential i Danmark
Sjöfart
4 scenarier (begränsat till större fartyg)
=> 361.000–436.000 ton LNG/år =
= 500–600 miljoner m3 naturgas per år
Lastbilar
>300 km körsträcka, >5,8 m längd,
75 % dieselersättning,
5 % av lastbilarna i Danmark
=> 30.000 ton LNG/år =
= 45 miljoner m3 per år
Nya danska rapporter med positiva signaler
• ”Alternative drivmidler”, 2012
• ”Gas til transportsektoren” 2012
• Energiaftalen i mars, 70 miljoner kr till transportinfrastruktur,
Elbilar, brintbilar och gas i tunga transporter
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG-distribution för färjor etc
”Hubbar” för lagring och
vidaretransport av LNG
Förslag på ”hub”
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LNG-distribution för lastbilar
Tankstationer för LNG
Stockholm-Göteborg-Malmö
Källa: http://www.bimetrucks.se
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Gaskvalitet
• Nästan 100 % kulbrinter
• Inom intervallet för Wobbetalet enligt Gasreglementet
• Åldring/ageing/weathering – Värmeläckage in till LNG-tanken
=> C2H6, C3H8 fordampes, metanhalten ökar, ”levande” bränsle
• Normalt inga problem
• Metantalet möjligt problem i dual-fuel-motorer
- Volvo metandiesel, metantal >80–85
- ”Fuel/vehicle grade LNG” i USA, >97% CH4
- kondenserad biogas (LBG) utmärkt bränsle
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Slutsatser
•
•
•
•
•
•
•
•
LNG i stor och liten skala har använts under många år.
LNG i liten skala har endast haft begränsad och ”anonym” användning.
Motorutvecklingen hjälp för nya användningsområden
Effektiv lagring av naturgas
Emissioner drivande kraft för LNG i fartyg, Norge ledande
Tunga transporter, fartyg och lastbilar som spin-off, intressant område.
Möjligen parallella spår i Danmark, sjöfart och på land.
Dansk erfarenhet och kunskap begränsad.
Alla regler och normer inte helt på plats.
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Länkar till rapporter etc
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
”Alternative drivmidler” (2012), www.ens.dk
”Gas til transportsektoren” (2012), www.energinet.dk
"North European LNG Infrastructure Project: A feasibility study for
an LNG filling station infrastructure and test of recommendations” , www.dma.dk
"Natural gas for ship propulsion in Denmark – Possibilities for using
LNG and CNG on ferry and cargo routes“ (2010), www.mst.dk
”LNG – Status in Denmark. Technology and potential”, DGC 2012, http://www.dgc.dk
Svenskt Gastekniskt Center, SGC,
rapporter 167, 177, 197, 225, 233, 235, 236 , www.sgc.se
Youtube, film från BP, http://www.youtube.com/watch?v=ZT4FKskI84Y
Youtube, http://www.youtube.com/watch?v=18jB74GtZwg
Youtube, Bunkring av fartyg i Norge,
http://www.youtube.com/watch?v=hQ3tqifW9nA&feature=related
Youtube, tankning av lastbil i USA,
http://www.youtube.com/watch?v=0J_dLpG3g3M&feature=related
DGF Gastekniske dage, 15. – 16. Maj 2012
Dansk Gasteknisk Center a/s