LNG کلید طلایی صادرات گاز ایران

LNG یا(Natural Gas Liquefied)به معنای گاز طبیعی مایع شده است.در تولید LNG گاز طبیعی را در فشار اتمسفر تا دمای(C۱۶۱-) سرد می کنند.دراین حالت گازبه مایعی بی بو،شفاف غیرسمی که نسبت به فلزات یا سایر مواد حالت خورندگی نداردودانسیته آن ۴۲/۰ دانسیته آب است تبدیل می شود.با میعان گاز حجم آن یک ششصدم حجم گاز طبیعی می شود،که این کاهش قابل توجه حجم گاز حمل ونقل آن را آسان و کاملا اقتصادی می کند.LNG شامل بیش از ۹۵درصد متان و درصد کمی اتان و پروپان و سایر هیدروکربورهای سنگین تر است.
● مراحل اصلی LNG
برای تهیه،حمل ونقل ومصرف LNG باید درزمینه ها ومراحل مختلف سرمایه گذاری و فعالیت کرد.این مراحل که زنجیره یا حلقه LNG نامیده می شود عبارتند از:
▪ اکتشاف و تولید(Exploration &Production)
▪ شیرین سازی وگرفتن ناخالصیها
▪ مایع سازی ( Liquefaction)
▪ حمل ونقل دریایی(Shipping)
▪ ذخیره سازی درپایانه دریافت وتبخیر مجدد(Regasification& Storage)
● شیرین سازی وگرفتن ناخالصیها
معمولا یک کارخانه LNG دارای واحدهای پالایشی زیر می باشد:
▪ واحدجداسازی گازهای اسیدی(دراین واحدمیزان CO۲ را به کمترازppm۷۵ وH۲S رابه کمتر ازppm۴ کاهش می دهند)
▪ واحد نم زدایی(در این واحد،آب موجود درگاز طبیعی را به کمتراز ۱/۰می رسانند)
▪ واحد جداسازی مرکاپتان(ترکیبات سولفور جدا شده وبه کمتراز۳۰میلی گرم نیوتن برمتر مکعب می رسد)
▪ واحد جداسازی جیوه
▪ واحد تقطیر NGL
▪ واحد فرآورشLPG
● مایع سازی ( Liquefaction)
پس از آنکه پالایش اولیه بر روی گاز طبیعی انجام شد گاز وارد واحد مایع سازی می شود. تکنولوژیهای مختلفی برای مایع سازی وجود دارد که مهمترین آنها در جدول شماره یک آمده است.
مبدلهای حرارتی اصلی مورد استفاده در صنایع LNG به دو نوع PFHE وSWHE محدود می باشند.نوع PFHE که مخفف Plate Fin Heat Exchange می باشدبرای ظرفیت تبرید۵/۱ میلیون تن در سال جوابگو می باشد ونوع SWHE که مخفف Spiral Wound Heat می باشد برای ظرفیت تبرید۵ میلیون تن در سال مورد استفاده قرارمی گیرد.
ساخت مبدلهای SWHE انحصاری بوده وتحت لیسانس شرکتهای Apci وLinde ساخته می شود. ساخت مبدلهای PFHE که تقریبا"آسانترمی باشد وشرکتهای بیشری تکنولوژی ساخت آن را دارند. اما عیب بزرگ این مبدل آن است که در صورت جرم گرفتن وکثیف شدن به راحتی مسدودمی شودونیاز به تعمیرات دوره ای بیشتری دارد.از بین تکنولوژیهای موجود دراین زمینه فقط سه تکنولوژی Linde ،ShellوAxens که به ترتیب در پروژهای ایران LNG،LNG Persianو Parsمورداستفاده قرار گرفته اند مورد بررسی قرارخواهیم داد.
● تکنولوژی Linde
فرآیند پیشنهادیLinde آلمان یک فرآیند متوالی آبشاری(Cascade) می باشد.در فرآیندMixed Fluid از سه مایع سرمایش استفاده می شود.عمل پیش سرمایش در مبدلهای حرارتی صفحه ای PFHEانجام می شود.عمل سرمایش و مایع سازی گاز در مبدلهای حرارتی SWHE انجام می پذیرد.مایع سرمایش در این فرآیند ترکیبی ازمتان،اتان،پروپان ونیتروژن است.این فرآیند،در ابتداءباظرفیت تولید ۳/۴ میلیون تن درسال برای هر خط تولید در پروژه Snoriet نروژدرسال ۲۰۰۳ انجام شد.این شرکت آلمانی در فوریه سال ۲۰۰۷ اعلام کرد که به ظرفیت ۶میلیون تن برای هر خط تولیددر سال نیز دست یافته است. تحقیق ومطالعه برای افزایش ظرفیت خط تولید تا ۸ میلیون تن نیز ادامه دارد.
● تکنولوژی Shell
شرکت شل نیز یک فناوری نیرومند را برای خطوط تولید LNGطراحی کرده است که قادر است دامنه تولید بین ۵ تا ۸ میلیون تن درسال را پاسخگو باشد. در فرآیند DMR مربوط به این شرکت عمل سرمایش اولیه به جای پروپان،توسط مایع سرمایشی که مخلوطی از اتان وپروپان است انجام می شود. دراین تکنولوژی از مبدلهای حرارتی SWHE به جای Kettle Reboiler درعمل پیش سرمایش استفاده می شود.اولین طرح اجرائی شرکت شل با فرآیند DMR در جزیره ساخالین روسیه برای تولید سالانه۸/۴ میلیون تنLNG مورد استفاده قرار گرفته است.
مزایای این فرآیند نسبت به تکنولوژیهایی که تحت لیسانس شرکتهای آمریکایی هستند(مانند تکنولوژی APCI)کاهش مصرف سوخت وCO۲ می باشد.پیشرفتهای همه جانبه ایی که درمراحل مختلف این تکنولوژی صورت گرفته است ریسک این تکنولوژی را تا حد زیادی کاهش داده است.
● تکنولوژی Axens
در فرآیند Liquefinمربوط به شرکتAxensفرانسه گازدرمرحله اول توسط مایع سرمایش تا حدود C) &#۷۳۰;۸۰- )سرد می شود ودر این درجه حرارت ترکیبات مایع شده سنگین از گاز سبک جدا شده و گاز سبک به منظور تولید LNG وارد مرحله بعدی می گردد.از مزیتهای این فرآیند هماهنگی بین سیکلهای تبرید وامکان تنظیم انرژی سرمایش بین دو سیکل،همچنین افزایش ظرفیت هرواحدگرمایش تا حداکثر ۸ میلیون تن LNG در سال وبه طورکلی مصرف پائین انرژی است.مایع سرمایش در این فرآیند شامل مخلوطی از متان ،اتان،پروپان،بوتان ونیتروژن است
● حمل ونقل دریایی
برای حمل LNG از کشتیهای مخصوص که مجهز به تانکهای عایقکاری شده است استفاده می شود.این کشتیها دارای ظرفیتهای متفاوت می باشند که بیشترین ظرفیت در حدود ۲۰۰هزار متر مکعب ومتعلق به شرکتهای صنایع سنگین سامسونگ ،شرکت کشتی سازی و مهندسی دریایی دوو،Kogas کره جنوبی می باشند.نکته جالبی که در ساخت این کشتیها در نظر گرفته می شودآن است که از بخارات تبخیر شده LNG که به Boil Off Gas معروف است به عنوان سوخت کشتیها استفاده می شود.
قیمت تمام شده این کشتیها بطور متوسط ۲۸۶میلیون دلارمی باشد.با توجه به اینکه تقریبا۱۵%هزینه های حلقه LNG مربوط به حمل ونقل آن است،کشورمان در صورت خرید این کشتی ها،تامین وتربیت کارکنان آن می تواند هم هزینه های کشتیرانی وهم سود ناشی از آن را متعلق به خود کند.فنآوریهای پیشرفته SPB در خصوص طراحی وساخت مخازن منشوری پیشرفته برای کشتیهایی با ظرفیت بالا،باعث کاهش هزینه های حمل ونقل LNG تا۶۰% نسبت به سال ۱۹۹۶ شده است.فنآوری پیشرفته SPB از ویژگیهای زیر برخوردار است:
▪ عدم وجود مشکلات ناشی از گل و لای و چسبندگی آن
▪ عرشه عریض و مسطح
▪ فضای قابل دسترس مابین مخزن و بدنه کشتی
▪ عدم محدودیت در شکل،اندازه و دوام مخزن (در طرحهای متنوع و انعطاف پذیر)
▪ استحکام و پایداری خوب
▪ بخارات تبخیر شده (Boil Off Gas) LNG در حد پاینتر از ۵% در روز
▪ دوام و پایداری بالا در مخزن (در زمینه فشارپذیری وخلأ بصورت تمام و کمال)
▪ عــدم کاهش درجه حرارت برای تیغه ها و دیواره های(حائل) میان دو مخـــزن LNG (بدون تمهیــدات گرمایشی در بدنه)
▪ عدم وجود تنش حرارتی در مخزن(زیرا تکیه گاه مخزن هیچ گونه بازدارنگی و محدودیت زدائی ندارد)
به دلیل مقررات ایمنی بالا،تا فوریه ۲۰۰۷ با وجود انجام بیش از ۴۵ هزار مسافرت دریایی اتفاقی که منجر به خسارت مالی یا جانی شود در کشتیهای حمل LNG گزارش نشده است.
ذخیره سازی درپایانه دریافت وتبخیر مجدد(Regasification& Storage)
پس ازدریافت LNG در پایانه های دریافت لازم است کهLNGتبخیر شودتا بتواند در شبکه های گاز محل مصرف تزریق شود.شکل۷نمای کلی این فرآیند رانشان می دهد.سیستم های تبخیر مجدد LNG انواع مختلفی دارد که عمدتا"به صورتهای زیر می باشد.
- Open Rack Vaporizer(ORV)
- Submerged Combustion Chamber(SCC)
- Bishop
از فرآیندهای بالا بیشتر ازنوع ORV در ظرفیت بالا و در ژاپن استفاده می شود.در این نوع از تبخیر کننده ها،آب دریا پس از پمپ شدن درجداره بیرونی مبدلهای حرارتی،جریان یافته وآن را پوشش می دهد و سپس از پائین خارج می شود.به این ترتیب آب دریا درعمل گرمایش استفاده می شود.از فرآیند SCCدر ظرفیت پایین تر و بیشتردرآمریکااستفاده می شود.
اما فرآیندBishop که از سرمایه گذاری مشترک شرکتهای بزرگ بین المللی نظیرConversion Gas Imports ،AGL Resources, Encana Conoco Philips, ExxonMobilوBP بدست آمده است،تأثیرقابل توجــه ایی در بازار LNG با ضریب ایمنی واقتصادی بالا گذاشته و همچنین باعث دراختیارگذاردن روشهای متنوع جهت گسترش واردات LNG شده است،دراین فرآیندLNG دریافتـی را مستقیماً از یک مخزن فراساحلی در F &#۷۳۰; ۲۶۰– دریافت می کند و پس از فشرده کردن و گرم کردن تا دمایF&#۷۳۰; +۴۰،گاز طبیعی را به حفره های نمکی زیرزمینی جهـــت ذخیره ســـازی تزریق می کند،که در نتیجه نیاز به ساخت مخازن گـران قیمـت سرماساز در سطــــح زمین را حذف می کند.
این موضوع همچنین باعـث افزایش پتانسیل ظرفیت ذخیره سازی LNG وارداتی می شود.این فرآیند با استفاده از یک مبدل حرارتی کم هزینه با آب دریا عمل می کند.مبدلهای حرارتی متداول،که از گاز طبیعی برای گرم کردنLNG استفاده می کنندنمی توانند با سرعت تخلیـــه تانکــــر،در ترمینالهای دریایی هماهنگ باشند.مبدل حرارتی که در این فرآینداستفاده می شود،با حجم و فشار بالا قـــادر اسـت که در زمان کوتاهترین سبت بهORVوSCC عمل تخلیه را انجام دهـد.
ترمینال LNG براساس حفره نمکی توانسته است با نصف هزینه ودوبرابرظرفیت ترمینال مخازن مایع مرسوم ساخته شود.بعلاوه تخلیــه از کشتی می تواند کیلومترها دورتر از حفره های ذخیره سازی انجام شود،که امنیت وانعطاف پذیری بیشتری رابه همراه خواهدداشت.مدیران این شرکتها با توجه به انعطاف پذیری و وسعت بالای شبکه انتقال در آمریکا به فکر این فرآیند افتادند.در آینده بسیاری از کشورها به ویژه ایالات متحده جهت پرکردن شکاف بین تولید و مصرف نیاز مبرمی به LNG خواهند داشت.این فرآینداجازه رقابت را به LNG بر اساس هزینه وبازدهی مناسب داده است.این شرکتها نمی خواهند که مصرف کنندگان به LNG بعنوان یک منبع تامین گاز نامتعارف،گران قیمت وپردردسرنگاه کنند.
● پروژهای LNG ایران
۱) پروژهIRAN LNG
شرکت ملی نفت ایران اصلی‌ترین سرمایه‌گذارIRAN LNG است که برای احداث دوواحد تولید با ظرفیت اسمی سالانه۵ میلیون تن LNG وسایر محصولات جانبی مانند۷۶۰ هزارتن در سال LPG و مایعات سبک گازی برنامه ریزی شده است.برای تحقق این برنامه ریزی ها باید روزانه۵۰میلیون متر مکعب گازبه این پروژه از فاز ۱۲پارس جنوبی تحویل داده شود.هزینه پروژه مزبوربیش از۵ میلیارد دلاراست . (البته اخیرا"پیمانکار اصلی این پروژه یعنی Total Fina Elfe فرانسه قیمتی بیش از ۱۱میلیارد دلارپیشنهاد کرده است.این افزایش قیمتها مربوط به تمامی پروژهای نفت وگاز در سراسردنیا می باشد و ارتباطی با پروژهایLNG ایران ندارد.کارشناسان دلیل عمده آن را کمبود پیمانکاران نسبت به تعداد پروژها می دانند وشرکت فرانسوی هنوزدرحال مذاکره با شرکت ملی نفت کشورمان می باشد) پروژه مورد نظربه صورت ای.پی.سی و در قالب سه بسته طراحی و اجراءمی‌شود. بسته اول شامل احداث نیروگاه،واحدهای فرآورش،مایع سازی گاز طبیعی و سرویس‌های کمکی و خدمات جانبی می‌باشد.
دومین بسته مشتمل بر احداث مخازن ذخیره سازی، LNGمخزن،LPG مخزن و تسهیلات مربوطه است.بسته سوم نیز در بردارنده اسکله‌های بارگیری گوگرد،LPG،LNG،بندرگاه و تاسیسات آبگیری از دریا می‌باشد.با توجه به برنامه ریزیهای شرکت ملی نفت کشورمان قرار است بارگیری اولین محموله این پروژه در دیماه سال۱۳۸۹(۲۰۱۱-۲۰۱۰ )انجام گیرد.این پروژه سالانه حدود۵/۱۲میلیارد دلاربرای کشور درآمد ارزی خواهد داشت وهر روز تاخیردر اجرای این پروژه ۵/۶میلیون دلار ضرر برای اقتصاد کشوربه دنبال خواهد داشت.
۲) پروژه PARS LNG
این طرح با مشارکت ۵۰ درصدی شرکت ملی نفت ایران،‌۳۰% Totalفرانسه،‌۱۰ % Petronas مالزی و ۱۰ % آماده واگذاری به خریداران (بر اساس تفاهم‌نامه‌ای که شرکت ملی صادرات گازایران امضا کرده، احتمالا" شرکت ملی نفت چین (Cnpvc)خواهد بود)این شرکتها محورهای کلی توافقنامه اولیه برای اجرای این پروژه را در سال۸۳ نهایی کرده‌اند و هم اکنون در مرحله ارزیابی اقتصادی نهایی برای تصمیم‌گیری در‌باره چگونگی حضور در این پروژه قرار دارند.پروژه موردنظر،دو خط تولید هر یک با ظرفیت اسمی۵ میلیون تنLNG در سال داردکه گاز مورد نیازآن،معادل پروژه IRAN LNG یعنی روزانه۵۰میلیون متر مکعب گازمی باشد.
این پروژه،با توسعه فاز۱۱ میدان گازی پارس جنوبی ،احداث تاسیسات پایین دستی شامل واحدهای اصلی فرآورش و تبرید گاز و سایر واحدهای جانبی مانند تولید گوگرد،پروپان و بوتان، اسکله بارگیری،واحدهایUtilityو نیروگاه پایه گذاری شده است هزینه این پروژه بر اساس آخرین برآوردها ۸۳/۱۱ میلیارد دلار و تاریخ تحویل نخستین محموله نیز سال۱۳۹۱یا ( ۲۰۱۲ میلادی ) خواهد بود.مسئولیت اجرای این پروژه را شرکت ملی صادرات گاز ایران بر عهده دارد و با اجرای این پروژه حداقل ۳۰ هزار نفر به صورت مستقیم مشغول به کار خواهند شد.
۳) پروژهLNG PERSIAN
هم اکنون در بخش پایین‌دستی، شرکت ملی نفت ایران، شرکت Repsole اسپانیا و شرکت هلندی- انگلیسی شل برای اجرایPersian LNGمذاکره می‌کنند.دو شرکت خارجی هر کدام ۲۵%سهام این پروژه را دراختیار دارند.
این پروژه بزرگتر از دو پروژه تولیدLNG دیگر ایران است ودو خط تولید با ظرفیت اسمی هر یک ۸ میلیون تن در سال دارد.گازمورد نیازبرای اجرای این پروژه از فاز۱۳پارس جنوبی تامین می شودومقدارآن در هرروز۵/۷۸ میلیون مترمکعب برآورد شده است.درصورت تحقق برنامه‌ریزی‌ها برای آغاز اجرای این پروژه، نخستین محمولهLNGآن،پس از سال(۲۰۱۴-۲۰۱۵ میلادی) وارد بازارخواهد شد.با اجرای این طرح به عنوان بزرگترین پروژه میدان گازی پارس جنوبی از نظر سرمایه‌گذاری شناخته شده است.
همچنین برآورد اولیه سرمایه‌گذاری برای توسعه این دو فاز در بخش بالادستی (اکتشاف و استخراج) ۳/۴ میلیارد دلارودربخش پایین‌دستی (تولید محصولات مرتبط) ۵/۵ تا ۶ میلیارد دلار است.تاسیسات ساحلی دو فاز یاد شده نیز شامل سه واحد لخته‌گیر، سه واحد تثبیت میعانات گازی به همراه تاسیسات پشتیبانی، پنج واحد بازیافت، «ام.ای.جی»، واحدهای نمک‌زدایی، واحدهای تقلیل فشار،شش واحد HP Seperator و دو واحد METERING، چهار مخزن ۹۰ هزار متر مکعبی ذخیره میعانات گازی،آب شیرین‌کن و واحدهای تصفیه پساب هااست.طراحی تاسیسات بخش دریایی و خشکی هم به ترتیب توسط دو شرکت فرانسوی DORIS وTECHNIP انجام می‌شود و تاکنون حدود ۲۰% درصد پیشرفت فیزیکی داشته است.با اجرای این سه پروژه تا سال ۲۰۱۵ (۱۳۹۳شمسی) کشورتوان تولید ۷۷ میلیون تن LNG در سال را کسب خواهد کرد.در کنار این سه پروژه اصلی،سه طرح دیگر شامل پروژه LNG با Cnpvc چین در پارس شمالی به میزان سالانه۲۰ میلون تن، اس.کا.اس مالزی در میادین گلشن و فردوسی برای تولید۲۰ میلیون تن LNG و یک پروژه کوچک یک میلیون تنی LNG در قشم نیز دنبال می‌شود.در صورت اجرای پروژهای مورد نظر در فاصله زمانی ۲۰۱۵-۲۰۲۰ کشورمان به بازیگری بی بدیل در عرصه تجارت جهانی LNG تبدیل خواهد شد.
● نتیجه گیری
صنعتLNG در جهان یکی از صنعتهای ده گانه برترواهمیت آن در بازار جهانی گاز رو به افزایش است.با توجه به اینکه اکثر کارشناسان سازمان بین المللی انرژی وشرکتBPپیش بینی کرده اندتولید LNG که هنوز به طور محدود صورت می گیرد،از ۲۴۰ میلیارد متر مکعب درسال۲۰۰۵میلادی به۳۶۰ میلیارد متر مکعب در سال ۲۰۱۰و سپس به ۴۷۰ میلیارد متر مکعب و یا حتی ۶۰۰ میلیارد متر مکعب در سال ۲۰۱۵افزایش خواهد یافت.
همچنین سال ۲۰۱۵ میلادی حدود بیست درصد از نیازهای انرژی جهان از گاز طبیعی تامین خواهد شد و در این میان،LNG نزدیک به یک چهارم از گاز طبیعی مصرفی را تشکیل خواهد داد. براساس گزارشهای شرکتهای بزرگ اروپایی(مانندShell وBP) برآورد می‌شود میزان کسری گاز اروپا در سال ۲۰۱۲ میلادی به ۱۰۰ میلیارد متر مکعب برسد،از طرفی با توجه به افزایش قیمت گازروسیه،به نظر می رسدکه شرکتهای بزرگ اروپایی تمایل بیشری به همکاری در پروژه‌هایLNG ایران وتسریع در بهره‌برداری از آنها داشته باشند.
با بهره‌برداری کامل از سه پروژه LNG،پیش‌بینی می‌شود درآمدهای نفتی ایران درسال ۱۴۰۰ شمسی(۲۰۲۰- ۲۰۲۱ میلادی)به سه برابر شرایط کنونی افزایش پیدا کند.از طرفی با اجرای این طرحهامی توان از مزیت قرار گرفتن بزرگترین میدان مستقل گازی جهان در مرزهای آبی کشوربهترین استفاده را کرد.در نهایت آنکه ازLNG نه تنها می توان به عنوان بهترین جایگزین دربخش صادرات نفت استفاده کردبلکه راهی برای متنوع ساختن روشهای صادرات گازکشور شناخته می شود و می توان آن را به عنوان برگ برنده وکلید طلائی صادرات گاز کشور به حساب آورد.

مهندس اکبر ناظمی
کارشناس ارشد مهندسی برق است که در شرکت پالایش گاز فجر جم مشغول به کار می باشد.
مراجع
۱- LNG فناوری پردردسر ولی سودآور،ضمیمه پایگاه اینترنتی مشاوران جوان وزیر نفت،محمد رضا رجایی مشاور جوان وزیر در امور گاز.
۲- www.Bp.com
۳- www.Exxonmobile.com
۴- www.Gasprom.com

منبع : نفت نیوز