Zkapalněný zemní plyn

Loď na přepravu zkapalněného plynu (LNG tanker)

Zkapalněný zemní plyn (anglicky liquefied natural gas, odtud používaná zkratka LNG) je zemní plyn ve zkapalnělé formě, který má při atmosférickém tlaku (101 325 Pa) teplotu −162 °C (−260 °F). Plyn je zkapalňován po vytěžení, aby mohl být díky až 600× menšímu objemu snadněji dopravován na odbytiště pomocí tankerů nebo cisternových vozidel.

Charakteristika

Zemní plyn váží za běžné teploty a tlaku 0,7 kg/m³ (je lehčí než vzduch) a má energetickou hustotu v rozmezí 33 až 38 MJ/m³ (9,15 až 10,5 kWh/m³). Zkapalněním zemního plynu se zmenší objem až 600× a výsledný LNG má hustotu 400 kg/m³.

Zemní plyn je používán jako alternativní palivo pro automobily, neboť výfukové plyny z jeho spalování jsou podstatně méně škodlivé zejména v porovnání s dieselovými motory. Využití LNG v dopravě je velmi rozmanité. V USA, Kanadě i Evropě se používá pro autobusovou a nákladní dopravu, kde se využívá právě toho, že LNG má mnohem menší objem než CNG a vozidlo se stejně velkou nádrží má proto větší dojezd.

Zkapalnění

Přeprava zemního plynu je v plynném skupenství ekonomická pouze pomocí plynovodu. Pokud plynovod do místa spotřeby (či odbytu) nevede, je možné objem zemního plynu zmenšit až 600× převodem do kapalného stavu a to buď snížením teploty nebo zvýšením tlaku plynu. Z hlediska nákladů i bezpečnosti je výhodnější snížení teploty na teplotu varu LNG za běžného atmosférického tlaku (101 325 Pa), která je −162 °C (−260 °F), protože tepelná izolace neváží tolik, kolik by vážila vysokotlaká nádoba. Zkapalňování LNG je energeticky velmi náročný proces – na zkapalnění 1 kg LNG je potřeba cca 0,38 kWh elektrické energie. Proto i když je možné zkapalnění a přeměnu na plyn opakovat, je výhodnější distribuovat a skladovat LNG ve zkapalněné podobě a změnit skupenství až před spotřebováním (nebo před přepravou plynovodem).

Například zemní plyn vytěžený v USA je přepravován plynovodem do přístavu, kde je ve zkapalňovacím provozu přeměněn na LNG, přepraven LNG tankery do Evropy, a tam je v přístavu v LNG terminálu přeměněn na plyn a plynovodem distribuován na místo spotřeby (nebo je LNG převážen cisternami do čerpacích LNG stanic).

Skladování

Zásobníky LNG jsou obvykle válcové nebo kulové velkoobjemové nádoby, které jsou kvalitně tepelně izolovány. LNG je v nich uchováván při atmosférickém tlaku nebo mírném přetlaku. Izolace je tvoří vnější plášť zásobníku a maximálně omezuje tepelný tok z okolního prostředí do zásobníku. Tepelný tok není možno zcela zastavit a jisté množství tepelné energie ustáleně vstupuje z okolí do zásobníku. Tento nežádoucí tepelný tok způsobuje var LNG a tím přeměnu jeho jisté části na plyn (vypařování), což určuje energetickou náročnost skladování (a transportu), která odpovídá běžně 0,17 % LNG za den (odpařené množství je přímo úměrně na době uskladnění LNG). Při varu LNG dochází k přeměně kapalného skupenství na plynné přičemž je z okolí odebírána tepelná energie (skupenské teplo varu) a dochází tak zároveň k ochlazování zbylého LNG nádrži a tím udržování nízké teploty LNG zásobníku. Odpařený plyn je odváděn ze zásobníku, aby nedocházelo ke zvyšování tlaku uvnitř nádoby, a je dále energeticky využíván (u lodních tankerů pro pohon lodního motoru, pomocí tepelného čerpadla ochlazování zásobníků nebo opětovnému zkapalňování části plynu). Pokud není využití odpařeného plynu možné nebo technicky proveditelné, lze jej vypouštět do ovzduší. Protože největší součástí LNG je metan, který je skleníkovým plynem, je často místo volného vypouštění do atmosféry bez dalšího využití spalován.

Využití LNG

LNG tankovací stanice v Hamburku

LNG terminál na Maltě

LNG mobilní tankovací stanice

Globální obchod s LNG dosáhnul v roce 2018 objemu 319 milionů tun. Lodní dopravou může být zemní plyn přepravován pouze ve formě LNG. Lodní flotila pro transport LNG, podle statistiky Vessels Value dle dat za rok 2017, čítala celkem 481 LNG tankerů. Podrobné informace o tankerech LNG, jejich vlajce, včetně momentální polohy a plánované destinace vykládky, je možno nalézt na specializovaném serveru www.vesseltracking.net.

LNG v Evropě

Ke konci roku 2019 již bylo v EU k dispozici 168 čerpacích stanic na LNG. Udává se, že v roce 2018 bylo v EU v provozu 5,5 tis. nákladních vozidel využívajících LNG. Společnost Shell prognózuje, že v roce 2030 bude v EU využívat LNG 280 tis. kamionů. Populární je toto palivo v nákladní dopravě především ve Francii, Španělsku, Itálii a Nizozemí. Dále se LNG používá jako palivo v lodní dopravě, kdy pohání například tankery, kterými je přepravován na dlouhé vzdálenosti. LNG se dá také využívat k vytápění obcí, kde z důvodů odlehlosti není efektivní vést zemní plyn klasickým potrubím. Rovněž může být využíváno k zajištění energetických potřeb průmyslových podniků.

Krize dodávek plynu v Evropě

V roce 2021 přestalo na energetické burzy v Evropě Rusko dodávat nové kontrakty ve stejném objemu jako bylo ukončených kontraktů, čímž došlo ke zvýšení cen plynu a na podzim 2021 k pádu několika dodavatelů plynu v Česku. Jejich odběratelé neměli nasmlouvaný odběr plynu, nových kontraktů byl nedostatek a tím ceny plynu skokově dál rostly. Po překročení určité úrovně ceny zamířily do Evropy tankery s LNG z USA, protože dosažitelná cena prodeje v Evropě byla vyšší než v Asii, kam běžně dodávají většinu své LNG produkce. Dovoz LNG z USA tím umožnil ceny plynu v Evropě opět snížit udržet je na zhruba stejné úrovni, jako v Asii. Když 24. února 2022 napadlo Rusko Ukrajinu, cena plynu dále stoupala. Po na konci března 2022 americký prezident Biden v Evropě přislíbil zvýšení dodávek LNG o dalších 15 miliard m³, když v roce 2021 dosáhl 22 miliard m³. Ani toto množství však nemůže v Evropě nahradit uvažované ukončení dodávek zemního plynu z Ruska pomocí plynovodů. Evropa uvažuje o rozšíření LNG terminálů, aby byla schopna přijímat vyšší zásilky LNG z USA a Kataru. Transport z USA včetně zkapalnění stojí v normálních časech mezi 6 až 7 € za MWh, regasifikace potom kolem 3 € za MWh.

LNG terminály v Evropě

Od roku 2013 dochází v EU k postupnému budování námořních terminálů pro LNG. Jejich přehled je v následující tabulce:

Terminály LNG vystavěné v letech 2013–2018:

Členský stát	Terminál	Rok zahájení	Kapacita [mld. m³ ročně]	Spolufinancování z rozpočtu EU
Itálie	FSRU OLT Oshore LNG Toscana	2013	3,8
Litva	FSRU Independence	2014	4	27,4 mil. eur z CEF na propojovací plynovody
Francie	Terminál LNG Dunkerque	2016	13
Polsko	Terminál LNG Świnoujście	2016	5	130 mil. eur z EEPR 202 mil. eur z EFRR Celkem 332 mil. eur
Malta	Terminál LNG Malta Delimara	2017	0,7	0,7 mil. eur z CEF na studie

Terminály LNG v seznamu projektů společného zájmu (PSZ):

Členský stát	Terminál	Rok zahájení	Kapacita [mld. m³ ročně]	Spolufinancování z rozpočtu EU
Řecko	Revithoussa (rozšíření kapacity)	2018	2,0 (z 5,0 na 7,0)	50,8 mil. eur z EFRR
Španělsko	Tenerife (Arico-Granadilla)	2021	1,3
Španělsko	Gran Canaria (Arinaga)	2022	1,3
Polsko	Terminál LNG Świnoujście	2016	5	130 mil. eur z EEPR 202 mil. eur z EFRR Celkem 332 mil. eur
Malta	Terminál LNG Malta Delimara	2017	0,7	0,7 mil. eur z CEF na studie

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu zkapalněný zemní plyn na Wikimedia Commons
• (anglicky) Co je to LNG? (angl., PDF ke stažení
• oEnergetice.cz: Zkapalněný zemní plyn (LNG)
• DUFEK, Z.; BENEŠ, P.; POSPÍŠIL, J.; ŠKORPÍK, J.; ŽIVEC, V.; MARTINKA, M. Využití LNG v dopravě a energetice a jeho bezpečnost. Brno: Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., 2019, 2019. 88 s. ISBN 978-80-7623-016-3.
• https://www.profesis.cz/parser/go/4c7a692f314e32397039534b67374a5438454f6463796a3535544c53576e766d556f67472b4a6f504b34424268565866657975396a716c325a6f425574354e47
• https://www.ngva.eu/stations-map/

Autoritní data	NKC: ph1053855