Virtuální plynovody cesta k efektivnosti 1
Virtuální plynovod: přeprava plynu mimo potrubí 2
Zkapalněný zemní plyn základ virtuálních plynovodů Zkapalněný zemní plyn (LNG Liquified Natural Gas) má vhodné vlastnosti pro přepravu Hustota 430 aţ 470 kg/ m 3 zkapalňuje při 161 o C Ztráty odparem po určité době skladování, nesmí být překročen skladovací tlak (max. 6 aţ 8 bar, výjimečně výše) 3
Stlačený zemní plyn doplněk virtuálních plynovodů Dnes standardní skladovací tlak 200, 250 a 300bar Ukládá se pod tlakem v tlakových nádobách Hustota ve stlačeném stavu 150 aţ 180 kg/ m 3 4
Hlediska rozdělení virtuálních plynovodů Přepravní kapacita (Strategické, regionální, malé) Vzdálenost (Transkontinentální aţ lokální) Způsob dopravy (vzduchem, po moři, po ţeleznici a silnici) Doba pouţití (trvalé, dočasné, krátkodobé) 5
LNG terminál místo spotřeby i zdroj plynu 6
Vzdálenost 4000 km Energetická náročnost strategických virtuálních plynovodů Fáze procesu Spotřeba energie z celkové energie plynu Ztráta primární energie Přeprava LNG tankerem Úprava a zkapalňování plynu na těžebním poli [kwh/kg] 1,370 9,86 [% metanu] Lodní doprava LNG 0,156 1,13 Celkem 1,526 10,99 Přeprava plynu potrubím Úprava a komprese plynu na těžebním poli 0,581 4,18 Doprava potrubím 0,951 6,85 Celkem 1,532 11,03 7
Čínské virtuální plynovody Část flotily LNG cisteren Shan Shan LNG 4400 km 1000 tun denně 5 miliard m 3 plynu ročně 8
Vzdálenost 500 km Energetická náročnost lokálních virtuálních plynovodů Fáze procesu Spotřeba energie z celkové energie plynu Ztráta primární energie Přeprava LNG silniční cisternou [kwh/kg] [% metanu] Doprava po silnici cisternou 0,233 1,68 Celkem 0,233 1,68 Přeprava plynu potrubím Čerpadla LNG 50bar + odpar 0,292 2,1 Doprava potrubím 0,119 0,86 Celkem 0,411 2,96 9
USA: Lokální virtuální plynovod Texas - Kalifornie Čerpací stanice LNG (El Cajon, CA, USA, 2002) 10
USA: Lokální virtuální plynovod Texas-Kalifornie Čerpací stanice LNG plnění nádrží vozidel 11
Hlavní směry silniční dopravy LNG v Evropě 12
CNG: Systém GALILEO - Argentina Virtuální plynovody lokálního významu rozsáhlé pouţití CNG (stlačeného zemního plynu) pro distribuci v Argentině GALILEO nově i v Dominikánské republice 30 000 m 3 /den (převáţně pro pohon vozidel) 13
Česká a Slovenská republika: Současnost a budoucnost virtuálních plynovodů Náhradní zásobování zemním plynem (NZZP) jako krátkodobé virtuální plynovody jiţ od konce 80tých let Předpokládaný nárůst dovozu a skladování LNG jako špičkové zdroje plynu v nejbliţších letech Následné vyuţívání LNG pro přepravu plynu do míst, kde nejsou plynovody 14
Náhradní zásobování zemním plynem - moderní služba v plynárenství Náhradní zásobování stlačeným zemním plynem (NZZP) se stává součástí pracovních postupů při mnoha pracích na plynovodech a plynových zařízeních O úspěšném vyuţití rozhoduje zvláště dokonalá příprava před vlastním provedením prací NZZP v ČR: pouţívá se výhradně stlačený zemní plyn 15
NZZP CNG nebo LNG? CNG - výhody: Dostatek zdrojů tlakového plynu ve stanicích CNG Dlouhodobé skladování bez úniku plynu Výstupní tlak v rozsahu NTL aţ VVTL plynovodů Výstupní výkon omezený v podstatě jen kapacitou zásobníků Relativně nízká pořizovací cena technologie NZZP proti LNG technologii 16
NZZP CNG nebo LNG? CNG nevýhody při vyšších požadovaných odběrech plynu: Malá hustota skladovaného plynu menší přepravní kapacity s velkou hmotností Vyšší přepravní náklady na jednotku plynu Omezení pouţití celkovým výkonem a přistavenou kapacitou (dobou pouţití) 17
NZZP CNG nebo LNG? LNG výhody: Relativně vysoká hustota zkapalněného plynu Aţ desetinásobně vyšší kapacity NZZP na jednom dopravním zařízení 18
NZZP CNG nebo LNG? LNG nevýhody: Vzdálené zdroje LNG (s ohledem na dojezdový čas) Mnohem rozměrnější zařízení pro dosaţení stejného výkonu jako u CNG (odpařovače, případně čerpadla) Velmi malý výstupní tlak plynu (STL, max. 6 aţ 8 bar, výjimečně výše) Pro dosaţení vyššího tlaku nutnost pouţití čerpadel a další nároky na energii Ztráty plynu při delší odstávce zásobníků Značná pořizovací cena technologie NZZP Vyšší provozní náklady proti CNG Nutnost velkého trhu s ohledem na návratnost investic (Polsko) Vyšší nároky na bezpečnost (Hořlavý a vysoce podchlazený plyn) 19
Jak lze využít náhradní zásobování? Při investičních akcích a opravách VTL a STL plynovodů není nutno odstavit RS v odpojeném úseku (moţno kombinovat s technologií Williamson -STOPL ) Výměna hlavních uzávěrů před RS, OPRAVY ÚNIKŮ NA RS! Zásobování průmyslových plynovodů a spotřebičů před napojením na plynovod zejména zkoušky před kolaudací zařízení Zásahy na částech STL i NTL plynovodů přímé zásobování do STL i NTL plynovodů (obytné komplexy, městské sítě, průmysl) 20
Základní schéma zapojení NZZP MEGC 20 MPa (25 MPa) P Ruční regulace Odběrní místo (RS, potrubí..) 0,1 až 2 MPa Regulátor s filtrem a ohřevem Chráněno užitným vzorem, jiná zapojení jsou možná 21
Jaké jsou možnosti zařízení? Zařízení jsou vybavena pro dodávky do VTL a STL plynovodů a RS a pro menší dodávky do NTL sítí (2 aţ 10kPa, případně jiné tlaky dle dohody) Max. zásoba na jednom místě: 8000 až 9000 m 3 Max. výkon zařízení: max. 650 až 1000 m 3 /hod z každého vývodu zásobníku (dle typu a firem se liší) Výstupní přetlak: 0,3 až 2,0 MPa Do STL plynovodů: 0,1 až 0,4 MPa, výkon 80 až 650 m 3 /hod Do průmyslových rozvodů: 2 až 14 kpa, 0,02 až 3,8 MPa 22
Maximální průtok NZ - Karolinka RS (2006) Po zahájení NZ kolísal odběr od 860 do 1070 m3/hod 23
Jaké jsou celkové kapacity společnosti AFP-CZ, spol. s r.o.? Vícečlánkové kontejnery na plyn (MEGC): 6x600 + 1x 250m 3 (Převoz max. 3x600 m 3 + 1x250m 3, možnost složení a použití až na třech místech) 2x 1500 m3 (Převoz samostatně na návěsech) 2x 150 m3 (na přívěsech) 1x 700 m 3 ( kompozitové MEGC na přívěsu) 1x 350 m 3 (kompozitové MEGC na přívěsu) 24
Zásobníky připravené k naložení 25
Nové technologie - kompozitové MEGC 700 m 3 a 350 m 3 Souprava MEGC na přívěsu + CNG vozidlo: MEGC 700 m 3 (2X350m 3 ), tažená obytným automobilem Iveco Daily CNG MEGC 350 m 3 (za osobním automobilem) přístup soupravy s větší kapacitou do míst, kde velký kamion nevjede Nižší cena náhradního zásobování 26
Montáž kompozitových MEGC 27
Přívěs s MEGC 700m 3, tažné obytné vozidlo s pohonem CNG 28
Přívěs s MEGC 350m 3 29
Příklady šroubení pro napojení Kromě zobrazených 1-1, 1-5/4 a rohového kusu také: 1-3/4, 1-1/2, 1 - M20x1,5 apod. 30
Příklad napojení NZ na NTL přípojku Napojení na NTL přípojku (pomocí spec. regulátorů) pro fy ARROW Hradec Králové 2006 31
Nevhodné napojení NZ na STL plynovod (chyba montážní org.) Příliš blízko k balónům umístěné připojení STL NZ ZAMRZNUTÍ BALÓNŮ! (Trutnov 2006) 32
Příklady napojení NZ VTL RS Napojení VTL RS (Javorník 2007 namontována příruba, filtr bez uzávěru) 33
Příklady napojení NZ v extrémních podmínkách Napojení VTL RS Josefův Důl přes závěj (březen 2006) 34
Příklady napojení NZ - do potrubí Napojení do STL potrubí (300 až 400m3/hod) (Bánska Bystrica 03-2010) 35
Dlouhodobé zásobování Některá zařízení jsou vybavena pro dlouhodobé dodávky do VTL a STL plynovodů a RS (omezeno rychlostí plnění zásobníků a vzdáleností od zdroje) Zásobníky mohou být vyměněny bez přerušení dodávky, nebo je bez přerušení dodávky doplňován jeden zásobník na místě Po dobu dlouhodobého zásobování je většinou zajištěna trvalá obsluha, případně zjištěn dozor objednatele 36
Dlouhodobé zásobování -příklady Jezernice cihelna (vysoušení, STL, 2004, 10 dní) 37
Dlouhodobé zásobování -příklady BOSCH DIESEL (Jihlava Pávov 2005, VTL, 101 dní) 38
Dlouhodobé zásobování -příklady CTP INVEST (Brno Tuřany, STL, květen aţ září 2008) 39
Dlouhodobé zásobování -příklady CTP INVEST (Nový Jičín, NTL - 5kPa/80m3/hod, později STL, březen aţ červenec 2009) 40
Vícenásobné zásobování Moţnost zásobovat aţ 5 míst současně (V roce 2007 bylo zásobováno město Bílovec a přilehlé obce v pěti místech po dobu 32 hodin) Zásobování dvou aţ tří míst současně je vyuţíváno standardně aţ v třetině případů 41
Kvalitní příprava předpoklad dobrého PP a úspěchu NZZP Proveditelnost akce časy a spotřeby: Délka odstávky včetně odtlakování a zpětného tlakování opraveného plynovodu a nezbytné časové rezervy na nepředvídané okolnosti Odběrový diagram odstavených míst základ pro stanovení celkové spotřeby plynu (vliv počasí) Stanovení špiček spotřeby Rozhodnutí o počtu nasazených zásobníků 42
Kvalitní příprava předpoklad dobrého PP a úspěchu NZ Proveditelnost akce Dostupnost a napojení: Místo napojení musí být dostupné pro soupravu tahače s návěsem (případně přívěsy) nutno prověřit přístup Vzdálenost stanoviště zásobníku cca do 50ti až 90ti m Regulační stanice musí mít funkční ohřev plynu (zejména v chladnějším počasí a při větší spotřebě plynu) Místo napojení: vnitřní závit G1, G5/4, G3/4 apod. do jedné nebo dvou řad RS (filtr, armatura odvodňovače apod.), nebo do potrubí, použití přírub po dohodě Místo napojení: zdroj el. energie 230V50Hz 10 až 16A ( v nouzi používáme elektrocentrály) 43
Bezpečnost zařízení Zařízení pro NZZP je certifikováno v režimu ADR Pravidelně revidováno jako plynové zařízení a tlakové zařízení Odborná obsluha a údržba Trvalý dozor v průběhu NZZP PRACOVNÍ POSTUP pro každou akci 44
Bezpečnost zařízení Zařízení pro NZZP umožňuje řešení neobvyklých a havarijních situací za provozu (volné vývody s armaturami dovolují napojení náhradních zařízení a odpojení poškozených bez přerušení dodávky plynu) Jednoduché napojení na odběrní místo v případě havárie plynovodu většinou bez nutnosti výkopových a svářečských prací 45
Pracovní postupy (PP) PRACOVNÍ POSTUP NZZP PŘÍLOHA k PP dodavatele prací na PLYNOVÉM zařízení Vychází z metodických pokynů RWE Group nebo příslušných provozovatelů sítí a odběrných plynových zařízení 46
Pracovní postupy 2 PRACOVNÍ POSTUP NZ obsahuje: Hlavičku s číslem, datem a identifikací prací a lokality a způsob zajištění dodávky plynu Přípravné práce (rozmístění zařízení, kontrola těsnosti apod.) Vlastní pracovní postup včetně odvzdušnění, vpuštění plynu a odtlakování Složení pracovních čet, pracovník pověřený řízením prací NZ, 47
Pracovní postupy 3 PRACOVNÍ POSTUP NZZP dále obsahuje: Materiálně technické vybavení a zabezpečení pracoviště včetně spojovacích prostředků Pověřené pracovníky plynárenské a montážní organizace Jméno a podpis zpracovatele PP NZZP V příloze PP: schéma zapojení NZZP v rámci akce 48
Počet akcí NZ NZZP - počet akcí 160 Počet akcí NZ v letech 2001 až 2010 140 120 100 80 60 40 20 0 2001 2002 2003 2004 2005 ROK 2006 2007 2008 2009 2010 Počet akcí celkem Z toho plynárenské distribuční společnosti Z toho montážní a ostatní organizace 49
(m3/rok) NZZP - Dodaný plyn Zemní plyn dodaný do VTL a STL+NTL systémů (m3/rok) Celkem (m3) VTL (m3) STL+NTL (m3) 80000 60000 40000 20000 28693 0 5900 836 3259 280 12047 5375 14033 22275 13552 2001 2002 2003 2004 2005 Rok 2006 2007 2008 2009 2010 50
Reference NZZP Slovensko 06/2010: Monstav Guldan Bánska Bystrica 8 hod, VTL, 198 m 3 03/2010: Monstav Guldan Bánska Bystrica 15 hod, STL, 2750 m 3 10/2009: Monstav Guldan Malé Janíkovice 8 hod, VTL, 380 m 3 10/2009: Monstav Guldan - Čierna-Klačany 7 hod, VTL, 396 m 3 10/2009: Monstav Guldan - Bánovce nad Bebravou 51 hod, VTL+STL, 590 m 3 10/2008: Monstav Guldan - Partizánske, Šípok 15 hod, VTL, 975 m 3 12/2006: Josef Plančár Gasmonta Ţilina 26 hod, VTL 950 m 3 Ostatní reference viz www.afpcz.cz 06-2010 AFP-CZ, spol. s r.o., ALTERNATIVE FUELS PARTNER 51
Poděkování: Panu Ing. Václavu Chrzovi, CSc. z Chart Ferox, a.s., za souhlas s uveřejněním fotografií a informací o LNG programu a za cenné připomínky, a Americké ambasádě a agentuře USAID - EKOLINKS, za poskytnutí grantu na jednání a prohlídku nových technologií v USA v r. 2002. 52