Věda se naučila zkapalňovat zemní plyn už před desítkami let, pro Evropu to ale dlouho zůstávalo mimo střed zájmu. Až energetická krize způsobená ruským útokem na Ukrajinu tuto technologii učinila pro starý kontinent důležitou.
Zkapalněný zemní plyn snižuje závislost Evropy na Rusku. Dostat ho na pevninu je ale oříšek
Fosilní palivo známé jako „zemní plyn“ nebo „frakovaný plyn“ existuje při běžné pokojové teplotě v plynném stavu. To představuje problém při přepravě.
Protože plyny jsou tvořeny velkým množstvím prázdného prostoru, ve kterém se pohybuje jenom několik molekul, bylo by pro přepravu plynu lodí nebo po železnici zapotřebí obrovského kontejneru, který by ale převážel v podstatě jen prázdný prostor. Při transportu potrubím, tedy plynovody, to nevadí, ale u převozu přes oceán to ekonomicky postrádá smysl. A proto na řadu přichází zkapalněný zemní plyn – LNG.
Ochlazením na -161 °C se dá zemní plyn přeměnit na hustější kapalinu. Plyn tak zmenší svůj objem až šestsetkrát. Tato tekutina se pak nakládá do specializovaných zaoceánských kontejnerů, které vypadají jako obrovské kopule vystupující z paluby lodi.
- Zkapalněný zemní plyn není jen stejným zdrojem energie, který ničí klima, jen v jiném skupenství. Ve skutečnosti je pro klima víc zatěžující než obyčejný zemní plyn.
- Využití energie k chlazení, přepravě a opětovnému zplynování fosilního paliva znamená, že je využití LNG mnohem náročnější na emise uhlíku a navíc zvyšuje možnost úniku nebezpečného metanu.
Každého asi napadne, jak se dá plyn udržet při tak nízké teplotě po dlouhou dobu plavby přes oceán. Přepravci mají za roky provozu trik, jak to udělat. Plyn se na loď nakládá při teplotě kondenzace, tedy minus 161 stupňů. A pak se děje něco podobného jako u vroucí vody v hrnci. Ta, když se zahřeje nad bod varu, se už také víc nezahřívá, ale jen se pomalu v malém množství mění na páru. A to stejné se děje na lodi.
Jak skladovací nádoba absorbuje teplo z vnějšího vzduchu, tato energie mění malé množství LNG zpět do plynné formy. Tyto molekuly plynu pak míří z kontejnerů do lodních motorů, kde pohánějí loď. Většina LNG ale nadále zůstává v kapalném stavu, dokud nedorazí na místo určení.
Tanker přepravující LNG
Jakmile se LNG ohřeje zpět na pokojovou teplotu, používá se stejným způsobem jako jakýkoliv jiný zemní plyn – spaluje se k výrobě elektřiny, tepla a paliva na vaření v domácnostech a podnicích a také se zpracovává na plasty nebo jiné petrochemické výrobky. LNG lze také používat jako palivo pro vozidla, aniž by se musel vracet do plynné podoby. Zatím to ale není úplně rozšířené – využívá se to zejména u těžkých nákladních vozidel, autobusů nebo lodí.
Elektrárny používají LNG také jako záložní palivo. Díky chlazení plynu mohou energetické společnosti skladovat LNG dlouhodobě přímo na místě v kryogenních nádržích – vlastně obřích termoskách. Když dojde ke špičce poptávky nebo k poklesu dodávek v důsledku omezené dostupnosti plynovodu, energetická společnost vrátí LNG do plynného stavu a spálí ho k výrobě elektřiny.
Jakou roli v tom hrají terminály?
Klíčovou roli v tomto procesu ale hrají terminály, tedy místa, kde se dá LNG z lodi přečerpat na pevninu. Není to úplně jednoduché, takže je zapotřebí mít na to specializované zařízení. Tankery, které LNG vozí, jsou obří – patří k těm vůbec největším plavidlům, která kdy plula po oceánech. Ty největší tankery měří 364 metrů; pro srovnání – slavný Titanic měl „jen“ 269 metrů.
Terminál na LNG na Maltě
Když připlují přes oceán z USA do Evropy, zakotví tankery u terminálu, kde se k nim připojí masivní kloubová ramena, pomocí nichž se pak plyn přečerpává do zásobníků. To zní docela jednoduše, ale je to spojené s řadou problémů. Protože tankery, jež plyn vozí, mají ponor až dvanáct metrů, nemohou být terminály přímo na pobřeží – ale buď dál od něj, nebo v místech, kde je dostatečná hloubka vody.
Navíc i potrubí musí být speciálně upravené k tomu, aby odolávalo velmi nízkým teplotám. Proto celá operace „vyložení“ jedné lodi trvá minimálně dvanáct hodin.
LNG se potom skladuje v nádržích určených pro nízké teploty, které jsou schopné udržet ho při dostatečně nízké teplotě, aby zůstal v kapalném stavu. Vnější stěny skladovacích nádrží jsou vyrobeny z předpjatého železobetonu a jsou izolované, aby se omezila změna skupenství. Ale protože i tyto nádrže podléhají termodynamickým zákonům, stále se do nich nějaké množství tepla dostává – a to nutně způsobuje, že malé množství kapaliny se mění na plyn. Ten se však zachycuje a vrací zpět do toku LNG pomocí kompresoru a rekuperačních systémů. Tento proces zabraňuje tomu, aby za běžných provozních podmínek docházelo k vypouštění zemního plynu z terminálu.
Terminál na LNG v Litvě
Je to velké, je to drahé
Tato infrastruktura je velmi složitá a rozměrná, proto je také nákladná. Jen vybudování flotily tankerů trvalo desítky let. Terminály pak mohou vznikat jen na vhodných místech, musí být dokonale bezpečné, protože jakákoliv manipulace s plynem hrozí vznícením nebo explozí.
Proto takových zařízení zatím v Evropě není mnoho, ale řada se plánuje. Aby se snížily náklady, většina nových terminálů už se nebuduje na pevnině, ale veškerá jejich infrastruktura je na vodě – jsou plovoucí. Říká se jim FSRU neboli Floating storage and regasification units.
Jejich hlavní výhodou je, že mohou být instalovány rychleji než stálé dovozní terminály na pevnině. Jsou také víceúčelové, v budoucnu by měly být technicky schopné transportovat i vodík a čpavek.
Jako terminály FSRU se tedy využívají speciálně upravené lodě, typicky staré tankery na LNG, které se upraví pro tyto potřeby.