திரவமாக்கப்பட்ட இயற்கை வளியின் மீண்டும் வாயு நிலைக்கு மாற்றும் செயல்முறை

திரவ இயற்கை வாயு வழங்கல் சங்கிலியின் இறுதிப் படி

திரவ இயற்கை வாயு கடல் கடந்து ஆயிரக்கணக்கான மைல்கள் தூரம் செல்கிறது, அது கிரையோஜெனிக் டேங்க்களில் -162°C வெப்பநிலையில் சேமிக்கப்படுகிறது. ஆனால் இயற்கை வாயு நுகர்வோரின் பெரும்பாலானோர் திரவத்தை எரிக்கவில்லை—அவர்கள் வாயுவை எரிக்கின்றனர். LNG கப்பலுக்கும் எரிவாயு பயன்பாட்டு இடத்திற்கும் இடையில், அந்த திரவம் மீண்டும் ஆவியாக மாற வேண்டும். அதுதான் மீள் ஆவியாக்கம் செயல்முறை, மேலும் அது திரவ இயற்கை வாயு வழங்கல் சங்கிலியின் இறுதிப் படியாகும்.

அளவு அசத்தலானது. ஒரு பெரிய மீள் வாயுமாக்கும் முனையம் நாளொன்றுக்கு 1 பில்லியன் கன அடி இயற்கை வாயுவை செயலாக்க முடியும்—இது பல மில்லியன் வீடுகளுக்கு தேவையான அளவு. உபகரணங்கள் மிகப்பெரியவை, வெப்ப இயக்கவியல் தேவைகள் கடுமையானவை, மேலும் பொருளாதார அம்சங்கள் அதிக அபாயத்தைக் கொண்டவை. மீள் வாயுமாக்கும் முனையத்தில் ஒவ்வொரு மணிநேர நிறுத்தமும் இழந்த திறன் கட்டணங்களாக ஆபரேட்டருக்கு நூறுகள் ஆயிரக்கணக்கான டாலர்களைச் செலவிட வேண்டியிருக்கும்.

முக்கிய செயல்முறை: திரவத்திலிருந்து வாயுவாக

மீள் வாயுமாக்கும் செயல்முறை கருத்தளவில் எளிமையானது, ஆனால் செயல்பாட்டளவில் சிக்கலானது. திரவ இயற்கை வாயு (LNG) -162°C வெப்பநிலையிலும் வளிமண்டல அழுத்தத்திற்கு அருகிலும் முனையத்திற்கு வந்து சேரும். இதை குழாய் தரத்திலான வாயுவாக மாற்ற, ஆபரேட்டர் இரண்டு விஷயங்களைச் செய்ய வேண்டும்: அழுத்தத்தை உயர்த்துதல் மற்றும் வெப்பத்தைச் சேர்த்தல் .

முதலில் அழுத்தம் உயர்த்தப்படுகிறது. LNG சேமிப்புத் தொட்டிகளிலிருந்து தொடர் பம்புகள் மூலம் பம்ப் செய்யப்படுகிறது—முதலில் முக்கிய கிரையோஜெனிக் பம்புகளுக்கு உணவளிக்கும் குறைந்த அழுத்த பம்புகள், பின்னர் அழுத்தத்தை குழாய் மட்டத்திற்கு (பொதுவாக 80 முதல் 100 பார் வரை) உயர்த்தும் அதிக அழுத்த பம்புகள் இந்த அழுத்தங்களில், திரவமாக்கப்பட்ட இயற்கை வாயு (LNG) குளிர்ந்த நிலையில் இருக்கும் வரை திரவ நிலையிலேயே இருக்கும். கிரையோஜெனிக் வெப்பநிலைகளில் LNG-ஐ எடுத்துச் செல்வதற்கு சிறப்பு உபகரணங்கள் தேவைப்படுகின்றன: பம்புகள் குளிர்ந்த நிலையில் வைக்கப்பட அவை திரவத்திற்குள் முழுக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவற்றின் சீல்கள் மிக அதிக குளிர்ச்சியையும், அதிக அழுத்தத்தையும் சமாளிக்க வேண்டும்.

வெப்பம் இரண்டாவது கட்டமாகும். அதிக அழுத்தத்தில் உள்ள LNG வேப்பரைசர்கள் வழியாகச் செல்கிறது, அங்கு அது தோராயமாக 5 முதல் 10°C வரை சூடாக்கப்பட்டு, மீண்டும் வாயு நிலைக்கு மாற்றப்படுகிறது. பின்னர் அந்த வாயு ஒரு அளவிடும் நிலையம் வழியாகவும், தேவைப்பட்டால் மணமூட்டும் செயல்முறை வழியாகவும் சென்று, பரிவர்த்தனை குழாய் வழியாக செல்கிறது.

வேப்பரைசர் தொழில்நுட்பங்கள்: முக்கிய முனையத்தின் இதயம்

வேப்பரைசர் என்பது மீண்டும் வாயு ஆக்கும் முனையத்தில் மிக முக்கியமான உபகரணமாகும். சந்தையில் மூன்று முக்கிய தொழில்நுட்பங்கள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன; ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு இயக்க பண்புகளைக் கொண்டவை.

திறந்த கட்டமைப்பு வேப்பரைசர்கள் (ORVs) கடல் நீரை வெப்ப மூலமாகப் பயன்படுத்துகிறது. கடல் நீர், உயர் அழுத்த எல்.என்.ஜி. (LNG) ஐ கொண்டுள்ள வெளிப்புறம் விளிம்புகளுடன் கூடிய குழாய்கள் மீது பம்ப் செய்யப்படுகிறது. இந்த நீர் எல்.என்.ஜி. (LNG) ஐ சூடாக்கி, அது ஆவியாகி குழாய்களிலிருந்து வாயுவாக வெளியேறுகிறது. ஓ.ஆர்.வி.கள் (ORVs) எளியவை, நம்பகமானவை மற்றும் கடல் நீர் இலவசமாக கிடைப்பதால் இவற்றின் இயக்கச் செலவுகள் குறைவாக உள்ளன. இதன் பக்கவிளைவு என்ன? இவை பெரிய அளவிலான கடல் நீர் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு தேவைப்படுகிறது, இது சுற்றுச்சூழல் அனுமதிக்கான விதிமுறைகளை ஏற்படுத்துகிறது. மேலும், இவை கடல் நீரின் வெப்பநிலை போதுமான அளவு சூடாக இருக்கும் இடங்களில் மட்டுமே செயல்படும் — பொதுவாக 5°C ஐ விட அதிகமாக.

மூழ்கிய எரிபொருள் ஆவியாக்கிகள் (SCVs) இயற்கை வாயுவின் ஒரு பகுதியை எரித்து வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது, அது நீர் குளத்தின் மூலம் எல்.என்.ஜி. (LNG) க்கு கடத்தப்படுகிறது. எஸ்.சி.வி.கள் (SCVs) சிறிய அளவில் இருக்கும் மற்றும் எந்த காலநிலையிலும் செயல்படும் — இவை கடல் நீரின் வெப்பநிலையைச் சார்ந்திருக்காது. இதன் பரிமாற்றம் என்னவென்றால், எரிபொருள் நுகர்வு: எஸ்.சி.வி.கள் (SCVs) ஆவியாக்கும் வாயுவின் 1.5 முதல் 2% வரையிலான அளவை எரிக்கின்றன. அது விற்பனைக்கு கிடைக்காத தயாரிப்பாகும்.

இடைநிலை திரவ ஆவியாக்கிகள் (IFVs) ஒரு இடைநிலை வெப்ப மாற்ற திரவத்தை—அடிக்கடி ப்ரோபேன் அல்லது கிளைக்கால்-தண்ணீர் கலவையை—LNG உடன் நேரடியாக தொடர்பு கொள்ளாமல் வெப்பத்தை ஒரு மூலத்திலிருந்து (கடல் நீர் அல்லது எரிதல்) LNG க்கு மாற்றப் பயன்படுத்துகிறது. இது செயல்பாட்டு நெகிழ்வுத்தன்மையை வழங்குகிறது, ஆனால் சிக்கலையும் செலவையும் அதிகரிக்கிறது.

மிதக்கும் சேமிப்பு மற்றும் மீள் வளிமாக்கும் அலகுகளின் உயர்வு

அனைத்து மீள் வளிமாக்குதலும் நிலத்தில் நடைபெறுவதில்லை. கடந்த ஦சாப்தத்தில், திரவமாக்கப்பட்ட இயற்கை வாயு (LNG) இறக்குமதி சந்தையை மிதக்கும் சேமிப்பு மற்றும் மீள் வளிமாக்கும் அலகுகள் (FSRUs) மாற்றியுள்ளன fSRU என்பது ஒரு கப்பலின் மீது கட்டப்பட்ட மீள் வளிமாக்கும் முனையம் ஆகும்—LNG சேமிப்புத் தொட்டிகள், வளிமாக்கிகள் மற்றும் வளிம ஏற்றுமதி அமைப்புகள் அனைத்தும் ஒரு மிதக்கும் ஹல்-இல் அமைந்துள்ளன .

எண்கள் விளக்குகின்றன. 2023 இன் முடிவில், உலகளவில் 51 FSRUs செயல்பாட்டில் இருந்தன, 2020 இல் 30 இலிருந்து இது மூன்று ஆண்டுகளில் 70% அதிகரிப்பாகும் உலகளாவிய FSRU சந்தையின் மதிப்பு 2024 இல் 903 மில்லியன் டாலர்களாக இருந்தது மற்றும் 2033 வரை $1.78 பில்லியனை எட்டும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது .

வளர்ச்சிக்கு என்ன காரணம்? வேகம் மற்றும் செலவு. ஒரு பாரம்பரிய நிலத்தில் அமைந்த மீள் வளிமாக்கும் முனையத்தை அனுமதிக்கவும் கட்டவும் 5 முதல் 7 ஆண்டுகள் ஆகும். ஒரு FSRU வெறும் 18 முதல் 24 மாதங்களில் செயல்பாட்டிற்கு வரக்கூடியது . 2022-ஆம் ஆண்டில் ஜெர்மனியின் அனுபவம் இதற்கு ஒரு சிறந்த உதாரணம்: ரஷ்ய குழாய் வழியாக வழங்கப்பட்ட இயற்கை எரிவாயு தடைசெய்யப்பட்ட பின்னர், நாடு 18 மாதங்களில் ஐந்து FSRU-களை செயல்பாட்டிற்கு அறிமுகப்படுத்தியது, நிலத்தில் செயல்பாட்டிற்கு வரும் துறைமுகங்களை கட்டுவதற்கான பல ஆண்டுகள் ஆவதைத் தவிர்த்தது. .

FSRU-களுக்கு குறைபாடுகளும் உள்ளன. அவை நிலத்தில் அமைந்துள்ள துறைமுகங்களை விட இயக்கத்திற்கு அதிக செலவு தேவைப்படுகின்றன—இயக்கத்திற்கான எரிபொருள் நுகர்வும், கப்பலின் பராமரிப்புச் செலவுகளும் கூடுதலாக ஏற்படுகின்றன. மேலும், பெரிய நிலத்தில் அமைந்த சேமிப்புத் தொட்டிகளுடன் ஒப்பிடும்போது அவற்றின் சேமிப்புத் திறன் குறைவாகவே இருக்கும். ஆனால், LNG-ஐ விரைவில் தேவைப்படும் சந்தைகளுக்கு அல்லது நிலம் கிடைக்காத அல்லது அரசியல் ரீதியாக பெறுவது கடினமான இடங்களில், FSRU-கள் பெரும்பாலும் ஒரே செயல்திறன் கொண்ட தீர்வாக இருக்கும்.

குளிர் ஆற்றல் மீட்டெடுத்தல்: பயன்படுத்தப்படாத வாய்ப்பு

இது பற்றி போதுமான விவாதம் நடைபெறுவதில்லை: LNG-இல் மிகப்பெரிய அளவிலான "குளிர் ஆற்றல்" உள்ளது—அதாவது, திரவமாக்கும் தாவரத்தில் அதற்கு சேர்க்கப்பட்ட குளிரூட்டும் ஆற்றல். LNG-ஐ ஆவியாக்கும்போது, அந்த குளிர் ஆற்றல் பொதுவாக கடல் நீரில் அல்லது வளிமண்டலத்தில் வீணாக்கப்படுகிறது. ஆனால், அது வீணாக வேண்டியதில்லை.

உலகம் முழுவதும் உள்ள பல துறைமுகங்கள், இந்த குளிர் ஆற்றலை மற்ற பயன்பாடுகளுக்காக மீட்டெடுப்பதைத் தொடங்கியுள்ளன. திரவ இயற்கை வாயு (LNG) இறக்குமதி மிக அதிகமாக உள்ள ஜப்பானில், இந்த குளிர் ஆற்றல் காற்று பிரிப்பு (திரவ ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜன் உற்பத்தி), குறைந்த வெப்பநிலை CO₂ பிடிப்பு, மேலும் தரவு மையங்களைக் குளிரூட்டுதல் போன்றவற்றிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பொருளாதார நன்மைகள் மிகவும் ஈர்க்கக்கூடியவை: LNG-இல் உள்ள குளிர் ஆற்றலின் மதிப்பு, உள்ளூர் மின்சார விலை மற்றும் பயன்பாட்டைப் பொறுத்து, ஒரு MMBtuக்கு சுமார் 2 முதல் 5 டாலர் வரை இருக்கும்.

இணைப்பு என்பதே சவால். குளிர் ஆற்றலை மீட்டெடுப்பதற்கு, அந்த குளிரைப் பயன்படுத்தக்கூடிய அருகிலுள்ள தொழில்துறை பயனாளர் அல்லது வெப்பநிலை வேறுபாட்டை மின்சாரமாக மாற்றக்கூடிய மின்சார உற்பத்தி அமைப்பு தேவை. அனைத்து துறைமுகங்களும் இந்த வசதியைக் கொண்டிருக்காது. ஆனால், அத்தகைய வசதியைக் கொண்ட துறைமுகங்களுக்கு, குளிர் ஆற்றல் மீட்டெடுப்பு அவற்றின் இயக்கச் செலவுகளில் குறிப்பிடத்தக்க பகுதியை ஈடுகட்ட முடியும்.

செயல்பாட்டு அபாயங்கள் மற்றும் நம்பகத்தன்மை கருத்தில் கொள்ள வேண்டியவை

மீள் வாயுமாக்கும் முனையங்கள் அதிக நம்பகத்தன்மை கொண்ட வசதிகளாகும்—அவை அப்படியே இருக்க வேண்டும். வலையமைப்பு வாயுவைத் தேவைப்படும்போது வழங்க முடியாத ஒரு முனையம், நிதிசார் தண்டனைகளுக்கு மட்டுமல்லாமல், ஒழுங்குமுறை ஆய்வு மற்றும் பெயர் பழிப்பு ஆகியவற்றையும் எதிர்கொள்ள வேண்டியிருக்கும்.

மிகப்பெரிய செயல்பாட்டு அபாயம் ஆவியாக்கி உறைதல் ஆகும். திரவ இயற்கை வாயு (LNG) பாய்வு வெப்ப உள்ளீட்டை விட அதிகமாக இருந்தால், ஆவியாக்கி பனிக்கட்டியாக உறைந்து, வெப்ப கடத்தலைக் குறைத்து, சில சமயங்களில் குழாய்களை முற்றிலும் அடைத்துவிடலாம். இதை ஓபரேட்டர்கள் LNG பாய்வு வீதத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலமும், ஆவியாக்கியின் வெளியீட்டு வெப்பநிலையைக் கண்காணிப்பதன் மூலமும், சில சந்தர்ப்பங்களில் பனிக்கட்டியைத் தடுக்கும் சேர்மங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும் கட்டுப்படுத்துகின்றனர்.

மற்றொரு அபாயம் வெப்ப அதிர்ச்சி ஆகும். -162°C இலிருந்து 5°C வரையிலான வெப்பநிலை மாற்றம், குழாய்கள் மற்றும் உபகரணங்களில் குறிப்பிடத்தக்க வெப்ப முறிவை ஏற்படுத்துகிறது. சரியான வெப்பமேற்றம் மற்றும் குளிரூட்டும் நடைமுறைகள் மிகவும் முக்கியமானவை. ஸ்பெயினில் உள்ள ஒரு முனையத்தில் இந்த பாடம் கற்றுக்கொள்ளப்பட்டது: தொடக்க நேரத்தில் குளிர்ந்த LNG குழாயை மிக விரைவாகத் திறந்ததால், வெப்ப விரிவாக்கத்தின் வேறுபாடு காரணமாக ஒரு குழாய் தாங்கியில் பிளவு ஏற்பட்டது. இதனைச் சரிசெய்வதற்கு இரண்டு வாரங்கள் ஆகியது மற்றும் அதற்கு $1 மில்லியனுக்கும் அதிகமான செலவு ஏற்பட்டது.

முனைய நம்பகத்தன்மையில் தயாரிப்புத் தரத்தின் பங்கு

ஒரு மீள் வளிமாக்கும் முனையத்தில் உள்ள உபகரணங்கள் அதிக அளவிலான சூழ்நிலைகளில் இயங்குகின்றன—ஒரு பக்கத்தில் குளிர்சாதன வெப்பநிலைகள், மறுபக்கத்தில் அதிக அழுத்தம், மேலும் இயக்கம் தொடங்கும் போதும் நிறுத்தும் போதும் வெப்பநிலை வேகமாக மாறுகிறது. இது எந்த ஒரு உபகரணத்திற்கும் கடுமையான சூழ்நிலையாகும், மேலும் தயாரிப்புத் தரம் மிகவும் முக்கியமானது.

குளிர்சாதன குழாய்களில் தரமற்ற வெல்டிங் பிரிவு வெடிப்பை ஏற்படுத்தலாம். குளிர் குழாய்களில் போதுமான காப்பு இல்லாதது பனிக்கட்டியை உருவாக்கி சீர்கேட்டை ஏற்படுத்தலாம். தவறாக நிறுவப்பட்ட கருவிகள் தவறான அளவீடுகளை வழங்கி, இயக்குநர்கள் தவறான முடிவுகளை எடுக்க வைக்கலாம். இவை கற்பனையில் மட்டும் உள்ள பிரச்சினைகள் அல்ல—இவை புலத்தில் உண்மையில் தோன்றுகின்றன, மேலும் இவை பணத்தை செலவழிக்க வைக்கின்றன.

திட்ட உரிமையாளர்கள் மற்றும் இயக்குநர்களுக்கு, கிரைஜெனிக் மற்றும் அதிக அழுத்த பயன்பாடுகளில் ஆழமான அனுபவம் பெற்ற ஒரு ஃபேப்ரிகேட்டருடன் இணைந்து பணியாற்றுவது இந்த ஆபத்துகளைக் குறைக்கிறது. வாயு செயலாக்க மதிப்பு சங்கிலியில் தரமான ஃபேப்ரிகேஷன் மற்றும் கண்டிப்பான சோதனைகளுக்காக பெயர் பெற்றுள்ள கிரீன்ஃபிர் போன்ற நிறுவனங்கள், அதே தரத்தை ரீகாஸிஃபிகேஷன் உபகரணங்களுக்கும் வழங்குகின்றன. ஆவியாக்கிகள் தளத்திற்கு இயங்கத்தக்க நிலையில் வந்து சேரும்போதும், குழாய்கள் கசிவின்றி அழுத்தத்தைத் தாங்கும்போதும், டெர்மினல் திட்டமிடப்பட்ட நேரத்தில் தொடங்கி, முக்கியமான நேரங்களில் தொடர்ந்து இயங்குகிறது.