Φυσικού Μεταφορά,, Διανομή, Αποθήκευση Φυσικού Φυσικού
Αγωγοί Μεταφοράς Φυσικού Οι αγωγοί μεταφοράς φυσικού αερίου διακρίνονται ανάλογα με την πίεση σε: Αγωγούς μεταφοράς Υψηλής Πίεσης (40 100 bar) Αγωγούς μεταφοράς Μέσης Πίεσης (~ 20 bar) Αγωγούς διανομής Χαμηλής Πίεσης (4 7 bar) Οι αγωγοί υψηλής και μέσης πίεσης: Μεταφέρουν οικονομικά μεγάλους όγκους αερίου Προσφέρουν ισορροπία στο σύστημα μεταφοράς Προσφέρουν σχετική ελαστικότητα στο σύστημα μεταφοράς καθώς χρησιμεύουν ως προσωρινοί χώροι αποθήκευσης του φυσικού αερίου Οι αγωγοί διανομής χαμηλής πίεσης χρησιμοποιούνται για την προμήθεια αερίου στις πόλεις επειδή: Η χαμηλότερη πίεση αερίου προσφέρει μεγαλύτερη ασφάλεια Έχουν χαμηλότερο κόστος Η τελική χρήση αερίου γίνεται υπό ατμοσφαιρική πίεση Φυσικού
Αγωγοί Υψηλής και Μέσης Πίεσης Το Δίκτυο Μεταφοράς Υψηλής και Μέσης Πίεσης αποτελείται από: Χαλύβδινους αγωγούς Μετρητικούς σταθμούς στα σημεία εισαγωγής αερίου στον αγωγό, παροχής αερίου σε πελάτες και σε σημεία ελέγχου Σταθμούς ρύθμισης πίεσης του αερίου, κυρίως σε διακλαδώσεις ή στα σημεία σύνδεσης με το δίκτυο μέσης πίεσης. Σταθμούς ρύθμισης ροής του αερίου Βαννοστάσια Διατάξεις καθαρισμού του αερίου Μονάδες αφύγρανσης του φυσικού αερίου, όπου απαιτείται Συλλέκτες συμπυκνωμάτων Διατάξεις όσμησης του φυσικού αερίου (προσθήκη κατάλληλων ουσιών) Σταθμούς αποστολής και υποδοχής χήςξέστρων (scrapper stations) Φυσικού
Αγωγοί Υψηλής και Μέσης Πίεσης Κέντρα ελέγχου και διανομής φορτίου Έλεγχος συστήματος (παρακολούθηση διακύμανσης φορτίων, παροχής προς τους πελάτες, ομαλής λειτουργίας του συστήματος μεταφοράς) Συντήρηση δικτύου Προγραμματισμός λειτουργίας Θάλαμος Ελέγχου (Control Room) Σύστημα επικοινωνιών και μεταφοράς δεδομένων Σταθερή τηλεφωνία (καλωδίωση κατά μήκος του αγωγού) Σταθμοί κινητής τηλεφωνίας Σύστημα τηλεμετρίας, τηλεχειρισμού και μεταφοράς δεδομένων (SCADA) Χώρους αποθήκευσης αερίου (υπόγειες αποθήκες, δεξαμενές LNG) Φυσικού
Αγωγοί Χαμηλής Πίεσης Δίκτυο Διανομής Χαμηλής Πίεσης Πολύ απλούστερο δίκτυο Αγωγοί από πολυαιθυλένιο (ΡΕ) Προσφέρει την δυνατότητα ηλεκτρονικής παρακολούθησης, τηλεμετρίας και μεταφοράς δεδομένων μέσω καλωδίων. Προσφέρει την δυνατότητα ανάπτυξης συστήματος τηλεφωνίας Είναι πολύ σημαντικό να είναι γνωστή με ακρίβεια η θέση των αγωγών. Αυτό γίνεται εύκολα στους αγωγούς υψηλής πίεσης και δύσκολα στους αγωγούς χαμηλής πίεσης. Είναι πολύ σημαντικό να υπάρχουν πολύ αναλυτικά σχέδια των δικτύων και να επικαιροποιούνται σε τακτά χρονικά διαστήματα Φυσικού
Δυναμικότητα Αγωγών Μεταφοράς Φυσικού 300 Διάμετρο ος (mm) 200 100 90 80 70 60 2.5 kpa 5.0 kpa 100 kpa 10.0 kpa 400 kpa 50 50 100 150 200 250 300 350 400 Διάμετρος σε p = 2.5 kpa (mm) Φυσικού
Ευρωπαϊκό Σύστημα Μεταφοράς Φυσικού Οι κυριότεροι προμηθευτές της Ευρώπης με φυσικό αέριο είναι: Ρωσία, Τρεις εναλλακτικές οδοί: Κεντρικός, μέσω Σλοβακίας και Αυστρίας Νότιος, προς Βαλκάνια και Τουρκία Βόρειος (North Stream) μέσω Βαλτικής προς Γερμανία Νορβηγία προς Γερμανία,, Γαλλία,, Ιταλία Αλγερία: Μέσω υποθαλάσσιου αγωγού (Mangreb) προς Ισπανία Πορτογαλία Γαλλία Μέσω υποθαλάσσιου αγωγού (Transmed) προς Ιταλία Με πλοία (LNG) προς Γαλλία, Βέλγιο, Ισπανία, Ιταλία, Τουρκία, Ελλάδα Ολλανδία προς Γερμανία, Γαλλία, Βέλγιο και μικρές ποσότητες προς γειτονικές χώρες Αγγλία, μέσω υποθαλάσσιου αγωγού (Interconnector) Οι χώρες του Περσικού κόλπου μέσω πλοίων ΥΦΑ Στους παραπάνω προμηθευτές θα προστεθούν η Νιγηρία (μέσω πλοίων) και στο προσεχές μέλλον οι χώρες της Κασπίας Θάλασσας, (μέσω Τουρκίας). Η ροή του αερίου γίνεται κυρίως μέσω αγωγών (80%) με χρήση της ίδιας πίεσης των κοιτασμάτων αλλά και μεγάλου πλήθους σταθμών ανασυμπίεσης. Συχνά η άντληση γίνεται υπό εξαιρετικά δυσχερείς συνθήκες (π.χ. Σιβηρία) Φυσικού
Ευρωπαϊκό Σύστημα Μεταφοράς Φυσικού Διασυνδεδεμένοι Αγωγοί στο Ευρωπαϊκό Σύστημα Υφιστάμενοι Υπό κατασκευή, μελέτη, ή σχεδιασμό Άλλοι Αγωγοί Υφιστάμενοι Υπό κατασκευή, μελέτη, ή σχεδιασμό Κοιτάσματα Φυσικού Τερματικοί Σταθμοί Παραλαβής LNG Υφιστάμενοι Υπό κατασκευή, ή σχεδιασμό Φυσικού
Ευρωπαϊκό Σύστημα Μεταφοράς Φυσικού Προτεινόμενοι Αγωγοί γ Αγωγοί σε Λειτουργία από το 2008 Αγωγοί υπό Κατασκευή Προτεινόμενοι Αγωγοί Υφιστάμενοι Αγωγοί Φυσικού
Ελληνικό Σύστημα Μεταφοράς Φυσικού Το ελληνικό σύστημα μεταφοράς φυσικού αερίου, αποτελείται από έναν αγωγό υψηλής πίεσης (70 bar) καθώς και τους κλάδους υψηλής πίεσης Η Ελλάδα προμηθεύεται αέριο από δύο (προς το παρόν) ) πηγές: Ρωσία (μέσω αγωγών) με 2,4 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα το χρόνο Αλγερία (μέσω πλοίων) με 680 εκατομμύρια κυβικά μέτρα το χρόνο Προς το παρόν τροφοδοτούνται με αέριο οι περιοχές των πόλεων: Αθήνα, Θεσσαλονίκη, Λάρισα, Βόλος, Καβάλα, Οινόφυτα Έχει ξεκινήσει η τροφοδοσία με αέριο και άλλων πόλεων της Βορείου και της Κεντρικής Ελλάδας (Σέρρες, Κομοτηνή, Ξάνθη, Λαμία και άλλες). Έχει ολοκληρωθεί λ η κατασκευή του αγωγού σύνδεσης Ελλάδας Τουρκίας. Έχουν πραγματοποιηθεί οι μελέτες για τη δημιουργία αγωγού που θα συνδέει το ελληνικό σύστημα με τα ευρωπαϊκά, μέσω υποθαλάσσιου αγωγού που θα διασχίζει την Αδριατική ή( (από Αλβανία προς Ιταλία) ) και στη συνέχεια με το υπάρχον σύστημα υψηλής πίεσης. Η κατασκευή του αγωγού έχει συμφωνηθεί (αγωγός TAP Trans Adriatic Pipeline). Φυσικού
Αγωγός TAP Φυσικού
Ελληνικό Σύστημα Μεταφοράς Φυσικού Φυσικού
Χαρακτηριστικά Κατανάλωσης Φυσικού Κατανάλωση: Ετήσια (δισεκατομμύρια Nm 3 /έτος) Ημερήσια (εκατομμύρια Nm 3 /ηµέρα) Ωριαία (χιλιάδες Nm 3 / ώρα) Αιχμές φορτίων κατανάλωσης: Προκύπτουν από τις διακυμάνσεις των καταναλώσεων Η ομαλή λειτουργία ενός συστήματος μεταφοράς απαιτεί την εξομάλυνση των αιχμών(peak saving), δηλαδή την επαρκή αντιμετώπισή τους. Συντελεστές ςφ φορτίου: Πρόκειται για δείκτες που συνδέουν τη μέση κατανάλωση αερίου σε ένα μεγάλο διάστημα (π.χ. έτος) µε τη μέγιστη δυνατή κατανάλωση που θα προέκυπτε κατά το αντίστοιχο διάστημα, εάν η μέγιστη βραχυπρόθεσμη κατανάλωση (π.χ. ωριαία ή ημερήσια) επικρατούσε συνεχώς. Συνολική Ετήσια Κατανάλωση Ημερήσιος συντελεστής φορτίου = 365 (Μέση η Ημερήσια Κατανάλωση) Ωριαίος συντελεστής φορτίου = Συνολική Ετήσια Κατανάλωση 8760 (Μέση Ωριαία Κατανάλωση) Φυσικού
Βήματα Σχεδιασμού Βήματα χρήσιμα για το σχεδιασμό: Καθορισμός και προβλέψεις ετήσιας κατανάλωσης του συνόλου των καταναλωτών (Nm 3 /έτος) Καθορισμός για κάθε καταναλωτή, της ετήσιας διακύμανσης της ημερήσιας κατανάλωσής του (Nm 3 /ηµέρα, για 365 ημέρες). Το άθροισμα για όλους τους καταναλωτές, δίνει την καμπύλη ετήσιας διακύμανσης φορτίου του συστήματος Καθορισμός της διακύμανσης των φορτίων του συστήματος ανά ώρα, για όλες τις ώρες του χρόνου (χιλιάδες Nm 3 /ώρα). Προκύπτει η κατανάλωση ανά ώρα, για όλες τις 8760 ώρες του χρόνου, που, εάν ανακατανεμηθούν σε φθίνουσα σειρά ως προς την κατανάλωση, προκύπτει η καμπύλη διάρκειας φορτίου του συστήματος. Από αυτήν μπορεί να εξαχθεί ο τρόπος λειτουργίας κάθε πηγής αερίου, ώστε να καλυφθούν οι ανάγκες της ζήτησης µε τον οικονομικά βέλτιστο τρόπο. Με τη βοήθεια όλων αυτών των στοιχείων, γίνεται προσομοίωση του συστήματος μεταφοράς και διανομής σε Η/Υ, /, από όπου προκύπτουν είτε οι διαστάσεις σωληνώσεων, συμπιεστών και άλλων συνιστωσών του συστήματος, είτε σε έτοιμα δίκτυα ο τρόπος λειτουργίας των διαφόρων παραμέτρων του συστήματος (συμπιεστών, μετρητικών και ρυθμιστικών σταθμών κλπ.) ώστε να καλυφθούν οι ανάγκες των καταναλωτών. Φυσικού
Σχετικό Κόστος Μεταφοράς Φυσικού Το κόστος μεταφοράς εξαρτάται από τη δυναμικότητα, την απόσταση και τον τρόπο: Σχετικό Κόστος Μεταφορά άς 4 3 2 1 Υποθαλάσσιος αγωγός (διαμέτρου 900 mm) Μεταφορά LNG με υγροποίηση επί εδάφους (125.800 m 3 ) Χερσαίος αγωγός (διαμέτρου 1000 mm) 0 0 1000 2000 3000 4000 Απόσταση Μεταφοράς (km) Φυσικού
Αύξηση Δυναμικότητας με Χρήση Σταθμών Ανασυμπίεσης Η αύξηση στη δυναμικότητα που μπορεί να επιτευχθεί από την εγκατάσταση σταθμών συμπίεσης δίνεται από: Q n Q 0 n 1 100 Αριθμός Θέση, % του Συνολικού Μήκους Σταθμών Αγωγός χωρίς Αγωγός με Μέγιστη Δυναμικότητα Συμπίεσης Παροχετεύσεις Παροχετεύσεις Μεταφοράς, % 0 100 1 50 21 141 2 33 / 67 13 / 31 173 3 25 / 50 / 75 9 / 21 / 38 200 4 20 / 40 / 60 / 80 7 / 16 / 26 / 42 224 % Φυσικού
Αύξηση Δυναμικότητας Αγωγών με Χρήση Βρόγχων Τμήματα των αγωγών μπορούν να ενωθούν σε βρόγχους για να επιτευχθεί ακριβώς η πρόσθετη απαιτούμενη δυναμικότητα Q L Q 0 1 3 L 1 L 4 1 100 % ) Μήκος Βρ ρόγχου (% 100 90 80 70 Αγωγός χωρίς ενδιάμεση παροχή Q L: δυναμικότητα μετά από την προσθήκη μιας γραμμής 60 βρόγχου μήκους L 1 (m 3 50 /h) 40 Αγωγός με Q 0 : δυναμικότητα χωρίς βρόγχους ενδιάμεση παροχή (m 3 /h) 30 L: μήκος του αγωγού μεταξύ της 20 εισόδου και της εξόδου (m) 10 L 1 : το μήκος της γραμμής 0 βρόγχων (m) 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Δυναμικότητα Μεταφοράς (%) Σχετικό Φυσικού
Μεταβολή Ροής σε Αγωγό (Σταθερή Ροή Εισόδου) Παροχ χή (10 3 m 3 /h) bar) Πίεση ( 250 200 150 50 40 30 20 Q 2 Q 1 = σταθερή 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 p 1 p 2 Χρόνος (h) 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 Χρόνος (h) Φυσικού
Μεταβολή Ροής σε Αγωγό (Σταθερή Πίεση Εισόδου) Παροχ χή (10 3 m 3 /h) bar) Πίεση ( 250 200 150 50 40 30 20 Q 2 Q 1 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 p 1 = σταθερή Χρόνος (h) p 2 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 Χρόνος (h) Φυσικού
Καμπύλη Φορτίων Αποθήκευση Φυσικού Ημε ερήσια Κατανάλω ωση Παραλαβή από Αποθήκευση Προσθήκη στην Αποθήκευση Φυσικού 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 Μήνας
Συστήματα Αποθήκευσης Φυσικού Χρησιμοποιούνται διάφορα συστήματα για την αποθήκευση αερίου κατά τη διάρκεια περιόδων εκτός ωρών αιχμής και για να παραδώσουν το αέριο από την αποθήκευση για την εξυπηρέτηση αναγκών αιχμής. Αιχμές Ζήτησης Ημερήσια Εβδομαδιαία Εποχιακή Διαχειριστής Συστήματος Δεξαμενές χαμηλής πίεσης Τοπικές εταιρίες διανομής Δεξαμενές υψηλής πίεσης Συσσώρευση στον αγωγό Περιορισμένη Σπήλαια, κοιτάσματα Περιορισμένη Περιφερειακές εταιρίες μεταφοράς Υπερτοπικές εταιρίες μεταφοράς Φυσικού
Απαιτήσεις σε Χώρους Αποθήκευσης Φυσικού 40 μερησίων Αιχμώ ών υση Κάλυψης Εβδομαδιαίων Αιχμών υση Κάλυψης Επ ποχιακών Αιχμώ ών 30 20 Σχετική Δυναμικότητα Αποθήκευσης (%) Αποθήκε Αποθήκε Αποθήκε υση Κάλυψης Η 10 0 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Χρόνος Χρήσης (h/y) Φυσικού
Υπόγειες Εγκαταστάσεις Αποθήκευσης Φυσικού Φυσικού (A) Κοιλότητα Άλατος (B) Υδροφόρο Στρώμα (C) Ανενεργό (Εξαντλημένο) Κοίτασμα Πετρελαίου/
Δυνατότητα Λήψης Φυσικού από το Χώρο Αποθήκευσης πό Αποθ θήκη σε Πέτρωμ α (%) Παρα αγωγή α Π ορώδες 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 8760 8000 7500 7000 6500 6000 Χρόνος Χρήσης (h/y) 5500 5000 4355 Φυσικού