LNG:n tulevaisuus näyttää lupaavalta niin maalla kuin merellä

Monipuolisuutensa ja helpon kuljettamisen ansiosta LNG on yhä suositumpi polttoaine eri sovelluksissa maalla ja merellä. Energian lisäksi sitä voidaan hyödyntää kemiallisten prosessien raaka-aineena, ja sen täysi potentiaali saadaan käyttöön kylmän talteenotolla.

Frans Launonen, avainasiakaspäällikkö, Vahterus

Yli 60 vuotta sitten tammikuussa 1959 maailman ensimmäinen nesteytetyn maakaasun (LNG) merirahti lähetettiin Yhdysvaltain Lake Charlesista kohti Englantia ja Canveyn saarta. Säiliöalus oli jo itsessään uraauurtava, koska se oli muunnettu vanhasta rahtialuksesta. Tämä 32 000 barrelin tankkeri vastaisi tänä päivänä noin 5 000 kuutiometrin LNG-bunkkerialusta. Sen tehtävänä oli osoittaa maailmalle, että nesteytetyn maakaasun kuljettaminen on paitsi turvallista myös järkevää – jopa pidemmän matkan päähän. Nykyään LNG-säiliöalusten kapasiteetti vaihtelee useimmiten 120 000 – 170 000 kuutiometrin välillä.

LNG:n käyttö on yleistynyt globaalisti, mille on kaksi pääasiallista teknistä syytä. Kun maakaasu muutetaan kaasusta nesteeksi, sen tilavuus pienenee. Nesteytetty maakaasu vie 600 kertaa vähemmän säilytystilaa kuin ilmakehän paineinen maakaasu. Myös kuljetus on joustavampaa, sillä nesteytettyä maakaasua voidaan kuljettaa putkiverkoston ulkopuolella laiva- ja rekkakuljetuksina.

LNG:n monipuolisuus on tehnyt siitä kilpailukykyisen vaihtoehdon perinteiselle maakaasulle. Se on haastanut markkinoilla myös muita polttoaineita ja laskenut markkinahintoja. Teknologiainvestointien kustannus on LNG:n kohdalla edelleen huomattavasti suurempi kuin LFO:n, HFO:n ja kivihiilen kohdalla. Ajat kuitenkin muuttuvat ja tietoisuus kasvihuonekaasupäästöjen haitoista lisääntyy.

LNG on pohjimmiltaan maakaasua höyrystyksen jälkeen. Maakaasu synnyttää palaessaan noin 20–25% vähemmän hiilidioksidipäästöjä ja noin 85% vähemmän typpioksidipäästöjä kuin diesel. Suhteessa kivihiileen maakaasun hiilidioksidipäästöt ovat 40% pienempiä kuin tuotettaessa vastaava määrä energiaa kivihiilellä. Maakaasu ei sisällä lainkaan rikkiä ja sen palaessa syntyvien pienhiukkasten määrä on olematon. Nesteytetty maakaasu on yhä tärkeämmässä osassa siirryttäessä hiilivapaampaan energiajärjestelmään niin maalla kuin merellä.

LNG on kovaa vauhtia korvaamassa perinteisiä polttoaineita laivapuolella. Meriliikenteen historiassa ei ole pitkää aikaa siitä, kun laivat liikkuivat tuuli- tai lihasvoimalla. Tuulta seurasi höyryn aikakausi, joka vaati merkittävät määrät hiiltä. Höyry korvattiin myöhemmin nestemäisillä polttoaineilla HFO/LFO, joita on helpompi varastoida ja käyttää polttomoottorin voimanlähteenä. Ja jälleen olemme käännekohdassa polttoaineiden kehityskulussa – suuntana on puhtaampi tulevaisuus.

Vuoden 2020 alussa voimaan tulleen rikkidirektiivin mukaan globaaleilla vesillä saa olla käytössä enintään 0,5% rikkiä sisältäviä polttoaineita. Vielä tiukempiin päästövalvonta-alueisiin kuuluvat merialue Itämereltä Englannin kanaalille, Yhdysvaltojen rannikko ja useita EU-maiden satamia. Näissä polttoaineen rikkipitoisuusraja on 0,1%.

Vaadittu päästötaso voidaan saavuttaa joko primäärisillä tai sekundäärisillä menetelmillä. Primäärisillä viitataan vähärikkisiin tai rikittömiin polttoaineisiin ja sekundäärisillä savukaasujen puhdistukseen palamisen jälkeen.

HFO:sta syntyvien savukaasujen puhdistus vaatii selektiivisen katalyyttireaktorin (SCR) typelle sekä rikkipesurin, jota löytyy avoimen ja suljetun kierron järjestelmillä. Avoimen kierron pesureissa päästöt päätyvät mereen, ja ne ovat useissa satamissa kiellettyjä. Vähärikkiset ja rikittömät polttoaineet – meridiesel (MGO) ja LNG – ovat siksi yhä kiinnostavampia vaihtoehtoja laivanomistajille. Meridieselin hinta on kova, mutta sitä käytettäessä rikkipesuria ei tarvita vaan pelkkä SCR riittää. LNG:tä käytettäessä ei tarvita sitäkään. Laivoissa on useimmiten DF-moottorit (Dual Fuel), joiden polttoaineena voi käyttää kaasua, dieseliä tai niiden sekoitusta. Investointi DF-moottoriin on yhden polttoaineen teknologiaan verrattuna suurempi, mutta sen ansiosta voidaan käyttää joustavasti markkinoiden edullisinta polttoainetta.

LNG:n käyttö tuo lisävaatimuksia turvallisuuteen, polttoainesäiliöiden mitoitukseen ja kaasutusprosessiin. LNG:n energiatiheys on dieseliä korkeampi, mikä on etu kaasua poltettaessa, koska saman energian tuottamiseen tarvitaan massaltaan pienempi määrä polttoainetta. Varastoitaessa LNG vie kuitenkin lähes kaksinkertaisen määrän tilaa dieseliin verrattuna. Lisäksi LNG:n käyttö vaatii haastavien kryogeenisten olosuhteiden vuoksi kalliimpia ja kestävämpiä materiaaleja ja rakenteita. Yllä mainittujen polttoaineiden lisäksi merimarkkinoilla tullaan näkemään myös muita vaihtoehtoisia polttoaineita sekä sähköistettyjä propulsioratkaisuja. Sähkön varastointi on tällä hetkellä sähköistettyjen ratkaisuiden suurin ongelma, sillä akut ovat kalliita ja vievät huomattavasti tilaa. Sähköä hyödyntäviä laivoja tullaankin lähitulevaisuudessa näkemään pääsääntöisesti lyhyillä ennalta määrätyillä reiteillä, hybridejä voidaan nähdä myös pitemmillä reiteillä.

Turvallisuustekijät ovat aina määränneet meriliikennettä, eikä turvallisuutta LNG:tä kuljettavien tai polttoaineenaan käyttävien alusten kohdalla voi korostaa liikaa. LNG:n turvallinen käyttö ja suunnittelulähtökohdat otetaan kokonaisuudessaan huomioon YK:n alaisen Kansainvälisen merenkulkujärjestön (IMO) suunnitteluohjeessa ”IGF Code”, joka on suunnattu kaasua polttoaineenaan käyttäville laivoille. Vaikka nesteytettyä maakaasua pidetään usein vaarallisena polttoaineena, sen palaminen vaatii erityiset olosuhteet. Mikäli kaasua on ilmassa vähemmän kuin 4%, seos on liian laihaa syttymään ja jos sitä on yli 14%, seos on liian rikasta syttyäkseen.

Meriliikenteen polttoaineiden tulevaisuutta ja rikkidirektiivin vaikutuksia arvioitaessa voidaan olettaa, että meridieselistä tulee yleisin polttoaine lyhyellä aikavälillä, koska se on helppo ottaa käyttöön eikä käyttöönotto vaadi SCR:ää lukuunottamatta lisäinvestointeja. Pidemmällä aikavälillä hintapaine puoltaa suurella todennäköisyydellä LNG-käyttöisiä aluksia. Esimerkiksi DNV GL, yksi kansainvälisesti tunnetuimmista luokituslaitoksista, ennustaa omassa markkinakatsauksessaan, että LNG vakiinnuttaa asemansa johtavana meripolttonaineena seuraavan 20 vuoden aikana. Tämä on rohkea ennustus, kun otetaan huomioon, että tällä hetkellä käytössä on alle 200 laivaa, jotka hyödyntävät nesteytettyä maakaasua polttoaineenaan, globaalin laivankannan ollessa reilut 50 000 alusta. LNG-alusten rakentaminen ja käyttöönotto lisääntyy kuitenkin koko ajan – ainoastaan tämän vuoden aikana nesteytettyä maakaasua käyttävä laivakanta kasvaa noin 40%.

Vahterus on ollut jo pitkään mukana LNG:tä polttoai- neenaan käyttävien laivojen kehittämisessä. Tällä hetkellä yli 50% kaikista nestemäisellä maakaasulla operoivien laivojen höyrystimistä ja lämmittimistä on Vahteruksen toimittamia. Asiakkaidemme korkea markkina-aktiviteetti luo luottamusta tulevaan kehitykseen. Tulevaisuudessa LNG:tä hyödynnetään kaikissa laivatyypeissä pienimmistä hinaajista suurimpiin risteilijäaluksiin. Laivojen on toimittava energiatehokkaammin ja vähäpäästöisemmin. IMO:n tavoitteena on laivaliikenteen kasvihuonepäästöjen vähentäminen ainakin 50% vuoteen 2050 mennessä, vertailutason ollessa vuoden 2008 päästöt. Tavoite on kunnianhimoinen muttei mahdoton, vaikka otetaan huomioon, että samaan aikaan laivaliikenne lisääntyy entisestään. LNG on keskeisessä asemassa tavoitteen saavuttamisessa.

Siitäkin huolimatta, että meriliikenteen LNG-markkinat hallitsevat otsikoita, LNG:tä käytetään eniten maalla. Väestönkasvu ja kohoava elintaso vaativat infrastruktuurilta yhä enemmän. Sähkön tarve lisääntyy tulevien vuosikymmenien aikana etenkin kehittyvillä markkinoilla ja kehitysmaissa. Ainoastaan viimeisen kymmenen vuoden aikana maapallon väkiluku kasvoi 700 miljoonalla. Kasvuvauhti hyytyy hieman, mutta siitäkin huolimatta YK ennustaa noin yhden prosentin vuosittaista keskiarvokasvua seuraavalle vuosikymmenelle.

Energiamarkkinoilla keskitytään nyt ennen kaikkea uusiutuviin energiamuotoihin. Aiemmin kalliin teknologian hinta on laskenut, ja uusiutuva energia alkaa olla elinkaarikustannuksiltaan vaihtoehdoista edullisin, mikä on tuonut sen mukaan sekä kansallisiin että yksityisen sektorin investointiohjelmiin. Seuraava ratkaistava haaste onkin energian varastointi ja energian tuottaminen poikkeustilanteissa, kun aurinko ei paista tai tuulta ei ole riittävästi.

Maakaasulla ja LNG:llä on tässä tilanteessa merkittävä rooli säätövoiman energianlähteenä. Yhä harvempi kansallinen ja itsenäinen sähköntuottaja ostaa pelkkää perusvoimaa tai voimantuotantoa, joka ei pysty suuremmin joustamaan. Siksi sähköyhtiöt ovat kiihtyvällä tahdilla alkaneet luopua sekä isoista joustamattomista tuotantoyksiköistään että suurimpia päästöjä tuottavista yksiköistään. Maailman suurimpiin yhtiöihin lukeutuvan Shellin LNG-markkinakatsauksen mukaan hiilellä tuotetun sähkön määrä väheni yli 300 TWh vuonna 2019. Tämä on vasta muutoksen siemen, sillä vuoteen 2040 mennessä käytöstä on arvioitu poistuvan noin 70GW hiilivoimaa. Hiilivoiman kokonaiskapasiteetti on tällä hetkellä 2100GW. Vuonna 2019 maakaasun kokonaiskulutuksesta suurin osa meni sähköntuotantoon, mitä seurasivat suuruusjärjestyksessä kuluttajasektori, teollisuus ja liikenne. Tulevan kahdenkymmenen vuoden aikana markkinan suurin kasvu tullaan näkemään sähköntuotannossa Aasiassa.

Energian lisäksi LNG:tä voidaan hyödyntää joidenkin prosessien raaka-aineena. Niin maalla kuin merellä keskitytään nyt prosessien tehostamiseen, esimerkiksi kylmän talteenottoon LNG-höyrystysprosesseissa. Miksi hukata kylmää, joka on vaatinut nesteyttäessä hurjat määrät energiaa, kun se voidaan hyödyntää jäähdytykseen, pakastukseen tai kaukokylmäpiireihin. Kylmän talteenotto mahdollistaa jäähdytinkoneikkojen ajamisen matalammalla kuormalla tai sulkemisen osin kokonaan. Prosesseja voidaan myös yksinkertaistaa ja kylmäkoneikkojen määrää optimoida LNG:n kylmäntalteenoton rinnalla, mikä tuo huomattavia investointi- ja käyttökustannussäästöjä.

Nesteytetystä maakaasusta puhuttaessa voidaan ainakin tällä hetkellä unohtaa ”one size fits all” -lähestymistapa. LNG sopii moniin tarpeisiin, mutta varastojen koot, höyrystyskapasiteetit ja muut prosessiparametrit ovat asiakaskohtaisia. Kehityksen ja alentuneiden investointikustannusten avulla LNG on leviämässä nopeaa vauhtia myös pienemmän mittakaavan ketjuihin, mikä tarkoittaa LNG:n kohdalla 30 000 kuutiometriä ja sitä pienempiä kapasiteettiketjuja. LNG on vielä kaukana standardipolttoai- neen asemasta, mutta päivä päivältä lähempänä sellaista.

Nesteytetyn maakaasun selkeinä etuina voidaan pitää sen luomaa tervettä kilpailua sekä nykyisten putkilinjojen toimintavarmuuden parantamista. LNG mahdollistaa myös nopean siirtymisen maakaasuun niin uusille kuin vasta kehityksen alla oleville putkilinjoille ja käyttökohteille. Tämä on mahdollista kelluvien varasto- ja höyrystysyksiköiden avulla. Ratkaisun lyhenne FSRU tulee sanoista Floating Storage Regasification Unit. Nämä yksiköt voivat olla joko uusia lauttoja tai jälkiasenteisia yksiköitä, jotka ovat aiemmin palvelleet LNG-säiliöaluksina. FSRU:n rakentamiseen käytetty aika telakalla on merkittävästi lyhyempi verrattu- na maalle sijoitettuihin LNG-terminaaleihin. Suurin etu on se, että FSRU:n rakentaminen voidaan aloittaa jo ennen lopullisten lupien saamista, mikä ei ole mahdollista maalle sijoitetun terminaalin kohdalla. Pitkän aikavälin toimintaa arvioitaessa maalle sijoitettu terminaali osoittautuu kustannuksiltaan hieman edullisemmaksi. FSRU-ratkaisuilla on kuitenkin valtava kilpailuetu jälleenmyyntiarvon kannalta, koska FSRU voidaan helposti myydä eteenpäin globaaleille markkinoille, mikäli tarve muuttuu asennuskohteessa.

Liettua on yksi esimerkki FSRU:n käyttömaasta. Vuonna 2014 liettualaiset vuokrasivat Höegh LNG:ltä jälkiasenteisen yksikön kymmenen vuoden sopimuksella tavoitteenaan monipuolistaa kaasun saantiaan ja luoda hintakilpailua venäläiselle maakaasulle. FSRU:n saapumista seurattiin herkeämättä kansalaisten ja median toimesta, ja sen nimeksi tuli hieman Venäjän suuntaan piikittelevästi Independence. Tämä ei ollut ainoastaan iso askel Liettualle vaan koko Itä-Euroopalle. Vaikutus vallitseviin kaasuhintoihin oli suora ja aluksen saavuttua ne laskivat merkittävästi. Energiavaraston koon puolesta FSRU:ta voi verrata pieneen ydinvoimalaan, koska joustavan sähköntuoton lisäksi se voi syöttää maakaasua pohjakuorman tuotantoon. Esimerkiksi Liettuan Independence-aluksen varastointikapasiteetti on 170 000 kuutiometriä, joka riittää helposti 500MW kaasuvoimalaitoksen tasaiseen sähköntuotantoon yli kuukauden ajaksi. Kun varasto täytetään LNG-säiliöaluksella noin kuukauden välein, sama kapasiteetti on jatkuvasti käytössä. FSRU-ratkaisuiden avulla pystytään auttamaan erityisesti syrjäisiä kohteita kuten saarivaltioita siirtymään pois raskaasta polttoöljystä. Shell ennustaa Kaakkois-Aasian LNG-markkinoille 600%:n kasvupotentiaalia, ja koska alue on hyvin pirstaloitunut, FSRU ja muut kelluvat ratkaisut tulevat olemaan keskeisiä.

Vaikka nesteytetyllä maakaasulla on muihin fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna paljon etuja sekä käyttäjien että ympäristön kannalta, on hyvä muistaa, että sekin on fossiilinen polttoaine. LNG-pohjaiset ratkaisut voidaan kuitenkin helposti muuttaa fossiilivapaiksi bio- ja synteettisen kaasun avulla. Tämä ei vaadi itse prosessilta muuttamista – ainoa muutos on käytettävä kaasu. Monet yritykset ovatkin ottaneet biokaasun jo nyt osaksi energiaportfoliotaan etenkin kuljetuksissa. Biokaasu ei ole ainoastaan PR-kikka vaan aito kilpailuetu. Kuluttajien tiedostavuus lisääntyy kovaa vauhtia ja he suosivat yhä voimakkaammin kestävällä tavalla tuotettuja ratkaisuja ja palveluita.

Maakaasun ja etenkin LNG:n tulevaisuus on siis lupaava. Vielä viitisen vuotta sitten markkinoita vaivasi muna-kanaongelma: jos ei ole kuluttajia, ei ole tuottajia, ja päinvastoin. Nykyään tarjolla on molempia. LNG:n saatavuus eri sektoreille on parantunut merkittävästi ja kehitysmahdollisuudet tiedostetaan. Markkinoilla on kuitenkin vielä valtavasti tilaa uusille LNG-ratkaisuille sekä sovellusten ja palveluiden kehittämiselle, mikä lupaa tuhansia uusia työpaikkoja. Myös yliopistot ja ammattikorkeakoulut ovat havainneet kehityksen ja alkaneet ottaa LNG-aiheet huomioon opetusohjelmissaan.

Vahterus on ollut etulinjassa LNG-sovellusten kehityksessä ja haluaa taata tulevaisuuden työpaikat yhteistyössä koulutuslaitosten kanssa. Markkinajohtajan aseman saavuttamisen taustalla on erityisesti Vahteruksen lämmönsiirtimien teknologiset edut sekä henkilöstön prosessiosaaminen. Läheinen yhteistyö asiakkaiden ja kumppaneiden kanssa on meille ensisijaisen tärkeää. Jotta voimme pysyä alamme kärjessä, meidän on tuotettava jatkuvia etuja asiakkaillemme. Edelläkävijyys vaatii sen, että meidän on oltava viisi askelta kilpailijoita edellä – ei välttämättä joka päivä tai tunti, mutta pitkällä aikavälillä.

LNG:n tulevaisuus näyttää lupaavalta niin maalla kuin merellä

Resources page

Contact Us