Gas alam cair (LNG) adalah metana yang telah didinginkan menjadi cair untuk penyimpanan dan pengangkutan yang lebih aman, dengan volume yang jauh lebih kecil dibandingkan bentuk gasnya. Bahan ini tidak berbau, tidak berwarna, tidak beracun, dan tidak korosif, namun menimbulkan bahaya seperti mudah terbakar, beku, dan asfiksia. Proses pencairan melibatkan penghilangan kotoran seperti debu, gas asam, dan hidrokarbon berat untuk mencegah masalah hilir. LNG dikondensasi pada suhu sekitar −162 °C dan diangkut pada tekanan sedikit di atas tingkat atmosfer.
Gas alam yang diekstraksi dari endapan bawah tanah mengandung metana bersama dengan hidrokarbon lain seperti etana, propana, dan butana, serta gas seperti CO2. Komponen-komponen ini memiliki titik didih dan nilai kalor yang berbeda-beda, sehingga memungkinkan jalur komersialisasi dan penggunaan yang berbeda. Unsur asam dan kotoran harus dihilangkan untuk menghindari kerusakan peralatan. Gas dipisahkan menjadi fraksi minyak bumi cair (butana dan propana) dan fraksi yang lebih ringan (metana dan etana) sebelum dicairkan untuk dikirim.
Di masa lalu, gas alam dianggap tidak penting secara ekonomi di wilayah yang tidak memiliki jaringan pipa gas atau berlokasi di lepas pantai, sehingga menyebabkan pembakaran gas berlebih. Namun, kemajuan dalam proses produksi, penyimpanan kriogenik, dan transportasi telah memungkinkan komersialisasi gas alam secara global, bersaing dengan bahan bakar lainnya. Penyimpanan kriogenik skala besar memungkinkan cadangan gas jangka panjang, memberikan keandalan dan fleksibilitas dalam menangani permintaan puncak melalui proses regasifikasi.
Kandungan energi spesifik dan kepadatan energi
Nilai kalor gas alam cair (LNG) bervariasi tergantung pada sumber gas dan proses pencairan, biasanya berkisar antara ±10 hingga 15 persen. Nilai kalor yang lebih tinggi (HHV) rata-rata sekitar 50 MJ/kg atau 21.500 BTU/lb, sedangkan nilai kalor yang lebih rendah (LHV) sekitar 45 MJ/kg atau 19.350 BTU/lb.
Proses LNG yang khas.
Untuk membandingkan bahan bakar yang berbeda, nilai kalor dapat dinyatakan per volume, yang dikenal sebagai kepadatan energi dalam MJ/liter. Kepadatan LNG berkisar antara 0,41 hingga 0,5 kg/liter, menghasilkan nilai kepadatan energi sekitar 22,5 MJ/liter (HHV) atau 20,3 MJ/liter (LHV) berdasarkan kepadatan rata-rata 0,45 kg/liter.
Kepadatan energi volumetrik LNG sekitar 2,4 kali lipat dari gas alam terkompresi (CNG), sehingga lebih hemat biaya untuk transportasi melalui kapal. Meskipun kepadatan energi LNG mirip dengan propana dan etanol, namun hanya sekitar 60 persen dari diesel dan 70 persen dari bensin.
Siklus hidup Gas Alam
Proses pencairan gas alam dimulai dengan pengolahan awal bahan baku untuk menghilangkan pengotor seperti H2S, CO2, H2O, merkuri, dan hidrokarbon yang lebih berat. Gas tersebut kemudian didinginkan hingga suhu berkisar antara -145°C hingga -163°C di unit pencairan. Proses pendinginan ini biasanya melibatkan sirkulasi gas melalui kumparan tabung aluminium dan memaparkannya ke zat pendingin terkompresi, menyebabkan gas menjadi dingin saat zat pendingin menguap. Gas alam cair (LNG) disimpan dalam tangki berinsulasi berdinding ganda khusus pada tekanan atmosfer untuk transportasi.
Siklus hidup LNG.
Pengangkutan LNG dalam negeri biasanya dilakukan melalui truk/trailer kriogenik, sedangkan pengangkutan antarbenua difasilitasi oleh kapal tanker khusus. Tangki pengangkut LNG terdiri dari kompartemen baja atau aluminium internal dan kompartemen karbon atau baja eksternal yang dipisahkan oleh sistem vakum untuk meminimalkan perpindahan panas. Pada saat kedatangan, LNG disimpan dalam tangki penyimpanan berisolasi vakum atau beralas datar. Ketika diperlukan untuk distribusi, LNG mengalami regasifikasi dalam alat penguap, mengubahnya kembali menjadi gas. Gas tersebut kemudian dialirkan ke sistem distribusi pipa untuk disalurkan ke pengguna akhir.
Produksi
Gas alam yang dimasukkan ke dalam kilang LNG akan diolah untuk menghilangkan air, hidrogen sulfida, karbon dioksida, benzena, dan komponen lain yang akan membeku pada suhu rendah yang diperlukan untuk penyimpanan atau merusak fasilitas pencairan. LNG biasanya mengandung lebih dari 90% metana. LNG juga mengandung sejumlah kecil etana, propana, butana, beberapa alkana yang lebih berat, dan nitrogen. Proses pemurnian dapat dirancang untuk menghasilkan hampir 100% metana. Salah satu risiko LNG adalah ledakan transisi fase cepat (RPT), yang terjadi ketika LNG dingin bersentuhan dengan air.
Infrastruktur terpenting yang dibutuhkan untuk produksi dan transportasi LNG adalah kilang LNG yang terdiri dari satu atau lebih kereta LNG, yang masing-masing merupakan unit independen untuk pencairan dan pemurnian gas. Kilang LNG terdiri dari area kompresi, area kondensor propana, dan area metana dan etana.
Kilang LNG terbesar yang beroperasi berada di Qatar, dengan total kapasitas produksi 7,8 juta ton per tahun (MTPA). LNG dimuat ke kapal dan dikirim ke terminal regasifikasi, di mana LNG dibiarkan mengembang dan diubah menjadi gas. Terminal regasifikasi biasanya terhubung ke penyimpanan dan jaringan distribusi pipa untuk mendistribusikan gas alam ke perusahaan distribusi lokal (LDC) atau pembangkit listrik independen (IPP).
Sejarah singkat
Percobaan perintis pada sifat gas dimulai pada awal abad ke-17, dengan Robert Boyle menetapkan hubungan terbalik antara tekanan dan volume gas, sementara Guillaume Amontons menyelidiki pengaruh suhu terhadap gas. Selama dua abad berikutnya, penelitian tentang gas terus berlanjut, yang menghasilkan penemuan-penemuan signifikan, termasuk penemuan Cagniard de la Tour tentang ambang batas suhu untuk pencairan gas. Pada pertengahan hingga akhir abad ke-19, ilmuwan seperti Michael Faraday, James Joule, dan William Thomson bekerja pada pencairan gas, dengan Karol Olszewski mencapai pencairan metana pada tahun 1886 dan helium pada tahun 1908.
Pencairan gas alam skala besar pertama di AS terjadi pada tahun 1918 untuk ekstraksi helium selama Perang Dunia I, dan LNG segera digasifikasi ulang untuk digunakan. Paten utama terkait pencairan gas alam dikeluarkan pada tahun 1915 dan pertengahan tahun 1930-an, termasuk desain Godfrey Cabot untuk menyimpan gas cair dan proses Lee Twomey untuk pencairan gas alam skala besar, yang bertujuan untuk mengatur kebutuhan energi puncak selama cuaca dingin. Penyimpanan gas alam dalam bentuk cair, sehingga mengurangi volumenya secara signifikan, menjadi praktis karena memerlukan suhu dingin yang ekstrem sekitar −260 °F (−162 °C).
Dua metode utama untuk pencairan gas alam skala besar adalah proses kaskade, yang melibatkan beberapa siklus pendinginan, dan proses Linde, terkadang menggunakan variasi yang disebut proses Claude. Proses Linde, berdasarkan efek Joule-Thomson, mendinginkan gas secara regeneratif melalui ekspansi hingga terjadi pencairan. Paten Twomey terutama menggunakan proses kaskade untuk pencairan.
Penggunaan
Penggunaan utama LNG adalah untuk menyederhanakan pengangkutan gas alam dari sumbernya ke tempat tujuan. Dalam skala besar, hal ini dilakukan ketika sumber dan tujuan berada di seberang lautan satu sama lain. LNG juga dapat digunakan ketika kapasitas pipa yang memadai tidak tersedia. Untuk penggunaan transportasi skala besar, LNG biasanya dimampatkan kembali di ujung penerima dan didorong ke dalam infrastruktur pipa gas alam lokal.
LNG juga dapat digunakan untuk memenuhi permintaan puncak ketika infrastruktur pipa normal dapat memenuhi sebagian besar kebutuhan permintaan, tetapi tidak memenuhi kebutuhan puncak. Pembangkit ini biasanya disebut LNG Peak Shaving Plants karena tujuannya adalah untuk mencukur sebagian dari permintaan puncak dari apa yang dibutuhkan dari pipa pasokan.
LNG dapat digunakan untuk bahan bakar mesin pembakaran internal. LNG sedang dalam tahap awal untuk menjadi bahan bakar utama untuk kebutuhan transportasi. LNG sedang dievaluasi dan diuji untuk aplikasi truk over-the-road, off-road, kelautan, dan kereta api. Ada masalah yang diketahui dengan tangki bahan bakar dan pengiriman gas ke mesin, tetapi terlepas dari kekhawatiran ini, perpindahan ke LNG sebagai bahan bakar transportasi telah dimulai.
LNG bersaing secara langsung dengan gas alam terkompresi sebagai bahan bakar untuk kendaraan gas alam karena mesinnya identik. Mungkin ada aplikasi di mana truk, bus, kereta api, dan kapal LNG dapat menjadi hemat biaya untuk mendistribusikan energi LNG secara teratur bersama dengan angkutan umum dan/atau penumpang ke komunitas yang lebih kecil dan terpencil tanpa sumber gas lokal atau akses ke jaringan pipa.
Disadur dari: en.wikipedia.org/wiki