Liquefied natural gas

Liquefied natural gas (afgekort lng; 'vloeibaar gemaakt aardgas'), in het Nederlands ook wel vloeibaar aardgas genoemd, is een mengsel van voornamelijk methaan met mogelijke restgassen als stikstof, propaan en ethaan. Methaan is bij atmosferische druk vloeibaar bij cryogene temperaturen van circa −162 °C.

LNG wordt geproduceerd in lng-fabrieken aan land, er zijn ook plannen om drijvende lng-fabrieken te bouwen die in afgelegen offshore-gasvelden ingezet kunnen worden (analoog aan FPSO). Bij de LNG-productie worden eerst andere gassen zoals koolstofdioxide verwijderd, omdat die de installaties kunnen beschadigen. Het schone aardgas wordt vervolgens naar een koelinstallatie geleid (Engels: Train) en daar in stappen afgekoeld tot het vloeibaar is. Onderwijl kunnen verschillende bestanddelen van aardgas die een van methaan afwijkende condensatietemperatuur hebben worden afgescheiden. Het aardgas wordt ontdaan van alle stoffen.

Installaties voor het maken van vloeibaar aardgas vergen hoge investeringen. Ze worden alleen gebouwd als er voldoende aardgas beschikbaar is om de installatie te voeden en klanten bereid zijn het geproduceerde vloeibaar aardgas af te nemen voor langere perioden. Afnamecontracten met een looptijd van 20 jaar zijn niet ongebruikelijk. Om het gas vloeibaar te maken is veel energie nodig, ongeveer 10% van het geleverde aardgas wordt als brandstof ingezet bij het koelproces. De koelinstallaties hebben een gemiddelde jaarcapaciteit tussen de drie en vijf miljoen ton vloeibaar gas. De modernste zijn veel groter, Qatargas heeft omstreeks 2010 vier eenheden van elk 7,8 miljoen ton per jaar in gebruik genomen. In 1895 werd door middel van het Linde-proces gassen vloeibaar gemaakt maar het duurde tot 25 januari 1959 toen het eerste lng transport plaatsvond van de Verenigde Staten naar het Verenigd Koninkrijk met de Methane Pioneer.

Met behulp van speciale lng-carriers wordt het vloeibare gas naar het importerende land vervoerd. Op de bestemming wordt het lng opgeslagen in opslagtanks van 100.000-180.000 m³. Om de lage temperatuur te kunnen weerstaan en om de verdamping zo veel mogelijk te beperken zijn de tanks dubbelwandig uitgevoerd; de binnenste wand van opslagtanks aan land wordt van staal gemaakt met 9% nikkel en op schepen van aluminium of Invar. Op land bestaat de buitenste wand uit beton. De tanks en overige apparatuur worden nog extra geïsoleerd, meestal door perliet tussen de binnenste en buitenste wand, maar soms ook door de ruimte tussen de tankwanden vacuüm te trekken.

Het lng wordt in de importterminal verdampt of hervergast door warmte toe te voegen. De warmte wordt onttrokken aan zeewater of is afkomstig van de verbrandingswarmte van een gasgestookte kachel. Indien beschikbaar, wordt bij voorkeur restwarmte van een naburige fabriek of energiecentrale gebruikt. Na verdamping van lng gaat het aardgas het pijpleidingennetwerk in voor gebruik in fabrieken, energiecentrales en huishoudens.

Het volume van lng is ongeveer 600 maal kleiner dan van aardgas bij normale, atmosferische temperatuur en druk. Deze volumereductie is aanzienlijk groter dan bij compressie tot cng. Daarom wordt deze methode veel gebruikt bij het transport van aardgas over zee in lng-tankers, wat goedkoper is dan via een pijpleiding.

De energiedichtheid van lng is ongeveer 60% van die van benzine en diesel, maar bij verbranding ontstaan minder schadelijke emissies dan bij deze brandstoffen. Vanwege de hoge kosten van cryogene installaties wordt lng nog niet op grote schaal toegepast. De komende 10 jaar zal de totale capaciteit van lng-export- en importterminals verdubbelen.

De verbrandingswaarde van lng is afhankelijk van de samenstelling van het aardgas waar het uit geproduceerd is en van het proces dat wordt gebruikt om het aardgas vloeibaar te maken. De temperatuur en de druk om aardgas vloeibaar te maken hangen af van de exacte samenstelling en van de bedoelde toepassing. De temperatuur ligt in het algemeen tussen −120 en −170 °C. Puur methaan wordt vloeibaar bij −182,48 °C en gasvormig bij −161,46 °C. De druk waarop lng wordt geproduceerd varieert tussen 1 bar en 60 bar. Onder druk geproduceerde lng wordt na productie in druk verlaagd voor opslag en om vervoerd te worden.

Aardgas wordt gezien als de schoonste fossiele brandstof, omdat er relatief gezien de minste hoeveelheid CO₂ vrij komt bij verbranding. Indien het aardgas vervoerd is in de vorm van lng dan gaat deze stelling niet meer op. De energie die nodig is om het aardgas te koelen tot −162 °C en deze temperatuur te handhaven tijdens transport en om ten slotte het lng weer op te warmen tot gebruikstemperatuur, moet natuurlijk wel meegerekend worden. Ook de energie die nodig is om de zeldzame metalen te produceren die benodigd zijn voor opslag van lng bij −162 °C, moet meegerekend worden in de CO₂-uitstoot van het aardgas. Door deze milieueffecten van lng te betrekken in de opstelling ontstaat een ongunstiger beeld van deze fossiele brandstof.^[bron?]

Lng wordt ook toegepast als motorbrandstof. In dit geval wordt het lng in het voertuig eerst verdampt naar aardgas dat dient als brandstof. In Oss is sinds september 2010 het eerste Nederlandse project met lng als motorbrandstof gestart. Dit project is een samenwerking van drie bedrijven, Vos Logistics, Van Gansewinkel en LNGEurope (tegenwoordig Rolande). Een lng-station bestaat uit een cryogene vloeistofpomp, een opslagtank, een afleverzuil (de dispenser) en indien ook cng geleverd wordt een compressor. Door regelgeving zijn lng-stations in principe niet openbaar. Er wordt verwacht dat eenieder die komt tanken veiligheidsinstructies heeft gekregen, of een geïnstrueerd persoon aanwezig is. Er zijn zo'n 25 lng-tankstations in Nederland die geëxploiteerd worden door onder andere marktleider Rolande, Shell en Totals dochteronderneming PitPoint. Truckfabrikanten Volvo, Iveco en Scania hebben inmiddels efficiënte lng-trucks op de markt gebracht, waarvan er in 2018 zo'n 500 in Nederland rondreden. Supermarktketen Albert Heijn stimuleert het gebruik van lng bij vervoerders. Eind 2022 waren er 270 vrachtwagens met lng als brandstof die voor Albert Heijn reden.^[1]

In 2020 werd wereldwijd 488 miljard m³ aan vloeibaar aardgas internationaal verhandeld, in 2010 was dit nog 302 miljard ofwel een gemiddelde jaarlijkse stijging van 5%.^[2] Het transport van aardgas via pijpleidingen was altijd groter, maar in 2020 haalde lng het gasvervoervolume via pijplijnen in.

De globale markt voor lng bestaat uit twee belangrijke deelmarkten, rond de Atlantische Oceaan en rond de Grote Oceaan. De laatste is ruim tweemaal zo groot als de Atlantische markt. De twee deelmarkten zijn min of meer van elkaar gescheiden door de hoge transportkosten, waardoor bijvoorbeeld transport vanuit Maleisië naar Europa niet loont. Met de komst van producenten in het Midden-Oosten, zoals Qatar is de scheiding minder sterk geworden. Tankers vanuit Qatar kunnen beide markten bedienen vanwege de gunstige geografische locatie tussen beide deelmarkten. In 2010 was de export van Qatar dan ook bijna gelijk verdeeld over Azië en Europa en al was in 2020 het aandeel naar Europa gedaald naar zo'n 30%. Voor Rusland is Azië nog de belangrijkste afzetmarkt voor de lng-installaties op Sachalin, maar Yamal LNG kan ook beide deelmarkten bedienen.

De grootste importeur van lng is Japan en nummer twee was lange tijd Zuid-Korea.^[2] De Volksrepubliek China is sterk opgekomen als afzetmarkt. In 2010 importeerde het nog 13 miljard m³ en dit is gestegen naar 94 miljard in 2020 en verdrong daarmee Zuid-Korea van de tweede plaats. In Europa zijn het Verenigd Koninkrijk, Spanje en Frankrijk grote importeurs van lng. Duitsland ontbreekt op de lijst van importeurs en heeft zelfs geen installaties om lng in ontvangst te nemen.^[3]

Belangrijke exporteurs zijn Qatar en Australië.^[2] Tussen 2008 en 2011 verdubbelde de productie in Qatar van 40 miljard m³ naar 102,6 miljard en is op dit hoge niveau gestabiliseerd. In Australië zijn diverse nieuwe installaties in gebruik gekomen met een verviervoudiging van de productie tussen 2010 en 2020 als resultaat. De Verenigde staten is uit het niets in vijf jaar tijd de derde grootste exporteur van lng geworden.^[2] In 2015 was de export nagenoeg nihil, maar in 2020 was dit gestegen naar 61 miljard m³. De export uit Rusland is sterk toegenomen van 14,6 miljard m³ in 2015 naar 40 miljard, mede door Yamal LNG dat in productie is gekomen.

In de tabellen een overzicht van de vijf grootste exporteurs en importeurs van lng in 2010 en 2020:^[2]

Vloeibaar aardgas wordt grotendeels verhandeld op de beurzen, waar de prijszetting tot stand komt. Toonaangevend voor Europa is de Amsterdamse TTF-beurs. De Belgische energieregulator CREG houdt noteringen bij in TTF 101, TTF 103 en ZTP101: TTF 103 voor de woon- en KMO/MKB-markt, TTF101 en (in België) ZTP 101 voor hogere verbruiken.^[4]

In de Europese Unie zijn eind 2008 veertien terminals voor vloeibaar gas operationeel met een gezamenlijke capaciteit van 105 miljard m³. Daarnaast kan er via pijpleidingen 375 miljard m³ aan aardgas, met name uit Rusland en Noorwegen, naar Europa worden getransporteerd. Het totale aanbod van 480 miljard m³ is volgens het Internationaal Energie Agentschap (IEA) voldoende om aan de importbehoefte voor het komende decennium te voldoen. Het aandeel van aardgas in het energieverbruik van de Europese Unie is gestegen van 10% in 1973 tot ruim 30% in 2008. Het verbruik bedraagt 513 miljard m³ aardgas in 2008. Van de totale vraag wordt circa 40% geleverd door landen van de Europese Unie zelf, zoals Groot-Brittannië en Nederland.

In België: lng-terminal in Zeebrugge van Fluxys (93% van de aandelen en 7% Tractebel, een firma die gas onder hoge druk transporteert door België). De capaciteit is 4,5 miljard m³ per jaar. Met Distrigas en Suez lng-trading zijn langetermijncontracten getekend. In september 2011 werd begonnen met de bouw van een tweede aanlegsteiger.

In Nederland: diverse studies zijn verricht naar de haalbaarheid van lng-terminals.

• Het consortium Vopak/Gasunie bouwde een importterminal in Rotterdam, de Gate terminal. Hiervoor werd op 28 juni 2008 op de Maasvlakte de eerste paal geslagen. Deze terminal, met een vergassingscapaciteit van 8-12 miljard m³ per jaar, betrekt de restwarmte, om het gas te verdampen, van de kolengestookte centrale van E.ON. Naast Vopak/Gasunie zijn partners met een minderheidsbelang Dong Energy, Essent, E.ON Ruhrgas en het Oostenrijkse Econgas. Op 13 juni 2011 meerde de eerste lng-tanker aan om de eerste lossing lng te doen. De installatie is sinds medio september 2011 volledig in bedrijf. De installatie werd op 23 september door koningin Beatrix officieel geopend.^[5][6]
• Liongas, onderdeel van Petroplus, wilde ook een terminal bouwen in Rotterdam op de kop van Europoort. Deze terminal met een startcapaciteit van 9 miljard m³ per jaar moest in het westelijk deel van de Europoort verrijzen. In maart 2010 zijn deze plannen afgeblazen omdat de klanten en belangrijkste afnemers van het gas niet bereid waren langjarige contracten aan te gaan.^[7]
• Vopak/Gasunie en ConocoPhillips hebben een haalbaarheidsstudie verricht naar een terminal met capaciteit van maximaal 12 miljard m³ in de Eemshaven. In 2007 heeft Essent het belang van ConocoPhillips overgenomen. Essent is overgenomen door het Duitse energiebedrijf RWE sinds 1 september 2009. Volgens de plannen zou de terminal een aanlegsteiger voor lng-schepen en twee opslagtanks van elk 180.000 m³ vloeibaar gas krijgen. De terminal zou 10-12 miljard m³ aardgas per jaar kunnen verwerken. Op 1 september 2010 werd bekendgemaakt dat de bouw is afgeblazen omdat ondertussen de capaciteit in Europa zo gegroeid is dat een nieuwe terminal niet nodig is. In 2022 werden twee hervergassingsschepen in gebruik genomen, de Exmar FSRU S-188 en de Golar Igloo. De schepen zijn voor een periode van vijf jaar geleased. De drijvende terminal zet vloeibaar aardgas om in gasvormig aardgas waarna het in het landelijke aardgasnetwerk kan worden ingevoerd. In totaal kan 8 miljard kubieke meter aardgas (8 bcm) naar Nederland worden gebracht. Verkopende partij is Gasunie-dochter EemsEnergyTerminal.
• In december 2022 startte Gasunie een onderzoek naar een LNG terminal in Terneuzen.
• Bij het ontwerp van het nieuwe distributienetwerk werken onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen, TU Eindhoven en het bedrijfsleven samen aan het project Design of LNG networks onder de paraplu van het Dutch Institute for Advanced Logistics. Het project richt zich op de logistieke aspecten rondom de distributie en transport van (bio-)lng. Binnen het project worden modellen ontwikkeld die betrokken partijen kunnen helpen bij investerings- en infrastructurele beslissingen en bij markt- en economische analyses.^[8]
• In december 2015 is een eerste multimodaal lng-vulstation voor de binnenvaart geopend op Container Terminal Doesburg bij logistiek dienstverlener Koninklijke Rotra. Het station wordt ingezet voor het afvullen van zowel binnenvaartschepen als vrachtauto’s. De ingebruikname van het station is een impuls voor duurzame inzet van de multimodale vervoersketen met het gebruik van lng als alternatieve, schonere brandstof. Het initiatief is ondersteund door de Europese Unie met een bijdrage uit haar TEN-T-programma.

In de tabel staan de factoren waarmee vermenigvuldigd moet worden om van aardgas naar lng te gaan en omgekeerd. Een miljard m³ aardgas is equivalent aan 0,735 miljoen (=735.000) ton lng. Omgekeerd is een miljoen ton lng gelijk aan 1,360 miljard m³ aardgas. In de Verenigde Staten wordt nog veel gewerkt met kubieke voet en ook de vergelijking met olie kan door middel van deze tabel worden gemaakt.

• Compressed natural gas (cng)
• Lpg