Wat is LNG brandstof?

LNG is een brandstof die gebruikt kan worden voor verbrandingsmotoren. Het is een extreem koud vloeibaar gas met een grote dichtheid. LNG is een afkorting die voluit staat voor de volgende twee Engelse omschrijvingen:

  • Liquefied natural gas, dit wordt in het Nederlands vertaald met vloeibaar gemaakt natuurlijk gas.
  • Liquid natural gas, oftewel vloeibaar natuurlijk gas in het Nederlands.

Men noemt LNG ook wel gewoon vloeibaar gas. LNG is een mengsel dat bestaat uit de stof methaan maar ook uit mogelijke restgassen zoals stikstof, propaan en ethaan. LNG wordt in de toekomst steeds meer gebruikt als motorbrandstof voor grote schepen. Net als de LPG voor automotoren moet men LNG eerst in gasvormige toestand brengen om deze brandstof effectief te kunnen toepassen in verbrandingsmotoren. Daarom moet men LNG verdampen. LNG is in feite aardgas dat dus eerst in gasvormige toestand wordt gewonnen uit de aardbodem en vervolgens wordt gekoeld tot een vloeibare stof (LNG). Daarna wordt het voor het gebruik weer in gasvormige toestand gebracht. Hieronder is meer informatie over de productie en eigenschappen van LNG weergegeven.

Hoe wordt LNG geproduceerd
Aardgas is gasvormig als het uit de aardbodem naar boven komt, voordat men dit gas in vloeibare vorm heeft gebracht zal men aardgas moeten bewerken. LNG wordt geproduceerd in zogenoemde LNG-fabrieken. Deze fabrieken worden ook wel liquefaction plants genoemd.  Hierbij maakt men gebruik van een koelproces dat in verschillende stappen verloopt. Tijdens het koelen van aardgas worden verschillende ongewenste bestanddelen van het aardgas afgescheiden. De stoffen die worden afgescheiden hebben een condensatietemperatuur die afwijkt van methaan. Uiteindelijk houdt met een mengsel over dat hoofdzakelijk bestaat uit methaan.

De LNG-fabrieken staan onder andere in Algarije, Nigeria, Oman, Qatar en de Verenigde Arabische Emiraten. Deze fabrieken zijn op de vaste wal gevestigd maar men wil in de toekomst ook drijvende LNG-fabrieken te bouwen. Deze drijvende LNG-fabrieken wil men inzetten in afgelegen offshore-gasvelden. Lng-carriers of gastankers transporteren het gas naar verschillende havens. Vervolgens wordt LNG opgeslagen in opslagtanks van 100.000-180.000 m³. Er zijn  ook grote terminals waarin gemiddeld 5 tot 20 miljard m3 LNG kan worden opgeslagen. In de wereld zijn ongeveer 85 actieve terminals

Eigenschappen LNG
LNG is bij een normale atmosferische druk vloeibaar bij cryogene temperaturen van ca. -162 °C. De dichtheid van LNG is zeer hoog, de stof heeft een veel hogere dichtheid dan bijvoorbeeld aardgas. Daardoor is LNG bij een atmosferische druk ongeveer 600 keer kleiner dan aardgas. Het grote voordeel van deze compacte vloeistof is dat men LNG veel effectiever kan transporteren en opslaan dan aardgas. De dichtheid van LNG verandert op basis van de temperatuur. De temperatuur bepaald dus in feite de dichtheid van dit vloeibare gas.

LNG ten opzichte van benzine en diesel
Ten opzichte van benzine heeft LNG een lage dichtheid. De energiedichtheid van LNG is ongeveer 60% van die van diesel en benzine. Bij de verbranding van LNG ontstaan echter minder schadelijke emissies dan bij de verbranding van andere fossiele brandstoffen zoals diesel en benzine.

LNG en milieuaspecten
Aardgas wordt op dit moment gezien als de schoonste fossiele brandstof die beschikbaar is. Dit komt omdat bij de verbranding van aardgas relatief gezien de minste hoeveelheid CO2 vrij komt. LNG wordt uit aardgas geproduceerd. Toch is deze stof niet zo duurzaam als aardgas. Dat komt onder er enorm veel energie nodig is om LNG uit aardgas te produceren. Het gasmengsel moet worden gekoeld tot -162 °C. Deze lage temperatuur moet ook in de omslag en tijdens het transport gehandhaafd worden. Uiteindelijk gaat men LNG weer opwarmen voor gebruik.

De gebruikstemperatuur van LNG is hoger dan de opslagtemperatuur en transporttemperatuur. Daardoor is ook bij dit proces weer energie nodig. Verder kost het geld om de speciale opslagfaciliteiten te bouwen voor LNG. Daarvoor zijn namelijk speciale metalen nodig zoals nikkel. Op schepen maakt men gebruik van aluminium of Invar. De productie van deze metalen vereist ook veel energie. LNG is om die redenen niet echt een hele schone fossiele brandstof.

Wat betekent cryogeen en wat zijn cryogene experimenten?

Cryogeen kan letterlijk worden vertaald met koud makend. Met het woord cryogeen maakt men duidelijk dat er werkzaamheden of experimenten worden verricht bij zeer lage temperaturen. Als men cryogene experimenten uitvoert  zal men daarvoor speciale stoffen moeten gebruiken. Deze stoffen hebben meestal de eigenschap dat ze een laag kookpunt hebben. Een aantal vloeistoffen  die hierbij aan de orde kunnen komen zijn:

  • Distikstof wordt ook wel stikstofgas genoemd of moleculaire stikstof: kookpunt 77 K (-196 Graden Celsius/ °C).
  • Diwaterstof, ook wel bekend onder de naam waterstof en waterstofgas: kookpunt 20K (-252,87 Graden Celsius/ °C).
  • Helium: kookpunt 4.2K/ 4.3 K of (- 268,9 Graden Celsius/ °C).

Vloeibare stikstof is niet heel kostbaar en is daarom zeer geschikt om te gebruiken voor verschillende experimenten. Vloeibare helium wordt minder gebruikt omdat het duurder is en daarnaast is het minder geschikt om te transporteren vanwege de veel lagere verdampingswarmte die hoge eisen stelt aan de isolatie tijdens het transport. Vloeibare helium wordt daarom alleen ingezet bij specifieke experimenten waarbij een extreem lage temperatuur nodig is. In dat geval wordt vloeibare helium ter plekke uit heliumgas gemaakt.

Waarom worden cryogene experimenten uitgevoerd?
Bij lage temperaturen bewegen atomen veel minder snel. Daarom worden veel wetenschappelijke experimenten cryogeen uitgevoerd. Daarnaast worden de geleidende eigenschappen van materialen beter als de temperatuur wordt verlaagd. Supergeleiders hebben een zeer geringe weerstand tegen elektrische stroom maar moeten daarvoor wel in een zeer koude toestand worden gebracht. Bij lage temperaturen treed er minder ‘ruis’ op in elektronische circuits. Verder kunnen sommige stoffen in supervloeibare staat worden gebracht indien men experimenten cryogeen uitvoert.

Liquefied of liquid natural gas lng
Lng is een afkorting die staat voor liquid natural gas/ liquefied natural gas. Dit mengsel wordt in het Nederlands ook wel vloeibaar aardgas genoemd. Lng is een mengsel dat hoofdzakelijk bestaat uit methaan. Daarnaast kunnen ook mogelijk restgassen aanwezig zijn in het mengsel. Deze restgassen kunnen bijvoorbeeld ethaan, propaan of stikstof zijn. Aardgas wordt in vloeibare staat getransporteerd. Dit gebeurd onder cryogene temperaturen. Bij normale druk wordt methaan vloeibaar bij cryogene temperaturen van ca. -162°C. Het volume van lng is 600 maal geringer dan aardgas bij een normale atmosferische druk en temperatuur. Door deze volumereductie is lng geschikt om te transporteren bijvoorbeeld over zee met in lng-tankers.