Obchodní měření LNG: jak nejnovější ultrazvukové měřicí technologie podporují potřebnou přesnost
LNG se rozhodl zůstat. Zjistěte, jak nedávný pokrok v technologii ultrazvukového měření zlepšuje přesnost obchodního měření, snižuje nejistotu a podporuje spolehlivé obchodování v celém hodnotovém řetězci LNG.
ArticleRopa a zemní plyn24.02.2026
Ve zkratce
Navzdory nejistým finančním a regulačním podmínkám obchod s LNG vzrostl o 1 % ze 401 tun LNG v roce 2023 na 406 tun v roce 2024 [1] a předpokládá se, že do roku 2040 bude růst až na 700 tun [2]. Přestože celkové tržní podmínky zůstávají nejisté, technologie, která stojí za globálním obchodem s LNG, se dále rozvíjí, a to díky řadě inovací, které zlepšují efektivitu, spolehlivost a bezpečnost při zkapalňování, distribuci a opětovném zplyňování v celém hodnotovém řetězci LNG.
Měření množství LNG v rámci obchodního styku nabývá na významu, protože zvyšování rozsahu využívání LNG jako paliva pro zásobování energií a mobilitu současně zvyšuje požadavky na přesnost měření. Kromě toho je správné měření množství v každém jednotlivém bodě transferu zásadní pro fakturaci v celém hodnotovém řetězci LNG.
Jaké jsou výzvy, pokud jde o přesné a spolehlivé měření?
LNG v rámci hodnotového řetězce několikrát mění majitele, ať už v rámci interního prodeje společnosti, mezi dvěma společnostmi, nebo dokonce mezi zeměmi. Vzhledem k nejnovějším tankerům třídy Q-Max na LNG s kapacitou až 266 000 m³ LNG je finanční hodnota nákladu LNG přibližně 50 milionů EUR na tanker (na základě průměrných hodnot hustoty, výhřevnosti a průměrných budoucích cen LNG obchodovaných na evropské energetické burze EEX v roce 2026). Tento LNG je třeba měřit z hlediska energie přenášené od prodávajícího ke kupujícímu. Nepřesnost 0,1 % v tomto měření odpovídá zhruba 50 000 EUR v hodnotě LNG na přepravce během nakládky nebo vykládky. Tyto nepřesnosti nelze zcela eliminovat, ale lze je minimalizovat.
Vzhledem k tomu, že rozsáhlý transfer LNG probíhá na globální úrovni mezi velkými společnostmi, neexistují žádné místní ani globální předpisy, které by prodávající a kupující museli dodržovat. Namísto používání globálně závazných norem byla současná metodologie měření odvozena z jiných uhlovodíkových produktů, jako je ropa, LPG nebo jiné, a je zahrnuta v příručkách osvědčených postupů, jako je například příručka GIIGNL Custody Transfer Handbook [3]. Nejmodernější měření zohledňuje:
měření množství LNG (objem/hmotnost) pomocí měření LTD (hladina, teplota, hustota) na LNG přepravnících s dosažitelnými nejistotami 0,2–0,55 % (k = 2) pro objem LNG a dalšími nejistotami pro hustotu a teplotu
Celková nepřesnost přenesené energie LNG je v příručce uvedena jako 0,5–0,7 % (k = 2). Toto číslo odpovídá finanční nejistotě přibližně +/− 250 000 € – 350 000 € na velkou transakci.
Pro obě měřené veličiny (kvantitu i kvalitu) je k dispozici technologie, která může za dobrých měřicích podmínek vést k dostatečným výsledkům. LNG však představuje i některé další problémy, které mohou ztížit dosažení dobrých podmínek měření za všech okolností.
Pro dosažení přesného odečtu množství nebo objemu na LNG tankeru je třeba speciálně zvážit a opravit následující body (mimo jiné):
geometrii jednotlivých nádrží plavidla (tabulky nádrží), které převádějí hodnoty hladiny na objem a korigují je s ohledem na vnitřní uspořádání nádrží a změny geometrie způsobené teplotou;
pohyb nádrže na LNG v důsledku pohybu plavidla (náklon/trim) nebo v důsledku konvekčního proudu uvnitř nádrže;
vařící LNG uvnitř nádrže, což stírá hranici skupenství mezi kapalinou a plynem;
prázdné objemy mezi nádržemi tankeru na LNG a nádržemi v terminálu;
správná kalibrace a zaplombování všech příslušných přístrojů a kontrola platnosti a správnosti všech těchto přístrojů inspektorem;
dostatečná doba ustálení nádrže před nakládkou a po ní pro zajištění stabilních odečtů, zatímco na druhé straně je potřeba snížit poplatky za obsazenost kotvišť rychlým přečerpáváním LNG.
Pro měření kvality v terminálu pro zkapalňování nebo regasifikaci:
reprezentativní odpařování a odběr vzorků LNG s minimálním časovým zpožděním.
Přístroje pro měření množství obvykle patří přepravní společnosti nebo majiteli plavidla, zatímco přístroje pro měření kvality patří provozu (na zkapalňování/znovuzplyňování), což může v případě sporů způsobit další komplikace.
Přístrojové vybavení provozu na regasifikaci LNG při importní transakci (platí opačně i pro provoz na zkapalnění LNG)
Jak ultrazvuková technologie řeší tyto problémy?
Ultrazvukové průtokoměry (UFM) a Coriolisovy hmotnostní průtokoměry (MFM) patří k dynamickým metodám měření v potrubí ve srovnání se statickými metodami měření, jako je měření v nádržích nebo vážení (pomocí můstkových vážicích můstků). Základní koncepty, výhody a výzvy statického a dynamického měření množství LNG jsou uvedeny v následující tabulce:
Základní koncepty, výhody a výzvy statického a dynamického měření množství LNG
S přechodem ze statické na dynamickou metodu měření se řeší následující problémy:
Geometrie jednotlivých nádrží: Pohyb lodi nebo pohyb kapaliny uvnitř nádrže již nezpůsobuje nepřesnost aplikace.
Již není třeba zohledňovat žádné prázdné objemy ani toky kapalin (LNG/BOG) uvnitř přepravníku LNG (např. topného plynu) nebo provozu (např. kompresorů). Upstream obchodního měření je prodávajícího, downstream zase kupujícího.
Počet přístrojů, které může být nutné nechat technikem zkontrolovat z hlediska správné kalibrace a utěsnění, se dramaticky sníží a přístroje jsou umístěny blízko sebe.
Přístrojové vybavení (kvantita i kvalita) může být kompletně v držení jedné strany, teoreticky je možná konfigurace master/duty celého systému (jeden skid na lodi, jeden skid na molu provozu).
Základní schéma přístrojového vybavení skidu pro obchodní měření pro velká množství LNG na základě dynamického měření kapalin (LNG) a odpařených plynů (BOG).
Kromě toho nabízí UFM následující výhody konkrétně pro měření velkého množství LNG:
k dispozici ve velkých stupních světlosti potrubí až do 36 palců nebo větších;
žádná tlaková ztráta (která by mohla vést k BOG/kavitaci);
doplňková diagnostika procesu (např. rychlost zvuku) pro monitorování kvality LNG;
téměř bezúdržbový a bez driftu;
k dispozici je UFM schválený pro obchodní měření (např. OIML R117).
Průtokoměr FLOWSIC900 byl od základu navržen pro měření LNG a využívá dlouholeté zkušenosti společností Endress+Hauser a SICK v oblasti měření zemního plynu. Je schválen pro obchodní měření podle nejnovější normy OIML R117:2019 pro nejvyšší třídu přesnosti 0,3 pro použití v „dynamických měřicích systémech pro kapaliny jiné než vodu“. Při konzervativním přístupu dosahuje toto měření pomocí ultrafiltračního modelu (UFM) systémové nejistoty pouze 0,3 % podle normy OIML R117, což by stále odráželo zlepšení nepřesnosti o 0,25 % u objemu (snížení z 0,55 % na 0,3 %) neboli snížení finanční nepřesnosti přibližně o 125 000 EUR na nakládku/vykládku tankeru s LNG.
Existují oprávněné obavy z používání ultrazvukových průtokoměrů?
Přestože výhoda v přesnosti podporuje použití UFM, obavy ohledně jejich vhodnosti zůstávají běžné. Tyto obavy jsou stručně rozebrány v následující části.
A.) Přenositelnost kalibrace z laboratoře do terénu
Během procesu metrologického schvalování typu podle nejnovější normy OIML R117:2019 věnovala společnost Endress+Hauser – společně se schvalovacím orgánem NMi – zvláštní pozornost testování spolehlivosti a nepřesnosti měření měřidla za kryogenních podmínek LNG. [5]
To zahrnuje speciální testování převodníků pro stabilní a přesné odečty za kryogenních podmínek na speciálně vyvinutém kryogenním zkušebním stanovišti, jakož i přenositelnost z kalibrační kapaliny (např. vody nebo kapalných uhlovodíků) na cílovou kapalinu LNG (s nízkou viskozitou a tím i s vysokým Reynoldsovým číslem) ověřenou na zkušebním stanovišti VSL LNG v Rotterdamu, které je navázáno na jednotky SI. [6]
Výsledky kalibrace ilustrující přenositelnost média, linearitu měřidla a extrapolaci směrem k vyššímu Reynoldsovu číslu jsou znázorněny na obrázku níže, což naznačuje, že tuto metodu lze použít i pro měřiče LNG.
Výsledky měření podle požadavků OIML R117:2019 (chyba nad Reynoldsovo číslo) – splňují nejvyšší třídu přesnosti 0,3.
B.) Zatím není průmyslovou normou
V minulosti a z různých důvodů průmysl LNG nebo ropy a plynu tuto novou technologii obvykle nevyužíval rychle. Tradičně byly kroky k tomu, aby se technologie stala průmyslovou normou, následující: nejprve se technologie stane dostupnou, poté se vyvinou globální, lokální a firemní normy a nakonec se technologie začne používat a stane se průmyslovou normou.
I když se jedná o tradiční a nejbezpečnější způsob využití nových technologií, mírně to brzdí inovace. Na druhou stranu – neexistuje žádné pravidlo, které by stanovilo, že transakce s LNG musí tyto typické kroky dodržovat. Společnost Endress+Hauser vyzývá provozovatele a dodavatele energetických zdrojů (EPC), aby zjistili, která technologie nejlépe vyhovuje současným i budoucím provozům na zkapalněný zemní plyn (LNG).
C.) Ověřování a rekalibrace
Technologii UFM lze obecně považovat za technologii bez driftu a společnost Endress+Hauser nevidí žádnou technickou potřebu pro pravidelnou rekalibraci svého LNG měřiče během běžného provozu. Jde tedy spíše o důvěru v měřič v terénu a o to, jak prokázat, že tyto výsledky měření zůstávají důvěryhodné. V době publikace jsou k dispozici LNG zkoušečky s kapacitou až 4 500 m³/h, které mohou pokrýt průtoky až do 24 palců (vykládacích) potrubí nebo – s ohledem na extrapolaci zkoušení – i větší [7]. Zkouška je však spojena s praktickými překážkami, jako je přeprava zkoušecího systému k měřidlu (např. na molu), zajištění metrologické stability a vytvoření správného procesního připojení pro zkoušecí systém.
Rekalibrace ve vodě nebo oleji je obecně možná, ale je spojena s vytažením měřiče z (pravděpodobně) izolovaného potrubí. Z pohledu výrobce je nejvhodnější metodou opětovné použití přístupů, které jsou dnes standardní v měření zemního plynu a ropy. Tento přístup zahrnuje použití dvou UFM s různým provedením (možná i od různých dodavatelů) v konfiguraci master/duty, kde je sekundární (duty) měřič pravidelně porovnáván s hlavním měřičem a hlavní měřič by mohl být odeslán k rekalibraci bez zastavení celé linky LNG. Jinými slovy, operátoři mohou považovat počáteční tovární kalibraci za stále platnou – pokud hlavní a sekundární měřič ukazují stejné hodnoty.
D.) Účinky odpařování plynu (Boil-off gas – BOG)
Ultrazvukové průtokoměry – stejně jako hmotnostní průtokoměry – fungují ideálně za jednofázových podmínek měření. Těchto podmínek lze dosáhnout s řádnými bezpečnostními opatřeními ze strany obsluhy, např. předchlazením dávkovacího potrubí a spolehlivou tepelnou izolací podél celého dávkovacího potrubí.
Konstrukce FLOWSIC900 minimalizuje potenciální vnikání tepla do měřicí sekce a umožňuje rychlé ochlazení měřiče. V německém provozu HZDR probíhaly dvoufázové průtokové zkoušky, které ukazují, že měření je možné až do objemového podílu plynu (GVF) 5 %.
Výhled: ultrazvuková měřicí technologie v provozech LNG
Problémy a obavy, které bránily běžnému používání UFM při obchodních měřeních LNG, byly z velké části překonány – technologie je připravena. V blízké budoucnosti se očekává, že UFM se budou v provozech na zkapalněný zemní plyn (LNG) objevovat stále častěji. Zaprvé budou použity jako procesní měřidla na (vykládacích) linkách pro monitorování čerpadel LNG nebo pro měření doběhu LNG a zadruhé jako kontrolní měřidla pro měření hladiny, než se konečně stanou průmyslovou normou pro úschovu LNG. Globální normy se budou i nadále vyvíjet a usnadní používání měřicích systémů LNG založených na UFM nebo Coriolisově technologii pro transakce s LNG od malého až po velký rozsah. Nepřesnosti měření se nakonec dále sníží, což umožní provozovatelům LNG soustředit se na ekonomické a politické komplikace, které pravděpodobně přetrvávají.
Odkazy
„Výroční zpráva GIIGNL za rok 2025“, mezinárodní skupina dovozců zkapalněného zemního plynu (GIIGNL), (2025), www.giignl.org/annual-report
WINKLER, T., BODENDORFER, K., KLUPSCH, M., RACKOW, S., KADE, A., FRIEDRICH, S., WESER, R. a EHRLICH, A., „113 Kryogenní testovací nastavení pro charakterizaci měření ultrazvukového průtoku“, 17. konference a výstava Cryogenics 2023 IIR, Německo (24. dubna 2023).
GUGOLE, F., SCHAKEL, M. D., DRUŽKOV, A. a BRUGMAN, M., „Posouzení alternativní kalibrace kapalin pro odhad sledovatelné nejistoty měření průtoku zkapalněného vodíku“, International Journal of Hydrogen Energy (21. června 2024).
Chcete se zúčastnit jedné z našich akcí? Vyberte podle kategorie nebo odvětví.
Vážíme si vašeho soukromí
Soubory cookie používáme k vylepšení vašeho zážitku z prohlížení a shromažďujeme statistiky za účelem optimalizace funkčnosti webu, abychom vám mohli poskytnout reklamy nebo obsah na míru.
Výběrem možnosti „Přijmout vše“ souhlasíte s naším používáním souborů cookie.
Další podrobnosti naleznete v našich Zásadách používání souborů cookie .