整合可再生天然气

可再生天然气(RNG)可用于目前使用传统天然气的任何现有基础设施或工艺。

通过天然气技术 2019年3月26日

可再生天然气(RNG)是由分解有机废物产生的碳中性能源。来自城市垃圾填埋场、污水处理厂、农场和工业的甲烷排放可以被捕获、提炼并转化为可再生能源。

RNG不是化石燃料，也不会向环境中添加碳。更重要的是，RNG从废物处理设施中捕获和转化甲烷，防止排放比CO有害25倍的气体₂．这大大减少了能源消费的碳足迹，同时降低了温室气体排放。

RNG可与常规天然气完全互换，用于传输、分配和日常使用。它可以用于目前使用传统天然气的任何现有基础设施或工艺。

整合RNG

由于RNG可与天然气互换，这就引出了一个问题:RNG能否集成到公用事业或天然气系统中?答案是:“是的。”

“因为我们是一家天然气输送公用事业公司，我们接受RNG进入系统，”Enbridge天然气分销公司业务发展RNG高级顾问Justin Egan说，“但是，在将RNG注入系统之前，它需要满足非常具体的气体质量规范。如果满足这些规范，并且本地系统上有容量，RNG就可以被系统接受。因为沼气不符合这些规范，我们不能接受它进入我们的系统。”

“自20世纪80年代以来，我们一直在接受来自Fresh Kills垃圾填埋场的RNG，”国家电网未来天然气公用事业总监Donald Chahbazpour说。第二个RNG设施预计将于今年晚些时候(2019年)在布鲁克林的Newtown Creek废水处理厂上线。该项目由国家电网公司和纽约市合作开展，将升级污水处理厂的沼气，否则这些沼气将被燃烧。国家电网还与七家已提交互联请求的项目开发商合作。”

连接到公用事业

南加州天然气公司(SoCalGas)市场开发经理Jim Lucas表示:“尽管天然气来源多种多样，但无论来源如何，获得天然气互连的过程都是相似的。”“该过程从互联容量研究开始，该研究确定了公用事业公司将RNG从互联点带走的下游容量以及相关的公用事业设施增强成本。”

那些希望将RNG整合到SoCalGas公用事业的人被要求审查并完成天然气供应商互连项目情况说明书，SoCalGas将使用该说明书来评估其接受潜在RNG项目供应的能力。情况说明书是一个多页的应用程序，要求提供项目概况、流量和压力数据以及气体供应来源，如干气区、石油相关、液化天然气(LNG)或沼气。要求预期气体质量的部分是非常详细的。它要求多达20种气体成分，如甲烷，乙烷，丙烷，CO₂、几种丁烷、几种硫醇等等。该部分还要求其他成分，如砷、氯乙烯、甲苯、锑、铜和铅，以及它们的沼气来源。这些垃圾通常来自奶牛场或公共污水处理厂(POTW)的垃圾填埋场。

“互连者(那些希望将RNG集成到公用事业中的人)负责执行互连容量研究所需的实际成本，”Lucas继续说道。这些费用通常在5000美元到1万美元之间，需要6周时间才能完成。下一步是初步工程研究，其中包括土地征用、场地开发、路权、计量、天然气质量、许可、监管、环境、非常规建设、运营和维护成本的初步成本估算。互连者负责执行初步工程研究所需的实际费用。这些费用通常在5万到6万美元之间，需要4到5个月才能完成。第三步是详细的工程研究。本研究包含三个要素:

所有建造费用的说明。
开发完整的工程施工图。
准备所有建筑和环境许可证申请和道路使用权的获取要求。

“互连公司还负责执行详细工程研究所需的实际成本。这些费用通常在14.5万美元到22.5万美元之间，需要4到6个月才能完成。”

伊根说:“如果有兴趣创建/注入RNG，我们的团队肯定会尽可能提供帮助。”“我们拥有RNG市场知识和管道系统专业知识。我们将要求您提供几个关键方面的信息。我们想知道项目位置、RNG量产、项目时间表、项目类型(垃圾填埋、厌氧消化等)。根据我们的分析，我们将提供市场外卖能力、注入压力和位置、成本估算和服务/购买协议。所有信息都是保密的。”

Chahbazpour说:“国家电网已经开发了一个由天然气工程支持的内部互连流程。”“这个过程包括初步评估、工程可行性分析、互联协议和项目调试。这个过程已经通知了NY RNG标准互连指南。《纽约标准互连指南》是通过与纽约所有天然气公用事业公司和RNG行业组织的合作过程制定的。该指南的目的是通过明确连接RNG项目的步骤，并概述公用事业公司和项目开发商的责任，最大限度地接受RNG进入天然气网络。该文件为项目开发人员和管道运营商的政策和技术问题提供了桥梁。最终版本预计很快就会公布。”

确保气体质量

Chahbazpour说:“我们确保连接到我们系统的项目生产兼容管道的天然气。换句话说，我们确保这些气体不会改变流经配电系统的气体的一般成分，也不会影响我们的客户。我们不使用单一的气体质量规格，因为它会有太多的限制。RNG项目在规模和原料上都是独一无二的，天然气分配系统也在规模和季节性天然气需求上有所不同。在评估一个项目的互连能力时，我们会考虑周围天然气分配系统的压力和设计，我们会确定哪些客户将接收RNG和传统天然气的混合物，我们还会考虑RNG项目的规模。一旦我们了解了该项目将如何与我们的分销系统相互作用，我们就天然气质量规格与项目开发商达成一致。通过不设置‘一刀切’的气体质量规格，我们的目标是将更多的RNG连接到我们的网络中，同时确保我们的系统和客户不受不利影响。”

Chahbazpour还表示，必须对天然气质量和流量进行监控，以确保天然气符合商定的规格。通过在线仪器进行参数监测，如碳氢化合物组成、沃伯数、比重和热含量、非碳氢硫化合物、温度、压力和湿度。沃伯数是天然气、液化石油气(LPG)和煤气等燃料气体互换性的一个指标，经常在天然气供应和运输公用事业的规格中定义。“这些信息与我们的气体控制小组实时共享。如果气体质量超出约定的规格，我们的气体控制小组能够远程将RNG项目与我们的系统隔离。”

据Lucas介绍，SoCalGas公用设施接收点拥有实时气体监测设备，以确保气体符合规则30的规范。规则30规定了当公用事业公司通过其系统运输客户拥有的天然气时适用的一般条款和条件。他说:“供应商或连接器负责处理天然气或沼气，以满足管道质量天然气的30号规则规范，这样它们就能够被接收到我们的天然气运输系统中，在整个南加州销售。”

SoCalGas规则30描述了向公用管道注入气体的要求。Lucas继续说道:“这些要求反映了SoCalGas公司保护其客户、员工、承包商和管道系统以及公众的首要任务。”该标准涵盖两个主要方面:气体成分限制(基于成分的规范)和气体互换性规范(基于性能的质量规范)。气体成分限值限制气体杂质的浓度，以保护管道的完整性，并确保最终用户设备的安全和适当燃烧。可互换性规范解决了最终用户的燃烧性能，确保为客户提供安全和适当的燃烧。”

SoCalGas的气体质量标准包括:

热值(Btu/scf):最小= 990;最大值= 1,150
含水量(Lb/MMscf): 7
各种惰性物质:CO2 = 3%;O2 = 0.20%;总惰性= 4%
硫化氢H2S(颗粒/100scf): 0.25

该实用程序还对某些气体成分进行定期气体采样。根据Lucas的说法，SoCalGas规则30要求由独立认证的第三方实验室对所关注的生物甲烷成分进行气体质量测试。

对于安桥，在线质量监测位于注入站或通过生产者信号获得。可以使用几种不同类型的技术进行监视。伊根说:“有几个成分是持续监测和测量的。”有限公司₂一直在注射站进行监控。此外。水蒸气，H₂S和O₂也有度量。RNG还对RNG设施调试期间的污染物进行了分析。RNG设备投入使用后，将按照工程评估确定的频率进行采样。”

运行中的RNG集成

Egan说:“目前，安大略省汉密尔顿市正在向天然气管网中注入RNG。“它在废水处理设施中产生RNG。用于制造RNG的有机物来自城市废水。此外，多伦多市目前正在其Dufferin固体废物管理设施开发RNG项目。该项目将把RNG注入天然气电网。一旦进入电网，该市将能够使用RNG为其收集卡车提供燃料。

-本文刊登于天然气技术补充。