Tàu chở LNG là gì? Cấu tạo và vai trò trong chuỗi cung ứng

Tàu chở LNG là gì và vì sao loại tàu này giữ vai trò quan trọng trong ngành khí thiên nhiên hóa lỏng? Đây là thắc mắc nhiều doanh nghiệp đặt ra khi tìm hiểu chuỗi cung ứng LNG. Bài viết dưới đây của Gas South sẽ giúp bạn nắm rõ định nghĩa, cấu tạo và vai trò của tàu chở LNG trong việc đưa khí thiên nhiên hóa lỏng từ nơi khai thác đến các nhà máy, khu công nghiệp.

1. Tàu chở LNG là gì?

1.1. Định nghĩa tàu chở LNG

Tàu chở LNG (LNG carrier) là loại tàu biển chuyên dụng được thiết kế để vận chuyển khí thiên nhiên hóa lỏng ở nhiệt độ khoảng -162°C, gần với áp suất khí quyển [1]. Đây là phương án vận chuyển LNG bằng đường biển được sử dụng phổ biến hiện nay, đặc biệt với những thị trường chưa nối được đường ống dẫn khí xuyên quốc gia [2]. Có thể gọi đây là tàu chở khí hoá lỏng chuyên dụng, vì toàn bộ kết cấu, vật liệu và hệ thống trên tàu đều phục vụ riêng cho việc giữ LNG ở trạng thái siêu lạnh trong suốt hành trình.

1.2. Tàu chở LNG khác gì tàu chở dầu, LPG và CNG?

Khác biệt lớn nhất nằm ở bản chất hàng hóa và điều kiện bảo quản. LNG là khí thiên nhiên hóa lỏng ở nhiệt độ cực thấp (-162°C), LPG là hỗn hợp propan/butan hóa lỏng ở nhiệt độ thường nhưng áp suất vừa phải, còn CNG là khí thiên nhiên nén ở áp suất cao 200-250 bar, không hóa lỏng [3][4]. Vì vậy, tàu chở dầu chỉ cần bồn thép thông thường vì dầu ở dạng lỏng ngay tại nhiệt độ môi trường; tàu chở LPG cần bồn chịu áp lực nhưng không đòi hỏi cách nhiệt sâu; còn tàu chở LNG bắt buộc phải có hệ thống cách nhiệt nhiều lớp để duy trì nhiệt độ cực thấp suốt hành trình, đồng thời kiểm soát khí bay hơi phát sinh liên tục do LNG luôn hấp thụ nhiệt từ môi trường.

2. Vì sao LNG cần tàu chuyên dụng để vận chuyển?

LNG chỉ ở trạng thái lỏng khi nhiệt độ được giữ ở khoảng -162°C; nếu nhiệt độ tăng, LNG sẽ giãn nở hàng trăm lần và chuyển về dạng khí [1]. Do đó, tàu chở LNG phải đáp ứng đồng thời nhiều yêu cầu: cách nhiệt gần như tuyệt đối để hạn chế nhiệt xâm nhập, kết cấu bồn chịu được chênh lệch nhiệt độ lớn mà không nứt gãy, hệ thống kiểm soát khí bay hơi để tránh tăng áp trong bồn, cùng quy trình vận hành an toàn theo tiêu chuẩn hàng hải quốc tế nhằm phòng ngừa rò rỉ, cháy nổ [5]. Không có tàu chuyên dụng, LNG khó có thể vận chuyển an toàn trên quãng đường xa bằng đường biển.

3. Cấu tạo và nguyên lý vận hành của tàu chở LNG

Cấu tạo phức tạp là điểm phân biệt rõ nhất giữa tàu chở khí hoá lỏng như tàu LNG với các loại tàu chở hàng lỏng thông thường khác.

3.1. Thân tàu, lớp bảo vệ và hệ thống bồn chứa

Thân tàu có kết cấu hai lớp vỏ (double hull), khoang giữa hai lớp vỏ đóng vai trò vùng đệm an toàn, hạn chế rủi ro khi va chạm [5]. Hàng hóa được chứa trong bồn chuyên dụng theo hai công nghệ chính: bồn cầu Moss (hình cầu, chịu lực độc lập với vỏ tàu, chống dao động sóng dằn tốt) và bồn màng Membrane (áp sát kết cấu vỏ tàu, tận dụng tối đa không gian chứa hàng) [6].

3.2. Hệ thống cách nhiệt và quản lý khí bay hơi (BOG)

Bồn chứa được bọc nhiều lớp vật liệu cách nhiệt chuyên dụng để duy trì nhiệt độ khoảng -162°C trong suốt hành trình [5]. Dù cách nhiệt tốt đến đâu, nhiệt vẫn từ từ xâm nhập qua thành bồn khiến một phần LNG bốc hơi, tạo ra khí bay hơi (Boil-Off Gas - BOG). Trên tàu hiện đại, BOG được thu gom làm nhiên liệu cho chính động cơ tàu hoặc được hóa lỏng trở lại bằng hệ thống tái hóa lỏng, giúp giảm hao hụt hàng hóa và tiết kiệm nhiên liệu.

3.3. Quy trình vận hành: nhận hàng – vận chuyển – dỡ hàng

Một chuyến tàu LNG thường trải qua ba giai đoạn: làm lạnh bồn chứa trước khi nhận hàng, bơm LNG từ kho cảng xuất khẩu vào bồn tàu qua hệ thống ống dẫn kín, vận chuyển trên biển với việc theo dõi liên tục nhiệt độ - áp suất - khí bay hơi, và dỡ hàng tại cảng nhập khẩu bằng hệ thống bơm chuyên dụng để đưa LNG vào bồn chứa trên bờ hoặc trạm tái hóa khí [5][6]. Mỗi giai đoạn đều tuân theo quy trình đo lường hàng hóa nghiêm ngặt để đảm bảo chính xác khối lượng giao nhận.

tau-cho-lng-la-gi-2

LNG được bơm vào bồn tàu qua hệ thống ống dẫn kín tại cảng xuất khẩu

4. Vai trò của tàu chở LNG trong chuỗi cung ứng khí thiên nhiên

Tàu chở LNG là mắt xích kết nối giữa nơi khai thác, hóa lỏng khí thiên nhiên và các thị trường tiêu thụ ở xa, nơi không thể xây dựng đường ống dẫn khí xuyên quốc gia [2]. Nhờ tàu chuyên dụng, LNG có thể được vận chuyển linh hoạt giữa các khu vực, giúp đa dạng hóa nguồn cung khí cho những thị trường phụ thuộc nhập khẩu. Tại nhiều nơi, tàu LNG còn kết hợp với các kho nổi trên biển để rút ngắn thời gian và chi phí xây dựng hạ tầng tiếp nhận trên đất liền [7].

tau-cho-lng-la-gi-3

Tàu chở LNG kết nối cảng xuất khẩu và nhập khẩu, giúp đa dạng hóa nguồn cung khí cho thị trường tiêu thụ

5. Các loại tàu LNG phổ biến hiện nay

5.1. Tàu LNG thông thường

Đây là loại tàu chuyên chở LNG từ cảng xuất khẩu đến cảng nhập khẩu, sức chứa phổ biến từ vài chục nghìn đến hơn 200.000 m³ tùy thiết kế, sử dụng công nghệ bồn Moss hoặc Membrane như đã nêu ở mục 3.1.

5.2. FSRU - Kho nổi chứa và tái hóa khí LNG

FSRU (Floating Storage and Regasification Unit) là kho nổi trên biển vừa lưu trữ LNG vừa thực hiện tái hóa khí ngay tại chỗ trước khi đưa vào hệ thống phân phối, giúp rút ngắn thời gian xây dựng hạ tầng trên bờ [8]. FSRU tận dụng nước biển làm mát để hạn chế khí bay hơi, đồng thời giảm phát thải NOx và CO2 tới 90% so với phương thức tái hóa khí truyền thống [9]. Đây là mô hình đang được nhiều thị trường, trong đó có Việt Nam, triển khai để rút ngắn thời gian đưa các dự án điện khí LNG vào vận hành [7].

tau-cho-lng-la-gi-4

FSRU là kho nổi vừa lưu trữ vừa tái hóa khí LNG ngay trên biển

5.3. Tàu LNG dùng nhiên liệu khí

Đây là dòng tàu sử dụng chính khí bay hơi hoặc LNG dự trữ làm nhiên liệu vận hành động cơ chính, thay vì chỉ dùng nhiên liệu lỏng truyền thống. Động cơ dual-fuel trên các tàu này chuyển đổi linh hoạt giữa khí LNG và nhiên liệu lỏng, tận dụng khí bay hơi phát sinh tự nhiên trong hành trình, đồng thời giảm phát thải so với động cơ chạy hoàn toàn bằng dầu.

6. Tàu chở LNG khác gì với hệ thống cung cấp LNG cho nhà máy?

Tàu chở LNG đảm nhận công đoạn vận chuyển đường dài trên biển, từ cảng xuất khẩu hoặc kho trung chuyển đến điểm tiếp nhận. Trong khi đó, hệ thống cung cấp LNG cho nhà máy là công đoạn tiếp theo trong chuỗi cung ứng: sau khi LNG được tái hóa khí hoặc lưu trữ tại kho, trạm cấp trên bờ, khí sẽ được đưa tiếp bằng xe bồn chuyên dụng hoặc đường ống đến tận nhà máy, khu công nghiệp để phục vụ sản xuất, phát điện [10]. Nói cách khác, tàu chở LNG phục vụ vận chuyển liên vùng bằng đường biển, còn hệ thống trạm cấp LNG phục vụ khâu phân phối chặng cuối tới khách hàng công nghiệp.

7. Gas South - Đơn vị cung cấp giải pháp khí LNG cho khách hàng

Là doanh nghiệp kinh doanh khí tại khu vực phía Nam, Gas South (PGS) cung cấp giải pháp khí LNG cho khách hàng công nghiệp thông qua hệ thống trạm cấp và đội xe bồn chuyên dụng, giúp doanh nghiệp chủ động nguồn nhiên liệu mà không cần tự đầu tư hạ tầng tiếp nhận riêng [11]. Với kinh nghiệm trong lĩnh vực LPG, CNG, LNG, Gas South đồng hành cùng khách hàng từ khâu tư vấn giải pháp, lắp đặt trạm cấp đến vận hành, bảo trì trong suốt quá trình sử dụng.

Tóm lại, tàu chở LNG là gì có thể trả lời ngắn gọn: đây là loại tàu biển chuyên dụng, có cấu tạo và hệ thống cách nhiệt đặc biệt để vận chuyển an toàn khí thiên nhiên hóa lỏng trên quãng đường xa, giữ vai trò không thể thay thế trong chuỗi cung ứng khí thiên nhiên. Nếu doanh nghiệp cần tìm giải pháp cung cấp khí LNG ổn định cho nhà máy, Gas South sẵn sàng tư vấn phương án phù hợp.

Trụ sở chính: Lầu 4, PetroVietnam Tower, Số 1-5 Lê Duẩn, Phường Sài Gòn, TP. Hồ Chí Minh
Hotline: 028.3910.0108 - 028.3910.0324
Email: lienhe@pgs.com.vn
Fanpage: https://www.facebook.com/GasSouthJSC
OA Zalo: https://zalo.me/gassouth18006776