Un impianto di stoccaggio del gas naturale è un impianto per lo stoccaggio del gas naturale proveniente dalla rete del gas naturale. Il gas naturale può essere stoccato sia in impianti di stoccaggio sotterraneo che in impianti di stoccaggio fuori terra. Gli impianti di stoccaggio sotterraneo del gas naturale sono grandi impianti di stoccaggio con i quali è possibile compensare le fluttuazioni annuali della domanda e le strozzature dell'offerta. Poiché il gas naturale è stato finora utilizzato principalmente per la generazione di calore, gli impianti di stoccaggio vengono riempiti nei mesi estivi quando la domanda di calore è bassa, come un impianto di stoccaggio di calore a lungo termine, e svuotati di nuovo quando è necessario il riscaldamento. Inoltre, gli impianti di stoccaggio del gas naturale sono utilizzati per garantire la sicurezza dell'approvvigionamento, poiché il gas naturale è in gran parte importato in Germania.
I depositi sotterranei sono generalmente situati a 1-3 km di profondità e funzionano ad una pressione fino a 250 bar. Esistono i seguenti tre tipi di impianti di stoccaggio del gas naturale:
I serbatoi acquiferi utilizzano strati rocciosi di acqua per l'immagazzinamento del gas. L'effetto di stoccaggio si basa sulla solubilità del gas naturale in acqua.
Le strutture di stoccaggio in caverna sono cavità in grandi cupole di sale che vengono create artificialmente dalla salamoia. Gli impianti di stoccaggio in caverna sono utilizzati per le fluttuazioni a breve termine della domanda, in quanto hanno un volume di stoccaggio relativamente piccolo. Sono generalmente costituiti da cavità cilindriche larghe 100 metri.
I pori sono strati di roccia asciutta in cui lo spazio dei pori funge da serbatoio. Utilizzano fessure e pori, ad esempio, di strati di calcare sotterraneo o di arenaria, che sono sigillati in cima da rocce impermeabili. Tuttavia, possono anche essere cavità da cui l'acqua esistente viene spostata dal gas naturale fornito o da giacimenti di gas naturale già sfruttati.
Lo stoccaggio e il prelievo di gas naturale nei serbatoi di falda e nei pori dipende dal modo in cui il gas è legato nello spazio dei pori o nell'acqua. Il processo è più lento rispetto a quando si utilizzano impianti di stoccaggio in caverna, che possono funzionare ad alta pressione. Tuttavia, un volume di stoccaggio molto più grande è disponibile nei serbatoi di falda e nei pori.
Il volume di stoccaggio negli impianti di stoccaggio è suddiviso in volume di lavoro e volume di gas cuscino. Qui il volume di lavoro è il volume di gas utilizzabile nel corso dell'anno. Il gas cuscino viene utilizzato per mantenere la pressione minima nello stoccaggio e quindi per garantire la stabilità geomeccanica. Poiché la pressione nell'impianto di stoccaggio è molto più elevata rispetto a quella del gasdotto, il gas deve essere fornito compresso mediante un compressore. Parte del lavoro necessario a tal fine può essere recuperato da una turbina a gas di espansione quando il gas viene scaricato.
Oltre al gas naturale, l'idrogeno, l'anidride carbonica e il petrolio greggio possono anche essere immagazzinati utilizzando lo stoccaggio sotterraneo.
Oltre agli impianti di stoccaggio sotterraneo, per lo stoccaggio del gas naturale vengono utilizzati anche impianti di stoccaggio fuori terra o serbatoi di gas in costruzioni metalliche. Queste strutture di stoccaggio sono piccole, ma possono essere utilizzate in modo flessibile. Il design dipende dalle pressioni che il serbatoio deve sopportare. Gli impianti di stoccaggio fuori terra sono progettati come serbatoi a bassa pressione, serbatoi a media pressione e serbatoi ad alta pressione. Possono essere costruiti come serbatoi sferici o tubolari.
I recipienti a bassa pressione esistono come recipienti a gas umido o a secco e hanno solo una piccola sovrapressione, che è compresa tra 10 mbar e 50 mbar.
Nel caso di contenitori di gas bagnati, l'acqua viene utilizzata come mezzo per l'equalizzazione della pressione. I contenitori di gas umido possono essere progettati come contenitori di gas a campana, contenitori di gas a vite o contenitori di gas telescopici. Sono semplici nella loro costruzione, ma hanno un piccolo volume di stoccaggio.
I contenitori di gas secco possono contenere grandi quantità di gas e sono costruiti come contenitori di gas a disco o a membrana. Sono adatti come recipienti a bassa pressione e come recipienti a media pressione fino a 1 bar.
I recipienti ad alta pressione hanno un design più moderno: come recipienti sferici per gas hanno un diametro fino a 50 m e sono normalmente progettati per pressioni da 5 a 10 bar. La pressione massima dei contenitori sferici per gas è di circa 20 bar. I serbatoi tubolari sono adatti per pressioni più elevate e funzionano fino a 100 bar.
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