A nitrogén előállítás vagy palackos szállítás kérdése szinte minden olyan vállalkozásnál felmerül, ahol a nitrogén a gyártási vagy üzemeltetési folyamatok fontos része. A folyamatos felhasználás esetén a helyi nitrogéngenerálás hosszú távon általában gazdaságosabb megoldást jelent, míg kisebb vagy időszakos igény esetén a palackos ellátás is megfelelő választás lehet. A döntést azonban nem érdemes kizárólag az induló költségek alapján meghozni, hiszen a teljes üzemeltetési költségben jelentős különbségek lehetnek. A következőkben bemutatjuk a két megoldás működését, előnyeit, hátrányait és azt is, hogy mikor melyik bizonyulhat gazdaságosabb választásnak.
Hogyan működik a palackos és a tartályos nitrogénellátás?
A hagyományos nitrogénellátás során a gázt egy külső szolgáltató állítja elő és juttatja el a felhasználóhoz. A palackos megoldás esetében a szolgáltató nagy nyomású palackokban szállítja a nitrogént a felhasználási helyre, míg nagyobb fogyasztás esetén a gáz folyékony formában, speciális tárolótartályokban érkezik, amelyeket a szolgáltató rendszeresen utántölt. A helyszínen pedig nyomáscsökkentők biztosítják, hogy a nitrogén a megfelelő nyomáson álljon rendelkezésre.
Ez a megoldás elsősorban akkor lehet előnyös, ha a nitrogénigény alacsony, időszakos vagy csak egy-egy konkrét munkafolyamathoz szükséges. Ilyenkor nincs szükség saját nitrogénelőállító rendszer kiépítésére, a gázellátás a beszállítón keresztül egyszerűen biztosítható.
A palackos nitrogén előnyei
A palackos nitrogénellátás egyik legnagyobb előnye, hogy nincs szükség jelentős beruházásra vagy összetett rendszer kiépítésére. A szükséges nitrogén a palackok által gyorsan rendelkezésre áll, ezért kisebb vagy időszakos felhasználás esetén praktikus választás lehet.
Előnyei közé tartozik:
- az alacsony kezdeti költség,
- az egyszerű üzembe helyezés,
- a könnyű mozgathatóság,
- illetve az igény szerinti csere vagy újratöltés.
A palackos nitrogént gyakran alkalmazzák klímaszerelésnél, csővezetékek nyomáspróbájánál vagy különböző hegesztési munkáknál, ahol a gázfelhasználás nem folyamatos.
A palackos nitrogén hátrányai
A palackos nitrogénellátás kisebb felhasználás mellett jól működhet, nagyobb fogyasztás esetén viszont egyre több feladattal és költséggel kell számolni.
Hátrányai közé tartozik:
- a palackok bérleti díja,
- a gáz költsége fajlagosan magasabb,
- az üres palackok cseréjéről és szállításáról gondoskodni kell,
- a gázkészletet folyamatosan nyomon kell követni.
- a megvásárolt nitrogén tisztasága magas (99,995%), de lehetséges, hogy a felhasználási applikáció nem is igényli ezt a szintű tisztaságot – ez felesleges költség
Emellett fennáll annak a kockázata is, hogy a nitrogén a felhasználás során elfogy. Ez nemcsak kellemetlenséget okozhat, hanem a munkavégzésben vagy akár a termelésben is fennakadást eredményezhet.
Hogyan működik a helyi nitrogéngenerálás?
A helyi nitrogéngenerálás során a szükséges nitrogént nem külső beszállító biztosítja, hanem közvetlenül a felhasználás helyén állítják elő. És hogy mi a nitrogén ipari előállításának első lépése? A folyamat sűrített levegő előállításával kezdődik, amelyből a rendszer leválasztja a kívánt tisztaságú nitrogént. Az így előállított gáz pedig azonnal felhasználható. Sűrített levegővel a legtöbb gyártóüzem már rendelkezik, hiszen ez az ún. “ötödik közmű”, amire számtalan gyártási folyamatban szükség van.
A nitrogén ipari előállítása helyben jellemzően két technológiával történik:
- PSA (nyomásingadozásos adszorpciós) rendszerrel,
- membrános technológiával.
A két megoldás eltérő működési elven alapul, azonban közös bennük, hogy a nitrogént a helyszínen a levegőből állítják elő. Mivel a rendszer kompresszorra épül, nincs szükség palackok szállítására vagy rendszeres gázutánpótlásra.
A helyi nitrogéngenerálás előnyei
A nitrogéngenerálás egyik legnagyobb előnye, hogy a szükséges gáz közvetlenül a felhasználás helyén készül. Ennek köszönhetően nincs szükség a nitrogén rendszeres megrendelésére, szállítására vagy palackok cseréjére, ez pedig sokkal egyszerűbbé teheti az üzemeltetést.
Előnyei közé tartozik:
- korlátlan és folyamatos gázellátás,
- nincsenek szállítással kapcsolatos logisztikai feladatok,
- nincs szükség a palackok rendszeres cseréjére,
- teljes függetlenség a beszállítóktól,
- kisebb a környezeti terhelés,
- nem kell palackokért bérleti díjat fizetni,
- sokkal kiszámíthatóbb működés,
- a nitrogén tisztasága nem magasabb, mint a helyszíni igény
- hosszú távon alacsonyabbak a költségek, ugyanis a gáz ára a töredékére csökken.
A PSA- és membrános rendszerek általában 95% és 99,999% közötti tisztaságú nitrogén előállítására képesek, így széles körben alkalmazhatók. A technológiát elsősorban olyan üzemekben alkalmazzák, ahol a nitrogénfelhasználás folyamatos, vagy ahol a gáz tisztasága közvetlen hatással van a termelésre. Az élelmiszeripari csomagolóüzemek, a laboratóriumok vagy a nagy tisztaságot igénylő gyártási folyamatok számára a helyszínen előállított nitrogént gyakran tovább kell tisztítani, hogy a kényes gyártási folyamatoknak és a szigorú élelmiszeripari előírásoknak megfeleljen.
Ugyanakkor a lézervágáshoz, inertizáláshoz vagy elektronikai gyártáshoz szükséges nitrogénnek elegendő 99,9–99,99% tisztasággal rendelkezni, amit egy helyszíni nitrogéngenerátor gond nélkül képes előállítani.
A helyi nitrogéngenerálás hátrányai
A helyi nitrogéngenerálás magasabb kezdeti beruházást igényel, mint a palackos vagy tartályos nitrogénellátás. A rendszer kiépítéséhez ugyanis többek között szükség van:
- ompresszorra, bár ez legtöbbször rendelkezésre áll,
- szűrőkre,
- valamint a kapcsolódó infrastruktúrára, pl. tartály, nyomásfokozó, gázanalizátor.
A rendszernek folyamatos áramellátásra is szüksége van, illetve a megbízható és folyamatos üzemelés érdekében rendszeres karbantartással is számolni kell. Ezek a költségek ugyanakkor jól tervezhetők, így az üzemeltetés hosszú távon is kiszámítható marad.
Nitrogéngenerálás vagy palackos szállítás: mit mutatnak a költségek?
A két megoldás közötti különbség valójában nem a beszerzéskor, hanem az üzemeltetés során válik igazán láthatóvá.
Az induló beruházás: itt az első csatát a palack nyeri
A palackos vagy tartályos rendszer induló költsége általában alacsonyabb. Egy tárolótartály, a kapcsolódó csőrendszer és a szükséges berendezések telepítése jellemzően 5 000 és 30 000 euró közötti költséget jelenthet.
Ezzel szemben a nitrogéngenerátor beszerelése jóval nagyobb beruházást igényel. A kisebb rendszerek ára körülbelül 15 000 eurótól indulhat, míg a nagyobb ipari megoldások beruházási igénye akár a 100 000 eurót is meghaladhatja.
A beszerzést tekintve egyértelműen a palackos megoldás tűnik kedvezőbbnek, de nézzük tovább!
Az üzemeltetési költség: itt fordul meg a mérleg
A palackos vagy tartályos ellátás költsége nem merül ki az ipari nitrogén árában. A folyékony nitrogén köbméterenkénti ára jellemzően 0,15 és 0,40 euró között mozog, azonban ehhez számos további költségtétel is társulhat.
Ilyen lehet például:
- a tartály bérleti díja, amely havonta akár 1755 eurót is elérhet,
- a szállítás költsége, amely szállítmányonként meghaladhatja a 87 eurót,
- az üzemanyag-felár, amely jellemzően 30-43 euró szállítmányonként.
A végső költségeket a szállítási díjak és az üzemanyagárak változása is befolyásolhatja. Emellett a folyékony nitrogén tárolása során elkerülhetetlen az úgynevezett elpárolgási veszteség (boil-off), vagyis a tárolt gáz egy része idővel felhasználás nélkül távozik a rendszerből. A szállítás és lefejtés során is keletkezik kisméretű veszteség, de egy év alatt ez is kimutatható összeget ér.
A helyi nitrogéngenerálás esetében ezzel szemben a költségek jelentős részét a villamosenergia-felhasználás adja. A nitrogén előállításának költsége így akár literenként 0,018 euróra is csökkenhet, míg a palackos vagy külső forrásból vásárolt nitrogén ára a felhasználás volumenétől és a földrajzi elhelyezkedéstől függően jóval magasabb lehet.
| Költségelem | Palackos / tartályos ellátás | Helyi nitrogéngenerálás |
| Gáz beszerzése | Folyamatos | Helyben történik az előállítás |
| Szállítási költség | Van | Nincs |
| Tartály- vagy palackbérlet | Van | Nincs |
| Elpárolgási / lefejtési veszteség | Jelentkezhet | Nincs |
| Energiafogyasztás | Közvetett | A fő üzemeltetési költség |
| Hosszú távú fajlagos költség | Magasabb | Alacsonyabb |
A megtérülés: ahol a generátor végleg megnyeri a versenyt
A helyi nitrogéngenerátorok esetében gyors megtérülésről beszélhetünk. Az Atlas Copco adatai szerint a beruházás sok esetben már 18 hónapon belül megtérülhet, miközben a berendezések élettartama gyakran meghaladja a 10 évet. PSA-rendszerek esetén a palackos ellátáshoz képest akár 90%-os költségmegtakarítás is elérhető. Ezt tapasztalták a Whitewater Brewery sörmanufaktúrában, melyről ez az esettanulmány számol be: https://www.atlascopco.com/hu-hu/compressors/customerBenefit/whitewater-sorgyar-esettanulmany
Segítünk kiszámolni a megtérülést az adott üzem paraméterei alapján
A megfelelő megoldás kiválasztása mindig az adott felhasználási környezettől függ. Míg kisebb fogyasztás esetén a palackos ellátás továbbra is jó választás lehet, a folyamatos és nagy volumenű nitrogénfelhasználásnál a helyi nitrogéngenerálás általában jelentős költségelőnyt kínál.
Mivel az ipari nitrogén árát számos tényező befolyásolja, a pontos megtérülés minden esetben egyedi számítást igényel. Az Atlas Copco szakemberei az adott üzem fogyasztási adatai és műszaki paraméterei alapján segítenek meghatározni, hogy a nitrogéngenerálás vagy a palackos szállítás-e a kedvezőbb választás.
