Analysis of Threats Involving Liquefied Natural Gas (LNG) – Review of Literature Sources Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Adrian Bralewskia)*, Jerzy Wolanina)

'> The Main School of Fire Service / Szkota Gfowna Sfuzby Pozarniczej * Corresponding author / Autor korespondencyjny: [email protected]

Analysis of Threats Involving Liquefied Natural Gas (LNG)

- Review of Literature Sources

Analiza zagrozen z udziatem skroplonego gazu ziemnego (LNG)

- przegl^d zrodet literaturowych

ABSTRACT

Aim: The purpose of this article is to review the literature on the risks associated with the transport, storage and processing of liquefied natural gas, and to lay a foundation for developing an LNG risk assessment methodology and the related State Fire Service response procedures. The authors focused on analysing the risks associated with the physicochemical properties of LNG. The reviewed publications explored scenarios related to the operation of LNG terminals.

Introduction: The construction of the LNG terminal in Swinoujscie, the constantly growing global LNG industry, and the increasingly widespread use of LNG-fuelled vehicles increase the associated risks. Therefore, it is extremely important to recognise these risks. All preventive and corrective measures require a thorough knowledge of the issues they designed to address. This article is the first step towards the development of fire department procedures to manage LNG risks. It includes a summary of the main risks faced by emergency services and scenarios that could be useful for developing a methodology for LNG risk assessment.

Methodology: The analysis presented in the article is based on a review of selected Polish and foreign literature. We provide a general discussion of the global LNG industry and its history, and of the physicochemical properties of liquefied gas. Furthermore, we identify the risks associated with the physicochemical properties of LNG, and discuss scenarios involving LNG risks in the supply chain, as provided in the reviewed literature. Conclusions: Based on a synthetic review of the literature, it can be concluded that the risks associated with the use of LNG have been thoroughly described in international literature. Polish publications on the subject are scarce. Awareness of LNG-related risks is crucial for the work of State Fire Service officers, as it is the basis for any preventive measures. Risk identification is the first step in the assessment. Existing literature offers few descriptions of "micro-scale" risks, involving, for instance, the use of LNG-powered vehicles. Macro-scale risks, on the other hand - those involving the transport and storage of large quantities of LNG - have been described in great detail. Keywords: LNG, risks, hazards, risk assessment Type of article: review article

Received: 17.09.2019; Reviewed: 21.10.2019; Accepted: 28.10.2019;

Authors' ORCID IDs: A. Bralewski - 0000-0001-9411-8736; J. Wolanin - 0000-0001-5915-6905; The authors contributed equally to this article;

Please cite as: SFT Vol. 54 Issue 2, 2019, pp. 32-53, https://doi.org/10.12845/sft.54.2.2019.3;

This is an open access article under the CC BY-SA 4.0 license (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/).

ABSTRAKT

Cel: Celem artykulu jest przeglqd literatury dotyczqcej zagrozen towarzyszqcych transportowi, magazynowaniu i przetworstwu skroplonego gazu ziemnego (LNG) oraz stworzenie podstaw do opracowania metodyki oceny ryzyka niebezpiecznych zdarzen z udzialem LNG, a takze procedur reagowania na nie przez Panstwowq Straz Pozarnq. W artykule autorzy skupili siç na przeglqdzie zagrozen wynikajqcych z wlasciwosci fizykochemicznych LNG. W publikacji przywolano takze pojawiajqce siç w literaturze scenariusze zdarzen zwiqzanych z obslugq terminali LNG.

Wprowadzenie: Budowa terminala LNG w Swinoujsciu, stale rozwijajqcy siç swiatowy przemysl LNG oraz coraz powszechniejsze wykorzystanie pojazdow zasilanych tym paliwem powodujq, ze prawdopodobienstwo pojawienia siç zwiqzanych z nim zagrozen nieustannie rosnie. Aby zapobiegac tym zagrozeniom i podejmowac wobec nich dzialania naprawcze, nalezy najpierw dokladnie je poznac. Niniejszy artykul stanowi pierwszy etap prac ukierunkowanych na prze-ciwdzialanie niekorzystnym zdarzeniom zwiqzanym z LNG przez straz pozarnq w ramach tworzenia procedur LNG. Autorzy zebrali glowne zagrozenia, z jakimi mogq miec do czynienia sluzby ratownicze, oraz scenariusze, ktore mozna wykorzystac do budowy metodyki oceny ryzyka zdarzen z udzialem LNG.

Metodología: Prezentowana w artykule analiza zostala przygotowana na podstawie przeglqdu wybranej literatury polskiej i zagranicznej. Poruszono glów-ne zagadnienia zwiqzane ze swiatowym przemystem LNG i jego historiq, a takze wlaSciwoSciami fizykochemicznymi skroplonego gazu ziemnego. Wska-zano zagrozenia wynikajqce z wlaSciwoSci fizykochemicznych LNG. Omówiono równiez pojawiajqce si§ w materialach zródlowych scenariusze zagrozert lartcucha dostaw LNG.

Wnioski: Na podstawie syntetycznego przeglqdu pismiennictwa mozna stwierdzic, ze zagrozenia zwiqzane z wykorzystaniem LNG zostaly bardzo doklad-nie opisane w literaturze miQdzynarodowej. Na polskim rynku wydawniczym temat pozostaje omówiony w nielicznych publikacjach. Swiadomosc zagrozert, jakie wiqzq si§ z wykorzystaniem LNG, jest kluczowa dla pracy funkcjonariuszy Partstwowej Strazy Pozarnej, gdyz stanowi podstaw? do podejmowania wszelkich srodków zaradczych. Jednoczesnie identyfikacja zagrozert jest pierwszym punktem w ocenie ryzyka zagrozert zwiqzanych z LNG. W literaturze (zarówno polskiej, jak i zagranicznej) wyst^pujq nieliczne opisy zagrozert w tzw. skali mikro, czyli zagrozert wynikajqcych np. z uzywania pojaz-dów zasilanych LNG. Bardzo dokladnie zas zostaly opisane zagrozenia w skali makro, tj. te zwiqzane z transportem i magazynowaniem duzych ilosci LNG. Stowa kluczowe: LNG, zagrozenia, wlasciwosci fizykochemiczne, ocena ryzyka Typ artykutu: artykul przeglqdowy

Przyjçty: 17.09.2019; Zrecenzowany: 21.10.2019; Zatwierdzony: 28.10.2019;

Identyfikatory ORCID autorów: A. Bralewski - 0000-0001-9411-8736; J. Wolanin - 0000-0001-5915-6905; Proszç cytowac: SFT Vol. 54 Issue 2, 2019, pp. 32-53, https://doi.Org/10.12845/sft.54.2.2019.3; Artykul udostçpniany na licencji CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.Org/licenses/by-sa/4.0/).

Introduction

With the construction of the LNG terminal in Swinoujscie, Poland now has the capability to receive gas from various parts of the world. This has created opportunities for LNG imports comparable to those of Portugal and Belgium. Also, the use of LNG has increased across the country, as it became an alternative to LPG and conventional natural gas. It is mainly used as fuel for various types of vehicles, including public buses, which have proven successful in Warsaw, Olsztyn and Gdansk, among other cities). Lorry manufacturers also provide LNG-powered vechil-es. And Russia has undertaken a project involving LNG-powered trains. It is reasonable to expect that the growth of the LNG market in Poland will prompt the development of LNG-vehicle infrastructure - filling stations and mobile LNG stations. Therefore, we believe it is extremely important to know the risks associated with the transport, storage and use of this fuel.

In this article we review Polish and international literature on the subject in an attempt to identify and assess the risks associated with LNG use. We consider it to be the first step towards developing a methodology for LNG risk assessment. Below, we provide a brief outline of the global LNG market, followed by an analysis of the physicochemical properties of LNG, and a discussion of various scenarios involving LNG incidents and related risks. We should note here, however, that the aim of this article was not to explore in detail the methods for modelling specific LNG risks. Rather, we intended to facilitate a general understanding of the processes and problems underlying the use of this substance. In addition, we consider this article to be the first step towards defining procedures for emergency services to respond to LNG spill incidents. The discussion below has been prepared as part of the project called „Innowacyjne stanowisko badawczo-treningowe Trenazer LNG stuzqce do opracowania tak-

Wstçp

Wraz z budowq termínala LNG w Swinoujsciu Polska otworzyta siç na przyjmowanie gazu pochodzqcego z róznych stron swiata. Stworzyto to mozliwosci importowe skroplonego gazu ziemnego porównywalne do tych, którymi dysponujq kraje takie jak Portugalia czy Belgia. Powstanie terminala LNG w Polsce przyczynito siç równiez do zwiçkszenia powszechnosci stosowania tego paliwa w kra-ju. Zaczçto byc ono uzywane zamiennie z LPG i tradycyjnym gazem ziemnym. LNG znajduje tu zastosowanie jako paliwo zasilajqce wszelkiego rodzaju pojazdy. Z powodzeniem uzytkowane sq auto-busy miejskie zasilane LNG (m.in. w Warszawie, Olsztynie, Gdansku). Takze producenci samochodów ciçzarowych posiadajq w swojej ofercie ciqgniki zasilane tym paliwem. W Rosji natomiast powstat projekt pociqgu zasilanego skroplonym gazem ziemnym. Spodziewac siç mozna, ze wraz z rozwojem rynku LNG w Polsce, w niedtugim czasie rozwinie siç takze infrastruktura zwiqzana z ob-stugq pojazdów zasilanych LNG - np. stacje paliw, mobilne stacje LNG. W zwiqzku z powyzszym niebywale wazne zdaniem autorów jest poznanie zagrozen, z jakimi wiqze siç transport, magazynowa-nie i wykorzystanie tego rodzaju paliwa.

W artykule dokonano przeglqdu literatury polskiej i miçdzynaro-dowej w kierunku próby identyfikacji i oceny zagrozen zwiqzanych z uzytkowaniem LNG. Praca ta stanowi pierwszy kroki w procesie tworzenia metodyki oceny ryzyka zagrozen zwiqzanych z LNG. Autorzy przedstawili ogólne informacje o rynku LNG na swiecie, przeanalizowali wtasciwosci fizykochemiczne LNG, scenariusze zdarzen z udziatem LNG oraz zwiqzanie z nimi zagrozenia. Jednoczesnie autorzy pragnq zaznaczyc, ze celem artykutu nie byto do-ktadne przyblizenie sposobów modelowania konkretnych zagrozen LNG, a jedynie ogólne zrozumienie procesów i problemów zwiqza-nych z wykorzystywaniem omawianej substancji. Artykut stanowi jednoczesnie wprowadzenie do prac majqcych na celu okreslenie

tyki dziatan z wykorzystaniem sprz^tu b^dqcego na wyposazaniu PSP podczas zdarzen LNG" ("Trenazer LNG - a set of innovative training and research equipment designed to help develop operational tactics using State Fire Service equipment for LNG incidents") (Agreement No. DOB-BIO9/15/02/2018).

LNG history and market

Liquefied natural gas is commonly known as LNG. According to the main distributor of LNG in Poland, the history of this fuel goes back to the 19th century, when British chemist Michael Faraday (1791-1867) became the first man to have liquefied this gas [1]. In 1883 Jagiellonian University scientists Zygmunt Wro-blewski and Karol Olszewski liquefied oxygen and nitrogen from air. However, it was not until 1896 that the cooling and liquefaction technology was patented by German engineer Karl Paul Gottfried von Linde. The first LNG liquefaction plant came into operation in 1917 in the US state of West Virginia, and the first commercial liquefaction facility was built in 1941 in Cleveland. Liquefied natural gas was transported for the first time after World War II. In January 1959 an LNG carrier, converted from a military freighter, set out from Lake Charles in the US state of Louisiana to Canvey Island in the UK [1]. This marked the emergence of the international industry of liquefied natural gas extraction and processing. It prompted efforts to find LNG suppliers from outside the US and South America. Later on, following the discovery of large natural gas deposits in Libya and Algeria, these two countries became the leading exporters of LNG [2].

Below are some of the key LNG-industry facts [3]:

- 258 MT (million tonnes) - the volume of internationally traded LNG in 2016. There has been a clear and continuous upward trend in LNG trade (244.8 MT in 2014, 244,9 MT in 201 5). The primary factors for this development include the increased demand in the Pacific basin, mainly Australia; the US starting to import LNG from the Mexican Bay; and the increased demand in Asia.

- 72.3 MT (million tonnes) - the volume of LNG supplied under short- and mid-term LNG contracts in 2016, representing about 28% of the global trade volume, an approx. 4% decrease relative to 2015. This was caused by the need to bridge the energy gap caused by the Fukushima earthquake, and the increased capability of the US to extract shale gas. Faced with such a dynamic environment, the LNG market was forced to become more flexible.

- $5.52/MMBtu - the average price per one million British thermal units (MMBtu) in northern Asia. This seems to be a high price compared to the one Poland paid for its first LNG transport to the Swinoujscie terminal ($4.1/MMBtu). Suspended gas supplies and low temperatures in 2016 in Asia were the primary causes.

- 340 MTPA (million tonnes per annum) - global LNG liquefaction capacity (2016) - the global LNG liquefaction capacity increased by about 35 MTPA relative to 2015. This was caused by the continuous development of the

procedur reagowania ratowników na zdarzenia zwiqzane z wycie-kiem LNG. Prezentowane rozwazania sq wynikiem prac prowa-dzonych w ramach projektu „Innowacyjne stanowisko badawczo--treningowe Trenazer LNG stuzqce do opracowania taktyki dziatan z wykorzystaniem sprzetu bedqcego na wyposazaniu PSP podczas zdarzen LNG" (nr umowy DOB-BIO9/15/02/2018).

Historia i ogólne informacje o Swiatowym rynku LNG

Skroplony gaz ziemny jest powszechnie znany jako LNG (Liquefied Natural Gas). Wedtug gtównego dystrybutora LNG na ryn-ku polskim historia tego paliwa ma swój poczqtek w XIX wieku, kiedy to brytyjski chemik Michael Faraday (1791-1867) jako pierwszy do-konat skroplenia gazu [1]. W 1883 roku przedstawiciele Uniwersyte-tu Jagiellonskiego - Zygmunt Wróblewski i Karol Olszewski - skro-plili tlen i azot pochodzqce z powietrza atmosferycznego. Jednak dopiero w 1896 roku technologie schtadzania i skraplania opatento-wat niemiecki inzynier Karl Paul Gottfried von Linde. Pierwsza insta-lacja do skraplania LNG rozpoczçta dziatanie w Zachodniej Wirginii w Stanach Zjednoczonych w 1917 roku, a pierwsza komercyjna in-stalacja skraplajqca zostata zbudowana w Cleveland w 1941 roku. Pierwszy transport skroplonego gazu ziemnego miat miejsce po II Wojnie Swiatowej. W styczniu 1959 roku przeksztatcony z woj-skowego transportowca statek z tadunkiem LNG wyptynqt z Lake Charles w Luizjanie (USA) i przybyt do Canvey Island w Wielkiej Brytanii [1]. Wydarzenie to zapoczqtkowato miçdzynarodowy prze-myst zwiqzany z wydobyciem i przetwórstwem skroplonego gazu ziemnego. Przyczynito sie to równiez do poszukiwania innych niz USA i Ameryka Potudniowa dostawców LNG. Po odkryciu ztóz gazu ziemnego w Libii i Algierii, te wtasnie kraje staty sie gtównymi eks-porterami skroplonego gazu ziemnego [2].

O obecnym stanie i rozmiarze przemystu zwiqzanego z ob-stugq LNG swiadczyc mogq fakty pochodzqce z roku 2016 [3]:

- 258 MT (milion ton) LNG w swiatowym handlu w 2016 roku. Zauwazalna jest ciqgta tendencja wzrostowa w ob-rocie LNG (244,8 MT w 2014 roku, 244,9 MT w 2015 roku) spowodowana w gtównej mierze zwiekszonq podazq w basenie Pacyfiku, gtównie w Australii; rozpoczeciem eksportu przez Stany Zjednoczone z Zatoki Meksykan-skiej; zwiekszonym popytem w Azji.

- 72,3 MT (milion ton) osiqgnqt krótko i sredniookresowy handel LNG w 2016 roku, co stanowi okoto 28% catego swia-towego obrotu i w stosunku do roku 2015 oznacza spadek o okoto 4% wartosci. Byto to spowodowane koniecznosciq uzupetnienia luki energetycznej wywotanej wstrzqsami w Fukushimie oraz wzrostem mozliwosci USA wynikajqcych z pozyskiwania gazu tupkowego. Tak zmienne srodowisko wymusito potrzebe wiekszej elastycznosci rynku LNG.

- $5,52/MMBtu - srednia cena za milion brytyjskich jednostek termicznych (MMBtu) w pótnocnej Azji. W stosunku do ceny jakq zaptacita Polska za pierwszy transport LNG do gazoportu w Swinoujsciu ($4,1/MMBtu), wydaje sie byc to cena wysoka. Wynika z przerw w dostawach gazu oraz niskich temperatur panujqcych w roku 2016 na kontynencie azjatyckim.

LNG processing industry. The year 2016 saw the emergence of a number of new projects such as Gorgon LNG, Australia Pacific LNG and Sabine Pass LNG, and additional production runs at Gladstone LNG (GLNG), Queensland Curtis LNG (QCLNG) and Malaysia LNG (MLNG). Global LNG liquefaction capacities are expected to grow in the years to come, as major projects are underway at Tangguh LNG (with a planned liquefaction capacity of 3.8 MPTA) and Elba Island LNG (2.5 MTPA).

- 795 MTPA - the global LNG regasification capacity - the global LNG regasification capacity increased from 766.8 MPTA at the end of 2016 to 794.6 MTPA at the end of January 2017, mainly due to the availability of additional capacities in China, Japan, France, India, Turkey and South Korea. It is expected that the Philippines, Bahrain and Russia (Kaliningrad) will complete their LNG regasi-fication projects in the coming years.

- A 10% share of global gas trade in 2015 - natural gas contributes to approx. a fourth of global energy demand, and LNG accounts for 9.8% of this contribution.

- 439 LNG carriers - the global LNG fleet, including conventional ships and floating storage regasification units (FRSU). A total of 31 new carriers were put into service in 2016, and 2 were decomissioned and scraped.

As at 2016, LNG was exported by 18 countries. Leading global exporters of LNG include Quatar, accounting for about 30% of global LNG supplies, and Australia (about 17%). However, in terms of the regional distribution of LNG exports, it should be borne in mind that Asia-Pacific countries lead in global LNG exports - with a share of 38.6%, they are slightly ahead of Middle Eastern exporters (35.3%). Figure 1 shows individual countries' percentage share of global LNG exports.

- 340 MTPA (miliony ton rocznie) - swiatowe zdolnosci w uptynnianiu LNG (2016). Globalna zdolnosc uptyn-niania LNG wzrosta o ok. 35 MTPA w stosunku do roku 2015. Wynika to z ciqgtego rozwoju przemystu zwiq-zanego z przetworstwem LNG. W roku 2016 powstaty nowe projekty, takie jak Gorgon LNG, Australia Pacific LNG i Sabine Pass LNG, a takze dodatkowe ciqgi pro-dukcyjne w Gladstone LNG (GLNG), Queensland Curtis LNG (QCLNG) i Malaysia LNG (MLNG). Przewiduje sie, ze w najblizszych latach swiatowe mozliwosci w skrapla-niu LNG bedq rosty za sprawq rozpoczetych inwestycji w Tangguh LNG (planowane mozliwosci skraplania rzedu 3,8 MPTA) oraz Elba Island LNG (2,5 MTPA).

- 795 MTPA - swiatowe zdolnosci w regazyfikacji LNG Globalna zdolnosc regazyfikacji wzrosta do 766,8 MTPA do konca 2016 r. i do 794,6 MTPA do konca stycznia 2017 r., gtownie za sprawq dodatkowej przepustowo-sci dostepnej rynkach Chin, Japonii, Francji, Indii, Turcji i Korei Potudniowej. Przewiduje sie, ze w najblizszych latach projekty zwiqzane z regazyfikacjq LNG zakonczq Filipiny, Bahrajn i Rosja (Kalingrad).

- 10% udziatow LNG w globalnych obrotach gazem w 2015 r. - gaz ziemny stanowi okoto V swiatowego zapotrzebowa-nia na energie, z czego 9,8% jest dostarczane jako LNG.

- 439 statkow stanowiqcych globalnq flot^ LNG - w tym statki konwencjonalne i dziatajqce jako FRSU (Floating Storage Regasification Unit). W 2016 roku do uzytku zo-stato oddanych 31 nowych statkow, zas 2 zostaty wyco-fane z uzytkowania i oddane na ztom.

W 2016 roku LNG byt eksportowany przez 18 krajow. Naj-wiekszymi swiatowymi eksporterami sq Katar, z ktorego pocho-dzi ok. 30% swiatowego LNG, oraz Australia (ok. 17%). Uwzgled-niajqc rejonizacje eksportu LNG, nalezy pamietac, ze dominujqce znaczenie w swiatowym przemysle LNG majq kraje Azji i Pacy-fiku, ktorych udziat w swiatowym eksporcie surowca stanowit ok. 38,6%, nieznacznie wyprzedzajqc kraje Bliskiego Wschodu (35,3%). Procentowy udziat poszczegolnych krajow w swiatowym eksporcie LNG zaprezentowano na rycinie 1.

Qatar, 77.2, 29.9% Australia, 44.3, 17.2% Malaysia, 25, 9.7% Nigeria, 18.6, 7.2% Indonesia, 16.6, 6.4% Algeria, 11.5, 4.5% Russia, 10.8, 4.2% Trinidad, 10.6, 4.1% Oman, 8.1, 3.2%

Figure 1. LNG exports (million tonnes per annum) and share of global LNG exports by country in 2016 (%)

Rycina 1. Eksport LNG (w milionach ton rocznie) i udziat w eksporcie poszczegolnych krajow w 2016 r. (w procentach)

Source/Zrodto: International Gas Union, 2017 World LNG Report, Barcelona 2017, [3].

Leading LNG importers include Japan (32.3%), South Korea (13.1%), and China (10.4%). Accordingly, the Asia-Pacific region has had the largest demand for LNG, accounting for 53.6% of global LNG imports in 2016. Europe was the second largest importer in 2016 (see Figure 2). It is important to note that in the figure below Poland is included under the OTHER section, with imports of less than 2.5 MT, next to such countries as Singapore, Portugal, Belgium, Malaysia, Brazil, Lithuania, the Dominican Republic, Greece, the Netherlands, Israel, Canada, Jamaica and Columbia.

Z kolei do najwi^kszych importeröw LNG zaliczajq si^: Japonia (32,3%), Korea Potudniowa (13,1%) oraz Chiny (10,4%). Zatem wsröd obszaröw o najwi^kszym zapotrzebowaniu na LNG wskazac nalezy rejon Azji/Pacyfiku, ktöry w 2016 r. pochtaniat 53,6% swiatowego importu LNG. Drugie miejsce wsröd najwi^k-szych importeröw zaj^ta Europa (zob. ryc. 2). Wartym zazna-czenia jest fakt, ze na ponizszym wykresie Polska zostata uj^ta w cz^sci INNE, z importem ponizej 2,5 MT, obok takich krajöw jak: Singapur, Portugalia, Belgia, Malezja, Brazylia, Litwa, Dominikana, Grecja, Holandia, Izrael, Kanada, Jamajka i Kolumbia.

OTHER/INNE

Turkey, 5.6, 2.2% i Italy, 4.5, 1.8% i Mexico, 4.1, 1.6% Kuwait, 3.3, 1.3% Argentina, 3.6, 1.4% UAE, 2.9, 1.1% Pakistan, 2.7, 1% Chile, 3.3, 1.3% Jordan, 3, 1.2% Thailand, 2.9, 1.1%

Figure 2. LNG imports (million tonnes per annum) and share of global LNG imports by country in 2016 (%) Rycina 2. Import LNG (w milionach ton rocznie) i udziat w rynku poszczegolnych krajow w 2016 r. (w procentach) Source/Zrodto: International Gas Union, 2017 World LNG Report, Barcelona 2017, [3].

As LNG grows in popularity and continues to expand globally, the number of end users increases as well. This is attributable to the ever-growing number of low-emission cars. According to Natural Gas Vehicle Global, there has been a global upward trend in the number of natural-gas powered cars (Figure 3). Statistics show that as at the end of 2018 a total of 26,455,793 natural-gas powered cars were in use, and that 31,246 natural-gas filling stations were in operation.

Globalny obrot LNG i jego rosnqca popularnosc przektadajq siç rowniez na wiçkszq powszechnosc stosowania gazu przez bezpo-srednich uzytkownikow. Wiqze siç to z ciqgle rosnqcq liczbq aut zasilanych paliwami niskoemisyjnymi. Wedtug Natural Gas Vehicle Global w skali swiata zaobserwowac mozna tendencjç wzrostowq co do liczby samochodow zasilanych gazem naturalnym (ryc. 3). Jak pokazujq statystyki, na koniec 2018 roku na swiecie uzywanych byto 26 455 793 aut zasilanych gazem oraz funkcjonowato 31,246 stacji, w ktorych mozna zatankowac tego rodzaju pojazdy.

1996 2000 2004 2008 2012 2016

Africa /Afryka

Latin America /Ameryka Lacinska North America / Ameryka Potnocna Europe / Europa Asia-Pacific / Azja-Pacyfik

Figure 3. Number of natural-gas powered cars in 1996-2016

Rycina 3. Liczba samochodow zasilanych gazem naturalnym w latach 1996-2016

Source/Zrodto: Natural Gas Vehicle Knowledge Base, Current Natural Gas Vehicle Statistics, www.iangv.org/current-ngv-stats/, [4].

0

The popularity of natural gas as a vehicle fuel varies globally. Asia has the most vehicles registered as natural-gas powered. It should be noted, however, that the statistics consider natural-gas powered vehicles as vehicles fuelled with CNG, LNG or biomethane (RNG).

Popularnosc gazu naturalnego jako paliwa napçdzajqcego pojazdy uzalezniona jest od regionu swiata. Najwiçcej pojazdów zasilanych gazem jest zarejestrowanych w Azji. Nalezy jednak zwrócic uwagç, ze w przedstawianych statystykach, jako pojazdy zasilane gazem naturalnym nalezy rozumiec pojazdy zasilane CNG, LNG i biometanem (RNG).

Table 1. Number of natural-gas powered vehicles by region

Tabela 1. Liczba pojazdów zasilanych gazem naturalnym w zaleznosci od regionu swiata

Asia-Pacific / Azja-Pacyfik

Number of vehicles Liczba pojazdów

18,509,677

Number of stations Liczba stacji

18,735

Europe / Europa 1,863,167 4,893

North America / Ameryka Pótnocna 205,000 1930

Latin America / Ameryka Lacinska 5,621,350 5480

Africa / Afryka 256,599 208

Source/Zrodto: Natural Gas Vehicle Knowledge Base, Current Natural Gas Vehicle Statistics, www.iangv.org/current-ngv-stats/, [4].

Recently, there has been a tendency among municipal companies to replace their existing fleets with zero- or low-emission buses. This development has been often driven by environmentally friendly policies and efforts to improve air quality in cities. For instance, April 2018 data show that Miejskie Zaktady Autobusowe w Warszawie (MZA), a Warsaw bus company, had 60 zero- or low-emission buses (20 electric, 35 LNG-powered and 5 hybrid vehicles). In addition, the company invited tenders for the delivery of 80 CNG-powered buses [5].

The globalised LNG and, more generally, natural gas market, as well as the rising popularity of LNG in Poland due to the construction of the Swinoujscie terminal, and the emergence of emission reduction policies, have all contributed to the growth of the low-emission vehicle market. Nevertheless, as observed by Dziechciarz, Lesiak and Bqk [6] - the transport of flammable gases involves a high risk of failure incidents related to the physical characteristics of gases, such as the low boiling point, flammability, and the fact that they can rapidly create flammable mixtures with air. Between 1994 and 2014, a total of 1,238 such incidents were recorded in the United States alone (an average of 62 incidents a year). The associated damages and losses amounted to $1,719,312,622, an average of $85,965,631 a year. A total of 41 people died and 195 were injured as a result [6]. These data prove that the use of LNG involves certain risks, such as those related to accidents of LNG-powered vehicles and infrastructural failures. Therefore, there is a need for risk assessment, as well as for procedures to be followed by rescue services during LNG-related incidents. To give the reader an idea of the scale of danger involved in LNG tank truck accidents, it is worth referring to the analysis by E. Planas, E. Pastor, J. Casal and J.M. Bonilla, in which they provide statistics on these kinds of incidents in Spain for the period of 1999-2017 [7].

W ostatnim czasie na rynku polskim zauwazalna jest tenden-cja wymiany floty autobusów wykorzystywanych przez miejskie przedsiçbiorstwa na autobusy niskoemisyjne lub nieemisyjne. Wynika to czçsto z proekologicznej polityki oraz próby poprawy jakosci powietrza w centrach miast. Dla przyktadu, wedtug danych z kwietnia 2018 r., Miejskie Zaktady Autobusowe (MZA) w Warszawie dysponowaty 60 autobusami nisko lub nieemisyjnymi (20 pojazdów elektrycznych, 35 gazowych LNG i 5 hybryd). Jednoczesnie MZA w Warszawie otworzyto przetarg na dostawç 80 autobusów zasilanych gazem ziemnym CNG [5].

Swiatowy rynek obrotu LNG i ogólnie gazem ziemnym, jak rów-niez rosnqca popularnosc LNG w Polsce wynikajqca z budowy portu w Swinoujsciu oraz polityki majqcej na celu ograniczenie emisji spa-lin, sprzyjajq rozwojowi rynku pojazdów niskoemisyjnych. Niemniej jednak - jak piszq Dziechciarz, Lesiak i Bqk [6] - transport gazów palnych wiqze siç z duzym ryzykiem awarii z uwagi na wtasciwosci fizyczne transportowanego medium, takie jak np. niska temperatura wrzenia, palnosc, tworzenie mieszanin palnych z powietrzem w krót-kim czasie. W samych Stanach Zjednoczonych w latach 1994-2014 odnotowano 1238 takich wypadków (czyli srednio 62 wypadki rocz-nie). Lqczna wartosc zniszczen i strat zwiqzanych z awariami wy-niosta 1 719 312 622 USD, co daje srednio rocznie 85 965 631 USD. W sumie w wyniku tych wypadków zginçto 41 osób, a 195 zostato rannych [6]. Dane te potwierdzajq ryzyko wystqpienia potencjalnych zdarzen z udziatem LNG, takich jak wypadki pojazdów zasilanych LNG czy awarie zwiqzanej z tym gazem infrastruktury. Wiqze siç z tym zatem potrzeba analizy ryzyka oraz koniecznosc opracowania procedur, które mogtyby byc wykorzystane przez ratowników w czasie zdarzen z udziatem LNG. Aby uzmystowic sobie skalç zagrozenia zwiqzanego z wypadkami cystern przewozqcych LNG, warto przy-wotac analizç dokonanq przez E. Planas, E. Pastor, J. Casal oraz J. M. Bonilla, w której autorzy przytaczajq liczbç tego typu zdarzen, do których doszto w Hiszpanii w latach 1999-2012 [7].

Table 2. Road accidents involving LNG tank trucks in Spain in 1999-2017

Tabela 2. Wypadki drogowe z cysternami LNG, ktore miaty miejsce w Hiszpanii w latach 1999-2017

Date Data Place Miejsce Outcome Efekt Consequences Konsekwencje

27/01/1999 Sevilla Tank truck's tyre fire / Pozar opony cysterny -

10/10/2000 Jabugo (Huelva) Tank truck tipover / Przewrocenie cysterny -

12/06/2002 Beas (Huelva) Tank truck tipover / Przewrocenie cysterny -

22/06/2002 Tivissa (Tarragona) Tank truck fire and explosion Pozar i eksplozja tankowca Driver dead, several injured, serious house damage / Smierc kierowcy, cz^sc osob zostata rannych, powaznie uszkodzony dom

04/12/2002 Huelva Tank truck tipover Przewrocenie cysterny Driver sustained minor injuries Lekko ranny kierowca

24/03/2004 Jabugo (Huelva) Fire in driver's cabin / Pozar w kabinie pojazdu -

11/10/2007 Algodonales (Cadiz) Tank truck tipover and leakage Driver dead

Przewrocenie cysterny i wyciek Smierc kierowcy

19/08/2008 Reolid (Albacete) Tank truck tipover and leakage Przewrocenie cysterny i wyciek Driver dead Smierc kierowcy

25/10/2010 Sanlucar la Mayor (Huelva) Valve leakage / Wyciek przez zawory -

Tank truck fire and explosion Pozar i eksplozja tankowca Driver dead, damaged house and filling station

20/10/2011 Zarzalico (Murcia) Smierc kierowcy, uszkodzenie domu i stacji benzynowej

27/10/2011 Ribarroja (Valencia) Tank truck tipover / Przewrocenie cysterny -

21/11/2011 Palos (Huelva) Damage to the rear part of an empty tank truck / Zniszczenie tylnej cz^sci pustej cysterny Driver sustained serious injuries Powaznie ranny kierowca

14/01/2012 Puerto Lumbreras (Murcia) Empty tank truck tipover Przewrocenie pustej cysterny Driver sustained serious injuries Powaznie ranny kierowca

17/01/2012 Puerto Lumbreras (Murcia) Empty tank truck tipover Przewrocenie pustej cysterny -

24/01/2012 Huelva Tank truck tipover / Przewrócenie cysterny

Source/Zrodto: Planas E., Pastor E., Casal J., Bonilla J. M., Analysis of the Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion (bleve) of a liquefied natural gas road tanker: the Zarzalico accident, "Journal of Loss Prevention in the Process Industries" 2015, [7].

Physicochemical properties of LNG

Liquefied natural gas (LNG) is used for regasification as a gas fuel (distributed via gas networks to individual consumers, used by gas-fired power plants, or as an alternative motor fuel) or chemical material. The volume of liquefied gas is about 600 times smaller than that of regasified gas, which makes it easier to transport and store [8]. LNG liquefies at temperatures of -166°C to -1 57°C (depending on LNG composition) at atmospheric pressure. Liquefied natural gas (liquid) is lighter than water, and has a density of 430-470 kg/m3. At low temperatures, close to liquefaction temperature, methane (gas) density is about 1,751 kg/m3 - higher than air density. When spreading, the gas may accumulate close to the ground. As its temperature increases to about -110°C, methane becaomes lighter than air and easy to ventilate [9]. LNG composition depends on the source-gas composition and the liquefaction method used, and as such may slightly vary by origin. Table 3 presents the qualitative composition - depending on the place of extraction and loading.

Wtasciwosci fizykochemiczne LNG

Gaz ziemny skroplony - LNG jest gazem stosowanym po re-gazyfikacji jako paliwo gazowe (rozprowadzane sieciq gazowq do odbiorców, stosowane w elektrowniach gazowych oraz jako alter-natywne paliwo w silnikach) lub surowiec chemiczny. Skroplony gaz zajmuje obj?tosc ok. 600 razy mniejszq niz gaz po regazyfikacji, a wi?c jest tatwiejszy do transportowania i magazynowania [8]. Skro-plenie LNG nast?puje w temperaturze od -166°C do -157°C (temperatura uzalezniona jest od sktadu LNG) przy cisnieniu atmosfe-rycznym. Skroplony gaz ziemny (ciecz) jest lzejszy od wody, a jego g?stosc wynosi 430-470 kg/m3. G?stosc metanu (gazu) w niskiej temperaturze, bliskiej skraplaniu to ok. 1,751 kg/m3, a wi?c jest to g?stosc wi?ksza od g?stosci powietrza. Podczas rozprzestrzenia-nia si? gaz ten moze kumulowac si? tuz nad ziemiq. Metan wraz ze wzrostem temperatury do wartosci ok. -110°C staje si? lzejszy od powietrza i tatwo poddaje si? procesom wentylacyjnym [9]. Sktad LNG uzalezniony jest od sktadu gazu zródtowego oraz zastosowa-nej metody skraplania, co za tym idzie moze si? nieznacznie róznic w zaleznosci od pochodzenia. Sktad jakosciowy - uzalezniony od miejsca wydobycia i zatadunku - zostat przedstawiony w tabeli 3.

Table 3. LNG characteristics by origin

Tabela 3. Charakterystyka LNG w zaleznosci od zrödel

Origin Nitrogen N2 % Methane Cl % Ethane C2 % Propane C3 % C4+% TOTAL LNG Density(1) kg/irP Gas Density(2) kg/rrAfn) Expansion ratio m3 (n)/ m3 liq GasGCV(2) MJ/m3(n) Wobbe lndex(2) NU/m3(n)

Australia - NWS 0.04 87.33 8.33 3.33 0.97 100 467.35 0.83 562.46 45.32 56.53

Australia - Darwin 0.10 87.64 9.97 1.96 0.33 100 461.05 0.81 567.73 44.39 56.01

Algeria-Skikda 0.63 91.40 7.35 0.57 0.05 100 446.65 0.78 575.95 42.30 54.62

Algena-Bethioua 064 89.55 8.20 1.30 0.31 100 454.50 0.80 571.70 43.22 55.12

Algeria-Arzpw 0.71 88.93 8.42 1.59 0.37 100 457.10 0.80 570.37 4348 55.23

Brunei 0.04 90.12 5.34 3.02 1.48 100 461.63 0.82 564.48 44.68 56.18

Egypt - Idku 0.02 95.31 3.58 0.74 0.34 100 437.38 0.76 578.47 41.76 54.61

Egypt - Damiella 0.02 97.25 2.49 0.12 0.12 100 429.35 0.74 582.24 40.87 54.12

Equatorial Guinea 0.00 93.41 6.52 0.07 0.00 100 439.64 0.76 578.85 41.95 54.73

Indonesia - Arun 0.08 91.86 5.66 1.60 0.79 100 450.96 0.79 571.49 43.29 55.42

Indonesia - Badak 0.01 90.14 5.46 2.98 1.40 100 461.07 0.82 564.89 44.63 56.17

Indonesia - Tangguh 0.13 96.91 2.37 0.44 0.15 100 431.22 0.74 581.47 41.00 54.14

Malaysia - Bintulu 0.14 91.69 4.64 2.60 0.93 100 454.19 0.80 569.15 43.67 55.59

Nigeria 0.03 91.70 5.52 2.17 0.58 100 451.66 0.79 571.14 43.41 55.50

Norway 0.46 92.03 5.75 1.31 0.45 100 448.39 0.78 573.75 42.69 54.91

Oman 0.20 90.68 5.75 2.12 1.24 100 457.27 0.81 567.76 43.99 55.73

Peru 0.57 89.07 10.26 0.10 0.01 100 451.80 0.79 574.30 42.90 55.00

Qatar 0.27 90.91 6.43 1.66 0.74 100 453.46 0.79 570.68 43.43 55.40

Russia - Sakhalin 0.07 92.53 4.47 1.97 0.95 100 450.67 0.79 571.05 43.30 55.43

Trinidad 0.01 96.78 2.78 0.37 0.06 100 431.03 0.74 581.77 41.05 54.23

USA - Alaska 0.17 99.71 0.09 0.03 0.01 100 421.39 0.72 585.75 39.91 53.51

Yemen 0.02 93.17 5.93 0.77 0.12 100 442.42 0.77 576.90 42.29 54.91

Last updated in 2012

1 Calculated according to ISO 6578 [T = -160°C)

2 Calculated according to ISO 6976 (0°C/0°C, 1.01325 bar)

Source/Zrodto: GIIGNL, The LNG industry GIIGNL ANNUAL REPORT2018, International Group of Liquefied Natural Gas Importers, 2019, [10].

Liquefied natural gas is a liquid that easily changes into gas Skroplony gaz ziemny jest cieczq, ktora tatwo przechodzi

(often seen as vapour). The physicochemical properties of LNG w stan gazowy (czçsto w formie widocznej pary). Wtasciwosci depend on its chemical composition [2]. Table 4 shows the basic fizykochemiczne LNG zalezq od jego sktadu chemicznego [2]. psychicochemical properties of LNG. Podstawowe wtasciwosci fizykochemiczne LNG zaprezentowa-

no w tabeli 4.

Table 4. Basic physicochemical properties of LNG Tabela 4. Podstawowe wtasciwosci fizykochemiczne LNG

Properties / Wtasciwosci

Molecular mass [Da] / Masa czqsteczkowa [a.j.m.] 16.4

Liqefaction temperture [°C] (at p = 1 bar) / Temperatura skraplania [°C] (przy p = 1 bar) -161

Density [kg/m3] (applies to liquids) / G^stosc [kg/m3] (dotyczy cieczy) 410+470

Odour/Zapach odourless / bezwonny

Colour / Kolor colourless / bezbarwny

Cloud-point temperature [°C] (at p = 1 bar) / Temperatura zm^tnienia [°C] (przy p = 1 bar) -187

Spontaneous ignition temperature [°C] (at p = 1 bar) / Temperatura samozaptonu [°C] (przy p = 1 bar) 540+580

Toxicity / Toksycznosc non-toxic / nietoksyczny

Oxidising capability / Korozyjnosc non-oxidising / niekorozyjny

Carcinogenicity / Kancerogennosc no proven carcinogenicity / nie stwierdzono

Flammability limit when vapourised in air [% vol.] / Granice palnosci par w powietrzu [% obj.] 5+15

Water solubility / Rozpuszczalnosc w wodzie very poor / bardzo staba

Source/Zródto: Rostonek G., Skroplony gaz ziemny - LNG. Czqsc I - Zagadnienia ogólne ipodstawy procesu rozliczeniowego, „Nafta-Gaz" 2016, [2].

LNG's properties related to the very low transport and storage temperatures make it necessary to use special cryogenic or insulated tanks.

Risks assocaited with the physicochemical properties of LNG

Potential LNG-related risks in the supply chain are attributable to this fuel's properties. R. Sedlaczek has identified three types of risks directly attributable to LNG's physicochemical properties, and associated with the storage and transport of this substance. These are: fire and explosion, rollover, and rapid phase transition (RPT) [11]. Other authors also mention such risks as: pool fire, jet fire, boiling liquid expanding vapour explosion (BLEVE) [12-13], flash fire, and vapour cloud fire [14-15].

Wtasciwosci LNG, zwiqzane z bardzo niskq temperature jego sktadowania i transportowania, wymagajq uzycia specjalnych zbiornikow kriogenicznych lub izolowanych cieplnie.

Zagrozenia wynikajgce z wtasciwosci fizykochemicznych LNG

Zagrozenia, ktore mogq pojawic si? w tancuchu dostaw LNG, wiqzq si? wtasciwosciami tego paliwa. R. Sedlaczek wskazuje na trzy typy zagrozen, ktore wynikajq bezposrednio z wtasciwosci fizykochemicznych LNG oraz wiqzq si? z magazynowaniem i trans-portowaniem tej substancji. Sq to: zagrozenia pozarowo-wybuchowe; rollover oraz zjawisko Rapid Phase Transition (RPT) [11]. Inni autorzy wskazujq dodatkowo na mozliwosc wystqpienia takich zjawisk jak: pozar powierzchniowy (pool fire), pozar strumieniowy (jet fire), wybuch rozszerzajqcych si? par cieczy wrzqcej (BLEVE) [12-13], pozar btyskawiczny (flash fire) oraz wybuch chmury parowej (vapor cloud fire) [14-15].

LNG-related fire and explosion risks

LNG vapours are exremely flammable. When released, they have a low temperature and density higher than air. Floating near the ground, they produce mist and cause sudden cooling (freezing) of the surroundings. Natural gas can form explosive mixtures. It is lighter than air, and accumulates in upper sections of enclosed spaces. Ignition or explosion can be caused by flame, sparks or static electricity [8]. It should be noted, however, that LNG becomes lighter than air by absorbing heat

Zagrozenia pozarowo-wybuchowe LNG

Pary LNG sq skrajnie tatwopalne. W chwili uwolnienia majq niskq temperatur? i g?stosc wi?kszq od powietrza. Utrzymujq si? przy podtozu, wywotujq powstanie mgty i gwattowne schtodzenie (zmrozenie) otoczenia. Gaz ziemny tworzy mieszaniny wybucho-we. Jest lzejszy od powietrza, gromadzi si? w górnej cz?sci po-mieszczen. Zapton lub wybuch mogq byc spowodowane przez: ptomien, iskry lub wytadowania elektrycznosci statycznej [8]. Warto jednak zwrócic uwag?, ze LNG staje si? lzejszy od powietrza wsku-

from the surroundings. This happens once it reaches a temperature of about -110 C°.

The air-gas mixture can ignite when the air gas concentration is between the lower (LEL) and upper explosive limits (UEL). It is assumed that the LEL and UEL for LNG is 5% and 15%, respectively. This means that if the gas concentration is lower than 5%, LNG will be too diluted to ignite. Conversely, when the concentration exceeds 15%, there is not enough oxygen in the air for the gas to combust [11]. However, flash fire and vapour cloud explosion can occur in such conditions.

The main risk associated with the storage of LNG involves its cryogenic release and subsequent combustion [16]. This release can be the effect of a physiochemical change, failure, or accident. Pool fires and jet fires are considered main LNG-related fire hazards. Explosion hazards include BLEVE and VCE.

tek pobierania ciepta z otoczenia. W chwili gdy osiqgnie on temperatura ok. -110°C, staje si? lzejszy od powietrza.

Zapton mieszaniny powietrzno-gazowej jest mozliwy wówczas, gdy st?zenie gazu w powietrzu b?dzie miescito si? pomi?dzy dolnq (DGW) a górnq (GGW) granicq wybuchowosci. Przyjmuje si?, ze dla LNG DGW wynosi 5%, zas GGW - 15%. Oznacza to, ze jesli st?zenie gazu b?dzie mniejsze niz 5%, wówczas gaz b?dzie zbyt rozcienczo-ny, aby mógt ulec zaptonowi. Gdy z kolei wartosc st?zenia przekra-cza 15%, w srodowisku takim nie ma wystarczajqcej ilosci tlenu do spalenia gazu [11]. Jednoczesnie sq to warunki do zaistnienia poza-ru btyskawicznego (flash fire) oraz wybuchu chmury parowej (VCE).

Gtówne zagrozenie zwiqzane z magazynowaniem LNG dotyczy uwolnienia kriogenicznego substancji, a nast?pnie jej zaptonu [16]. Uwolnienie mozna traktowac jako wynik przemiany fizykoche-micznej, awarii lub wypadku. Jako gtówne zagrozenia pozarowe LNG wymienia si? pozar powierzchniowy (pool fire), pozar stru-mieniowy (jet fire). Z kolei jako zagrozenia wybuchowe wskazac mozna BLEVE oraz VCE.

Pool fire

A pool fire is a fire burning above a horizontal pool of flammable liquid. It cannot be extinguished as long as flammable material is available. A pool fire develops when a pool of LNG near the ignition source has been evaporating to the point that it becomes flammable. And once this limit has been reached, ignition occurs. The resulting fire spreads from the ignition source and causes further LNG evaporation. Due to the thermal effect, pool fires on water are more dangerous than those on land, as water accumulates heat better than the ground. Thermal radiation from a pool fire may injure unprotected individuals and damage property - even at a large distance from the source of fire [17].

An interesting approach to assessing the impact of LNG pool fires was proposed by A. Markowski and D. Siuta [18]. Their uncertainty-adjusted assessment procedure is based on fuzzy logic and Monte Carlo methods. It allows a precise determination of the range of impact, thus facilitating a more realistic management of potential risks, as compared to commonly applied single-point models. These same authors took a similar approach to analysing uncertainty for the computation of LNG dispersion. The main sources of uncertainty in the LNG dispersion model that they identified include the rate of release, the LNG pool radius, the surface thermal flux, wind speed, surface roughness, and the average time [18].

Pozar powierzchniowy (pool fire)

Mianem pozaru powierzchniowego (pool fire) okreslany jest pozar ponad rozlewiskiem cieczy palnej. Pozaru powierzchniowego nie mozna ugasic do czasu wyczerpania si? materiatu palnego. Mechanizm powstawania pool fire wyst?puje, gdy rozlewisko LNG w okolicy zródta zaptonu paruje do granicy, w której osiqgnie pal-nosc. Po osiqgni?ciu tej granicy ulega zaptonowi. Powstaty w wy-niku zaptonu pozar rozprzestrzenia si? od zródta zaptonu i powo-duje dalsze parowanie cieczy LNG. Ze wzgl?du na efekt termiczny, pool fire na powierzchni wody jest jeszcze bardziej niebezpieczny niz pozar tego samego typu na lqdzie (woda lepiej kumuluje cie-pto niz ziemia). Promieniowanie cieplne pochodzqce z pool fire moze zranic niezabezpieczone osoby i uszkodzic mienie - nawet w znacznej odlegtosci od zródta pozaru [17].

Ciekawe podejscie do oceny skutków pozaru powierzchniowego LNG prezentujq A. Markowski i D. Siuta [18]. Proponowa-ne przez autorów post?powanie w przypadku oceny skutków z uwzgl?dnieniem niepewnosci bazuje na systemie logiki rozmytej (fuzzy logic) oraz metodzie Monte Carlo. Zastosowana przez auto-rów technika pozwala na precyzyjne okreslenie zasi?gu skutków, co w przeciwienstwie do stosowanych modeli jednopunktowych, daje mozliwosc bardziej realnego zarzqdzania potencjalnym za-grozeniem. Ci sami autorzy w podobny sposób analizujq niepew-nosc w obliczeniach dyspersji LNG. Wskazujq, ze gtównymi zródta-mi niepewnosci w modelu dyspersji LNG sq: szybkosc uwalniania, promien rozlewiska LNG, strumien ciepta z powierzchni, pr?dkosc wiatru, chropowatosc powierzchni i sredni czas [19].

Jet fire

A jet fire is a narrow, long and turbulent fire resembling a burner flame. LNG-related jet fires occur when the liquid is released under pressure through an opening or a crack in the tank. These types of fires can compromise the structural integrity

Pozar strumieniowy (jet fire)

Mianem pozaru strumieniowego okresla si? wqski, dtugi i turbu-lentny pozar, przypominajqcy ptomien z palnika. Jet fire w przypad-ku LNG wyst?puje, gdy ciecz jest uwalniana pod cisnieniem przez otwor bqdz p?kniecie w zbiorniku. Pozary tego typu mogq naruszac

of buildings, equipment and infrastructure, acting virtually like a burner. They generate very large fluxes of heat and can burn through most materials if given sufficient exposure time. However, jet fires have a very narrow range, especially when caused by the combustion of a flammable liquid, and are usually not larger than 50 m. Consequently, jet fires pose a potential risk primarily for LNG terminals, pumping stations and filling stations [20]. Nevertheless, it is possible that the increasing popularity of mobile LNG filling stations and the growing transport of LNG using tank trucks will generate jet fire risks associated with station failures and truck accidents.

Jet fire impact analyses should give special consideration to the radiation coming from the flux of heat, and to the direct flame impact on the exposed object. From a human impact perspective, modelling the former is more relevant, since the latter always results in the death of all people within the fire zone. When considering property damage and destruction, both aspects are equally relevant. The modelling in this case is largely based on experimental data instead of computational procedures. Since it is very difficult to model a direct fire impact, most authors focus on heat radiation [20].

konstrukcje budynköw, urzqdzen i dziatac dostownie jak palnik. Wy-twarzajq one bardzo duze strumienie ciepta i - przy zatozeniu od-powiedniego czasu ekspozycji - sq w stanie przepalic wiçkszosc materiatöw. Jednak zasiçg jet fire jest bardzo zawçzony, zwtaszcza w przypadku cieczy palnej i zwykle nie przekracza 50 m. Zatem za-grozenie zwiqzane z jet fire ogranicza siç zwykle do terminali LNG oraz przepompowni i stacji tankowania [20]. Istnieje jednak praw-dopodobienstwo, ze wraz ze zwiçkszajqcq siç popularnosciq mo-bilnych stacji tadowania LNG oraz rosnqcym transportem LNG przy uzyciu cystern, jet fire bçdzie mögt wystqpic w czasie awarii stacji czy wypadköw z udziatem pojazdöw przewozqcych LNG.

Analizy skutköw jet fire powinny uwzglçdniac przede wszystkim promieniowanie pochodzqce ze strumienia ognia oraz bezposrednie uderzenie ptomieni w narazony obiekt. Z punktu widzenia skutköw pozaru dla ludzi wazniejsze jest zamodelowanie pierwszego przypadku, poniewaz drugi zawsze konczy siç smierciq wszystkich osöb znaj-dujqcych siç strefie pozaru. Z kolei w analizie zagrozenia w aspekcie uszkodzen i zniszczen obiektöw obie kwestie sq röwnie wazne. Mo-delowanie opiera siç w tym przypadku w gtöwnej mierze na danych doswiadczalnych, a nie na obliczeniach. Z racji tego, ze bezposrednie uderzenie strumienia ognia jest bardzo trudne do zamodelowa-nia, wiçkszosc autoröw skupia siç na promieniowaniu cieplnym [20].

Boiling liquid expanding vapour explosion (BLEVE)

BLEVE is defined by the Centre for Chemical Process Safety (CCPS) as a sudden release of a large mass of pressurised superheated liquid to the atmosphere. According to the CCPS, its primary causes include the absorption of large amounts of energy, impact by an object, corrosion, manufacturing defects of containers, and internal overheating [21].

The mechanism of BLEVE is as follows [20]:

1. A vessel with compressed liquid gas is exposed to heat load, or damaged due to impact, fatigue or corrosion.

2. The vessel fails.

3. Pressure drops immediately, and an explosion occurs.

4. The vessel is shattered.

5. A fireball or toxic gas dispersion results.

A team of researchers under E. Planas published a case study of an LNG tank truck accident involving BLEVE [7]. The accident took place on the A-91 motorway linking Puerto Lumbreras with Granada. On the site of the accident, the motorway was separated by a 10-metre fault. An occupied house was located 90 m north of the site. Near the opposite lane of the motorway, about 125 m from the explosion site, there was a service area with a filling station, a café, and a rest area for truck drivers. At around 8 a.m. a west-bound truck carrying two large precast concrete slabs broke down. The driver stopped on the shoulder, partly blocking the lane. More or less twenty minutes later an LNG tank truck hit the parked vehicle's back. The tank truck driver lost control over the vehicle due to the collision. The vehicle went past the parked truck, passed through the road barrier, and fell into a ditch on the opposite side of the road, 20 m from the parked truck. Several people in the service area witnessed the

Wybuch rozszerzajqcych siç par cieczy wrzqcej (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion, BLEVE)

Zjawisko BLEVE zostato zdefiniowane przez Centre for Chemical Process Safety jako nagte uwolnienie do atmosfery duzej masy prze-grzanej cieczy pod cisnieniem. Jako gtöwne przyczyny tego zjawiska podawane sq: absorbcja duzej ilosci energii, trafienie pocisku, korozja, wady produkcyjne zbiorniköw, w ktörych przechowywana jest ciecz czy przegrzanie na skutek zewnçtrznego podgrzewania [21].

Mechanizm przebiegu zjawiska BLEVE [20]:

1. Zbiornik zawierajqcy sprçzony gaz ptynny przyjmuje obciq-zenie cieplne lub ulega uszkodzeniu ze wzglçdu na uderzenie, zmçczenie materiatu lub korozjç.

2. Zbiornik ulega uszkodzeniu.

3. Wystçpuje natychmiastowe obnizenie cisnienia i eksplozja.

4. Zbiornik ulega rozerwaniu.

5. Wystçpuje zjawisko kuli ognia lub toksycznej dyspersji.

Zespöt E. Planas w swojej publikacji opisat przyktad wypadku

z cysternq przewozqcq LNG, podczas ktörego doszto do BLEVE [7]. Wypadek ten miat miejsce na autostradzie A-91 tqczqcej Puerto Lumbreras z Granadq. W miejscu wypadku autostrada jest ogra-niczona przez 10-metrowy uskok skalny. W odlegtosci 90 m na pötnoc od miejsca wypadku znajduje siç zamieszkaty dom. Obok przeciwlegtego pasa autostrady, ok. 125 m od miejsca, w ktörym doszto do eksplozji, znajduje siç strefa serwisowa ze stacjq ben-zynowq, kawiarniq i miejscem do odpoczynku dla kierowcöw sa-mochodöw ciçzarowych. Okoto godziny 8 ci^zaröwka jadqca na zachöd z dwiema duzymi prefabrykowanymi ptytami betonowymi zepsuta siç i zatrzymata na poboczu autostrady, czçsciowo blo-kujqc pas. Mniej wiçcej dwadziescia minut pözniej cysterna LNG uderzyta w tyt zaparkowanego pojazdu. Z powodu kolizji kierowca cysterny stracit kontrolç nad pojazdem. Cysterna minçta zaparko-

accident. After coming to a halt, the LNG tank truck burst into flames. The fire rapidly expanded, making it impossible for the driver of the parked truck to save the man trapped inside the tanker. The emergency services in Lorca received the accident call at about 8:21. They were based at a distance of 31 km from the site. When firefighters arrived at the scene, the tanker had already lost much of its insulating layer. Heavy smoke emanating from the fire was visible from a large distance, indicating that the container contents were burning. The fire department decided to secure the fire area within a radius of 600 m, and to shut off traffic due to the risk of explosion. The fire engines were stationed in a distance of 150 m, and everyone in the service area, as well as several witnesses watching from a motorway bridge, were evacuated. Moments before the explosion a piercing whistling sound could be heard coming from the truck, and the fire intensified. This prompted a decision to withdraw to a distance of 200 m. Soon after the tanker exploded [7].

Based on this example, it is evident that case studies of BLEVE incidents could be helpful in modelling the fire behaviour of pressurised cryogenic-substance containers.

wanq ciçzarôwkç, uszkodzita barierkç i wpadta do rowu po prze-ciwnej stronie drogi, 20 m przed ciçzarôwkq. Swiadkami zdarzenia byto kilka osób, które znajdowaty siç w strefie serwisowej. Po za-trzymaniu siç cysterna nagle stançta w ptomieniach. Ogien szybko przybrat bardzo duze rozmiary, które uniemozliwity kierowcy znisz-czonego pojazdu uratowanie uwiçzionego w srodku kolegi. Stuzby ratunkowe z miejscowosci Lorca otrzymaty telefon informujqcy o wypadku o godzinie 8:21. Ich siedziba oddalona byta o 31 km od miejsca wypadku. Kiedy strazacy dotarli na miejsce, tankowiec stracit juz znacznq czçsc izolacji. W pozarze wydzielat siç dym widoczny z duzej odlegtosci. Swiadczyto to o spalaniu zawartosci zbiornika. Strazacy postanowili zabezpieczyc obszar o promieniu 600 m i catkowicie zredukowac ruch na drodze ze wzglçdu na ry-zyko wybuchu. Wozy strazackie zostaty ustawione w odlegtosci 150 m, a wszystkich ludzi ze strefy serwisowej oraz kilku swiad-ków obserwujqcych scenç z mostu na autostradzie ewakuowano. Chwilç przed wybuchem stychac byto przenikliwy gwizd cyster-ny, ogien nasilit siç, a strazacy podjçli decyzjç o wycofaniu siç na odlegtoSc 200 m. Zaraz po tym nastqpita eksplozja cysterny [7].

Przywotany przyktad pokazuje, ze studia przypadku doty-czqce zjawiska BLEVE mogq byc pomocne przy modelowaniu zbiorników cisnieniowych przeznaczonych do przechowywania substancji kriogenicznych w warunkach pozaru.

J

t

VAPOR

J

t

VAPOR

VAPOR CLOUD EXPOSED BY PRESSURE RELIEF

VESSEL DAMAGE

LIQUID BOILS CAUSES EXCESS PRESSURE

VESSEL DAMAGE DUE TO CORROSION

VESSEL DAMAGE BY HOT TEMPERATURE EXPOSED BY EXTERNAL FIRE

Figure 4. llustrates the BLEVE mechanism Rycina 4. Przebieg zjawiska BLEVE

Source/Zrodto: Kaushik M., What is Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion (BLEVE) on Gas Carrier Ships?, https://www.marineinsight.com/tech/what-is-boiling-liquid-expanding-vapour-explosion-bleve-on-gas-carrier-ships/, [23].

Rapid phase transition (RPT)

Rapid phase transition is a very rapid evaporation of LNG caused by a large amount of heat coming from the water on which LNG has accidentally spilled, or the water with which LNG has come into contact in an insulated container [11]. D.S. Burgess, J.N. Murphy and M.G. Zabetakis discussed the behaviour of LNG spillage onto water in a 1970 report commissioned by the US Department of the Interior. At the time, explo-

Gwattowne przejscie fazowe (Rapid Phase Transition, RPT)

Zjawisko gwattownego przejscia fazowego (Rapid Phase Transition, RPT) mozna opisac jako raptowne odparowanie LNG na skutek dostarczenia duzej ilosci ciepta pochodzqcego z wody, na ktörq wyptywa LNG w czasie przypadkowego wycieku; bqdz z ktörq kontaktuje siç skroplony gaz ziemny w izolowanym zbior-niku [11]. O zjawisku zachowania siç LNG w czasie wycieku na

sions caused by LNG leakage onto water were not referred to as RPT. However, already at that point the authors of the report recommended that "explosions caused by LNG spills onto water" be factored in when managing LNG transport. They also emphasised the uncertainty involved in scaling such explosions, especially in the case of minor spills [24]. RPT involves an uncontrolled spill of LNG onto water. As noted by J.A. Fay, such spills may be caused by accidental collisions involving LNG ships or targeted terrorist attacks, such as the one carried out in 2000 against the USS Cole [25]. The author also presented the computational procedure for a number of scenarios involving various tank and tank-liquid positions relative to the water surface. Similar assumptions were made by the authors of the "Understand LNG Rapid Phase Transitions (RPT)" report.

powierzchni? wody pisali juz D. S. Burgess, J. N. Murphy oraz M.G. Zabetakis w raporcie z 1970 r. sporzqdzonym na potrzeby Departamentu Spraw Wewn?trznych USA. Wowczas wybuchy zwiqzane z wyciekiem LNG na powierzchni? wody nie byty jeszcze okreslane mianem RPT. Juz wtedy jednak autorzy raportu wskazy-wali na koniecznosc uwzgl?dnienia „wybuchow powstatych w wy-niku wycieku LNG na wod?" w zarzqdzaniu transportem LNG. Zwra-cali rowniez uwag? na brak pewnosci w skalowaniu tych wybuchow, zwtaszcza w przypadku niewielkich wyciekow [24]. RPT zawsze wiqze si? z niekontrolowanym wyciekiem LNG na powierzchni? wody. Jak wspomina J.A. Fay, wycieki te mogq powstac w efek-cie przypadkowej kolizji statku transportujqcego LNG lub celowych dziatan terrorystycznych, ktore miaty miejsce np. w 2000 r. na USS Cole [25]. Autor przedstawia jednoczesnie proces obliczeniowy dla roznych scenariuszy usytuowania zbiornika i cieczy w zbior-niku wzgl?dem powierzchni wody. Podobne zatozenia przyj?li autorzy raportu „Understand LNG Rapid Phase Transitions (RPT)".

Figure 5. LNG spill from a hole above the water line

Rycina 5. Przypadek wycieku LNG, gdy otwör wycieku usytuowany jest powyzej poziomu wody

Source/Zrodto: Melhem G., Saraf S., Ozog H., Understand LNG Rapid Phase Transitions (RPT), ioMosaic Corporation, 2006, [26].

Figure 6. LNG spill from a hole below the water line and below the LNG liquid level

Rycina 6. Przypadek wycieku LNG, gdy otwor wycieku usytuowany jest ponizej poziomu wody oraz ponizej poziomu LNG Source/Zrodto: Melhem G., Saraf S., Ozog H., Understand LNG Rapid Phase Transitions (RPT), ioMosaic Corporation, 2006, [26].

Figure 7. LNG spill from a hole below the water line and above the LNG liquid level

Rycina 7. Przypadek wycieku LNG, gdy otwör wycieku usytuowany jest ponizej poziomu wody oraz powyzej poziomu LNG Source/Zrodto: Melhem G., Saraf S., Ozog H., Understand LNG Rapid Phase Transitions (RPT), ioMosaic Corporation, 2006, [26].

They identified three situations in which RPT can occur [25]:

- when LNG spills from a hole above the water line,

- when LNG spills from a hole below the water line,

- when LNG spills from a hole below the water line but above the LNG liquid level in the cargo tank.

An abrupt evaporation of a cryogenic liquid caused by heat absorbed from water may lead to a sudden rise in pressure. In extreme cases this is considered a physical explosion. According to J. Woodward and R. Pitbalado, RPT can be described in four steps [20]:

1. The Premixing Phase - as soon as the two liquids (water and LNG) meet, a stable vapour mix allows large quantities to intermix because of density and velocity differences, as well as vapour production. The vapour film causes relative low heat transfer between the two liquids. The timescale is in the range of seconds and the length scale is in the range of centimetres.

2. The Triggering Phase - some events produce destabilisation of the vapour film, allowing liquid-liquid contact, causing enhanced heat transfer and pressurisation. The triggering mechanism may include pressure pulses from impact, coolant entrapment within the hot fluid and thermal film destabilisation.

3. The Propagation Phase - LNG, as a coolant, is rapidly heated and pressurised, and this may cause "thermal fragmentation" or "fine fragmentation" as the surrounding hot liquid is penetrated by cold to create a large surface area of contact between the two liquids.

4. The Expansion Phase - the resulting high-pressure mixture expands behind a propagation front against the inertial constraints imposed by the environment. The damage potential depends on how quickly the expansion can be relieved.

When looking at these descriptions of RPT, two interesting questions come to mind to which we have found no answers in

Wskazujq oni trzy mozliwosci powstania RPT [25]:

- gdy otwor wycieku usytuowany jest powyzej poziomu wody,

- gdy otwor wyptywu LNG znajduje siç ponizej poziomu wody,

- gdy otwor znajduje siç ponizej poziomu wody, ale powyzej poziomu LNG w zbiorniku.

Gwattowne odparowanie cieczy kriogenicznej wywotane cie-ptem dostarczanym z wody moze bye przyczynq nagtego wzro-stu cisnienia, co w ekstremalnych przypadkach moze bye uznane za wybuch fizyczny. Wedtug J. Woodwarda i R. Pitbalado RPT opisae je mozna poprzez zastosowanie czterech krokow [20]:

1. Faza mieszania wstçpnego - w momencie gdy dwie ciecze (woda i LNG) siç spotkajq, stabilna warstwa pary (tzw. film parowy) pozwala na ich mieszanie siç w duzych ilosciach. Jest to efekt roznicy gçstosci i prçdkosci cieczy, jak rowniez zjawiska wytwarzania pary. Film parowy powoduje relatyw-nie niski przeptyw ciepta pomiçdzy dwiema cieczami. Czas trwania zjawiska miesci siç w jednej sekundzie, zas odle-gtose miçdzy warstwami wynosi kilka centymetrow.

2. Faza wyzwolenia - niektore zdarzenia powodujq destabili-zacjç warstwy filmu parowego. Stwarzajq mozliwose kon-taktu obu cieczy, a tym samym zwiçkszonq wymianç ciepta i wzrost cisnienia. Mechanizm wyzwalajqcy moze powodo-wae impulsy cisnienia bçdqce skutkiem uwiçzienia chtod-nego LNG w cieptej wodzie i destabilizacjç filmu parowego.

3. Faza propagacji - chtodziwo, jakim jest LNG, jest gwat-townie podgrzewane i poddawane dziataniu cisnienia, co moze powodowae „fragmentacjç termicznq" lub „drobnq fragmentacjç". Zimna ciecz (LNG) i otaczajqca jq ciepta ciecz (woda) przenikajq siç wzajemnie. Tworzy siç miçdzy nimi duza powierzchnia styku.

4. Faza rozprzestrzeniania siç -wysokocisnieniowa miesza-nina rozszerza siç oraz postçpuje w kierunku bezwtadno-sciowych ograniczen narzuconych przez srodowisko. Zniszczenia zalezq od tego, jak szybko mozliwose rozprzestrzeniania siç bçdzie mozliwa.

the analysed literature, and which could provide some interesting insights. These are:

1. What is the minimum amount of LNG required for RPT to occur?

2. Is it possible to create conditions allowing RPT to occur on land?

LNG storage tank stratification (rollover)

A rollover (also known as LNG storage tank stratification) is a physical process whereby two or more LNG layers of different composition intermix. This typically produces massive and rapid evaporation of gas, and a surge in tank pressure, which is beyond the tank's capacity and cannot be controlled by operators. Hence, when designing LNG storage tanks, consideration should be given to the consequences of structural tank damage and the uncontrolled discharge of the flammable gas into the atmosphere [27]. It is common for LNG compositions to vary due to the global trend of diversification of supplies. In effect, short-term contracts are becoming more popular than long-term contracts. This means that terminals must handle LNG supplies from various parts of the world, with varying LNG compositions. Other factors contributing to this development may include [11]:

- long-term LNG storage - e.g. to offset seasonal variations in gas supplies (the "ageing" of LNG);

- changes in LNG quality;

- cyclical processes of pumping LNG in and out;

- a large nitrogen content in the stored LNG.

Traditionally, LNG is stored in heavily insulated tanks. Usually, offshore terminals are connected to above-ground cylindrical tanks which allow storage of up to 250,000 m3 of gas at a working pressure of up to 250 mbar. Spherical and prismatic tanks used on LNG carriers can hold up to 50,000 m3 of gas at the same working pressure as storage tanks. Smaller amounts of LNG, up to 10,000 m3, can be stored in vacuum insulated tanks (VIT) at a pressure of 5 bar. Heat penetrating into the tank through its insulation is, however, a regular occurrence. LNG heating, in turn, causes surface-layer stratification and evaporation. The rate of evaporation varies in the range of 0.02-0.2% of the tank's capacity per day, depending on the tank type [13]. To illustrate how real the risk of rollover is, it is worth mentioning the study undertaken by GIINGL (the International Group of Liquefied Natural Gas Importers) in 1981 to investigate rollover-associated incidents. The study identified 41 incidents which occurred in 22 plants between 1970 and 1982. Most of the incidents were found to have been caused by liquids of different densities intermixing in the tank. Four incidents were identified as resulting from nitrogen accumulation [28].

Rollover is essentially a thermodynamic process. Figure 8 on the left shows an LNG tank without stratification. As methane evaporates from the surface, which cools down due to heat from

Wsrod informacji i opisow zwiqzanych z RPT interesujqce wy-dajq si? dwa pytania, na ktore autorzy nie znalezli do tej pory od-powiedzi w analizowanych materiatach, a ktore stanowitoby inte-resujqcy wktad do prowadzonych badan:

1. Jaka jest minimalna wymagana ilosc LNG do wystqpie-nia zjawiska RPT?

2. Czy mozliwe jest stworzenie warunkow na lqdzie, ktore umozliwityby wystqpienie RPT?

Rozwarstwienie ciektego LNG w zbiorniku (rollover)

Zjawisko Rollover (zwane rowniez rozwarstwieniem ciektego LNG w zbiorniku) jest procesem fizycznym mieszania si? po-mi?dzy dwiema lub wi?cej warstwami LNG o roznych sktadach. Zazwyczaj wynikiem zjawiska rollover jest znaczne i szybkie od-parowanie gazu oraz nagty wzrost cisnienia w zbiorniku przekra-czajqcy techniczne mozliwosci zbiornikow i umiej?tnosci ope-ratorow. W zwiqzku z tym na etapie projektowania zbiornikow konieczne jest uwzgl?dnienie konsekwencji wynikajqcych z uszko-dzenia konstrukcji zbiornikow oraz niekontrolowanego odprowa-dzenia tatwopalnego gazu do atmosfery [27]. Roznica w sktadach LNG wynika z ogolnoswiatowej tendencji do dywersyfikacji zro-dta dostaw. Co za tym idzie, stabnie popularnosc dtugotermino-wych kontraktow dostaw na rzecz kontraktow krotkoterminowych. Oznacza to, ze terminale LNG muszq radzic sobie z surowcem po-chodzqcym z roznych stron swiata, a tym samym o roznym skta-dzie chemicznym. Dodatkowo czynnikami wptywajqcymi na po-wstawanie omawianego zjawiska mogq byc m.in. [11]:

- sktadowanie LNG przez dtugi czas, np. na potrzeby po-krywania sezonowych wahan w poborach gazu (tzw. „starzenie si?" LNG);

- zmiany w jakosci LNG;

- cykliczne procesy wpompowywania i odpompowywania skroplonego gazu;

- duza zawartosc azotu w sktadowanym LNG.

Tradycyjnie LNG przechowywany jest w silnie izolowanych

termicznie zbiornikach. Najcz?sciej z instalacjami brzegowymi potqczone sq zbiorniki cylindryczne naziemne, ktore umozliwiajq przechowywanie do 250 tys. m3 gazu przy cisnieniu roboczym do 250 mbar. Zbiorniki kuliste i pryzmatyczne stosowane sq trans-portowcach LNG i majq pojemnosc do 50 tys. m3 przy takim samym cisnieniu roboczym jak zbiorniki magazynowe. Mniejsze ilo-sci LNG sq najcz?sciej przechowywane w izolowanych zbiornikach prozniowych (VIT) przy cisnieniu 5 bar i max. obj?tosci 10 tys. m3. Zjawiskiem typowym jest dostawanie si? ciepta do zbiornika przez izolacj?. Ogrzewanie si? tadunku LNG z kolei prowadzi do rozwar-stwienia warstwy powierzchniowej i odparowania. Szybkosc odpa-rowania zalezy od typu zbiornika i waha si? od 0,02% do 0,2% obj?to-sci zbiornika dziennie [13]. Aby uswiadomic sobie realnosc zjawiska rollover, warto przytoczyc badania GIIGNL rozpocz?te w 1981 r. do-tyczqce incydentow o symptomach rollover. W wyniku tych prac zidentyfikowano 41 zdarzen, ktore miaty miejsce w latach 1970-1982 w 22 zaktadach przemystowych. Jako przyczyn? wi?kszosci incydentow wskazano mieszanie si? w jednym zbiorniku cieczy

the surroundings, the density of the surface layer increases and the liquid recedes. The heat penetrating into the tank through its bottom and insulated walls is enough to increase the temperature of side layers and cause the liquids to intermix due to the convection currents. An LNG rollover cannot happen in these conditions. In order for a rollover to occur, the fluid must be stratified in the tank, as shown by the tank to the right in Figure 8. Stratification happens primarily when:

- a "new" gas transferred into the tank has a greater density than the "old" portion of LNG remaining in the tank, and the tank is filled from the bottom up;

- a "new gas" transferred into the tank is lighter than the "old" LNG remaining in the tank, and the filling is done from the top down.

Various studies exist to show that a 1 kg/m3 difference in density between the gas being transferred into the tank and the gas that is already in it is sufficient to produce stratification, provided that the filling process is very slow [13]. The key parameter and, at the same time, sign of stratification is a decrease in the rate at which the liquid evaporates.

The top layer of the liquid in the tank returns the heat absorbed during evaporation. However, the transfer of heat between the bottom and top layers of the liquid is limited. This is caused by LNG's poor heat transfer capability and the difference in the liquid's density. The result is heat absorption by the bottom layer of the liquid. As the liquid absorbs heat, the temperature of the bottom layer increases and its density decreases. Once both

o roznych g?stosciach. Cztery incydenty zostaty oznaczone jako zdarzenia spowodowane zgromadzeniem si? azotu [28].

Rollover jest procesem opartym na zjawiskach termodyna-micznych. Na rycinie 8 po lewej stronie przedstawiono zbiornik LNG bez tzw. stratyfikacji, czyli rozwarstwienia. Metan odparowuje z powierzchni, ktora si? wychtadza z powodu dostarczania ciepta z otoczenia. Powoduje to wzrost g?stosci warstwy powierzchnio-wej i opadanie cieczy. Ciepto, ktore przenika do zbiornika przez jego dno i izolowane sciany, wystarcza do ogrzania warstw bocz-nych i mieszania si? cieczy na skutek prqdow konwekcyjnych. W tym przypadku rollover LNG nie moze wystqpic. Warunkiem koniecznym do wystqpienia zjawiska rollover jest rozwarstwienie cieczy w zbiorniku widoczne w prawym zbiorniku przedstawionym na rycinie 8. Do rozwarstwienia moze dochodzic najcz?sciej, gdy:

- wprowadzany do zbiornika „nowy" gaz b?dzie bardziej g?-sty niz pozostajqca w zbiorniku „stara" cz?sc LNG, a napet-nianie zbiornika odbywa si? od dotu;

- wprowadzany do zbiornika „nowy" LNG b?dzie lzejszy od pozostajqcego w zbiorniku LNG, a napetnianie b?dzie odby-wato si? od gory.

t

Boil-off

Badania pokazujq, ze röznica mi?dzy g?stosciq gazu wprowa-dzanego a tym juz obecnym w zbiorniku rz?du 1 kg/m3 moze spo-wodowac rozwarstwienie, tylko jesli gaz b?dzie wprowadzany bar-dzo powoli [13]. W przypadku zjawiska rozwarstwienia kluczowym parametrem i jednoczesnie symptomem jest zmniejszenie szybko-sci parowania cieczy.

Görna warstwa cieczy w zbiorniku oddaje pochtoni?te ciepto przez parowanie. Ograniczona jest z kolei wymiana ciepta pomi?-dzy dolnq i görnq warstwami cieczy. Jest to spowodowane sta-bq wymianq cieplnq LNG oraz röznicq w g?stosci cieczy. Nast?p-stwem tego jest pochtanianie ciepta przez dolnq warstw? cieczy. Gromadzone ciepto powoduje wzrost temperatury i zmniejszenie g?stosci warstwy dolnej. Gdy g?stosci obu warstw si? zröwnajq,

Û

Figure 8. Stratification phenomena in LNG tanks

Rycina 8. Zjawiska obserwowane w zbiornikach z LNG wynikajqce z jego rozwarstwienia

Source/Zrodto: SIGTTO, Guidance for the Prevention of Rollover in LNG Ships, Witherby Publishing Group Ltd, Edinburgh 2012, [13].

layers have the same density, the bottom layer will move over the top layer, generating large volumes of vapours and energy in the process - i.e. causing a rollover [13].

M. Laciak proposed a computational algorithm to predict rollover time as a tool to control the rollover risk. His model is based on matching the physiochemical parameters of LNG. The model can be solved iteratively by changing the composition and thermodynamics of the liquid's layers with each iteration, until the investigated parameters are equal (see Figure 9).

As mentioned above, there is a history of incidents proving that rollover is a real risk. The most serious incidents, often mentioned in literature, happened in:

- 1971 in the Laz Spezia terminal in Italy;

- 1993 in the LNG storage tank in Partington, UK;

- 2008 on the Moss Rosenberg carrier.

warstwa dolna przemiesci si? ponad warstw? gornq, generujqc przy tym duze obj?tosci oparow oraz energii - rollover [13].

M. Laciak jako narz?dzie do przeciwdziatania zjawisku rollover proponuje algorytm obliczeniowy stuzqcy do przewidywania czasu do wystqpienia zjawiska. Zaproponowany model bazuje na dopa-sowaniu parametrow fizykochemicznych LNG. Model mozna roz-wiqzywac iteracyjnie, zmieniajqc przy kazdej iteracji sktad i termo-dynamik? warstw cieczy az do momentu zrownania parametrow (zob. ryc. 9).

Jak wspomniano wyzej, o realnosci zjawiska rollover swiadczq incydenty, ktore miaty miejsce w przesztosci. Do najbardziej dotkli-wych zdarzen, ktore sq cz?sto przywotywane w roznych zrodtach literaturowych, doszto:

- w 1971 r. w terminalu La Spezia we Wtoszech,

- w 1993 r. w zbiorniku do przechowywania LNG, w Partington w Wielkiej Brytanii,

- w 2008 r. na tankowcu Moss Rosenberg.

Risk scenarios for the LNG supply chain

In addition to risks associated with the physicochemical properties of LNG, some literature explores scenarios involving risks related to terminal failures, human errors and acts of terrorism. In essence, these risks are what T.N. Nicholas referred to as "black swans" - events with unpredictable consequences. "Black swans" are extremely rare events. Albeit on the very low end of the probability spectrum, their occurrence has immense impact on the environment and the world. Taleb, in turn, investigated the essence of volatility and risk estimation in times when automated future predictions are impossible [29]. Based on our review of literature, we have identified scenarios of risks related to:

- air attacks against LNG terminals [31];

- attacks using small ships/fast motorboats or conventional ships [31];

- underwater attacks involving scuba divers equipped with explosives [30].

The above scenarios have been constructed by a team of researchers led by K.Slqczka, and by K. Prill and K. Cieszynska. They relate to events to which the LNG terminal in Swinoujscie may be exposed. In regard to Scenario 1, the authors noted that "a terrorist takeover of an aircraft is highly unlikely but possible. Although unlikely, it is possible for commercial and private air-crafts to reach the area in the vicinity of the Swinoujscie LNG terminal. Hence, one could imagine a scenario in which commercial or private aircrafts are used as a weapon to launch an air attack against the LNG terminal and the vessels stationed there. (...) There are two airfields within 50 km from the Swinoujscie terminal - the military airfield in Dziwnow and the landing field in Pasewalk. A hijacked aircraft could easily take off from there, and given the short distance, it would probably reach the target undetected" [31].

Scenariusze zagrozen tancucha dostaw LNG

Oprocz zagrozen wynikajqcych z wtasciwosci fizykochemicznych LNG w literaturze spotkac mozna pozycje literaturowe, ktore bazujq na scenariuszach dziatan uwzgl?dniajqcych zagrozenia wy-nikajqce z awarii terminali, bt?dow ludzkich czy umyslnych dziatan o charakterze terrorystycznym. Otwiera to pole do badan zagrozen, ktore - idqc za T.N. Nicholasem - nazwac mozna „czarnymi tab?-dziami" (blackswans). Sq to zdarzenia o nieprzewidywalnych skut-kach. „Czarne tab?dzie" to wydarzenia niezwykle rzadkie, znajdujq-ce si? na samym krancu ogona rozktadu prawdopodobienstwa, ale wywierajqce olbrzymi wptyw na otoczenie i swiat. Istotq zmienno-sci i szacowaniem ryzyka w czasach, w ktorych nie mozna w spo-sob automatyczny przewidywac przysztosci, zajmuje si? Taleb [29]. Wsrod prowadzonego przeglqdu literatury autorzy doszukali si? scenariuszy zagrozen zwiqzanych m.in. z:

- atakiem na terminal LNG z powietrza [31];

- atakiem przy pomocy matego statku/szybkiej todzi mo-torowej lub statku konwencjonalnego [31];

- atakiem podwodnym z udziatem nurka uzbrojonego w materiaty wybuchowe [30].

Wymienione powyzej scenariusze zostaty stworzone przez zespot W. Slqczka, K. Prill oraz K. Cieszynskq i dotyczq zdarzen, na ktore narazony moze byc terminal LNG w Swinoujsciu. Odnosnie scenariusza 1 autorzy wskazujq, ze „zaj?cie statku powietrznego przez terrorystow jest bardzo mato prawdopodobne, ale mozliwe. Dost?pnosc jednostek powietrznych o przeznaczeniu komercyj-nym i prywatnym w poblizu terminala LNG w Swinoujsciu jest mata, ale zarazem mozliwa. Dlatego tez scenariusz ataku z po-wietrza na terminal LNG i znajdujqce si? na nim jednostki mozna rozwazyc z perspektywy mozliwosci uzycia statku powietrznego o charakterze komercyjnym lub prywatnym jako broni. (...) W ob-r?bie 50 km od lokalizacji terminala Swinoujscie znajdujq si? dwa lotniska. Lotnisko wojskowe w Dziwnowie oraz lqdowisko w Pase-walku. Sq to miejsca, z ktorych uprowadzona jednostka powietrz-na mogtaby bez wi?kszych problemow wystartowac, a z ktorych odlegtosc do celu redukuje prawdopodobienstwo wykrycia" [31].

Determine initial values: molar composition {xu (i)}0, {x, (i)}0 of the liquid (LNG) and the average molecular weight MWU, MWi

Determine saturation pressure Pksal

Determine the profile of pressure P in the tank

Determine temperature Tk based on saturation pressure in the LNG layer

Determine temperature Tk based on the profile of pressure in layers (depending on the adjustment of vapour pressure to pressure P in the tank), for the given time interval (to + tk), including variations in layer densities. For t = to + Atk, k = 1,..., n.

NO

Calculate density p^ pM based on liquid temperature Tk, pressure Pk and molar composition {^ (|)} {x, (i)}k in the given time interval (to + fltk) (specific time interval)

T

Calculate thermal conductivity hk and mass-flow coefficients Kk from the Globe and Dropkin correlation.

T

Determine the thickness of layers 6uk, 6,k, (g = l - 5,k - 6uk) from the heat gains and losses in the time interval (to + fltk)

} -1-

Í* 0,1

YES »

END OFTHE COMPUTATIONAL PROCEDURE

Where

- xu(i) - molecular composition of component i during the liquid phase, top layer

- x,(i) - molecular composition of component i during the liquid phase, bottom layer

- MWu - average molecular mass of LNG in the top layer

- MW, - average molecular mass of LNG in the bottom layer

- Pksat - saturation pressure in area k

- P - tank pressure

- Ta - temperature in the bottom layer of LNG

- t - time

- t0 - initial time

- fltk - time increment

- Tk - LNG tank temperature

- Pk - LNG tank pressure

- hk - thermal conductivity coefficient

- Kk - mass-flow coefficient

- 6„k - thickness of gas space in the tank

- ®uk - thickness of the top layer in the tank

- 6,k - thickness of the bottom layer in the tank

- P| - average LNG density in the bottom layer

- pu - average LNG density in the top layer

Gdzie:

- x (i)- stQzenie molowe sktadnika i w fazie ciektej w górnej warstwie

- x,(i)-stQzenie molowe sktadnika i w fazie ciektej w dolnej warstwie -Mwu- srednia masa cz^steczkowa LNG w górnej warstwie, kg/kmol

- Mw,- srednia masa cz^steczkowa LNG w dolnej warstwie, kg/kmol

- P^-cisnienie saturacji w obszarze k, bar

- P - cisnienie w zbiorniku, bar

- Tu k- temperatura w dolnej warstwie LNG, K -1 - czas, s

-1(, - czas pocz^tkowy, s

- Atk- przrost czasu, s

- Tk- temperatura w zbiorniku LNG, K

- Pk- cisnienie w zbiorniku LNG, K

- hk- wspótczynnik wnikania ciepta, W/(m2*K)

- Kk- wspótczynnik przeptywu masy

- 6v< - grubosc przestrzeni gazowej w zbiorniku, m

- 6uk- grubosc górnej warstwy w zbiorniku, m

- 6k-grubosc dolnej warstwy w zbiorniku, m

- p - srednia gastóse LNG w dolnej warstwie, kg/m3 -pu - srednia gastóse LNG w górnej warstwie, kg/m3

Figure 9. Algorithm for computing changes in density to determine rollover time

Rycina 9. Algorytm obliczania zmian gçstosci cieczy w zbiorniku, w celu okreslenia czasu do wystqpienia zjawiska rollover Source/Zrodlo: taciak M., Liquefied Natural Gas storage of variable composition, "Archives of Mining Sciences" 2015, [29].

Scenario 2 (attacks using small ships/fast motorboats or conventional ships) assumes the following [31]:

- an attack on the LNG terminal in Swinoujscie could be carried out using a civilian motorboat laden with explosives;

- instead of attacking directly the terminal infrastructure, a fast motorboat could be used to carry out an attack against an LNG carrier directly in the outer harbour, or when the carrier is approaching the terminal;

- a fast motorboat could be laden with a sufficient amount of explosives to damage the inner-hull shell and cause cargo to explode;

- the attack could happen at night or at dusk/dawn. Despite poor visibility, boat drivers are able to positively identify the target and use the optical navigation system. The attack is also much less likely to be detected.

Scenario 3 involves a scuba diver equipped with explosives. In order for this scenario to happen, however, the vessel would have to stand still. What is more, the underwater operation would involve time constraints; the scuba diver would have to carry a small amount of powerful explosives, and the attack would need to be carried out in summer at night or at dawn, since the waves and water currents are weaker at that time [31].

The above-described examples prove that it is reasonable to construct such scenarios. Furthermore, as noted by the authors of Metodyka oceny ryzyka na potrzeby zarzqdzania kryzysowego RP ("A risk assessment methodology for crisis management in Poland"), such scenarios are constructed to [32]:

- collect risk assessment data all in one place;

- describe the sequence of events resulting from the spread of dynamic risk, including the related consequences.

In addition, such scenarios allow those involved in risk assessment to recognise specific threats and their consequences, make connections between event consequences, detect a domino effect and identify the quantities required for computations [32]. This could be particularly important for LNG-re-lated risks due to their nature. Table 5 shows data on LNG-re-lated accidents gathered by E. Vanema's team [33]. They may serve as an interesting indication of which scenarios should be prioritised, and how to make connections between selected risks.

The LNG-related scenarios provided above should necessarily be included in the planned LNG risk assessment methodology.

Zatozenia autorow do scenariusza 2 (atak przy pomocy ma-tego statku/szybkiej todzi motorowej lub statku konwencjonal-nego) to [31]:

- jednostkq uzytq do ataku na terminal LNG w Swinoujsciu moze byc szybka todz motorowa o przeznaczeniu cywil-nym wypetniona materiatami wybuchowymi;

- szybka todz motorowa moze byc wykorzystana do ataku na gazowiec LNG, znajdujqc si? bezposrednio w porcie ze-wn?trznym lub b?dqc w trakcie manewrow podejscia do terminala, a nie bezposrednio w infrastruktur? terminala;

- szybka todz motorowa moze byc wypetniona odpowied-niq ilosciq materiatu wybuchowego pozwalajqcego na dokonanie uszkodzen powtoki wewn?trznego kadtuba i wybuchu przewozonego tadunku;

- do ataku moze dojsc w porze nocnej lub zmierzchu/swi-tu. Pomimo stabej widocznosci osoby prowadzqce todz sq w stanie dokonac pozytywnej identyfikacji celu oraz prowadzic nawigacj? optycznq. Natomiast prawdopodo-bienstwo wykrycia ataku b?dzie zdecydowanie obnizone.

Scenariusz 3 z kolei wiqze si? z wykorzystaniem nurka uzbrojo-nego w materiaty wybuchowe. Przeprowadzenie ataku w sposob opi-sany przez autorow w scenariuszu wymaga jednak, aby jednostka nie znajdowata si? w ruchu. Dodatkowo operacja pod wodq musiataby byc ograniczona w czasie; nurek musiatby posiadac niewielkq ilosc materiatu wybuchowego o duzej sile razenia, zas atak musiatby byc przeprowadzony latem w porze nocnej lub o zmierzchu ze wzgl?du na mate falowanie i staby prqd wodny w tym okresie [31].

Przytoczone powyzej przyktady swiadczq o stusznosci pod-j?cia trudu zwiqzanego z budowq scenariuszy. Dodatkowo, jak piszq autorzy Metodyki oceny ryzyka na potrzeby zarzqdzania kryzysowego RP, scenariusze tworzy si? po to, aby [32]:

- zebrac dane do szacowania ryzyka w jednym miejscu;

- opisac ciqg zdarzen wynikajqcych z rozprzestrzeniania si? zagrozenia dynamicznego wraz ze skutkami jakie niesie za sobq.

Oprocz tego scenariusz pozwala szacujqcemu ryzyko na uzmy-stowienie sobie obrazu zagrozenia wraz z jego skutkami, powiqza-nie nast?pstw zdarzen, wykrycie zjawiska domina i identyfikacji tych wielkosci, ktore sq niezb?dne do ewentualnych obliczen [32]. Szcze-golne znaczenie moze miec to w przypadku zagrozen zwiqzanych z LNG, ze wzgl?du na charakter mozliwych zagrozen. W tabeli 5 zo-staty wskazane dane o wypadkach z udziatem LNG zebrane przez zespot E. Vanema [33]. Stanowic mogq interesujqce wskazanie tego, jakie scenariusze zdarzen powinny byc rozpatrywane w najwi?kszym stopniu oraz jak powiqzac wybrane zagrozenia ze sobq.

Przywotane przyktady scenariuszy zdarzen z LNG swiadczq o koniecznosci ich uwzgl?dnienia w planowanej metodyce oceny ryzyka zdarzen z LNG.

Table 5. LNG-related accidents by category

Tabela 5. Wypadki z udziatem LNG z podziatem na kategorie

Event category Kategoria zdarzenia Number of events Liczba zdarzen Frequency (per year) Cz^stosc (na rok)

Collision/Kolizja 19 6.7 x 10-3

Running aground/Utkni?cie na mieliznie 8 2.8 x 10-3

Ships coming into contact/Kontakt/zetkniecie si? statkow 8 2.8 x 10-3

Fire and explosion/Pozar i wybuch 10 3.5 x 10-3

Failure of equipment and machinery/Awaria sprz?tu i maszyn 55 1.9 x 10-2

Difficult weather conditions/Trudne warunki pogodowe 9 3.2 x 10-3

Loading/unloading events/Zdarzenia podczas zatadunku / roztadunku 22 7.8 x 10-3

Failure of the cargo storage system/Awaria systemu przechowywania tadunku 27 9.5 x 10-3

TOTAL/ t^CZNIE 158 5.6 x 10-2

Source/Zrodto: Vanem E., Antao P., 0stvik I., Del Castillo de Comas F., Analysing the risk of LNG carrier operations, "Reliability Engineering and System Safety" 2008, [33].

Summary and findings

Podsumowanie i wnioski

1. There is extensive literature on the global LNG market. However, this is not the case for the Polish LNG market, as detailed studies on this subject are hard to come by.

2. With the expansion of the LNG market, new risks are emerging in the transportation and storage of liquefied natural gas. Most literature on the subject investigates explosion risks, and the risks of rollover and rapid phase transition - two phenomena specific to LNG. These risks are associated with the physicochemical properties of LNG.

3. Furthermore, there is a body of works dealing with risks analysis based on the scenario method in which the authors analyse problems and risks according to certain scenarios.

4. We found numerous in-depth investigations of the phenomena and risks occurring on the macroscale, i.e. involving the LNG supply chain and the storage of large amounts of LNG. Conversely, it is difficult to find studies into the microscale LNG risks - that is, risks associated with the use of LNG at filling stations, vehicular transport of LNG, and accidents involving LNG-powered vehicles.

5. The future challenge is to develop a method to assess microscale LNG-related risks for the purposes of supporting and planning the operations of emergency services, including their management.

6. Our review of LNG-related risks may serve as a useful reference, as well as providing an impulse to develop procedures for rescue operations involving LNG incidents.

1. W aktualnie funkcjonujqcej literaturze wystçpujq liczne pozycje, które opisujq rynek LNG w skali swiatowej. Bar-dzo trudno doszukac siç szczegótowego opisu rynku polskiego LNG.

2. Rozwój rynku LNG staje siç przyczynkiem do powstawa-nia zagrozen zwiqzanych z procesem transportowania i magazynowania LNG. W literaturze przedmiotu najczç-sciej pojawiajq siç opisy dotyczqce zagrozen wybucho-wych oraz charakterystycznych dla LNG, tj.: rollover czy Rapid Phase Transition. Zagrozenia te wynikajq z wtasci-wosci fizykochemicznych LNG.

3. W literaturze spotkac mozna równiez analizy zagrozen z uzyciem tzw. metod scenariuszowych, gdzie autorzy analizujq problemy i zagrozenia przy zatozeniu pewnego scenariusza zdarzenia.

4. W literaturze bardzo doktadnie opisane sq zjawiska i zagrozenia wystçpujqce w skali makro, czyli dotyczqce tancucha dostaw i magazynowania duzych ilosci LNG. Bardzo trudno doszukac siç zagrozen odnoszqcych siç do skali mikro obrotu LNG, czyli zagrozen wynikajqcych z uzytkowania LNG na stacjach tankowania, przewozu LNG pojazdami samochodowymi czy wypadków z udziatem pojazdów zasilanych LNG.

5. Wyzwaniem na przysztosc jest opracowanie metody oceny ryzyka zagrozen zwiqzanych z wyciekiem LNG w skali mikro, która bçdzie mogta byc wykorzystana na potrzeby dziatania stuzb oraz planowania pracy stuzb, w tym usta-lania procesów zarzqdzania stuzbami.

6. Dokonany przeglqd zagrozen LNG stanowic moze war-tosciowy punkt odniesienia oraz impuls do opracowania procedur, jakimi kierowac muszq siç ratownicy w przy-padku obstugi zdarzen z LNG.

Literature / Literatura

[1] Historia, Strona internetowa polskielng.pl, http://www. polskielng.pl/terminal-lng/lng-w-pigulce/historia-lng/, [dost?p: 13.03.2019].

[2] Rostonek G., Skroplony gaz ziemny - LNG. Czqsc I - Za-gadnienia ogolne i podstawy procesu rozliczeniowego, „Nafta-Gaz" 2016, 2, 87-94.

[3] International Gas Union, 2017 World LNG Report, Barcelona 2017.

[4] Natural Gas Vehicle Knowledge Base, Current Natural Gas Vehicle Statistics, www.iangv.org/current-ngv-stats/ [dost?p: 18.03.2019].

[5] https://www.mza.waw.pl/spolka-mza/aktualnosci/685-man-i-so-laris=-chca-dostarczyc-autobusy-gazowe-dla-stolicy?highlight-WyJsbmciXQ== [dost?p: 18.03.2019].

[6] Dziechciarz A., Lesiak P., Bqk D., Analiza mozliwosci wy-korzystania programu RizEx-2 w symulacji przebiegu zda-rzenia awaryjnego na przyktadzie wybuchu gazu w Port Hudson, BiTP Vol. 38 Issue 2, 2015, 143-155, https:doi. org/10.12845/bitp.38.2.2015.13.

[7] Planas E., Pastor E., Casal J., Bonilla J. M., Analysis of the Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion (bleve) of a liquefied natural gas road tanker: the Zarzalico accident, "Journal of Loss Prevention in the Process Industries" 2015, 34, https://doi.org/10.1016/jjlp.2015.01.026.

[8] PGNiG, Karta Charakterystyki. Gaz ziemny skroplony - LNG, 2017.

[9] Laciak M., Techniczne i technologiczne problemy eksplo-atacji terminali roziadunkowych LNG, „Wiertnictwo. Nafta, Gaz" 2011, 28, 3, 507-520.

[10] GIIGNL, The LNG industry GIIGNL ANNUAL REPORT2018, International Group of Liquefied Natural Gas Importers, 2019.

[11 ] Sedlaczek R., Charakterystyka zagrozen zwiqzanych z trans-portowaniem i magazynowaniem skroplonego gazu ziemne-go - LNG, „Wiertnictwo. Nafta. Gaz." 2010, 27, 3, 601-615.

[12] Pitblado R.M., Woodward J.L., Highlights of LNG risk technology, "Journal of Loss Prevention in the Process Industries" 2011, 24, 827-836, https://doi.org/10.1016/jjlp.2011.06.009.

[13] SIGTTO, Guidance for the Prevention of Rollover in LNG Ships, Witherby Publishing Group Ltd, Edinburgh 2012.

[14] Dalaklis D., Effective Fire-fighting Strategies for LNG During Bunkering, 2015.

[15] Havens J., Spicer T., United Sates Regulations for Siting LNG Terminals: Problems and Potential, "Journal of Hazardous Materials" 2007, 140, 3, 439-443, https://doi.org/10.1016/j. jhazmat.2006.10.020.

[16] Schneider A.L., Liquefied Natural Gas Safety Research Overview, U.S. Department of Transportation, Springfield, Virginia 1979.

[17] Nwaoha T Ch., Advanced risk and maintenance modelling in LNG carrier operations, Liverpool John Moores University, 2011.

[18] Markowski A.S., Siuta D., Fuzzy Logic Approach to Calculation of Thermal Hazard Distances in Process Industries, "Process Safety and Environmental Protection" 2014, 92, 338-345, https://doi.org/10.1016/j.psep.2014.02.005.

[19] Siuta D., Markowski A.S., Mannan M.S., Uncertainty Techniques in Liquefied Natural Gas (LNG) Dispersion Calculations, "Journal of Loss Prevention in the Process Industries" 2013, 26, 418-426, https://doi.org/10.1016/jjlp.2012.07.020.

[20] Woodward J.L., Pitblado R. M., LNG RISK BASED SAFETY. Modeling and Consequence Analysis, John Wiley & Sons Inc. Publication, New Jersey 2010.

[21] Guidelines for Consequence Analysis of Chemical Releases, Centre for Chemical Process Safety, New York 1999.

[22] Abbasi T., Abassi S.A., The Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion (BLEVE): Mechanism, Consequence Assessment, Management, "Journal of Hazardous Materials" 2007, 141(3):489-519, https://doi.org/10.1016/j. jhazmat.2006.09.056.

[23] Kaushik M., What is Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion (BLEVE) on Gas Carrier Ships?, https://www. marineinsight.com/tech/what-is-boiling-liquid-expandin-g-vapour-explosion-bleve-on-gas-carrier-ships/ [dostçp: 25.04.2019].

[24] Burgess D.S., Murphy J.N., Zabetakis M.G., Report of Investigations 7448. Hazards Associated with the Spillage of Liquefied Natural Gas on Water, United States Department of the Interior, Washington D.C. 1970.

[25] Fay J., Model of spills and fires from LNG and oil tankers, "Journal of Hazardous Materials" 2002, 1-18, https://doi. org/10.1016/S0304-3894(02)00197-8.

[26] Melhem G., Saraf S., Ozog H., Understand LNG Rapid Phase Transitions (RPT), ioMosaic Corporation, 2006.

[27] Kulista M., Wood D.A., LNG rollover challenges and their mitigation on Floating Storage and Regasification Units: New perspectives in assessing rollover consequences, "Journal of Loss Prevention in the Process Industries" 2018, 54, 352-272, https://doi.org/1 0.1 01 6/j. jlp.2018.04.007.

[28] GIIGNL, Rollover in LNG Storage - An Industry View: A Acton and RC Van Meerbeke - LNG, 1986.

[29] Laciak M., Liquefied Natural Gas storage of variable composition, "Archives of Mining Sciences" 2015, 60, 1, 225-238, https://doi.org/10.1515/amsc-2015-0015.

[30] Nicholas T. N., Czarny labçdz. O skutkach nieprzewidywal-nych zdarzen, Kurhaus Publishing, Nowy Jork 2015.

[31 ] Slqczka W., Prill K., Cieszynska K., Okreslenie potencjalnych zagrozen dla terminali LNG na przykiadzie terminala LNG w Swinoujsciu, „Logistyka" 2010, 4.

[32] Skomra W. (red.), Metodyka oceny ryzyka na potrzeby systemu zarzqdzania kryzysowego RP, BEL Studio Sp. z o.o, Warszawa 2015.

[33] Vanem E., Antao P., 0stvik I., Del Castillo de Comas F., Analysing the risk of LNG carrier operations, "Reliability Engineering and System Safety" 2008, 93, 1328-1344, https:// doi.org/10.1016/j.ress.2007.07.007.

ADRIAN BRALEWSKI, PH.D. ENG. - faculty member at the Main School of Fire Service. In May 2019, he obtained the degree of Doctor of Safety Science from the War Studies University. His research interests include risk assessment, risk analysis, risk modelling, systemic and supplemental factors, and crisis management.

PROF. JERZY WOLANIN, D.SC. - faculty member at the Department of Civil Safety Engineering, the Main School of Fire Service. He is an expert in risk analysis, management and modelling, and civil protection.

DR INZ. ADRIAN BRALEWSKI - pracownik Szkoty Gtównej Stuzby Pozarniczej. Uzyskat tytut doktora w dziedzinie nauk o bezpieczeñ-stwie obroniony w maju 2019 r. w Akademii Sztuki Wojennej. Zainte-resowania naukowe autora: ocena ryzyka, analiza ryzyka, modelo-wanie zagrozen, czynniki systemowe i suplementowe, zarzgdzanie kryzysowe.

PROF. DR HAB. JERZY WOLANIN - zatrudniony w SGSP w Katedrze Inzynierii Bezpieczeñstwa Cywilnego. Ekspert w zakresie analizy ryzyka, zarzgdzania ryzykiem, modelowania zagrozen, a takze w obszarze ochrony ludnosci.

Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyzszego

Stworzenie angloj^zycznych wersji oryginalnych artykutów naukowych wydawanych w kwartalniku „BITP. Bezpieczeñstwo i Technika Pozarnicza" - zadanie finansowane w ramach umowy 658/P-DUN/2018 ze srodków Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyzszego przeznaczonych na dziatalnosc upowszechniaj^c^ nauk^.