Il flusso di lavoro operativo di una stazione di rifornimento di GNL è relativamente complesso e comprende principalmente le fasi di scarico, stoccaggio, pressurizzazione, vaporizzazione e rifornimento.
Fase di scarico: il GNL viene trasportato alla stazione di rifornimento tramite autocisterne specializzate. Queste autocisterne sono dotate di tubazioni criogeniche e attrezzature per la movimentazione, collegate al sistema di stoccaggio interno della stazione tramite una piattaforma di scarico. Durante il processo di scarico, la differenza di pressione tra l'autocisterna e il serbatoio di stoccaggio viene utilizzata per trasferire il GNL dal camion ai serbatoi di stoccaggio criogenici della stazione. Tipicamente, le autocisterne sono dotate di un'unità di pressurizzazione a bordo; qualora il differenziale di pressione risultasse insufficiente, è possibile attivare questa unità per garantire il regolare trasferimento del GNL nei serbatoi di stoccaggio.
Fase di stoccaggio: I serbatoi di stoccaggio costituiscono uno dei componenti più critici della stazione di rifornimento. Possiedono eccellenti proprietà di isolamento termico, riducendo al minimo l'ingresso di calore per mantenere il GNL nel suo stato criogenico. In genere, viene impiegata una struttura di serbatoio in metallo a doppia-parete, con lo spazio interstiziale riempito con materiali isolanti-come perlite-per ridurre al minimo la conduzione del calore. I serbatoi di stoccaggio sono dotati di più porte per facilitare l'afflusso/deflusso di gas e liquidi, nonché di connessioni per vari strumenti utilizzati per monitorare parametri quali temperatura interna, pressione e livello del liquido in tempo reale-.
Fase di pressurizzazione: per soddisfare i requisiti di pressione per il rifornimento dei veicoli, il GNL all'interno dei serbatoi di stoccaggio deve essere sottoposto a pressurizzazione. A questo scopo vengono utilizzati due metodi comuni: il primo prevede l'utilizzo di una pompa criogenica per aumentare la pressione del GNL al livello richiesto. Il secondo metodo utilizza un vaporizzatore per gassificare una parte del GNL; il gas risultante viene poi restituito al serbatoio di stoccaggio, aumentando così la pressione interna. Ciascuno di questi metodi presenta vantaggi e svantaggi distinti; nelle applicazioni pratiche, la scelta del metodo è determinata dalle specifiche condizioni operative e dai requisiti della stazione di rifornimento.
Fase di vaporizzazione: durante il processo di rifornimento, una parte del GNL deve essere vaporizzata. Questo gas vaporizzato viene poi miscelato con il GNL liquido per garantire che la composizione del gas naturale erogato soddisfi i requisiti di combustione del motore del veicolo. Tipicamente, a questo scopo vengono utilizzati vaporizzatori di aria ambiente, che sfruttano l'energia termica dell'aria circostante per facilitare la vaporizzazione del GNL. Questi vaporizzatori sono costituiti da una serie di tubi alettati; man mano che il GNL scorre attraverso questi tubi, scambia calore con l'aria esterna, ottenendo così la vaporizzazione.
Fase di rifornimento: una volta che il GNL ha subito i necessari trattamenti di pressurizzazione e vaporizzazione, viene erogato nei veicoli tramite un erogatore di rifornimento. L'erogatore è dotato di dispositivi di dosaggio e di una pistola per il rifornimento, che consentono un controllo preciso del volume erogato garantendo al tempo stesso la sicurezza dell'intera operazione di rifornimento. La bombola di GNL del veicolo è collegata all'erogatore di rifornimento tramite un tubo di rifornimento specializzato. Durante il processo di rifornimento, l'operatore inserisce la pistola di rifornimento nell'ingresso della bombola e attiva l'erogatore, consentendo al GNL di fluire nella bombola del veicolo.

