Földgáz - Natural gas

A globális földgázkereskedelem 2013 -ban. A számok milliárd köbméterben vannak évente
Földgázkitermelés országonként köbméterben évente 2013 körül

Földgáz (más néven fosszilis gáz ; néha csak gáz ) egy természetben előforduló szénhidrogén gáz álló keverék metánt és általánosan beleértve változó mennyiségű más magasabb alkánok , és néha egy kis százaléka szén-dioxid , nitrogén , hidrogén-szulfid , vagy hélium . A földgáz színtelen és szagtalan, valamint robbanásveszélyes, ezért általában a kénszagot (hasonlóan a rothadt tojáshoz) adnak hozzá a szivárgások korai felismeréséhez. A földgáz akkor keletkezik, amikor a bomló növényi és állati anyag rétegeit évmilliók alatt intenzív hőnek és nyomásnak teszik ki a Föld felszíne alatt. Az energiát, amelyet a növények eredetileg a naptól nyertek, kémiai kötések formájában tárolják a gázban. A földgáz fosszilis tüzelőanyag .

A földgáz nem megújuló szénhidrogén, amelyet energiaforrásként használnak fűtéshez, főzéshez és villamosenergia-termeléshez. Járművek üzemanyagaként és vegyi alapanyagként is használják műanyagok és más, kereskedelmi szempontból fontos szerves vegyi anyagok gyártásához .

A földgáz kitermelése és fogyasztása az éghajlatváltozás egyik fő és növekvő hajtóereje . Ez egy erős üvegházhatású gáz magát, amikor a légkörbe kerül, és létrehozza a szén-dioxid , amikor égett . A földgáz hatékonyan elégethető hő- és villamosenergia -termelés céljából, kevesebb hulladékot és toxint bocsát ki a felhasználás helyén, mint más fosszilis és biomassza üzemanyagok. Mindazonáltal a gázok kiszellőztetése és fellángolása , valamint az egész ellátási láncban előforduló nem szándékolt kibocsátás együttesen hasonló szén -dioxid -kibocsátást eredményezhet.

A földgáz mély földalatti kőzetképződményekben található, vagy más szénhidrogén -tárolókkal társul a szénágyakban és metán -klatrátok formájában . A kőolaj egy másik fosszilis tüzelőanyag, amelyet a földgáz közelében és mellett találnak. A legtöbb földgázt két mechanizmus hozta létre idővel: biogén és termogén. A biogén gázt metanogén szervezetek hozzák létre mocsarakban , lápokon , hulladéklerakókban és sekély üledékekben. A föld mélyén, nagyobb hőmérsékleten és nyomáson termogén gáz keletkezik az eltemetett szerves anyagokból.

A kőolaj kitermelésére, gáz néha elégethető fáklyagáz . Mielőtt a földgázt tüzelőanyagként használnák, a legtöbbet, de nem az összeset fel kell dolgozni a szennyeződések, köztük a víz eltávolítására, hogy megfeleljenek a piacképes földgáz előírásainak. Ennek a feldolgozásnak a melléktermékei közé tartozik az etán , a propán , a bután , a pentán és a nagyobb molekulatömegű szénhidrogének, a hidrogén-szulfid (amely tiszta kénné alakítható át ), a szén-dioxid , a vízgőz , és néha a hélium és a nitrogén .

A földgázt néha informálisan egyszerűen "gáznak" nevezik, különösen akkor, ha más energiaforrásokhoz, például olajhoz vagy szénhez hasonlítják. Ezt azonban nem szabad összetéveszteni a benzinnel , amelyet a köznyelvben gyakran „gázra” rövidítenek, különösen Észak -Amerikában.

Történelem

Égő földgáz jön ki a földből Tajvan

A földgázt véletlenül fedezték fel az ókori Kínában, mivel a sóoldatok fúrása eredményeként keletkezett . A földgázt először a kínaiak használták körülbelül Kr. E. 500 -ban (esetleg még 1000 előtt). Felfedezték a módját, hogy közlekedési gáz szivárog a föld nyers csővezetékek bambusz, hogy ahol azt használják forrni sós víz kivonat a só a Ziliujing kerületi a Sichuan .

A földgáz felfedezése és azonosítása Amerikában 1626 -ban történt. 1821 -ben William Hart sikeresen kiásta az első földgázkutat Fredoniban, New Yorkban , az Egyesült Államokban, ami a Fredonia Gas Light Company megalakulásához vezetett. Philadelphia városa 1836 -ban hozta létre az első önkormányzati tulajdonú földgázelosztó vállalkozást. 2009 -re a teljes 850 000 km 3 -ből (200 000 köbméter ) 66 000 km 3 (16 000 köbméter) (azaz 8%) került felhasználásra . mérföld) becsült megmaradó hasznosítható földgázkészletekből. A 2015 -re becsült, évi mintegy 3400 km 3 (815 cu. Mi) földgázfogyasztási arány alapján a fennmaradó gazdaságilag visszanyerhető földgázkészletek a jelenlegi fogyasztási arány mellett 250 évig tartanának. A használat évi 2-3% -os növekedése azt eredményezheti, hogy a jelenleg hasznosítható tartalékok lényegesen rövidebb ideig tartanak, talán 80-100 évig.

Források

Földgáz

Földgáz fúrótorony Texasban, az Egyesült Államokban

A 19. században a földgázt elsősorban olajtermelés melléktermékeként nyerik . A kicsi, könnyű gáz szénláncok kijöttek az oldatból, mivel a kivont folyadékok nyomáscsökkenésen mentek keresztül a tartályból a felszínre, hasonlóan az üdítőital palackának lezárásához, ahol a szén -dioxid pezsg . A gázt gyakran mellékterméknek, veszélynek és ártalmatlanítási problémának tekintették az aktív olajmezőkön. A megtermelt nagy mennyiségeket nem lehetett addig hasznosítani, amíg viszonylag drága csővezetéket és tárolóeszközöket nem építettek a gáz fogyasztói piacokra történő szállítására.

A 20. század elejéig a legtöbb olajhoz kapcsolódó földgázt vagy egyszerűen kibocsátották, vagy elégették az olajmezőkön. A gázszellőztetést és a termelés fellángolását a modern időkben is gyakorolják, de világszerte folynak az erőfeszítések azok visszavonására és más, kereskedelmi szempontból életképes és hasznos alternatívák helyettesítésére. A nem kívánt gázt (vagy a piac nélküli elzárt gázt ) gyakran „befecskendező” kutakkal juttatják vissza a tartályba, miközben várakoznak egy esetleges jövőbeli piacra, vagy újból nyomás alá helyezik a képződményt, ami növelheti a többi kutakból származó olajkitermelés mértékét. Azokban a régiókban, ahol nagy a földgázigény (például az Egyesült Államokban), csővezetékeket építenek, amikor gazdaságilag megvalósítható a gáz szállítása a kútról a végső fogyasztóhoz .

Amellett, hogy a gázt villamosenergia -termelés céljából csővezetéken szállítják, a földgáz egyéb végfelhasználása magában foglalja a cseppfolyósított földgázként (LNG) történő exportot vagy a földgáz más folyékony termékké történő átalakítását gázon keresztül folyadékká (GTL). A GTL technológiák képesek átalakítani a földgázt folyékony termékekké, például benzinné, dízelé vagy sugárhajtóművé. Különféle GTL technológiákat fejlesztettek ki, beleértve a Fischer – Tropsch (F – T), a metanoltól a benzinig (MTG) és a szinogáz a benzin plusz (STG+) technológiát. Az F – T szintetikus nyersolajat állít elő, amelyet tovább lehet finomítani késztermékké, míg az MTG szintetikus benzint tud előállítani földgázból. Az STG+ egyciklusos eljárással közvetlenül földgázból tud előállítani benzint, gázolajat, sugárhajtóművet és aromás vegyi anyagokat. 2011 -ben a Royal Dutch Shell napi 140 000 hordó (22 000 m 3 ) F -T üzeme lépett üzembe Katarban .

A földgáz "társult" ( olajmezőkön található ), vagy "nem társult" ( földgázmezőkön izolált ), és megtalálható a szénágyakban is ( koalbált metánként ). Néha jelentős mennyiségű etánt , propánt , butánt és pentánt tartalmaz - nehezebb szénhidrogéneket távolítanak el kereskedelmi használatra, mielőtt a metánt fogyasztói üzemanyagként vagy vegyipari üzem alapanyagként értékesítik. A nem szénhidrogéneket, például a szén-dioxidot , a nitrogént , a héliumot (ritkán) és a hidrogén-szulfidot is el kell távolítani a földgáz szállítása előtt.

Az olajkutakból kitermelt földgázt burkolatfejgáznak nevezik (függetlenül attól, hogy valóban keletkezett -e a gyűrűben és a burkolatfej kimenetén keresztül) vagy kapcsolódó gáz. A földgázipar egyre növekvő mennyiségű gázt von ki a kihívást jelentő erőforrástípusokból : savanyú gáz , szűk gáz , palagáz és koalbált metán .

Van némi nézeteltérés abban, hogy melyik ország rendelkezik a legnagyobb bizonyított gázkészlettel. Azok a források, amelyek szerint Oroszország rendelkezik messze a legnagyobb bizonyított tartalékokkal, az USA CIA (47 600 km 3 ), az Egyesült Államok Energiainformációs Igazgatósága (47 800 km 3 ) és az OPEC (48 700 km 3 ). A BP azonban csak 32 900 km 3 -vel írja jóvá Oroszországot , ami a második helyen állna, kissé Irán mögött (33 100–33 800 km 3 , forrástól függően). A Gazprommal Oroszország gyakran a világ legnagyobb földgázkitermelője. A legfontosabb bizonyított erőforrások (köbkilométerben) a világ 187 300 (2013), Irán 33 600 (2013), Oroszország 32 900 (2013), Katar 25 100 (2013), Türkmenisztán 17 500 (2013) és az Egyesült Államok 8500 (2013) ).

Országok földgáz bizonyított tartalékok szerint (2014), a The World Factbook adatai alapján

Becslések szerint körülbelül 900 000 km 3 „nem hagyományos” gáz, például palagáz található, amelyből 180 000 km 3 hasznosítható. Az MIT , a Black & Veatch és a DOE számos tanulmánya viszont azt jósolja, hogy a jövőben a földgáz teszi ki a villamosenergia -termelés és a hő nagyobb részét.

A világ legnagyobb gázmezője az offshore South Pars / North Dome Gas-Condensate mező , amelyet Irán és Katar oszt meg. A becslések szerint 51 000 köbkilométer (12 000 cu mi) földgáz és 50 milliárd hordó (7,9 milliárd köbméter) földgáz -kondenzátum van benne .

Mivel a földgáz nem tiszta termék, mivel a tárolónyomás csökken, amikor a nem asszociált gázt egy szántóföldről szuperkritikus (nyomás/hőmérséklet) körülmények között nyerik ki , a nagyobb molekulatömegű komponensek részben lecsapódhatnak izoterm nyomásmentesítés hatására-ezt a hatást retrográd kondenzációnak nevezik. . Az így keletkező folyadék beszorulhat, amikor a gáztartály pórusai kimerülnek. Ennek a problémának az egyik módja a szárított gáz kondenzátummentes befecskendezése, hogy fenntartsák a föld alatti nyomást, és lehetővé tegyék a párolgást és a kondenzátumok kinyerését. Gyakrabban a folyadék kondenzálódik a felszínen, és a gázüzem egyik feladata a kondenzátum összegyűjtése. A kapott folyadékot földgázfolyadéknak (NGL) nevezik, és kereskedelmi értéke van.

Palagáz

A palagáz elhelyezkedése más típusú gázlerakódásokhoz képest

A palagáz az agyagpalából előállított földgáz . Mivel az agyagpala mátrixáteresztő képessége túl kicsi ahhoz, hogy a gáz gazdaságos mennyiségben áramolhasson, a palagáz kutak a töréstől függenek, és lehetővé teszik a gáz áramlását. A korai palagáz kutak a természetes töréseken múltak, amelyeken keresztül a gáz áramlott; ma szinte minden palagázkutak hidraulikus repesztéssel mesterségesen létrehozott töréseket igényelnek . 2000 óta a palagáz az Egyesült Államok és Kanada egyik fő földgázforrásává vált. A fokozott palagáz -termelés miatt az Egyesült Államok 2014 -ben a világ első számú földgáztermelője volt. A palagáz termelését az Egyesült Államokban "palagáz forradalomnak" és "a 21. század egyik mérföldkőnek számító eseményének" nevezték.

Az Egyesült Államokban a megnövekedett termelés után megkezdődik a palagáz feltárása olyan országokban, mint Lengyelország, Kína és Dél -Afrika. Kínai geológusok a szecsuáni -medencét ígéretes célpontként azonosították a palagáz -fúrás szempontjából, mivel az agyagpalák hasonlítanak az Egyesült Államokban termelékenynek bizonyultakhoz. A termelés a Wei Wei 201 kútból napi 1 × 10 4 –2 × 10 4 m 3 . 2020 végén a China National Petroleum Corporation 20 millió köbméter gázt állított elő naponta Changning-Weiyuan demonstrációs övezetéből.

Városi gáz

A városi gáz egy gyúlékony gáz halmazállapotú tüzelőanyag, amelyet a szén pusztító lepárlásával állítanak elő . Különféle fűtőgázokat tartalmaz, beleértve a hidrogént , szén-monoxidot , metánt és más illékony szénhidrogéneket , valamint kis mennyiségű nem fűtőgázt, például szén-dioxidot és nitrogént , és a földgázhoz hasonló módon használják. Ez történelmi technológia, és ma általában nem versenyképes más üzemanyag -forrásokkal.

A 19. század végén és a 20. század elején az USA keleti részén található városi "gázházak" többsége egyszerű melléktermék kokszkemence volt, amely bitumenes szenet melegített légmentesen záró kamrákban. A szénből elhajtott gázt összegyűjtötték és csőhálózatokon keresztül eljuttatták a lakóhelyekre és más épületekbe, ahol azt főzéshez és világításhoz használták. (A gázfűtés csak a 20. század utolsó felében terjedt el széles körben.) A gázkályha alján összegyűlt kőszénkátrányt (vagy aszfaltot ) gyakran tetőfedésre és egyéb vízszigetelésre használták, valamint homokkal keverve. és kavicsot használtak utcák burkolására.

Kristályosított földgáz - hidratál

Hatalmas mennyiségű földgáz (elsősorban metán) létezik hidrát formájában üledék alatt a tengeri kontinentális talapzatokon és a sarkvidéki területeken, ahol a permafrost tapasztalható , például Szibériában . A hidrátok kialakulásához nagy nyomás és alacsony hőmérséklet kombinációja szükséges.

2010 -ben a becslések szerint a kristályosított földgázból származó földgáz kitermelésének költsége kétszerese a hagyományos forrásból származó földgáz kinyerésének, és még magasabb a tengeri lelőhelyek költségeinek.

2013 -ban a Japan Oil, Gas and Metals National Corporation (JOGMEC) bejelentette, hogy kereskedelmileg releváns mennyiségű földgázt nyert vissza metán -hidrátból.

Feldolgozás

Az alábbi kép egy tipikus földgázfeldolgozó üzem sematikus tömbábrája . Bemutatja a nyers földgáznak a végfelhasználói piacokra vezetett értékesítési gázgá alakításához használt különböző egységfolyamatokat.

A tömbáramlási diagram azt is bemutatja, hogy a nyers földgáz feldolgozása hogyan eredményez mellékterméket kénből, melléktermékből származó etánt és földgázfolyadékokat (NGL) propánt, butánt és természetes benzint ( pentán + jelöléssel ).

Egy tipikus földgázfeldolgozó üzem sematikus folyamatábrája

Kimerülés

2020 közepétől az Egyesült Államokban a földgáztermelés háromszoros csúcsot ért el, a jelenlegi szint meghaladja mindkét korábbi csúcsot. 1973 -ban elérte az évi 24,1 billió köbmétert, majd csökkenést követett, és 2001 -ben elérte a 24,5 billió köbmétert. Rövid csökkenés után 2006 óta (a palagáz -fellendülés miatt) szinte minden évben nőtt a kivonások száma , 2017 -ben 33,4 billió köbméter és 2019 -es termelés 40,7 billió köbméter. A 2019 decemberi harmadik csúcs után a kitermelés márciustól tovább csökkent , az Egyesült Államokban a COVID-19 járvány okozta kereslet csökkenése miatt .

Tárolás és szállítás

Polietilén műanyag helyeztünk el egy árokba
A nagynyomású gázszállító csővezetékek közelében történő építés nem ajánlott, gyakran álló figyelmeztető táblákkal.

Alacsony sűrűsége miatt nem könnyű földgázt tárolni vagy járművel szállítani. A földgázvezetékek nem praktikusak az óceánok között, mivel a gázt le kell hűteni és összenyomni, mivel a csővezeték súrlódása felmelegíti a gázt. Amerikában sok meglévő csővezeték közelíti a kapacitását, ezért néhány északi államot képviselő politikus potenciális hiányról beszél. A nagy kereskedelmi költségek azt jelentik, hogy a földgázpiacok globálisan sokkal kevésbé integráltak, ami jelentős árkülönbségeket okoz az országok között. A Nyugat-Európában , a gázvezeték hálózat már sűrű. Új csővezetékeket terveznek vagy építenek Kelet -Európában, valamint az oroszországi , közel -keleti és észak -afrikai és nyugat -európai gázmezők között .

Amikor gázt vásárolnak vagy értékesítenek a letétbe helyezési helyeken, szabályokat és megállapodásokat kötnek a gáz minőségére vonatkozóan. Ide tartozhat a CO megengedett legnagyobb koncentrációja
2
, H
2
S
és H
2
O
. Általában a szennyeződés eltávolítására kezelt értékesítési minőségű gázt"száraz gáz" alapon forgalmazzák, és kereskedelmi forgalomban mentesnek kell lennie a kifogásolható szagoktól, anyagoktól, portól vagy egyéb szilárd vagy folyékony anyagoktól, viaszoktól, ínyektől és ínyképző összetevőktől, amelyek károsíthatják vagy hátrányosan befolyásolhatják a letétbe helyezési pont alatti berendezések működését.

Az LNG -hordozók cseppfolyósított földgázt (LNG) szállítanak az óceánokon, míg a tartálykocsik cseppfolyósított vagy sűrített földgázt (CNG) szállíthatnak rövidebb távolságokra. A most fejlesztés alatt álló CNG -szállító hajókat használó tengeri szállítás bizonyos körülmények között versenyképes lehet az LNG -szállítással.

A gázt cseppfolyósítóvá alakítják egy cseppfolyósító üzemben, és a terminálban lévő újragázosító üzemben visszajuttatják gázformába . Hajó -visszagázosító berendezéseket is használnak. Az LNG a preferált forma a nagy távolságú, nagy térfogatú földgázszállításhoz, míg a csővezetéket a 4000 km -es (2500 mérföld) szárazföldi és a tengeri távolság körülbelül felének szállításához.

A CNG -t nagy nyomáson szállítják, jellemzően 200 bar felett (20 000 kPa; 2900 psi). A kompresszorok és a dekompressziós berendezések kevésbé tőkeigényesek, és kisebb egységméretben gazdaságosak lehetnek, mint a cseppfolyósító/újragázosító üzemek. A földgázszállító teherautók és fuvarozók szállíthatnak földgázt közvetlenül a végfelhasználókhoz, vagy elosztópontokhoz, például csővezetékekhez.

Peoples Gas Manlove Field földgáztároló Newcomb Township -ben , Champaign megyében, Illinois -ban . Az előtérben (balra) a földalatti tároló számos kútjának egyike, egy LNG -üzem, és a föld feletti tárolótartályok vannak a háttérben (jobb oldalon).

A múltban a kőolaj kinyerése során visszanyert földgázt nem lehetett nyereségesen értékesíteni, hanem egyszerűen elégetették az olajmezőn a fáklyázás néven ismert eljárásban . A fáklyázás ma már számos országban illegális. Ezenkívül az utóbbi 20–30 évben a kereslet növekedése gazdaságilag életképessé tette az olajhoz kapcsolódó gáz előállítását. Egy további lehetőség, a gáz már néha újra injektáljuk a képződménybe a fokozott olajkitermelés nyomással karbantartás, valamint a elegyedő vagy nem elegyedő árvíz. A kőolajjal kapcsolatos földgáz megőrzése, újbóli befecskendezése vagy lobbanása elsősorban a piacok (csővezetékek) közelségétől és a szabályozási korlátozásoktól függ.

A földgáz közvetett módon exportálható más fizikai kibocsátás révén. Egy friss tanulmány azt sugallja, hogy a palagáz -termelés bővülése az Egyesült Államokban az árak csökkenését okozta más országokhoz képest. Ez fellendülést okozott az energiaigényes feldolgozóipar exportjában, miközben az amerikai feldolgozóipari export átlagos dollár egysége majdnem megháromszorozta energiatartalmát 1996 és 2012 között.

Szaúd -Arábiában az 1970 -es évek végén feltaláltak egy "mestergázrendszert" , amely megszüntette a fáklyázás szükségességét. A műholdas megfigyelések azonban azt mutatják, hogy egyes gázkitermelő országokban továbbra is gyakorolják a fáklyázást és a szellőzést.

A földgázt villamos energia és hő előállítására használják sótalanításra . Hasonlóképpen néhány hulladéklerakót is létesítettek, amelyek metángázokat is kibocsátanak, hogy felfogják a metánt és áramot termeljenek.

A földgázt gyakran a föld alatt tárolják a korábbi gázkutakból, sókupolákból kimerült gáztartályokban , vagy tartályokban cseppfolyósított földgázként. A gázt alacsony kereslet idején fecskendezik be, és a kereslet élénkülésekor nyerik ki. A közeli végfelhasználók tárolása segít kielégíteni az ingadozó igényeket, de az ilyen tárolás nem mindig kivitelezhető.

Mivel 15 ország adja a világméretű kitermelés 84% ​​-át, a földgázhoz való hozzáférés fontos kérdéssé vált a nemzetközi politikában, és az országok a csővezetékek ellenőrzéséért küzdenek. A 21. század első évtizedében a Gazprom , az oroszországi állami energiavállalat vitákat folytatott Ukrajnával és Fehéroroszországgal a földgáz ára miatt, ami aggodalmat keltett abban, hogy a gázszállítások Európa egyes részeire megszakadhatnak. politikai okok. Az Egyesült Államok földgáz exportjára készül.

Lebegő cseppfolyósított földgáz

A lebegő cseppfolyósított földgáz (FLNG) egy innovatív technológia, amely lehetővé teszi olyan tengeri gázkészletek fejlesztését, amelyek egyébként kihasználatlanok maradnának a környezeti vagy gazdasági tényezők miatt, amelyek jelenleg gyakorlatilag lehetetlenné teszik a szárazföldi LNG-üzemeltetés révén történő fejlesztést. Az FLNG technológia számos környezeti és gazdasági előnnyel is jár:

  • Környezetvédelem - Mivel minden feldolgozás a gázmezőn történik, nincs szükség hosszú csővezetékekre a partra, kompressziós egységekre, amelyek a gázt a partra szivattyúzzák, kotrásra és mólóépítésre, valamint egy LNG -feldolgozó üzem szárazföldi építésére, ami jelentősen csökkenti a környezetet lábnyom. Az építés elkerülése a tengeri és part menti környezet megőrzését is segíti. Ezenkívül a leszerelés során minimálisra csökkentik a környezeti zavarokat, mivel a létesítmény könnyen lekapcsolható és eltávolítható, mielőtt felújítják és máshol újra üzembe helyezik.
  • Gazdasági - Ahol a gáz partra szivattyúzása megfizethetetlenül drága lehet, az FLNG gazdaságilag életképessé teszi a fejlesztést. Ennek eredményeképpen új üzleti lehetőségeket nyit meg az országok számára, hogy olyan tengeri gázmezőket alakítsanak ki, amelyek egyébként elakadnának, például Kelet -Afrikában.

Sok gáz- és olajipari vállalat fontolóra veszi a lebegő cseppfolyósított földgáz (FLNG) gazdasági és környezeti előnyeit. Jelenleg öt FLNG létesítmény építésére irányuló projekt folyik. A Petronas közel van a Daewoo Hajóépítési és Tengerészeti Mérnöki FLNG-1-es befejezéséhez, és folyamatban van a Samsung Heavy Industries FLNG-2 projektjén . A Shell Prelude 2017 -ben kezdi meg gyártását. A Browse LNG projekt a FEED -et 2019 -ben kezdi meg.

Felhasználások

A földgázt elsősorban az északi féltekén használják. Észak -Amerika és Európa a fő fogyasztók.

Középáramú földgáz

Gyakran a kútfejű gázok megkövetelik a gázban lévő különböző szénhidrogén -molekulák eltávolítását. Ezen gázok közül néhány heptán , pentán , propán és más szénhidrogének, amelyek molekulatömege metán felett van ( CH
4
). A földgázszállító vezetékek kiterjednek a földgázfeldolgozó üzemre vagy egységre, amely eltávolítja a nagyobb molekulatömegű szénhidrogéneket, és így földgázt állítanak elő, amelynek energiatartalma köbméterenként 950–1 050 brit hőegység (35–39 MJ/m 3 ) között van. A feldolgozott földgázt ezután lakossági, kereskedelmi és ipari felhasználásra lehet felhasználni.

Az elosztóvezetékekben áramló földgázt középáramú földgáznak nevezik, és gyakran használják kompresszorokat forgató motorok hajtására. Ezekre a kompresszorokra szükség van a távvezetékben, hogy a gáz áramlása közben nyomás alá helyezze és nyomás alá helyezze a középáramú földgázt. A földgázüzemű motorok jellemzően 950–1 050 BTU/cu ft (35–39 MJ/m 3 ) földgázt igényelnek a forgó adattábla előírásainak megfelelően. Számos módszert alkalmaznak ezeknek a nagyobb molekulatömegű gázoknak a eltávolítására a földgázmotor számára. Néhány technológia a következő:

Áramtermelés

A földgáz a villamosenergia -termelés fő forrása a kapcsolt energiatermelés , a gázturbinák és a gőzturbinák használatával . Földgázt is kiválóan alkalmas kombinált alkalmazása együtt a megújuló energia források, például a szél- vagy a napenergia és alimenting csúcsterhelés erőművek működését párhuzamosan vízi növények. A legtöbb hálózati csúcserőmű és néhány hálózaton kívüli motorgenerátor földgázt használ. Különösen nagy hatékonyság érhető el a gázturbinák és a gőzturbinák kombinálásával kombinált ciklusú üzemmódban. A földgáz tisztábban ég, mint más tüzelőanyagok, például az olaj és a szén. Mivel a földgáz elégetése vizet és szén -dioxidot is termel, kevesebb szén -dioxidot termel a kibocsátott energiaegységenként, mint a szén, amely többnyire szén -dioxidot termel. A földgáz elégetése csak körülbelül a szén-dioxid felét termeli kilowattóránként (kWh), mint a szén . A szállítás során a földgáz égetése körülbelül 30% -kal kevesebb szén -dioxidot termel, mint a kőolaj . Az Egyesült Államok Energiainformációs Hivatala a világon 2012 -ben millió tonna szén -dioxid -kibocsátást jelent :

  • Földgáz: 6799
  • Kőolaj: 11,695
  • Szén: 13 787

A széntüzelésű villamosenergia-termelés minden egyes megawattóra (MWh) körül 2000 font (900 kg) szén-dioxidot bocsát ki , ami majdnem kétszerese a földgázüzemű termelés által kibocsátott szén-dioxidnak. A földgáztermelés magasabb szén -dioxid -hatékonysága miatt, mivel az Egyesült Államokban az üzemanyag -összetétel megváltozott a szén csökkentése és a földgáztermelés növelése érdekében, a szén -dioxid -kibocsátás váratlanul csökkent. A 2012 első negyedévében mért értékek 1992 óta minden év első negyedévében a legalacsonyabbak voltak.

A földgázt használó kombinált ciklusú villamosenergia -termelés jelenleg a legtisztább elérhető szénhidrogén -tüzelőanyag -forrás, és ezt a technológiát széles körben és egyre inkább használják, mivel a földgázt egyre ésszerűbb költségek mellett lehet beszerezni. Az üzemanyagcellás technológia végül tisztább lehetőségeket kínálhat a földgáz villamos energiává történő átalakítására, de még mindig nem versenyképes az árral . A helyben előállított villamos energia és hő földgázüzemű kombinált hő- és villamosenergia -termelő erőművel (CHP vagy kapcsolt energiatermelő erőmű) energiahatékonynak és a szén -dioxid -kibocsátás csökkentésének gyors módjának tekinthető.

A földgáz által termelt energia az 1973 -as 740 TWh -ról 5140 TWh -ra nőtt 2014 -ben, ami a világ összes villamos energiájának 22% -át termeli. Körülbelül a fele annyi, mint a szénnel. Világszerte a szén felhasználásának csökkentésére irányuló erőfeszítések miatt egyes régiók földgázra váltottak .

Háztartási felhasználás

Akna hazai gázellátáshoz, London, Egyesült Királyság

A lakossági környezetben kiosztott földgáz 1100 ° C -ot meghaladó hőmérsékletet képes előállítani, így hatékony háztartási főző- és fűtőanyag. A fejlett világ nagy részében csöveken keresztül szállítják az otthonokba, ahol sokféle célra használják, beleértve a tűzhelyeket és sütőket, a gázfűtéses ruhaszárítókat , a fűtést / hűtést és a központi fűtést . Az otthonok és más épületek fűtőberendezései lehetnek kazánok, kemencék és vízmelegítők . Észak -Amerika és Európa egyaránt jelentős földgázfogyasztók.

A háztartási készülékek, kemencék és kazánok alacsony nyomást, általában 6-7 hüvelyk vizet ( 6-7 hüvelyk WC) használnak, ami körülbelül 0,25 psig. A tápvezetékek nyomása változó, akár a használati nyomás (UP, a fent említett 6 " - 7" WC), vagy a megemelt nyomás (EP), amely 1 psig és 120 psig között lehet. Az EP -t használó rendszereknél van egy szabályozó a szolgáltatás bejáratánál, hogy csökkentse a UP -ra irányuló nyomást.

Az épületeken belüli földgázvezetékrendszereket gyakran 2–5 psi (13,8–34,5 kPa) nyomással tervezik, és szükség szerint nyomáscsökkentőkkel rendelkeznek. Az épületen belüli földgázvezeték -rendszerek maximális megengedett üzemi nyomása az NFPA 54: Nemzeti tüzelőanyag -gáz kódex alapján történik, kivéve, ha azt a Közbiztonsági Hatóság jóváhagyja, vagy ha a biztosítótársaságok szigorúbb követelményeket támasztanak.

Általában a földgázrendszer nyomása nem haladhatja meg a 34,5 kPa (5 psig) értéket, kivéve, ha az alábbi feltételek mindegyike teljesül:

  • Az AHJ nagyobb nyomást tesz lehetővé.
  • Az elosztócső hegesztett. (Megjegyzés: 2. Egyes joghatóságok megkövetelhetik a hegesztett kötések radiográfiás vizsgálatát is a folyamatosság ellenőrzése érdekében).
  • A csöveket védelmi szempontból lezárták, és szellőztetett helyre helyezték, amely nem teszi lehetővé a gáz felhalmozódását.
  • A csövet az ipari folyamatok, kutatási, tárolási vagy gépészeti berendezések helyiségeiben használt területekre szerelik fel.

Általában legfeljebb 138 kPa (20 psig) cseppfolyósított kőolaj -nyomás megengedett, feltéve, hogy az épületet kifejezetten ipari vagy kutatási célokra használják, és az NFPA 58: cseppfolyósított gázolaj -kódex, 7. fejezete szerint építették.

Egy szeizmikus földrengés -szelep, amely 55 psig (3,7 bar) nyomáson üzemel, megállíthatja a földgáz áramlását a telephely egészére kiterjedő földgázelosztó csőhálózatba (amely fut (szabadban a föld alatt, az épület teteje felett és / vagy a a szeizmikus földrengésszelepeket legfeljebb 60 psig nyomásig tervezték.

Ausztráliában a földgázt a gázfeldolgozó létesítményekből a szabályozó állomásokra szállítják a szállítóvezetékeken keresztül. A gázt ezután elosztott nyomásig szabályozzák, és a gázt gázvezetéken keresztül elosztják egy gázhálózat körül. A hálózat kis fióktelepei, amelyeket szolgáltatásnak hívnak, egyes háztartásokat vagy többlakásos épületeket kapcsolnak a hálózathoz. A hálózatok jellemzően 7 kPa (alacsony nyomás) és 515 kPa (nagynyomású) nyomás között mozognak. Ezután a gázt 1,1 kPa -ra vagy 2,75 kPa -ra szabályozzák, mielőtt mérik és továbbítják a fogyasztónak háztartási használatra. A földgázvezetékek különféle anyagokból készülnek: történelmileg öntöttvasból, bár a modernebb vezetékek acélból vagy polietilénből készülnek.

Az Egyesült Államokban egyes vidéki területeken sűrített földgáz (CNG) áll rendelkezésre a olcsóbb és bőségesebb LPG ( cseppfolyós kőolajgáz ) alternatívájaként, amely a vidéki gáz meghatározó forrása. Olyan házakban használják, ahol nincs közvetlen összeköttetés a közüzemi gázzal vagy a hordozható rácsokkal . Földgázt is szállított független földgázszolgáltatók keresztül Földgáz Choice programok szerte az Egyesült Államokban.

A Washington, DC Metrobus , azaz a földgáz

Szállítás

A CNG tisztább és olcsóbb alternatíva más autóüzemanyagok, például a benzin (benzin) helyett . 2014 végéig világszerte több mint 20 millió földgázüzemű jármű volt , amelyeket Irán (3,5 millió), Kína (3,3 millió), Pakisztán (2,8 millió), Argentína (2,5 millió), India (1,8 millió) és Brazília vezetett (1,8 millió). Az energiahatékonyság általában megegyezik a benzinmotorokéval, de alacsonyabb a modern dízelmotorokhoz képest. A földgázüzemre átalakított benzin/benzinüzemű járművek motorjaik alacsony kompressziós aránya miatt szenvednek , ami a szállított teljesítmény csökkentését eredményezi földgázzal való üzemeltetés közben (10–15%). A CNG-specifikus motorok azonban nagyobb tömörítési arányt alkalmaznak, mivel ez az üzemanyag magasabb oktánszámú , 120-130.

A közúti járműveken való használat mellett a CNG repülőgépeken is használható. Sűrített földgázt használtak néhány repülőgépen, mint például az Aviat Aircraft Husky 200 CNG és a Chromarat VX-1 KittyHawk

Az LNG -t repülőgépeken is használják. Az orosz repülőgépgyártó Tupolev például fejlesztési programot futtat LNG- és hidrogénhajtású repülőgépek gyártására . A program az 1970-es évek közepe óta fut, és a Tu-204 és Tu-334 utasszállító repülőgépek, valamint a Tu-330 teherszállító repülőgépek LNG- és hidrogénváltozatainak kifejlesztésére törekszik . A sugárhajtómű és az LNG jelenlegi piaci árától függően az LNG-meghajtású repülőgép üzemanyaga tonnánként 5000 rubelrel (100 USD) kevesebbe kerülhet , nagyjából 60%-kal, jelentősen csökkentve a szén-monoxid- , szénhidrogén- és nitrogén-oxid- kibocsátást.

A folyékony metán, mint sugárhajtómű -üzemanyag előnye, hogy specifikusabb energiával rendelkezik, mint a hagyományos kerozinkeverékek , és alacsony hőmérséklete hozzájárulhat a motor által sűrített levegő lehűtéséhez a nagyobb térfogati hatékonyság érdekében, ami valójában helyettesíti a közbenső hűtőt . Alternatív megoldásként a kipufogógáz hőmérsékletének csökkentésére is használható.

Műtrágyák

A földgáz a Haber -eljárással előállított ammónia előállításának fő nyersanyaga , műtrágya -előállításhoz.

Hidrogén

Hidrogén előállításához földgázt lehet használni , az egyik általános módszer a hidrogénreformáló . A hidrogénnek számos felhasználási területe van: a vegyipar elsődleges nyersanyaga , hidrogénezőszer, az olajfinomítók fontos nyersanyaga és a hidrogénjárművek üzemanyag -forrása .

Állati és haltáp

Fehérjében gazdag állati és haltakarmányt állítanak elő, amikor kereskedelmi gázban földgázt táplálnak a Methylococcus capsulatus baktériumokba.

Egyéb

A földgázt szövetek , üveg , acél , műanyagok , festékek , szintetikus olajok és egyéb termékek gyártására is használják. A földgáz -összetevők valorizálásának első lépése általában az alkán olefinré történő átalakítása. Az etán oxidatív dehidrogénezése etilénhez vezet, amely etilén -epoxiddá, etilénglikollá, acetaldehiddé vagy más olefinekké alakítható át. A propán átalakítható propilénné, vagy oxidálható akrilsavvá és akrilnitrilré.

Környezeti hatások

A földgáz kibocsátásának üvegházhatású gáz hatása

A hosszú élettartamú üvegházhatású gázok melegedő hatása (úgynevezett sugárzó kényszerítés ) majdnem megkétszereződött 40 év alatt, a globális felmelegedés meghatározó hajtóereje a szén-dioxid és a metán.

Az emberi tevékenység felelős az összes metánkibocsátás mintegy 60% -áért és a légköri metán növekedésének nagy részéért . A fosszilis tüzelőanyagok kitermelése, tárolása, szállítása és forgalmazása során szándékosan bocsátanak ki földgázt, vagy más módon szivárog . Világviszonylatban ez az antropogén üvegházhatású gázok felmelegedésének becsült 33% -át teszi ki . A települési szilárd hulladék ( hulladéklerakó gázforrás ) és a szennyvíz bomlása az ilyen kibocsátások további 18% -át teszi ki. Ezek a becslések jelentős bizonytalanságokat tartalmaznak, amelyeket a közeljövőben csökkenteni kell a továbbfejlesztett műholdas mérésekkel, mint például a MethaneSAT esetében .

A légkörbe jutás után a metánt hidroxilgyökök ( OH-
) a troposzférában vagy a sztratoszférában képződik, így a teljes kémiai reakció CH
4
+ 2 O
2
CO
2
+ 2 H
2
O
. Míg a légköri metán élettartama viszonylag rövid a szén-dioxidhoz képest, felezési ideje körülbelül 7 év, hatékonyabb a hő elfogásában a légkörben, így egy adott metánmennyiség 84-szerese a globális felmelegedésnek a szén-dioxid potenciálja 20 éves időszak alatt és 28-szor 100 év alatt. A földgáz tehát erős üvegházhatást okozó gáz a metán rövid távú erős sugárzási kényszere és a szén -dioxid tartós hatása miatt.

Célzott erőfeszítések a felmelegedés gyors csökkentésére az antropogén metánkibocsátás csökkentésével az éghajlatváltozás mérséklésére irányuló stratégia, amelyet a Global Methane Initiative támogat .

Üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának

Finomítva és elégetve a földgáz 25–30% -kal kevesebb szén -dioxidot termelhet szállított joulenként , mint az olaj, és 40–45% -kal kevesebbet, mint a szén. Ezenkívül potenciálisan kevesebb mérgező szennyező anyagot termelhet, mint más szénhidrogén -üzemanyagok. Más főbb fosszilis tüzelőanyagokhoz képest azonban a földgáz relatíve nagyobb kibocsátást okoz az üzemanyag előállítása és szállítása során, vagyis az életciklus során az üvegházhatású gázok kibocsátása körülbelül 47 % -kal magasabb, mint a fogyasztás helyéről származó közvetlen kibocsátás.

Ami a 100 év feletti melegítő hatást illeti, a földgáz előállítása és felhasználása az emberi üvegházhatású gázok kibocsátásának körülbelül egyötödét teszi ki , és ez a hozzájárulás gyorsan növekszik. Világszerte a földgázhasználat körülbelül 7,8 milliárd tonna CO -t bocsátott ki
2
2018 -ban (beleértve a fáklyázást is), míg a szén- és olajfelhasználás 14,7, illetve 12,4 milliárd tonnát bocsátott ki. 2019 -ben 45 megatonna metán szabadult fel. A kibocsátási forgatókönyv különjelentésének frissített változata szerint 2030 -ra a földgáz lenne évi 11 milliárd tonna forrása, mivel a kereslet évente 1,9% -kal nő.

Az új gázvezetékek folyamatos finanszírozása és építése azt jelzi, hogy a fosszilis üvegházhatású gázok óriási kibocsátása a jövőben 40-50 évre lezárható. Csak az amerikai Texas államban öt új távolsági gázvezeték épül, az első üzembe helyezést 2019-ben, a többit pedig 2020–2022 között tervezik.

Az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése érdekében Hollandia 2050 -ig támogatja az átmenetet a földgáztól az ország összes lakására. Amszterdamban 2018 óta nem engedélyeztek új lakossági gázszámlát, és a város minden lakását várhatóan átalakítják 2040 -ig felhasználni a szomszédos ipari épületekből és műveletekből származó többlethőt. Az Egyesült Államok egyes városai elkezdték megtiltani az új házak gázcsatlakozását, az állami törvények elfogadva és mérlegelve előírják, hogy vagy villamosítást igényelnek, vagy megtiltják a helyi követelményeket. A brit kormány alternatív lakásfűtési technológiákkal is kísérletezik, hogy elérje klímacéljait. Üzleteik megőrzése érdekében az Egyesült Államokban működő földgázszolgáltatók lobbiznak a helyi villamosítási rendeleteket tiltó törvények mellett, és népszerűsítik a megújuló földgázt és a hidrogén -üzemanyagot .

Más szennyező anyagok

A földgáz sokkal kisebb mennyiségű kén -dioxidot és nitrogén -oxidot termel, mint más fosszilis tüzelőanyagok. Az alábbiakban felsoroljuk a földgáz elégetéséből származó szennyező anyagokat:

Földgáz-, olaj- és szénégetésből származó kibocsátások összehasonlítása
Szennyező anyag (lb/millió Btu) NG Olaj Szén
Szén-dioxid 117 164 208
Szén-monoxid 0,040 0,033 0,208
Kén-dioxid 0,001 1.122 2.591
Nitrogén-oxidok 0,092 0,448 0,457
Részecskék 0,007 0,084 2,744
Higany 0 0,000007 0,000016

Radionuklidok

A földgázkitermelés során polónium (Po-210), ólom (Pb-210) és radon (Rn-220) radioaktív izotópjai is keletkeznek . A radon egy gáz, amelynek kezdeti aktivitása 5-200 000 becquerel / köbméter gáz. Gyorsan bomlik Pb-210-re, amely vékonyrétegként képződhet a gázelszívó berendezésben.

Biztonsági aggályok

Egy csővezetéki szagszóró állomás

A földgázkitermelő munkaerő egyedülálló egészségügyi és biztonsági kihívásokkal néz szembe, és a Nemzeti Munkavédelmi és Egészségügyi Intézet (NIOSH) a Nemzeti Foglalkoztatási Kutatási Agendában (NORA) kiemelt ipari ágazatként ismeri el, hogy azonosítsa és biztosítsa a beavatkozási stratégiákat a foglalkozás -egészségügyi és biztonsági problémák.

Termelés

Néhány gázmezőkön így savanyú gáz tartalmazó hidrogén-szulfid ( H
2
S
), belélegezve mérgező vegyület. Az amingáz -kezelést , egy ipari méretű eljárást, amely eltávolítja a savas gáznemű komponenseket, gyakran használják a hidrogén -szulfid eltávolítására a földgázból.

A földgáz (vagy olaj) kinyerése a nyomás csökkenéséhez vezet a tartályban . Az ilyen nyomáscsökkenés viszont süllyedést , a talaj feletti süllyedését eredményezheti . A süllyedés hatással lehet az ökoszisztémákra, a vízi utakra, a csatorna- és vízellátó rendszerekre, az alapokra stb.

Fracking

A földgáz felszabadítása a felszín alatti porózus kőzetképződményekből elvégezhető hidraulikus repesztésnek vagy "frakkolásnak" nevezett eljárással . Becslések szerint a hidraulikus repesztés végül az észak -amerikai földgázfejlesztés közel 70% -át teszi ki. Az első kereskedelmi hidraulikus repesztési művelet 1949 óta az Egyesült Államokban körülbelül egymillió kút van hidraulikusan feltörve. A hidraulikus törésű kutakból származó földgáz előállítása az irányított és vízszintes fúrás technológiai fejlődését hasznosította, amely javította a földgázhoz való hozzáférést szűk kőzetekben. 2000 és 2012 között erőteljesen nőtt a nem hagyományos gázok hidraulikus törésű kutakból történő termelése.

A hidraulikus repesztés során a kútkezelők a kútfúró burkolatán keresztül a kőzetbe kényszerítik a különféle vegyszerekkel kevert vizet. A nagynyomású víz feldarabolja vagy „töredezi” a kőzetet, ami gázt szabadít fel a kőzetképződésből. Homokot és más részecskéket adnak a vízhez támasztóként, hogy a kőzetben lévő törések nyitva maradjanak, ezáltal lehetővé téve a gáz áramlását a burkolatba, majd a felszínre. Vegyi anyagokat adnak a folyadékhoz a súrlódás csökkentésére és a korrózió gátlására. A "frakk" után olajat vagy gázt vonnak ki, és a frakciófolyadék 30-70% -a, azaz víz, vegyszerek, homok stb. Keveréke visszafolyik a felszínre. Sok gázt hordozó képződmény is tartalmaz vizet, amely a gázzal együtt a kútfúvón keresztül a felszínre áramlik, mind hidraulikusan, mind hidraulikusan törött kutakban. Ez a termelt víz gyakran magas sótartalmú és más képződött ásványi anyagokat tartalmaz.

A kutak hidraulikus töréséhez használt vízmennyiség a hidraulikus repesztési technikától függően változik. Az Egyesült Államokban a hidraulikus törésenkénti átlagos vízmennyiséget 1953 előtt közel 7375 gallonként jelentették a függőleges olaj- és gázkutaknál, közel 197 000 gallont a függőleges olaj- és gázkutaknál 2000 és 2010 között, és közel 3 millió gallont vízszintes gázkutak esetében 2000 és 2010 között.

Annak eldöntése, hogy melyik repesztési technika megfelelő a kút termelékenységéhez, nagymértékben függ a tározó kőzet tulajdonságaitól, amelyből olaj vagy gáz nyerhető. Ha a kőzetet alacsony permeabilitás jellemzi-ami arra utal, hogy képes anyagokat, azaz gázt áthaladni rajta, akkor a kőzet szűk gázforrásnak tekinthető . A palagáz repedése, amely jelenleg a szokásostól eltérő gázforrásként is ismert , magában foglalja a fúrás függőleges fúrását, amíg el nem éri az oldalsó palás kőzetképződést, ekkor a fúró több száz vagy ezer láb vízszintesen követi a kőzetet. Ezzel szemben a hagyományos olaj- és gázforrásokat nagyobb kőzetáteresztő képesség jellemzi, ami természetesen lehetővé teszi az olaj vagy gáz áramlását a kútba, kevésbé intenzív hidraulikus törési technikákkal, mint a szűk gáz előállítása. A hagyományos és nem hagyományos olaj- és gáztermelés fúrástechnológiájának évtizedes fejlesztése nemcsak javította a földgázhoz való hozzáférést az alacsony áteresztőképességű tározósziklákban, hanem jelentős káros hatásokat is kifejtett a környezetre és a közegészségre.

Az amerikai EPA elismerte, hogy a mérgező, rákkeltő vegyi anyagokat, azaz a benzolt és az etil -benzolt gélesítő szerekként használták vízben és vegyi keverékekben a nagy térfogatú vízszintes repesztéshez (HVHF). A HVHF hidraulikus törését követően a kút felszínére visszatérő víz, vegyszerek és törmelékfolyadék, az úgynevezett visszaáramlás vagy előállított víz, tartalmazhat radioaktív anyagokat, nehézfémeket, természetes sókat és szénhidrogéneket, amelyek természetes módon léteznek az agyagpala kőzetekben. A repedésgátló vegyszereket, radioaktív anyagokat, nehézfémeket és sókat, amelyeket a kútkezelők eltávolítanak a HVHF kútból, olyan nehéz eltávolítani a vízből, amellyel keverednek, és annyira szennyezik a vízkörforgást , hogy a visszafolyás nagy része vagy újrahasznosítják más repesztési műveletekhez, vagy mély földalatti kutakba fecskendezik, megszüntetve azt a vizet, amelyet a HVHF megkövetelt a hidrológiai ciklusból.

A történelmileg alacsony gázárak késleltették a nukleáris reneszánszt , valamint a napenergia fejlődését .

Hozzáadott szag

A földgáz eredeti állapotában színtelen és szinte szagtalan . Annak érdekében, hogy segítsék a fogyasztókat felderítésében szivárog , egy odorizer egy illata hasonló záptojás, terc-butil-tiol (t-butil-merkaptán), adunk hozzá. Néha rokon vegyület, tiofán is használható a keverékben. Olyan helyzetek fordultak elő a földgáziparban, amikor a földgázhoz hozzáadott szagot analitikai műszerekkel lehet kimutatni, de a normális szaglású megfigyelő nem tudja megfelelően kimutatni. Ezt a szagok elfedése okozza, amikor az egyik illatanyag legyőzi a másik érzését. 2011 -től az iparág kutatásokat folytat a szagok elfedésének okairól.

Robbanásveszély

Gázhálózati segélyszállító jármű reagál egy nagy tűzre Kijevben , Ukrajnában

A földgázszivárgás okozta robbanások évente néhányszor előfordulnak. Az egyéni lakásokat, kisvállalkozásokat és más építményeket érinti a leggyakrabban, ha egy belső szivárgás gázokat halmoz fel a szerkezetben. A robbanás gyakran elég erős ahhoz, hogy jelentősen megrongálja az épületet, de állva hagyja. Ezekben az esetekben a bent tartózkodók általában kisebb vagy közepes sérüléseket szenvednek. Időnként a gáz elég nagy mennyiségben összegyűlhet ahhoz, hogy halálos robbanást okozzon, és egy vagy több épületet tönkretesz a folyamat során. Számos építési szabályzat tiltja a gázcsövek beépítését az üreg falai közé vagy a padlólapok alá, hogy csökkentse ezt a kockázatot. A gáz általában könnyen eloszlik a szabadban, de néha veszélyes mennyiségben összegyűlhet, ha az áramlási sebesség elég magas. 1994 és 2013 között az Egyesült Államokban 745 súlyos gázelosztó baleset történt, amelyek 278 halálesetet és 1059 sérülést okoztak, 110 658 083 dollár vagyoni kárral. Figyelembe véve azonban az üzemanyagot használó épületek tízmillióit, a földgáz használatának egyéni kockázata alacsony.

A szén -monoxid belélegzésének veszélye

A földgázfűtési rendszerek szén -monoxid -mérgezést okozhatnak, ha nincsenek szellőztetve vagy rosszul szellőznek. 2011 -ben a földgázkemencéket, helyiségfűtőket, vízmelegítőket és kályhákat okolták 11 szén -monoxid -halálért az Egyesült Államokban. További 22 halálesetet a cseppfolyósított kőolajgázzal működő készülékek okoztak, és 17 haláleset a nem meghatározott típusú gázok miatt. A földgázkemencék fejlesztései jelentősen csökkentették a CO -mérgezéssel kapcsolatos aggályokat. Érzékelők is rendelkezésre állnak, amelyek figyelmeztetnek szén -monoxidra vagy robbanásveszélyes gázokra, például metánra és propánra.

Energiatartalom, statisztika és árképzés

Földgázárak a Henry Hub -ban, amerikai dollárban millió BTU -nként
A földgázárak összehasonlítása Japánban, az Egyesült Királyságban és az Egyesült Államokban, 2007–2011

A földgáz mennyiségét normál köbméterben (köbméter gáz "normál" hőmérsékleten 0 ° C (32 ° F) és nyomás 101,325 kPa (14,6959 psi)) vagy szabványos köbméterben (köbméter gáz "standard" ) mérik hőmérséklet 15,6 ° C és nyomás 14,63 psi (101,6 kPa)), egy köbméter ≈ 35,3147 cu ft. A kereskedelmi minőségű földgáz bruttó égési hője körülbelül 39 MJ/m 3 (0,31 kWh/cu ft) ), de ez több százalékkal változhat. Ez körülbelül 49 MJ/kg (6,2 kWh/lb) (0,8 kg/m 3 (0,05 lb/cu ft) sűrűséget feltételezve ).

Az Európai Unió, az USA és Kanada kivételével a földgázt gigajoule kiskereskedelmi egységekben értékesítik. Az LNG -t (cseppfolyósított földgázt) és az LPG -t ( cseppfolyósított kőolajgázt ) metrikus tonnában (1000 kg) vagy millió BTU -ban forgalmazzák azonnali szállításként. A hosszú távú földgázelosztási szerződéseket köbméterben, az LNG -szerződéseket pedig tonnában írják alá. Az LNG -t és az LPG -t speciális szállítóhajók szállítják , mivel a gáz kriogén hőmérsékleten cseppfolyósodik . Az egyes LNG/LPG rakományok specifikációi általában tartalmazzák az energiatartalmat, de ez az információ általában nem hozzáférhető a nyilvánosság számára.

Az Orosz Föderációban a Gazprom 2008 -ban megközelítőleg 250 milliárd köbméter (8,8 billió köbméter) földgázt adott el. 2013 -ban 487,4 milliárd köbméter (17,21 billió köbméter) földgázt termeltek. A Gazprom 2013 -ban 161,5 milliárd köbméter (5,70 billió köbméter) gázt szállított Európának.

2015 augusztusában a történelem talán legnagyobb földgáz felfedezését tette és jelentette be egy olasz ENI gázipari vállalat. Az energiaipari vállalat jelezte, hogy egy "szuperóriás" gázmezőt tárt fel a Földközi -tengeren, amely mintegy 40 négyzet mérföldet (100 km 2 ) fed le . Ezt Zohr gázmezőnek nevezték el, és potenciális 30 billió köbméter (850 milliárd köbméter) földgázt tartalmazhat. Az ENI szerint az energia körülbelül 5,5 milliárd hordó olaj -egyenérték [BOE] (3,4 × 10 10  GJ). A Zohr mezőt Egyiptom északi partjainál találták meg, és az ENI azt állítja, hogy ez lesz a legnagyobb a Földközi -tengeren és még a világon is.

Európai Únió

A végfelhasználók gázárai nagymértékben eltérnek az EU -ban . Az egységes európai energiapiacnak, amely az EU egyik legfontosabb célja, kiegyenlítenie kell a gáz árait minden uniós tagállamban. Ezenkívül elősegítené a kínálat és a globális felmelegedés problémáinak megoldását, valamint megerősítené a kapcsolatokat más mediterrán országokkal, és elősegítené a beruházásokat a régióban.

Egyesült Államok

Amerikai földgázpiaci termelés 1900–2012 (amerikai KHV adatok)
Trendek az első öt földgáztermelő országban (amerikai KHV adatok)

Az amerikai egységekben egy szabványos köbméteres (28 l) földgáz körülbelül 1028 brit termikus egységet (1,085 kJ) termel . A tényleges fűtési érték, amikor a képződött víz nem kondenzálódik, a nettó égési hő, és akár 10% -kal is kevesebb lehet.

Az Egyesült Államokban a kiskereskedelmi értékesítés gyakran termikus egységekben történik (th); 1 hő = 100 000 BTU. A belföldi fogyasztók számára történő gázértékesítés gyakran 100 standard köbméter (scf) egységben történik . Gázmérők méri a gáz mennyisége használható, és ennek alakítjuk therms megszorozzuk a hangerőt a energiatartalma az alkalmazott gáz ezen időszak alatt, amely változik idővel kicsit. Egy családi ház átlagos éves fogyasztása 1000 termer vagy egy lakossági ügyfél -egyenérték (RCE). A nagykereskedelmi tranzakciókat általában dekóderekben ( Dth ), ezer decatherm -ben (MDth) vagy millió dekamerában (MMDth) végzik. Egymillió dekamer a trillió BTU, nagyjából egymilliárd köbméter földgáz.

A földgáz ára a tartózkodási helytől és a fogyasztó típusától függően nagyban változik. 2007 -ben az 1000 köbméterenkénti 7 dolláros (0,25 dollár/m 3 ) ár volt jellemző az Egyesült Államokban. A földgáz tipikus kalóriaértéke nagyjából 1000 BTU / köbméter, a gáz összetételétől függően. Ez körülbelül 7 dollárnak felel meg egymillió BTU -nak vagy körülbelül 7 dollárnak gigajoule -nként (GJ). 2008 áprilisában a nagykereskedelmi ár 10 dollár volt 1000 köbméterenként (10 dollár/millió BTU). A lakossági ár 50-300% -kal változik a nagykereskedelmi árnál. 2007 végén ez 12–16 USD volt 1000 köbméterenként (0,42–0,57 USD/m 3 ). Az Egyesült Államokban a földgázzal határidős szerződésként kereskednek a New York -i árutőzsdén . Minden szerződés 10 000 millió BTU -ra vagy 10 milliárd BTU -ra (10 551 GJ) szól. Így ha a gáz ára 10 dollár/millió BTU a NYMEX -en, akkor a szerződés értéke 100 000 dollár.

Kanada

Kanada metrikus mérést alkalmaz a petrolkémiai termékek belső kereskedelmére. Következésképpen a földgázt gigajoule (GJ), köbméter (m 3 ) vagy ezer köbméter (E3m3) értékesíti. Az elosztó infrastruktúra és a mérők szinte mindig mérőtérfogatot (köbméter vagy köbméter) tartalmaznak. Egyes joghatóságok, például Saskatchewan, csak térfogatban értékesítenek gázt. Más joghatóságok, például Alberta, a gázt az energiatartalom (GJ) adja. Ezeken a területeken szinte minden lakossági és kisvásárlói fogyasztásmérő méri a térfogatot (m 3 vagy ft 3 ), és a számlázási kimutatások tartalmaznak egy szorzót, amely a térfogatot a helyi gázellátás energiatartalmává alakítja át.

Egy gigajoule (GJ) olyan intézkedés, megközelítőleg fele egy hordó (250 lbs) olaj, vagy 1 millió BTU, vagy 1000 cu ft vagy 28 m 3 gáz. A kanadai gázellátás energiatartalma 37-43 MJ/m 3 (990-1.150 BTU/cu ft) között változhat, a kútfej és a vevő közötti gázellátástól és feldolgozástól függően.

A befektetők eszközosztályaként

A Nyugdíj Világtanács (WPC) által végzett kutatás azt sugallja, hogy a nagy amerikai és kanadai nyugdíjalapok, valamint az ázsiai és közép -amerikai térségbeli SWF -befektetők különösen aktívak lettek a földgáz és a földgázinfrastruktúra területén, ez a tendencia 2005 -ben kezdődött Skócia megalakulásával. Gázhálózatok az Egyesült Királyságban, OMERS és Ontario Teachers 'Pension Plan .

Adszorbeált földgáz (ANG)

A földgázt úgy lehet tárolni, hogy a porózus szilárd anyagokhoz, az úgynevezett szorbensekhez adszorbeálják. A metán tárolásának optimális feltétele szobahőmérséklet és légköri nyomás. A 4 MPa -ig terjedő nyomás (a légköri nyomás körülbelül 40 -szerese) nagyobb tárolókapacitást eredményez. Az ANG -hez leggyakrabban használt szorbens az aktív szén (AC), elsősorban három formában: aktív szénszál (ACF), porított aktív szén (PAC) és aktívszén -monolit.

Lásd még

Hivatkozások

További irodalom

Külső linkek