Gaz natural - Natural gas

Comerțul global cu gaze naturale în 2013. Numerele sunt exprimate în miliarde de metri cubi pe an

Extracția gazelor naturale pe țări în metri cubi pe an în jurul anului 2013

Gazele naturale ( de asemenea , numit gaz fosil , uneori , doar gaz ) este un mod natural hidrocarbură gaz amestec constituit din metan și în mod obișnuit , inclusiv diferite cantități de alte mari alcani și uneori un procent mic de dioxid de carbon , azot , hidrogen sulfurat sau heliu . Gazul natural este incolor și inodor, și exploziv, astfel încât un miros de sulf (similar cu ouăle putrede) este de obicei adăugat pentru detectarea timpurie a scurgerilor. Gazul natural se formează atunci când straturile de plante și materii animale în descompunere sunt expuse la căldură și presiune intense sub suprafața Pământului de-a lungul a milioane de ani. Energia pe care plantele obținută inițial de la soare este stocată sub formă de legături chimice în gaz. Gazul natural este un combustibil fosil .

Gazul natural este o hidrocarbură neregenerabilă utilizată ca sursă de energie pentru încălzire, gătit și generarea de electricitate. De asemenea, este utilizat ca combustibil pentru vehicule și ca materie primă chimică la fabricarea materialelor plastice și a altor substanțe chimice organice importante din punct de vedere comercial .

Extracția și consumul de gaze naturale este un factor major și în creștere al schimbărilor climatice . Este un gaz puternic cu efect de seră , eliberat în atmosferă și creează dioxid de carbon atunci când este ars . Gazul natural poate fi ars eficient pentru a genera căldură și electricitate , emițând mai puține deșeuri și toxine la punctul de utilizare față de alți combustibili fosili și de biomasă . Cu toate acestea, aerisirea și evazarea gazelor , împreună cu emisiile fugare neintenționate de-a lungul lanțului de aprovizionare , pot avea ca rezultat o amprentă de carbon similară în ansamblu.

Gazul natural se găsește în formațiuni de roci subterane adânci sau este asociat cu alte rezervoare de hidrocarburi din paturile de cărbune și sub formă de clatrați de metan . Petrolul este un alt combustibil fosil găsit în apropierea și cu gazul natural. Majoritatea gazelor naturale au fost create în timp prin două mecanisme: biogen și termogen. Gazul biogen este creat de organismele metanogene din mlaștini , mlaștini , depozite de deșeuri și sedimente de mică adâncime. Mai adânc în pământ, la o temperatură și presiune mai mari, gazul termogen este creat din material organic îngropat.

În producția de petrol, gazul este uneori ars ca gaz de ardere . Înainte ca gazul natural să poată fi utilizat ca combustibil, majoritatea, dar nu toate, trebuie prelucrate pentru a elimina impuritățile, inclusiv apa, pentru a îndeplini specificațiile gazelor naturale comercializabile. Produsele secundare ale acestei prelucrări includ etan , propan , butani , pentani și hidrocarburi cu greutate moleculară mai mare, hidrogen sulfurat (care poate fi transformat în sulf pur ), dioxid de carbon , vapori de apă și, uneori, heliu și azot .

Gazul natural este uneori denumit informal doar „gaz”, mai ales atunci când este comparat cu alte surse de energie, cum ar fi petrolul sau cărbunele. Cu toate acestea, nu trebuie confundat cu benzina , care este adesea scurtată în utilizarea colocvială la „gaz”, în special în America de Nord.

Istorie

Arderea gazului natural care iese din sol în Taiwan

Gazul natural a fost descoperit accidental în China antică, deoarece a rezultat din forarea pentru saramură . Gazul natural a fost folosit pentru prima dată de chinezi în aproximativ 500 î.Hr. (posibil chiar și 1000 î.Hr.). Au descoperit o modalitate de a transporta gazul care se scurgea din pământ în conducte brute de bambus până unde a fost folosit pentru a fierbe apă sărată pentru a extrage sarea din districtul Ziliujing din Sichuan .

Descoperirea și identificarea gazului natural în America a avut loc în 1626. În 1821, William Hart a săpat cu succes primul puț de gaze naturale la Fredonia, New York , Statele Unite, ceea ce a dus la formarea Fredonia Gas Light Company. Orașul Philadelphia a creat prima întreprindere de distribuție a gazelor naturale deținută municipal în 1836. Până în 2009, 66 000 km ³ (16.000 m3) (sau 8%) fuseseră folosiți din totalul de 850.000 km ³ (200.000 m3). mi.) din rezerva estimată recuperabilă rămasă recuperabilă de gaze naturale. Bazat pe o rată estimată a consumului mondial din 2015 de aproximativ 3400 km ³ (815 mii) de gaz pe an, rezerva totală estimată de recuperare economică restantă de gaz natural ar dura 250 de ani la ratele de consum curente. O creștere anuală a utilizării de 2-3% ar putea duce la rezerve recuperabile în prezent, care să dureze semnificativ mai puțin, poate chiar între 80 și 100 de ani.

Surse

Gaz natural

Instalatie de foraj cu gaze naturale din Texas, SUA

În secolul al XIX-lea, gazul natural a fost obținut în primul rând ca produs secundar al producției de petrol . Lanțurile mici, ușoare de carbon cu gaz, au ieșit din soluție pe măsură ce fluidele extrase au suferit o reducere a presiunii din rezervor până la suprafață, similar cu decuplarea unei sticle de băuturi răcoritoare în care efervescă dioxidul de carbon . Gazul a fost adesea privit ca un produs secundar, un pericol și o problemă de eliminare în câmpurile petroliere active. Volumele mari produse nu au putut fi utilizate până când nu au fost construite conducte și instalații de depozitare relativ scumpe pentru a livra gazul pe piețele de consum.

Până la începutul secolului al XX-lea, majoritatea gazelor naturale asociate cu petrolul erau fie pur și simplu degajate, fie arse în câmpurile petroliere. Aerisirea gazului și evazarea producției sunt încă practicate în timpurile moderne, dar sunt în curs de desfășurare eforturi în întreaga lume pentru a le retrage și pentru a le înlocui cu alte alternative viabile din punct de vedere comercial și utile. Gazul nedorit (sau gazul eșuat fără piață) este adesea returnat la rezervor cu puțuri de „injecție” în așteptarea unei posibile piețe viitoare sau pentru a re-presuriza formațiunea, care poate spori ratele de extracție a petrolului din alte puțuri. În regiunile cu o cerere ridicată de gaze naturale (cum ar fi SUA), conductele sunt construite atunci când este fezabil din punct de vedere economic transportul gazului de la o fântână la un consumator final .

În plus față de transportul gazului prin conducte pentru utilizarea în generarea de energie electrică, alte utilizări finale ale gazului natural includ exportul ca gaz natural lichefiat (GNL) sau conversia gazelor naturale în alte produse lichide prin tehnologii de gaz în lichide (GTL). Tehnologiile GTL pot transforma gazul natural în produse lichide precum benzina, motorina sau combustibilul pentru avioane. Au fost dezvoltate o varietate de tehnologii GTL, inclusiv Fischer-Tropsch (F-T), metanol-benzină (MTG) și syngas-benzină plus (STG +). F – T produce un brut sintetic care poate fi rafinat în continuare în produse finite, în timp ce MTG poate produce benzină sintetică din gaze naturale. STG + poate produce benzină, motorină, combustibil pentru jet și substanțe chimice aromatice direct din gaz natural printr-un proces cu o singură buclă. În 2011, fabrica F-T de 140.000 de barili (22.000 m ³ ) pe zi a Royal Dutch Shell a intrat în funcțiune în Qatar .

Gazul natural poate fi „asociat” (găsit în câmpurile petroliere ), sau „neasociat” (izolat în câmpurile de gaze naturale ) și se găsește și în paturile de cărbune (sub formă de metan cu cărbune ). Uneori conține o cantitate semnificativă de etan , propan , butan și pentan - hidrocarburi mai grele îndepărtate pentru uz comercial înainte ca metanul să fie vândut ca combustibil de consum sau materie primă pentru uz chimic. Nehidrocarburi precum dioxidul de carbon , azotul , heliul (rar) și hidrogenul sulfurat trebuie, de asemenea, îndepărtate înainte ca gazul natural să poată fi transportat.

Gazul natural extras din puțurile de petrol se numește gaz de capăt de carcasă (indiferent dacă a fost produs sau nu cu adevărat prin inel și printr-o ieșire de cap de carcasă) sau gaz asociat. Industria gazelor naturale extrage o cantitate din ce în ce mai mare de gaze din tipuri de resurse provocatoare : gaz acru , gaz etanș , gaz de șist și metan cu cărbune .

Există unele dezacorduri cu privire la care țară are cele mai mari rezerve de gaze dovedite. Sursele care consideră că Rusia are de departe cele mai mari rezerve dovedite includ CIA SUA (47 600 km ³ ), Administrația SUA pentru informații energetice (47 800 km ³ ) și OPEC (48 700 km ³ ). Cu toate acestea, BP acordă Rusiei doar 32 900 km ³ , ceea ce ar situa-o pe locul doi, ușor în spatele Iranului (33 100 - 33 800 km ³ , în funcție de sursă). Cu Gazprom , Rusia este frecvent cel mai mare extractor de gaze naturale din lume. Resursele majore dovedite (în kilometri cubi) sunt lumea 187 300 (2013), Iran 33 600 (2013), Rusia 32 900 (2013), Qatar 25 100 (2013), Turkmenistan 17 500 (2013) și Statele Unite 8500 (2013) ).

Țări după rezerve dovedite de gaze naturale (2014), pe baza datelor din The World Factbook

Se estimează că există aproximativ 900 000 km ³ de gaz „neconvențional”, cum ar fi gazul de șist, din care 180 000 km ³ pot fi recuperabili. La rândul lor, multe studii efectuate de MIT , Black & Veatch și DOE prezic că gazele naturale vor reprezenta o porțiune mai mare a producției de energie electrică și a căldurii în viitor.

Cel mai mare câmp de gaz din lume este câmpul de condensat de gaz South Pars / North Dome , împărțit între Iran și Qatar. Se estimează că are 51.000 de kilometri cubi de gaz natural și 50 miliarde de barili (7.9 miliarde de metri cubi) de condensate de gaze naturale .

Deoarece gazul natural nu este un produs pur, deoarece presiunea rezervorului scade atunci când gazul neasociat este extras dintr-un câmp în condiții supercritice (presiune / temperatură), componentele cu greutate moleculară mai mare se pot condensa parțial la depresurizarea izotermă - efect numit condensare retrogradă . Lichidul astfel format poate fi prins în timp ce porii rezervorului de gaz se epuizează. O metodă de rezolvare a acestei probleme este reinjectarea gazului uscat fără condens pentru a menține presiunea subterană și pentru a permite reevaporarea și extragerea condensatelor. Mai frecvent, lichidul se condensează la suprafață și una dintre sarcinile centralei de gaze este colectarea acestui condens. Lichidul rezultat se numește lichid de gaz natural (NGL) și are valoare comercială.

Gaze de șist

Localizarea gazului de șist în comparație cu alte tipuri de depozite de gaz

Gazul de șist este gazul natural produs din șist . Deoarece șistul are permeabilitatea matricei prea mică pentru a permite curgerea gazului în cantități economice, puțurile de gaz de șist depind de fracturi pentru a permite curgerea gazului. Puțurile timpurii de gaze de șist depindeau de fracturi naturale prin care curgea gaz; aproape toate puțurile de gaz de șist necesită astăzi fracturi create artificial prin fracturare hidraulică . Din 2000, gazul de șist a devenit o sursă majoră de gaze naturale în Statele Unite și Canada. Datorită creșterii producției de gaze de șist, Statele Unite au fost în 2014 primul producător de gaze naturale din lume. Producția de gaze de șist în Statele Unite a fost descrisă ca o „revoluție a gazelor de șist” și ca „unul dintre evenimentele de referință din secolul XXI”.

În urma creșterii producției din Statele Unite, începe explorarea gazelor de șist în țări precum Polonia, China și Africa de Sud. Geologii chinezi au identificat bazinul Sichuan drept o țintă promițătoare pentru forarea gazelor de șist, din cauza similarității șisturilor cu cele care s-au dovedit productive în Statele Unite. Producția din puțul Wei Wei 201 este de 1 × 10 ⁴ –2 × 10 ⁴ m ³ pe zi. La sfârșitul anului 2020, China National Petroleum Corporation a revendicat producția zilnică de 20 de milioane de metri cubi de gaz din zona sa demonstrativă Changning-Weiyuan.

Gaz de oraș

Gazul urban este un combustibil gazos inflamabil produs de distilarea distructivă a cărbunelui . Conține o varietate de gaze calorifice, inclusiv hidrogen , monoxid de carbon , metan și alte hidrocarburi volatile , împreună cu cantități mici de gaze necalorifice, cum ar fi dioxidul de carbon și azotul , și este utilizat în mod similar gazelor naturale. Aceasta este o tehnologie istorică și nu este, de obicei, competitivă din punct de vedere economic cu alte surse de gaz combustibil astăzi.

Cele mai multe „gashouses” orășenești situate în estul SUA la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea erau cuptoare simple de cocs subprodus care încălzeau cărbune bituminos în camere etanșe la aer. Gazul scos din cărbune a fost colectat și distribuit prin rețele de țevi către reședințe și alte clădiri unde a fost folosit pentru gătit și iluminat. (Încălzirea cu gaz nu a fost utilizată pe scară largă până în ultima jumătate a secolului al XX-lea.) Gudronul de cărbune (sau asfaltul ) care s-a colectat în fundul cuptoarelor gashouse a fost adesea folosit pentru acoperișuri și alte scopuri de impermeabilizare și atunci când a fost amestecat cu nisip iar pietrișul era folosit pentru pavarea străzilor.

Gaz natural cristalizat - hidrați

Cantități uriașe de gaze naturale (în principal metan) există sub formă de hidrați sub sediment pe platformele continentale offshore și pe uscat în regiunile arctice care experimentează permafrost , cum ar fi cele din Siberia . Hidrații necesită o combinație de presiune ridicată și temperatură scăzută pentru a se forma.

În 2010, costul extragerii gazului natural din gazul natural cristalizat a fost estimat să fie de două ori mai mare decât costul extragerii gazului natural din surse convenționale și chiar mai mare din depozitele offshore.

În 2013, Japan Oil, Gas and Metals National Corporation (JOGMEC) a anunțat că au recuperat cantități relevante din punct de vedere comercial de gaze naturale din hidratul de metan.

Uzină de procesare a gazelor naturale din Aderklaa , Austria Inferioară

Prelucrare

Imaginea de mai jos este o schemă de flux schematică a unei instalații tipice de procesare a gazelor naturale. Acesta prezintă diferitele procese unitare utilizate pentru transformarea gazului natural brut în gaz de vânzare canalizat către piețele utilizatorilor finali.

Diagrama blocului de flux arată, de asemenea, modul în care prelucrarea gazului natural brut produce subprodusul sulf, subprodusul etan și gazele naturale (NGL) propan, butani și benzină naturală (denumite pentani +).

Diagrama de flux schematică a unei instalații tipice de procesare a gazelor naturale

Epuizare

La mijlocul anului 2020, producția de gaze naturale în SUA a atins un maxim de trei ori, nivelurile actuale depășind ambele vârfuri anterioare. A ajuns la 24,1 trilioane de metri cubi pe an în 1973, urmată de un declin și a ajuns la 24,5 trilioane de metri cubi în 2001. După o scurtă scădere, retragerile au crescut aproape în fiecare an din 2006 (datorită creșterii gazelor de șist ), producția din 2017 la 33,4 trilioane de metri cubi și producția din 2019 la 40,7 trilioane de metri cubi. După cel de-al treilea vârf din decembrie 2019, extracția a continuat să scadă începând din martie, din cauza scăderii cererii cauzate de pandemia COVID-19 în SUA .

Depozitare și transport

Principala din polietilenă din plastic fiind plasată într-un șanț

Construcția aproape de conductele de transmisie a gazelor de înaltă presiune este descurajată, adesea cu semne de avertizare în picioare.

Datorită densității reduse, nu este ușor să stocați gazul natural sau să îl transportați cu vehiculul. Conductele de gaze naturale nu sunt practice în oceane, deoarece gazul trebuie răcit și comprimat, deoarece fricțiunea din conductă determină încălzirea gazului. Multe conducte existente în America sunt aproape de a-și atinge capacitatea, determinând unii politicieni care reprezintă statele nordice să vorbească despre potențiale lipsuri. Costul comercial mare implică faptul că piețele gazelor naturale sunt la nivel global mult mai puțin integrate, provocând diferențe semnificative de preț între țări. În Europa de Vest , rețeaua de conducte de gaz este deja densă. Noi conducte sunt planificate sau în construcție în Europa de Est și între câmpurile de gaz din Rusia , Orientul Apropiat și Africa de Nord și Europa de Vest.

Ori de câte ori gazul este cumpărat sau vândut la punctele de transfer de custodie, se fac reguli și acorduri cu privire la calitatea gazului. Acestea pot include concentrația maximă admisibilă de CO
₂, H
₂S și H
₂O . De obicei, gazul de calitate de vânzare care a fost tratat pentru a elimina contaminarea este comercializat pe bază de "gaz uscat" și trebuie să fie comercial fără mirosuri, materiale și praf sau alte materii solide sau lichide, ceruri, gume și constituenți care formează gumă, care ar putea deteriora sau afecta negativ funcționarea echipamentelor în aval de punctul de transfer al custodiei.

Transportatorii de GNL transportă gaze naturale lichefiate (GNL) peste oceane, în timp ce camioanele cisternă pot transporta gaz natural lichefiat sau comprimat (GNC) pe distanțe mai mici. Transportul maritim utilizând nave transportoare GNC care sunt acum în curs de dezvoltare poate fi competitiv cu transportul GNL în condiții specifice.

Gazul este transformat în lichid la o instalație de lichefiere și este readus în formă de gaz la instalația de regazificare de la terminal . De asemenea, se utilizează echipamente de regazificare la bord. GNL este forma preferată pentru transportul de gaze naturale pe distanțe mari, cu volum mare, în timp ce conducta este preferată pentru transportul pe distanțe de până la 4.000 km (2.500 mi) pe uscat și aproximativ jumătate din această distanță în larg.

GNC este transportat la presiune ridicată, de obicei peste 200 de bari (20.000 kPa; 2.900 psi). Compresoarele și echipamentele de decompresie consumă mai puțin capital și pot fi economice la unități de dimensiuni mai mici decât instalațiile de lichefiere / regazificare. Camioanele și transportatorii de gaze naturale pot transporta gaze naturale direct către utilizatorii finali sau către puncte de distribuție, cum ar fi conductele.

Peoples Gas Manlove Field, zona de stocare a gazelor naturale din Newcomb Township, județul Champaign, Illinois . În prim-plan (stânga) este una dintre numeroasele fântâni pentru zona de depozitare subterană, cu o instalație de GNL, iar rezervoarele de depozitare deasupra solului sunt în fundal (dreapta).

În trecut, gazele naturale care erau recuperate în timpul recuperării petrolului nu puteau fi vândute în mod profitabil și pur și simplu erau arse în câmpul petrolier într-un proces cunoscut sub numele de evazare . Evacuarea este acum ilegală în multe țări. În plus, cererea mai mare în ultimii 20-30 de ani a făcut viabilă din punct de vedere economic producția de gaz asociat petrolului. Ca opțiune suplimentară, gazul este acum uneori reinjectat în formațiune pentru recuperarea îmbunătățită a uleiului prin menținerea presiunii, precum și prin inundații miscibile sau nemiscibile. Conservarea, reinjectarea sau evazarea gazului natural asociat cu petrolul depinde în primul rând de apropierea de piețe (conducte) și de restricțiile de reglementare.

Gazul natural poate fi exportat indirect prin absorbția în alte producții fizice. Un studiu recent sugerează că extinderea producției de gaze de șist în SUA a determinat scăderea prețurilor față de alte țări. Acest lucru a provocat o creștere a exporturilor din sectorul de producție cu consum intensiv de energie, prin care unitatea medie în dolari a exporturilor de producție din SUA aproape și-a triplat conținutul de energie între 1996 și 2012.

Un „sistem principal de gaz” a fost inventat în Arabia Saudită la sfârșitul anilor 1970, punând capăt oricărei necesități de evazare. Cu toate acestea, observarea prin satelit arată că evazarea și ventilarea sunt încă practicate în unele țări cu extracție de gaze.

Gazul natural este utilizat pentru a genera electricitate și căldură pentru desalinizare . În mod similar, unele depozite de deșeuri care de asemenea descarcă gaze metanice au fost înființate pentru a captura metanul și a genera electricitate.

Gazul natural este adesea stocat în subteran în rezervoarele de gaz epuizate din puțurile de gaz anterioare, cupole de sare sau în rezervoare ca gaz natural lichefiat. Gazul este injectat într-un moment de cerere redusă și extras când cererea crește. Depozitarea utilizatorilor finali din apropiere ajută la satisfacerea cerințelor volatile, dar o astfel de depozitare nu este întotdeauna posibilă.

Cu 15 țări care reprezintă 84% din extracția mondială, accesul la gaze naturale a devenit o problemă importantă în politica internațională, iar țările se luptă pentru controlul conductelor. În primul deceniu al secolului 21, Gazprom , compania energetică de stat din Rusia, s-a angajat în dispute cu Ucraina și Belarus privind prețul gazului natural, care au creat îngrijorări cu privire la faptul că livrările de gaze către părți din Europa ar putea fi întrerupte pentru motive politice. Statele Unite se pregătesc să exporte gaze naturale.

Gaz natural lichefiat plutitor

Gazul natural lichefiat plutitor (FLNG) este o tehnologie inovatoare concepută pentru a permite dezvoltarea resurselor de gaze offshore care altfel ar rămâne neexploatate din cauza factorilor de mediu sau economici care în prezent le fac impracticabile dezvoltării printr-o operațiune terestră de GNL. Tehnologia FLNG oferă, de asemenea, o serie de avantaje economice și de mediu:

• Mediu - Deoarece toată prelucrarea se face la câmpul de gaz, nu există nicio cerință pentru conducte lungi până la țărm, unități de compresie pentru pomparea gazului către țărm, construcții de dragare și debarcader și construcția la sol a unei fabrici de prelucrare a GNL, ceea ce reduce semnificativ amprenta. Evitarea construcției ajută și la conservarea mediilor marine și de coastă. În plus, tulburările de mediu vor fi reduse la minimum în timpul dezafectării, deoarece instalația poate fi ușor deconectată și îndepărtată înainte de a fi recondiționată și reutilizată în altă parte.
• Economic - În cazul în care pomparea gazului la țărm poate fi costisitoare, FLNG face dezvoltarea viabilă din punct de vedere economic. Drept urmare, va deschide noi oportunități de afaceri pentru țări pentru a dezvolta câmpuri de gaze offshore care altfel ar rămâne blocate, cum ar fi cele din largul Africii de Est.

Multe companii de gaze și petrol iau în considerare beneficiile economice și de mediu ale gazului natural lichefiat plutitor (FLNG). În prezent sunt în derulare proiecte pentru construirea a cinci facilități FLNG. Petronas este aproape de finalizarea FLNG-1 la Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering și sunt în curs de desfășurare pentru proiectul lor FLNG-2 la Samsung Heavy Industries . Shell Prelude urmează să înceapă producția în 2017. Proiectul Browse LNG va începe FEED în 2019.

Utilizări

Gazul natural este utilizat în principal în emisfera nordică. America de Nord și Europa sunt mari consumatori.

Gaz natural în flux mediu

Adesea, gazele din capul puțului necesită îndepărtarea diferitelor molecule de hidrocarburi conținute în gaz. Unele dintre aceste gaze includ heptan , pentan , propan și alte hidrocarburi cu greutăți moleculare peste metan ( CH
₄). Liniile de transport ale gazelor naturale se extind la fabrica sau unitatea de procesare a gazelor naturale care elimină hidrocarburile cu pondere moleculară mai mare pentru a produce gaz natural cu conținut de energie cuprins între 950-1.050 unități termice britanice pe picior cub (35-39 MJ / m ³ ). Gazul natural prelucrat poate fi apoi utilizat în scopuri rezidențiale, comerciale și industriale.

Gazul natural care curge în liniile de distribuție se numește gaz natural în flux mediu și este adesea utilizat pentru alimentarea motoarelor care rotesc compresoarele. Aceste compresoare sunt necesare în linia de transport pentru a presuriza și represuriza gazul natural din fluxul mediu pe măsură ce gazul se deplasează. De obicei, motoarele alimentate cu gaz natural necesită 950–1.050 BTU / pi ft (35-39 MJ / m ³ ) gaz natural pentru a funcționa conform specificațiilor rotative ale plăcuței de identificare. Mai multe metode sunt utilizate pentru a elimina aceste gaze cu pondere moleculară mai mare pentru a fi utilizate de motorul cu gaz natural. Câteva tehnologii sunt după cum urmează:

• Skid Joule – Thomson
• Sistem criogenic sau de răcire
• Sistem de enzimologie chimică

Generarea de energie electrică

Gazul natural este o sursă majoră de producere a energiei electrice prin utilizarea cogenerării , a turbinelor cu gaz și a turbinelor cu abur . Gazul natural este, de asemenea, foarte potrivit pentru o utilizare combinată în asociere cu surse regenerabile de energie , cum ar fi eoliene sau solare și pentru alimentarea centralelor electrice cu sarcină de vârf care funcționează în tandem cu centralele hidroelectrice . Majoritatea centralelor electrice cu vârf de rețea și unele generatoare de motoare în afara rețelei utilizează gaze naturale. Eficiențe deosebit de mari pot fi obținute prin combinarea turbinelor cu gaz cu o turbină cu abur în modul ciclului combinat . Gazul natural arde mai curat decât alți combustibili, cum ar fi petrolul și cărbunele. Deoarece arderea gazelor naturale produce atât apă, cât și dioxid de carbon, produce mai puțin dioxid de carbon pe unitate de energie eliberată decât cărbunele, care produce în principal dioxid de carbon. Arderea gazelor naturale produce doar aproximativ jumătate din dioxidul de carbon pe kilowatt-oră (kWh) pe care îl produce cărbunele . Pentru transport, arderea gazelor naturale produce cu aproximativ 30% mai puțin dioxid de carbon decât arderea petrolului . Administrația SUA pentru informații energetice raportează emisiile în milioane de tone metrice de dioxid de carbon în lume pentru 2012:

• Gaz natural: 6.799
• Petrol: 11.695
• Cărbune: 13.787

Generarea de energie electrică pe cărbune emite aproximativ 900 de kilograme (900 kg) de dioxid de carbon pentru fiecare megawatt-oră (MWh) generată, care este aproape dublu față de dioxidul de carbon eliberat de generarea pe bază de gaz natural. Datorită acestei eficiențe mai mari a carbonului la generarea gazelor naturale, deoarece mixtura de combustibil din Statele Unite s-a schimbat pentru a reduce cărbunele și a crește generarea de gaze naturale, emisiile de dioxid de carbon au scăzut în mod neașteptat. Cele măsurate în primul trimestru al anului 2012 au fost cele mai mici dintre toate înregistrate pentru primul trimestru al oricărui an din 1992.

Generarea de energie cu ciclu combinat care utilizează gaze naturale este în prezent cea mai curată sursă disponibilă de energie utilizând combustibili cu hidrocarburi, iar această tehnologie este utilizată pe scară largă și din ce în ce mai mult, deoarece gazul natural poate fi obținut la costuri din ce în ce mai rezonabile. Tehnologia cu celule de combustibil poate oferi în cele din urmă opțiuni mai curate pentru transformarea gazului natural în electricitate, dar încă nu este competitivă la preț . Electricitatea și căldura produse local folosind centrale combinate de căldură și energie (CHP sau centrală de cogenerare ) sunt considerate eficiente din punct de vedere energetic și sunt o modalitate rapidă de a reduce emisiile de carbon.

Puterea generată de gaze naturale a crescut de la 740 TWh în 1973 la 5140 TWh în 2014, generând 22% din electricitatea totală a lumii. Aproximativ jumătate din cantitatea generată de cărbune. Eforturile din întreaga lume pentru a reduce utilizarea cărbunelui au determinat unele regiuni să treacă la gazul natural .

Uz casnic

Cămin de aprovizionare cu gaz intern, Londra, Marea Britanie

Gazul natural distribuit într-un cadru rezidențial poate genera temperaturi mai mari de 1.100 ° C (2.000 ° F), făcându-l un combustibil puternic pentru gătit și încălzire. În mare parte a lumii dezvoltate, acesta este furnizat prin conducte către case, unde este utilizat în mai multe scopuri, inclusiv cuptoare și cuptoare, uscătoare de haine încălzite cu gaz , încălzire / răcire și încălzire centrală . Încălzitoarele din case și alte clădiri pot include cazane, cuptoare și încălzitoare de apă . Atât America de Nord, cât și Europa sunt mari consumatori de gaze naturale.

Aparatele electrocasnice, cuptoarele și cazanele utilizează o presiune scăzută, de obicei 6 până la 7 inci de apă (6 "până la 7" WC), care este de aproximativ 0,25 psig. Presiunile din liniile de alimentare variază, fie presiunea de utilizare (UP, WC-ul menționat anterior de 6 "până la 7") sau presiunea ridicată (EP), care poate fi de la 1 psig la 120 psig. Sistemele care utilizează EP au un regulator la intrarea de serviciu pentru a reduce presiunea la UP.

Sistemele de conducte de gaze naturale din interiorul clădirilor sunt deseori proiectate cu presiuni de 2 până la 5 psi (13,8 până la 34,5 kPa) și au regulatoare de presiune în aval pentru a reduce presiunea, după cum este necesar. Presiunea maximă de funcționare admisă pentru sistemele de conducte de gaze naturale dintr-o clădire se bazează pe NFPA 54: Codul național al gazelor combustibile, cu excepția cazului în care este aprobat de Autoritatea de Siguranță Publică sau când companiile de asigurări au cerințe mai stricte.

În general, presiunile sistemului de gaze naturale nu trebuie să depășească 5 psig (34,5 kPa) decât dacă sunt îndeplinite toate condițiile următoare:

• AHJ va permite o presiune mai mare.
• Conducta de distribuție este sudată. (Notă: 2. Unele jurisdicții pot solicita, de asemenea, ca îmbinările sudate să fie radiografiate pentru a verifica continuitatea).
• Conductele sunt închise pentru protecție și plasate într-o zonă ventilată care nu permite acumularea de gaz.
• Conducta este instalată în zonele utilizate pentru procesele industriale, cercetare, depozitare sau încăperi pentru echipamente mecanice.

În general, este permisă o presiune maximă a gazului petrolier lichefiat de 20 psig (138 kPa), cu condiția ca clădirea să fie utilizată în mod special în scopuri industriale sau de cercetare și să fie construită în conformitate cu NFPA 58: Codul gazelor petroliere lichefiate, capitolul 7.

O supapă seismică de cutremur care funcționează la o presiune de 3,7 bari (3 psi) poate opri fluxul de gaze naturale în rețeaua de conducte de distribuție a gazelor naturale pe întreg terenul (care circulă (în aer liber subteran, deasupra acoperișurilor clădirii și în interiorul suporturilor superioare ale unei acoperișul cu baldachin) .Vanele seismice de cutremur sunt proiectate pentru a fi utilizate la maximum 60 psig.

În Australia, gazul natural este transportat de la instalațiile de procesare a gazelor către stațiile de reglare prin conducte de transport. Gazul este apoi reglat la presiuni distribuite, iar gazul este distribuit în jurul unei rețele de gaz prin rețeaua de gaz. Sucursalele mici din rețea, numite servicii, conectează la rețea locuințe individuale individuale sau clădiri cu mai multe locuințe. Rețelele variază de obicei în presiuni de la 7 kPa (presiune scăzută) la 515 kPa (presiune ridicată). Gazul este apoi reglementat până la 1,1 kPa sau 2,75 kPa, înainte de a fi măsurat și transmis consumatorului pentru uz casnic. Rețelele de gaze naturale sunt fabricate dintr-o varietate de materiale: fontă istorică, deși rețelele mai moderne sunt fabricate din oțel sau polietilenă.

În SUA gazul natural comprimat (GNC) este disponibil în unele zone rurale ca alternativă la GPL mai puțin costisitor și mai abundent ( gaz petrolier lichefiat ), sursa dominantă de gaz rural. Este utilizat în locuințe care nu au conexiuni directe cu gazul furnizat de utilități publice sau pentru alimentarea grătarelor portabile . Gazul natural este, de asemenea, furnizat de furnizori independenți de gaze naturale prin intermediul programelor de alegere a gazelor naturale din Statele Unite.

Un Metrobus din Washington, DC , care funcționează cu gaze naturale

Transport

GNC este o alternativă mai curată și mai ieftină la alți combustibili auto , cum ar fi benzina (benzina). Până la sfârșitul anului 2014, în întreaga lume existau peste 20 de milioane de vehicule cu gaze naturale , conduse de Iran (3,5 milioane), China (3,3 milioane), Pakistan (2,8 milioane), Argentina (2,5 milioane), India (1,8 milioane) și Brazilia (1,8 milioane). Eficiența energetică este în general egală cu cea a motoarelor pe benzină, dar mai mică în comparație cu motoarele diesel moderne. Vehiculele pe benzină / benzină transformate să funcționeze pe gaz natural suferă din cauza raportului de compresie scăzut al motoarelor lor, rezultând o recoltare a puterii livrate în timp ce rulează pe gaz natural (10-15%). Cu toate acestea, motoarele specifice GNC utilizează un raport de compresie mai mare datorită numărului mai mare de octanici de 120-130 al acestui combustibil .

Pe lângă utilizarea în vehicule rutiere, GNC poate fi utilizat și în aeronave. Gazul natural comprimat a fost utilizat în unele avioane precum Aviat Aircraft Husky 200 CNG și Chromarat VX-1 KittyHawk

GNL este utilizat și în aeronave. De exemplu, producătorul rus de avioane Tupolev desfășoară un program de dezvoltare pentru a produce avioane cu propulsie cu GNL și hidrogen . Programul rulează de la mijlocul anilor 1970 și urmărește să dezvolte variante de GNL și hidrogen ale avioanelor de pasageri Tu-204 și Tu-334 , precum și avioanelor de marfă Tu-330 . În funcție de prețul actual de pe piață pentru combustibilul pentru jet și GNL, combustibilul pentru o aeronavă propulsată cu GNL ar putea costa 5.000 de ruble (100 USD) mai puțin pe tonă, aproximativ 60%, cu reduceri considerabile ale emisiilor de monoxid de carbon , hidrocarburi și oxid de azot .

Avantajele metanului lichid ca combustibil pentru motorul cu reacție sunt că are o energie mai specifică decât amestecurile standard de kerosen și că temperatura sa scăzută poate ajuta la răcirea aerului pe care motorul îl comprimă pentru o eficiență volumetrică mai mare, înlocuind de fapt un intercooler . Alternativ, poate fi folosit pentru a reduce temperatura evacuării.

Îngrășăminte

Gazul natural este o materie primă majoră pentru producerea de amoniac , prin procesul Haber , pentru utilizarea în producția de îngrășăminte .

Hidrogen

Gazul natural poate fi utilizat pentru a produce hidrogen , o metodă comună fiind reformatorul de hidrogen . Hidrogenul are multe aplicații: este o materie primă pentru industria chimică , un agent de hidrogenare, un produs important pentru rafinăriile de petrol și sursa de combustibil a vehiculelor cu hidrogen .

Hrana pentru animale și pești

Hrana pentru animale și pești bogată în proteine ​​este produsă prin alimentarea cu gaze naturale a bacteriilor Methylococcus capsulatus la scară comercială.

Alte

Gazul natural este, de asemenea, utilizat la fabricarea țesăturilor , sticlei , oțelului , materialelor plastice , vopselei , uleiului sintetic și a altor produse. Primul pas în valorificarea componentelor gazelor naturale este de obicei alcanul în olefină. Deshidrogenarea oxidativă a etanului duce la etilenă care poate fi transformată în epoxid de etilenă, etilen glicol, acetaldehidă sau alte olefine. Propanul poate fi transformat în propilenă sau poate fi oxidat în acid acrilic și acrilonitril.

Efecte asupra mediului

Efectul emisiilor de gaze cu efect de seră

Influența încălzirii (numită forțare radiativă ) a gazelor cu efect de seră de lungă durată s-a dublat aproape în 40 de ani, dioxidul de carbon și metanul fiind factorii dominanți ai încălzirii globale.

Activitatea umană este responsabilă pentru aproximativ 60% din toate emisiile de metan și pentru cea mai mare parte a creșterii rezultate a metanului atmosferic. Gazul natural este eliberat în mod intenționat sau se știe că se scurge în timpul extragerii, depozitării, transportului și distribuției combustibililor fosili . La nivel global, aceasta reprezintă aproximativ 33% din încălzirea antropogenă a gazelor cu efect de seră. Descompunerea deșeurilor solide municipale (o sursă de gaz pentru depozitul de deșeuri ) și a apelor uzate reprezintă un supliment de 18% din astfel de emisii. Aceste estimări includ incertitudini substanțiale care ar trebui reduse în viitorul apropiat cu măsurători îmbunătățite prin satelit , cum ar fi cele planificate pentru MethaneSAT .

După eliberarea în atmosferă, metanul este îndepărtat prin oxidare treptată la dioxid de carbon și apă prin radicali hidroxil ( OH^-
) s-au format în troposferă sau stratosferă, dând reacția chimică globală CH
₄+ 2 O
₂→ CO
₂+ 2 H
₂O . În timp ce durata de viață a metanului atmosferic este relativ scurtă în comparație cu dioxidul de carbon, cu un timp de înjumătățire de aproximativ 7 ani, este mai eficient la captarea căldurii în atmosferă, astfel încât o anumită cantitate de metan are 84 de ori mai mare decât încălzirea globală potențialul dioxidului de carbon pe o perioadă de 20 de ani și de 28 de ori pe o perioadă de 100 de ani. Gazul natural este astfel un puternic gaz cu efect de seră datorită forțării radiative puternice a metanului pe termen scurt și a efectelor continue ale dioxidului de carbon pe termen lung.

Eforturile direcționate de reducere rapidă a încălzirii prin reducerea emisiilor antropogene de metan reprezintă o strategie de atenuare a schimbărilor climatice susținută de Inițiativa Globală a Metanului .

Emisii de gaze de seră

Când este rafinat și ars, gazul natural poate produce cu 25-30% mai puțin dioxid de carbon per joule livrat decât petrolul și cu 40-45% mai puțin decât cărbunele. De asemenea, poate produce mai puțini poluanți toxici decât alți combustibili cu hidrocarburi. Cu toate acestea, comparativ cu alți combustibili fosili majori, gazele naturale produc mai multe emisii în termeni relativi în timpul producției și transportului combustibilului, ceea ce înseamnă că emisiile de gaze cu efect de seră pe ciclul de viață sunt cu aproximativ 47% mai mari decât emisiile directe de la locul de consum.

În ceea ce privește efectul de încălzire de peste 100 de ani, producția și utilizarea gazelor naturale reprezintă aproximativ o cincime din emisiile de gaze cu efect de seră umane , iar această contribuție crește rapid. La nivel global, consumul de gaze naturale a emis aproximativ 7,8 miliarde de tone de CO
₂în 2018 (inclusiv evazarea), în timp ce utilizarea cărbunelui și a petrolului a emis 14,7 și respectiv 12,4 miliarde de tone. În 2019 au fost eliberate 45 de megatone de metan. Potrivit unei versiuni actualizate a Raportului special privind scenariul de emisii , până în 2030 gazul natural ar fi sursa a 11 miliarde de tone pe an, deoarece cererea crește cu 1,9% pe an.

Finanțarea continuă și construcția de noi conducte de gaz indică faptul că emisiile uriașe de gaze cu efect de seră fosile ar putea fi blocate timp de 40-50 de ani în viitor. Numai în statul american Texas , cinci noi conducte de gaz pe distanțe lungi au fost în construcție, primul serviciu de intrare în 2019, iar celelalte fiind programate să intre online în perioada 2020-2022.

Pentru a-și reduce emisiile de seră, Țările de Jos subvenționează o tranziție de la gazele naturale pentru toate locuințele din țară până în 2050. În Amsterdam , nu au fost permise noi conturi rezidențiale de gaz din 2018 și se așteaptă ca toate locuințele din oraș să fie convertite până în 2040 pentru a utiliza surplusul de căldură din clădirile și operațiunile industriale adiacente. Unele orașe din Statele Unite au început să interzică conectarea la gaz pentru casele noi, cu legi de stat adoptate și luate în considerare fie pentru a solicita electrificarea, fie pentru a interzice cerințele locale. Guvernul britanic experimentează, de asemenea, tehnologii alternative de încălzire a locuințelor pentru a-și îndeplini obiectivele climatice. Pentru a-și păstra afacerile, utilitățile de gaze naturale din Statele Unite au făcut lobby pentru adoptarea legilor care împiedică ordonanțele locale de electrificare și promovează gazele naturale regenerabile și combustibilul cu hidrogen .

Alți poluanți

Gazul natural produce cantități mult mai mici de dioxid de sulf și oxizi de azot decât alți combustibili fosili. Poluanții din cauza arderii gazelor naturale sunt enumerați mai jos:

Radionuclizii

Extracția gazelor naturale produce, de asemenea, izotopi radioactivi ai poloniului (Po-210), plumbului (Pb-210) și radon (Rn-220). Radonul este un gaz cu activitate inițială de la 5 la 200.000 becquereli pe metru cub de gaz. Se descompune rapid la Pb-210, care se poate acumula sub formă de film subțire în echipamentele de extracție a gazului.

Probleme de siguranta

O stație de injecție a mirosului de conducte

Forța de muncă de extracție a gazelor naturale se confruntă cu provocări unice de sănătate și siguranță și este recunoscută de Institutul Național pentru Sănătate și Securitate în Muncă (NIOSH) ca un sector industrial prioritar în Agenda Națională de Cercetare Ocupațională (NORA) pentru a identifica și furniza strategii de intervenție în ceea ce privește sănătatea și probleme de siguranta.

Producție

Unele câmpuri gazoase produc gaz acru care conține hidrogen sulfurat ( H
₂S ), un compus toxic la inhalare. Tratarea gazelor aminice , un proces la scară industrială care îndepărtează componentele gazoase acide , este adesea utilizat pentru a îndepărta hidrogenul sulfurat din gazele naturale.

Extragerea gazului natural (sau a petrolului) duce la scăderea presiunii în rezervor . O astfel de scădere a presiunii la rândul său , poate avea ca rezultat tasări , scufundarea a solului de mai sus. Afundarea poate afecta ecosistemele, căile navigabile, canalizarea și sistemele de alimentare cu apă, fundații și așa mai departe.

Fracking

Eliberarea gazului natural din formațiunile de roci poroase de la suprafață poate fi realizată printr-un proces numit fracturare hidraulică sau „fracturare”. Se estimează că fracturarea hidraulică va reprezenta în cele din urmă aproape 70% din dezvoltarea gazelor naturale în America de Nord. De la prima operațiune comercială de fracturare hidraulică din 1949, aproximativ un milion de puțuri au fost fracturate hidraulic în Statele Unite. Producția de gaze naturale din puțuri fracturate hidraulic a utilizat dezvoltările tehnologice ale forajului direcțional și orizontal, care au îmbunătățit accesul la gazul natural în formațiuni stâncoase strânse. O creștere puternică a producției de gaz neconvențional din sondele fracturate hidraulic a avut loc între 2000 și 2012.

În fracturarea hidraulică, operatorii puțului forțează apa amestecată cu o varietate de substanțe chimice prin învelișul sondei în rocă. Apa de înaltă presiune sparge sau „sparg” stânca, care eliberează gaz din formațiunea stâncă. Nisipul și alte particule sunt adăugate în apă ca agent de propulsie pentru a menține deschise fracturile din piatră, permițând astfel gazului să curgă în carcasă și apoi la suprafață. Substanțele chimice sunt adăugate fluidului pentru a îndeplini funcții precum reducerea frecării și inhibarea coroziunii. După „frack”, se extrage petrol sau gaz și 30-70% din fluidul frack, adică amestecul de apă, substanțe chimice, nisip etc., revine la suprafață. Multe formațiuni purtătoare de gaz conțin, de asemenea, apă, care va curge prin sondă la suprafață împreună cu gazul, atât în ​​puțurile fracturate hidraulic, cât și în cele nehidraulice. Această apă produsă are adesea un conținut ridicat de sare și alte minerale dizolvate care apar în formațiune.

Volumul de apă utilizat pentru fracturarea hidraulică a puțurilor variază în funcție de tehnica de fracturare hidraulică. În Statele Unite, volumul mediu de apă utilizat pe fractură hidraulică a fost raportat ca fiind aproape 7.375 galoane pentru puțurile verticale de petrol și gaze înainte de 1953, aproape 197.000 galoane pentru sondele verticale de petrol și gaze între 2000 și 2010 și aproape 3 milioane de galoane pentru puțurile orizontale de gaz între 2000 și 2010.

Determinarea carei tehnici de fracking este adecvată pentru productivitatea puțului depinde în mare măsură de proprietățile rocii rezervorului din care se extrage petrolul sau gazul. Dacă roca este caracterizată printr-o permeabilitate redusă - care se referă la capacitatea sa de a permite substanțelor, adică gazului, să treacă prin ea, atunci roca poate fi considerată o sursă de gaz etanș . Frackingul pentru gazul de șist, care este în prezent cunoscut și ca o sursă de gaz neconvențional , implică forarea verticală a unei găuri de foraj până la atingerea unei formațiuni de roci laterale de șist, moment în care burghiul se rotește pentru a urmări roca pe sute sau mii de picioare orizontal. În schimb, sursele convenționale de petrol și gaze se caracterizează printr-o permeabilitate mai mare a rocii, ceea ce permite în mod natural fluxul de petrol sau gaz în sondă, cu tehnici de fracturare hidraulică mai puțin intensive decât cerea producția de gaz etanș. Zeci de ani în dezvoltarea tehnologiei de foraj pentru producția convențională și neconvențională de petrol și gaze nu numai că au îmbunătățit accesul la gazul natural în roci din rezervorul cu permeabilitate redusă, dar au și avut efecte negative semnificative asupra mediului și sănătății publice.

APE SUA a recunoscut că substanțele chimice toxice, cancerigene, adică benzenul și etilbenzenul, au fost utilizate ca agenți de gelificare în apă și amestecuri chimice pentru fracturarea orizontală cu volum mare (HVHF). În urma fracturii hidraulice în HVHF, apa, substanțele chimice și lichidul frack care revin la suprafața fântânii, numite flux de curgere sau apă produsă, pot conține materiale radioactive, metale grele, săruri naturale și hidrocarburi care există în mod natural în formațiunile de roci de șist. Fracking produse chimice, materiale radioactive, metale grele, și săruri care sunt eliminate din HVHF bine de către operatorii de bine sunt atât de dificil de a elimina din apa acestea sunt amestecate cu, și atât de puternic ar polua ciclul apei , că cea mai mare parte respălării este fie reciclate în alte operațiuni de fracking, fie injectate în puțuri subterane adânci, eliminând apa necesară HVHF din ciclul hidrologic.

Prețurile scăzute din punct de vedere istoric ale gazelor au întârziat renașterea nucleară , precum și dezvoltarea energiei solare termice .

Miros adăugat

Gazul natural în starea sa nativă este incolor și aproape inodor . Pentru a ajuta consumatorii în detectarea scurgerilor , se adaugă un odorizant cu un miros similar cu ouăle putrede, terț-butiltio (t-butil mercaptan). Uneori, un compus înrudit, tiofanul , poate fi utilizat în amestec. În industria gazelor naturale au avut loc situații în care un miros adăugat la gazul natural poate fi detectat prin instrumente analitice, dar care nu poate fi detectat în mod corespunzător de un observator cu simțul mirosului normal. Acest lucru este cauzat de mascarea mirosului, atunci când un miros depășește senzația altuia. Începând din 2011, industria efectuează cercetări cu privire la cauzele mascării mirosurilor.

Pericol de explozie

Vehicul de urgență al rețelei de gaz care răspunde la un incendiu major din Kiev , Ucraina

Exploziile cauzate de scurgerile de gaze naturale apar de câteva ori în fiecare an. Casele individuale, întreprinderile mici și alte structuri sunt cel mai frecvent afectate atunci când o scurgere internă acumulează gaz în interiorul structurii. Frecvent, explozia este suficient de puternică pentru a deteriora semnificativ o clădire, dar o lasă în picioare. În aceste cazuri, persoanele din interior tind să aibă leziuni minore până la moderate. Ocazional, gazul se poate colecta în cantități suficient de mari pentru a provoca o explozie mortală, distrugând una sau mai multe clădiri în acest proces. Multe coduri de construcție interzic acum instalarea conductelor de gaz în interiorul pereților cavității sau sub plăcile de podea pentru a atenua împotriva acestui risc. Gazul se disipează ușor în aer liber, dar uneori se poate colecta în cantități periculoase dacă debitele sunt suficient de mari. Din 1994 până în 2013, Statele Unite au avut 745 de incidente grave cu distribuția gazelor, provocând 278 de decese și 1.059 de răniți, cu 110.658.083 USD în daune materiale. Cu toate acestea, având în vedere zecile de milioane de structuri care utilizează combustibilul, riscul individual de utilizare a gazului natural este redus.

Risc de inhalare a monoxidului de carbon

Sistemele de încălzire cu gaze naturale pot provoca otrăvirea cu monoxid de carbon dacă sunt ventilate sau slab ventilate. În 2011, cuptoarele cu gaz natural, încălzitoarele de spațiu, încălzitoarele de apă și sobele au fost acuzate de 11 decese de monoxid de carbon în SUA. Alte 22 de decese au fost atribuite aparatelor care funcționează cu gaz petrolier lichid și 17 decese cu gaze de tip nespecificat. Îmbunătățirile în proiectarea cuptoarelor cu gaz natural au redus considerabil preocupările privind otrăvirea cu CO. Sunt disponibile și detectoare care avertizează asupra monoxidului de carbon sau a gazelor explozive precum metanul și propanul.

Conținut energetic, statistici și prețuri

Prețurile gazelor naturale la Henry Hub în dolari SUA pe milion de BTU

Comparația prețurilor gazelor naturale în Japonia, Regatul Unit și Statele Unite, 2007-2011

Cantitățile de gaz natural sunt măsurate în metri cubi normali (metru cub de gaz la temperatura „normală” 0 ° C (32 ° F) și presiune 101,325 kPa (14,6959 psi)) sau picioare cubice standard (picior cub de gaz la „standard”) temperatura de 60,0 ° F (15,6 ° C) și presiunea de 14,73 psi (101,6 kPa)), un metru cub ≈ 35,3147 cu ft. Căldura brută de ardere a gazelor naturale de calitate comercială este de aproximativ 39 MJ / m ³ (0,31 kWh / cu ft ), dar acest lucru poate varia cu câteva procente. Aceasta este de aproximativ 49 MJ / kg (6,2 kWh / lb) (presupunând o densitate de 0,8 kg / m ³ (0,05 lb / pi ft), o valoare aproximativă).

Cu excepția Uniunii Europene, SUA și Canada, gazul natural este vândut în unități de vânzare cu amănuntul gigajoule. GNL (gaz natural lichefiat) și GPL ( gaz petrolier lichefiat ) sunt comercializate în tone metrice (1.000 kg) sau milioane de BTU ca livrări la fața locului. Contractele pe termen lung de distribuție a gazelor naturale sunt semnate în metri cubi, iar contractele de GNL în tone metrice. GNL și GPL sunt transportate de nave de transport specializate , deoarece gazul este lichidat la temperaturi criogenice . Specificația fiecărei mărfuri GNL / GPL va conține, de obicei, conținutul de energie, dar aceste informații nu sunt, în general, accesibile publicului.

În Federația Rusă, Gazprom a vândut aproximativ 250 de miliarde de metri cubi (8,8 trilioane de metri cubi) de gaze naturale în 2008. În 2013, au produs 487,4 miliarde de metri cubi (17,21 trilioane de metri cubi) de gaze naturale și asociate. Gazprom a furnizat Europei 161,5 miliarde de metri cubi (5,70 trilioane de metri cubi) de gaz în 2013.

În august 2015, probabil cea mai mare descoperire de gaze naturale din istorie a fost făcută și notificată de o companie italiană de gaze naturale ENI. Compania de energie a indicat că a dezgropat un câmp de gaz „supergigant” în Marea Mediterană, acoperind aproximativ 100 km ² . Acesta a fost numit câmpul de gaze Zohr și ar putea deține un potențial de 30 de miliarde de metri cubi (850 miliarde de metri cubi) de gaze naturale. ENI a spus că energia este de aproximativ 5,5 miliarde de barili echivalent petrol [BOE] (3,4 × 10 ¹⁰  GJ). Câmpul Zohr a fost găsit în apele adânci de pe coasta de nord a Egiptului și ENI susține că va fi cel mai mare vreodată din Marea Mediterană și chiar din lume.

Uniunea Europeană

Prețurile la gaz pentru utilizatorii finali variază foarte mult în întreaga UE . O piață unică europeană a energiei, unul dintre obiectivele cheie ale UE, ar trebui să niveleze prețurile la gaz în toate statele membre ale UE. Mai mult, ar contribui la rezolvarea problemelor de aprovizionare și încălzire globală , precum și la consolidarea relațiilor cu alte țări mediteraneene și la stimularea investițiilor în regiune.

Statele Unite

Producția comercializată de gaze naturale din SUA 1900 - 2012 (date EIA SUA)

Tendințe în primele cinci țări producătoare de gaze naturale (date EIA SUA)

În unitățile americane , un picior cubic standard (28 L) de gaz natural produce aproximativ 1.028 unități termice britanice (1.085 kJ). Valoarea efectivă de încălzire atunci când apa formată nu se condensează este căldura netă de ardere și poate fi cu până la 10% mai mică.

În Statele Unite, vânzările cu amănuntul sunt adesea în unități de term (th); 1 term = 100.000 BTU. Vânzările de gaze către consumatorii casnici sunt adesea în unități de 100 de metri cubi standard (scf). Contoarele de gaz măsoară volumul de gaz utilizat, iar acesta este transformat în termici înmulțind volumul cu conținutul de energie al gazului utilizat în acea perioadă, care variază ușor în timp. Consumul anual tipic al unei reședințe unifamiliale este de 1.000 de termeni sau un echivalent de client rezidențial (RCE). Tranzacțiile cu ridicata se fac în general în decatherms ( Dth ), în mii de decatherms (MDth) sau în milioane de decatherms (MMDth). Un milion de decatermi este un trilion de BTU, aproximativ un miliard de metri cubi de gaz natural.

Prețul gazelor naturale variază foarte mult în funcție de locație și tipul de consumator. În 2007, un preț de 7 USD pe 1000 de metri cubi (0,25 USD / m ³ ) era tipic în Statele Unite. Valoarea calorică tipică a gazelor naturale este de aproximativ 1.000 BTU pe picior cub, în ​​funcție de compoziția gazului. Acest lucru corespunde cu aproximativ 7 USD pe milion de BTU sau aproximativ 7 USD pe gigajoule (GJ). În aprilie 2008, prețul cu ridicata a fost de 10 USD pe 1000 de metri cubi (10 USD / milion BTU). Prețul rezidențial variază de la 50% la 300% mai mult decât prețul cu ridicata. La sfârșitul anului 2007, acesta era de 12–16 USD pentru 1000 de metri cubi (0,42– 0,57 USD / m ³ ). Gazele naturale din Statele Unite sunt tranzacționate ca un contract futures la New York Mercantile Exchange . Fiecare contract este de 10.000 milioane BTU sau 10 miliarde BTU (10.551 GJ). Astfel, dacă prețul gazului este de 10 USD / milion BTU pe NYMEX, contractul valorează 100.000 USD.

Canada

Canada utilizează măsurători metrice pentru comerțul intern cu produse petrochimice. În consecință, gazul natural este vândut de gigajoule (GJ), metru cub (m ³ ) sau mii de metri cubi (E3m3). Infrastructura de distribuție și contorii aproape întotdeauna volumul contorului (picior cub sau metru cub). Unele jurisdicții, cum ar fi Saskatchewan, vând gaze numai în volum. Alte jurisdicții, cum ar fi Alberta, gazul este vândut în funcție de conținutul de energie (GJ). În aceste zone, aproape toți contorii pentru clienții rezidențiali și comerciali mici măsoară volumul (m ³ sau ft ³ ), iar extrasele de facturare includ un multiplicator pentru a converti volumul în conținutul de energie al alimentării cu gaz locale.

Un gigajoule (GJ) este o măsură aproximativ egală cu jumătate de butoi (250 lbs) de petrol, sau 1 milion BTU, sau 1.000 m3 sau 28 m ³ de gaz. Conținutul energetic al alimentării cu gaz în Canada poate varia de la 37 la 43 MJ / m ³ (990 la 1.150 BTU / pi), în funcție de alimentarea cu gaz și procesarea dintre capul de sondă și client.

Ca o clasă de active pentru investitori

Cercetările efectuate de către Consiliul de Pensii Mondiale (WPC) sugerează că fondurile de mari din SUA și de pensii din Canada și Asia și MENA zona SWF investitorii au devenit deosebit de active în domeniul infrastructurii de gaze naturale de gaze naturale și, o tendință a început în 2005 , prin formarea de Scotia Rețelele de gaze din Marea Britanie de OMERS și Ontario Teachers 'Pension Plan .

Gaz natural adsorbit (ANG)

Gazul natural poate fi stocat prin adsorbția acestuia la solidele poroase numite sorbenți. Condiția optimă pentru depozitarea metanului este la temperatura camerei și presiunea atmosferică. Presiunile de până la 4 MPa (de aproximativ 40 de ori presiunea atmosferică) vor produce o capacitate de stocare mai mare. Cel mai obișnuit absorbant utilizat pentru ANG este cărbunele activ (AC), în principal în trei forme: fibra de carbon activ (ACF), carbon activ activ (PAC) și monolit de carbon activ.

Vezi si

• Gaz petrolier asociat
• Tranziția energetică
• Raportul motorină
• Gaz natural pe țări
• Vârful de gaz
• Puterea la gaz
• Gaz natural regenerabil
• Resursele și consumul energetic mondial

Referințe

Lecturi suplimentare

• Blanchard, Charles. The Extraction State: A History of Natural Gas in America (U of Pittsburgh Press, 2020) recenzie online
• Mincicova VS (2021) Scenarii posibile pe termen mediu ale dinamicii exporturilor de resurse energetice din Rusia după criza economică din 2020 . În: Shakirova OG, Bashkov OV, Khusainov AA (eds) Probleme actuale și modalități de dezvoltare a industriei: echipamente și tehnologii. Note de curs în rețele și sisteme, vol. 200. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-69421-0_92

linkuri externe

• Global Fossil Infrastructure Tracker