Виды природного газа: Виды природного газа – состав, основные виды

Виды природного газа – состав, основные виды

Современный мир сложно представить без природного газа. Он широко используется в качестве топлива для обогрева жилья, на промышленных предприятиях, в бытовых газовых плитах и других устройствах. Двигатели многих транспортных средств также работают на газе. Что такое природный газ, и какой он бывает?

Природный газ

Это полезное ископаемое, добываемое из глубоких слоев земной коры. Природный газ содержится в огромных «хранилищах», представляющих собой подземные камеры. Часто газовые скопления соседствуют с нефтяными, но чаще расположены глубже. В случае соседства с нефтью, природный газ может быть растворен в ней. В нормальных же условиях, он пребывает исключительно в газообразном состоянии.

Считается, что этот вид газа образуется в результате гниения органических останков, попадающих в почву. Он не имеет ни цвета, ни запаха, поэтому, перед использованием потребителями, в состав вводятся ароматические вещества. Это делается для того, чтобы можно было вовремя почувствовать и устранить утечку.

Природный газ взрывоопасен. Более того, он может самовозгореться, но для этого требуется высокая температура не ниже 650 градусов Цельсия. Взрывоопасность наиболее ярко проявляется при утечках бытового газа, которые иногда приводят к обрушению зданий и человеческим жертвам. Для взрыва большой концентрации газа достаточно крошечной искры, поэтому так важно не допускать утечек из бытовых газовых плит и баллонов.

Состав природного газа разнообразен. Грубо говоря, это смесь сразу нескольких газов.

Метан

Метан является наиболее распространенным видом природного газа. С химической точки зрения, это – простейший углеводород. Он практически не растворяется в воде и весит легче воздуха. Поэтому при утечке, метан поднимается вверх, а не скапливается в низинах, как некоторые другие газы. Именно этот газ применяется в бытовых плитах, а также на газовых заправках автомобилей.

Пропан

Пропан выделяется из общего состава природного газа при определенных химических реакциях, а также высокотемпературной обработке нефти (крекинге). Он не имеет ни цвета, ни запаха, при этом представляет опасность для здоровья и жизни человека. Пропан оказывает угнетающее воздействие на нервную систему, при вдыхании большого количества наблюдается отравление, рвота. При особо большой концентрации возможен летальный исход. Также пропан является взрыво- и пожароопасным газом. Однако, при соблюдении техники безопасности, он широко применяется в промышленности.

Бутан

Данный газ также образуется при переработке нефти. Он взрывоопасен, легко воспламеняется и, в отличие от двух предыдущих газов, обладает специфическим запахом. Благодаря этому, он не нуждается в добавлении предупредительных ароматических веществ. Бутан оказывает негативное воздействие на здоровье человека. Вдыхание его приводит к дисфункции легких и угнетению нервной системы.

Азот

Азот входит в число самых распространенных химических элементов на планете. Присутствует он и в природном газе. Азот невозможно увидеть или почувствовать, так как он не имеет ни цвета, ни запаха, ни вкуса. Он широко применяется для создания инертной среды во множестве технологических процессов (например, сварка металлов), а в жидком состоянии – как хладагент (в медицине – для удаления бородавок и прочих неопасных новообразований кожи).

Гелий

Гелий выделяется из природного газа путем фракционной перегонки при низкой температуре. Он также не имеет ни вкуса, ни цвета, ни запаха. Гелий широко применяется в самых разных сферах жизнедеятельности человека. Пожалуй, самая простая из них – наполнение праздничных воздушных шариков. Из серьезного – медицина, военная промышленность, геология и т.д.

Природный газ

Природный газ — это важнейшее газообразное топливо в промышленности. Сегодня во всем мире многие густонаселенные районы имеют плотную и постоянно растущую сеть газоснабжения, это дает возможность распределять большие объемы газа с высокой надежностью снабжения. Во избежание значительных расходов, связанных с длинными трубопроводами, природный газ все чаще сжижается (СПГ: сжиженный природный газ).

В таком состоянии он может храниться в резервуарах и транспортироваться по морю. Подобная транспортировка на СПГ-танкерах становится все более популярной и имеет потенциал по сравнению с магистральными газопроводами для более экономичного снабжения этим топливом регионов, не имеющих собственных месторождений природного газа.

Наряду с обычным природным газом все большее значение приобретает природный газ из пластов песчаника, сланцевый газ или угольный газ. Разумеется, технические издержки при добыче такого газа значительно выше, поэтому в настоящее время «нетрадиционный природный газ» составляет в Европе лишь незначительную часть от общего объема.

Пользователи систем сжигания природного газа имеют многочисленные преимущества: с одной стороны, более выгодная цена по сравнению с ценой на нефть, а с другой — отсутствие необходимости строительства хранилища. К тому же, природный газ сгорает особенно чисто и без остатка, уровень выбросов значительно ниже, чем при сжигании мазута. Также диапазон регулирования системы сжигания газа больше, что делает теплоснабжение гибким и экономным, при работе горелок на низких ступенях мощности. По сравнению с углем и мазутом, природный газ — это наиболее экологически безвредное ископаемое топливо, так как при его сгорании содержание CO

2 очень незначительно. Малое содержания серы в природном газе позволяет разрабатывать наилучшие решения для максимального использования теплоты сгорания топлива и улучшать эффективность системы сжигания.

Единственным недостатком этого вида топлива, является зависимость от поставщика и его ценовой политики. В таких случаях применяются комбинированные горелки, обеспечивающие максимальную независимость даже при колебаниях топливного рынка.

Природный газ — это горючая смесь разных углеводородных соединений, основной компонент — метан. Может добываться как целенаправленно, так и как сопутствующий продукт при добыче нефти и различается по своей теплоте сгорания и областям добычи. «Природным газом группы L» называется газ с высшей теплотой сгорания H_s = 36 МДж/м³. Выше этой границы стоит «природный газ группы H». Из-за разной теплоты сгорания потребление природного газа вместо кубометров часто измеряется в кВт∙ч.

Природный газ группы L с более низкой теплотой сгорания состоит на 85 % из метана, 4 % из алканов (этан, пропан, бутан и пентан), а также на 11 % из инертных газов. Природный газ группы H добывается из месторождения в Северном море и содержит примерно 89 % метана, 8 % алканов и 3 % инертных газов. Российский природный газ группы H содержит 98 % метана и по 1 % алканов и инертных газов.

Все виды природного газа легче воздуха: его относительная плотность составляет в сравнении с воздухом примерно 0,6. Для быстрого обнаружения утечек природного газа в газопроводной сети в газ добавляются пахучие вещества. Для стехиометрического сгорания 1 м³ природного газа требуется в зависимости от сорта газа: от 8,4 до 9,5 м³ воздуха.

Несмотря на это, природный газ можно сжигать с разными соотношениями компонентов. При этом граница воспламенения природного газа группы L находится между 5 и 15 %, а граница воспламенения природного газа группы H — между 4 и 16 %. В оптимально отрегулированной системе сжигания природный газ почти полностью сгорает с образованием диоксида углерода и воды. В этом случае точка росы влажного дымового газа находится на отметке 58 °C.

Природный газ и способы его транспортировки. Справка

В настоящее время основным видом транспортировки природного газа является трубопроводный. Газ под давлением 75 атмосфер движется по трубам диаметром до 1,4 метра. По мере продвижения газа по трубопроводу он теряет энергию, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа. Поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ дожимается до 75 атм.

Чтобы энергетически обеспечить транзит газа по трубопроводу, дополнительно нужен так называемый «технический», или, используя правильный термин, топливный газ, необходимый для работы газоперекачивающих станций.

Для транспортировки газа в сжиженном состоянии используют специальные танкеры — газовозы.

Это специальные корабли, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии при определенных термобарических условиях. Таким образом, для транспортировки газа этим способом необходимо протянуть газопровод до берега моря, построить на берегу сжижающий газ завод, порт для танкеров, и сами танкеры. Такой вид транспорта считается экономически обоснованным при отдаленности потребителя сжиженного газа более 3000 км.

В сфере сетевого газа поставщики жестко привязаны к потребителям трубопроводами. И цены на поставки определяются долгосрочными контрактами. Примерно такие же отношения сложились сегодня и в секторе СПГ. Около 90% СПГ тоже реализуется на основе долгосрочных контрактов.

Поставщики СПГ выигрывают за счет экономии на морских перевозках. При благоприятных условиях цена поставки газа танкером может быть ниже цены поставки по газопроводу почти на порядок. Сравнение транспортных расходов с использованием СПГ и газовозов показывает, что при увеличении расстояния транспортировки расходы увеличиваются гораздо более низкими темпами, подтверждая привлекательность нового рынка сжиженного природного газа.

Напротив, прокладка как наземных, так и подводных трубопроводов с ростом расстояний увеличивает себестоимость традиционного природного газа гораздо быстрее.

FAS — Виды горючих газов, их основные свойства и состав

Газоснабжение жилых зданий значительно улучшает условия быта населения городов и населенных пунктов. Применение газа в городском хозяйстве, промышленности и энергетике создает благоприятные условия для улучшения технологических процессов производства, позволяет применять прогрессивную и экономически эффективную технологию, повышает технический и культурный уровень производственных, коммунальных и энергетических установок, позволяет повысить экономическую эффективность работы производства в целом.

Для газоснабжения жилых зданий, коммунальных и промышленных предприятий используют природные, искусственные и смешанные газы. Базой для широкого развития газовой промышленности являются значительные запасы природного газа. По запасам природного газа наша страна занимает первое место в мире. Добыча природного газа в стране непрерывно растет, что объясняется его высокими экономическими показателями, особенно благодаря его низкой себестоимости.

Если сравнить природный газ с другими видами топлива, то его себестоимость в три раза ниже себестоимости торфа и мазута, в 15 — 20 раз ниже себестоимости угля подземной выработки. Только в наиболее отдаленных от месторождений районах себестоимость газа выше себестоимости мазута.

Применение газа в быту и промышленности в сравнении с твердым топливом в 4 — 5 раз эффективнее. Газ сгорает без образования дыма, в котором много продуктов неполного сгорания твердого и жидкого топлива, поэтому замена газом других видов топлива способствует очистке воздушного бассейна населенных пунктов.

Газы как топливо с успехом применяют для приготовления пищи, в системах горячего водоснабжения для подогрева воды, в системах отопления зданий, в технологических процессах промышленных предприятий.

В качестве топлива используют газы природных нефтяных и газовых месторождений, их газовоздушные смеси, а также сжиженные углеводородные газы, отвечающие требованиям ГОСТ 5542-87 для природного газа и ГОСТ 20448-90 для сжиженных углеводородных газов (в дальнейшем — СУГ).

Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащую некоторое количество примесей. К горючим газам относятся углеводороды, водород и окись углеводов. Негорючие компоненты — это азот, двуокись углерода и кислород. Они составляют балласт газообразного топлива. К примесям относятся водяные пары, сероводород, пыль. От вредных примесей газообразное топливо очищают. В соответствии с требованиями ГОСТ допускается на 100 м³ газа примесей не более: 2 г сероводорода или аммиака; 5 г цианистых соединений; 10 г нафталина, смолы, пыли и других веществ не более 0,1 %.

Газообразное топливо имеет большое народнохозяйственное значение.

Отклонение теплоты сгорания от номинального значения не должно быть более ± 5 %. Для газоснабжения применяют влажные и сухие газы. Содержание влаги не должно превосходить количества, насыщающего газ при t = − 20° С (зимой) и 35° С (летом). Влагосодержание насыщенного газа в зависимости от его температуры приведено в табл. 1.

Таблица 1. Зависимость влагосодержания насыщенного газа от температуры.

Показатель, °С	Температура, °С
	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
Влагосодержание, г на 1 м3 сухого газа при 0°С и 101,3 кПА	5	10,1	19,4	35,9	64,6	114	202	370	739	1950

Если газ транспортируют на большие расстояния, то его предварительно осушают. Большинство искусственных газов имеет резкий запах, что облегчает обнаружить утечки газа из трубопроводов и арматуры. Природный газ совсем не имеет запаха. До подачи в сеть его одорируют (смешивают со специальными веществами), т.е. придают ему резкий неприятный запах, который должен ощущаться при концентрации в воздухе, равной 1 %.

Запах токсичных газов должен ощущаться при концентрации, допускаемой санитарными нормами. Сжиженный газ, используемый коммунально-бытовыми потребителями, по ГОСТ 20448-90 не должен содержать сероводорода более 5 г на 100 м³ газа, а его запах должен ощущаться при содержании в воздухе 0,5 %.

Концентрация кислорода в газообразном топливе не должна превышать 1 %. При использовании для газоснабжения смеси сжиженного газа с воздухом концентрация газа в смеси составляет не менее удвоенного верхнего предела воспламеняемости.
Величина расхода газа на нужды потребителей целиком зависит от его теплоты сгорания (теплотворной способности), и чем она меньше, тем больше расходуется газа.

Физические характеристики и теплота сгорания некоторых газов приведены в табл. 1 и 2. Используя данные этих таблиц, можно рассчитать теплоту сгорания, плотность и другие характеристики газообразного топлива. Температура воспламенения природных и искусственны газов составляет 640 — 700 °С. Природные газы добывают из газовых или нефтяных месторождений, а искусственных получают при термической переработке жидкого или твердого топлива без доступа воздуха.

Для централизованного снабжения населенных пунктов и производственных объектов широко применяют природные газы. Если нет природных газов или газовоздушных смесей, то применяют сжиженные углеводородные газы.

К сжиженным углеводородным газам относятся такие углеводороды, которые в нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, а при небольшом повышении давления переходят в жидкое состояние. Сжиженные газы хранят в баллонах и металлических резервуарах. Температура воспламенения сжиженных пропана и бутана составляет соответственно 510 и 490° С.

Сжиженные газы в сравнении с природными обладают в 2 — 3 раза большей теплотой сгорания и скоростью воспламенения. Пропан С₃Н₈ и бутан С₄Н₁₀ извлекают из природного нефтяного газа или получают искусственно как побочный продукт при термической переработке нефти на газобензиновых заводах. Избыточное давление насыщенных паров сжиженного газа обычно составляет не менее 0,16 МПа.

Виды газового топлива для автомобилей: преимущества и недостатки

Для многих автомобилистов бензин – слишком дорогое удовольствие. Приходится экономить и отказывать себе в возможности использовать личный транспорт без ограничений. Переход на газовое топливо является хорошей альтернативой бензину, позволяет ощутимо экономить на заправках автомобиля. Рассмотрим, какие еще преимущества дает водителю работающий на газу двигатель.

Виды газ-топлива

Двигатели современных автомобилей могут функционировать на двух разновидностях газа:

• пропан-бутан – сжиженный газ, побочный нефтепродукт, полученный в результате переработки нефти;
• метан – природный газ, который не подвергается сжижению.

Существует мнение, что двигатель, работающий на газовом топливе, быстрее портится и выходит из строя, но мнение это ошибочное и ничем не подтверждается. Напротив, специалисты-инженеры утверждают, что мотор автомобиля на газовом топливе работает без капитального ремонта в среднем в 1,5 – 2 раза дольше, чем на бензине. Это обусловлено тем, что газ – более однородная смесь, чем бензин, при работе двигателя происходит его полное сгорание. Кроме того, газ следующим образом влияет на работу мотора:

• газовая смесь снижает до минимума расход смазочных материалов в системе цилиндры – кольца;
• снижает нагарообразование на деталях блока двигателя – головке и поршнях;
• не загрязняет моторное масло;
• за счет более ровного сгорания топлива двигатель работает более бесшумно и мягче.

Цена газа значительно ниже, чем бензина, но расход на 10-20% больше за счет различной температуры сгорания топлива.

Преимущества и недостатки пропан-бутана

Жидкий газ имеет ряд преимуществ по сравнению с бензином:

• цена на 50% ниже, чем бензина;
• объем баллонов соответствует объему емкости бензина;
• бюджетная стоимость газовой установки;
• возможность заправки в широкой сети заправочных станций;
• мощность двигателя практически не меняется.

К минусам можно отнести лишь то, что расход газа выше, чем бензина на 10 %. Особенность функционирования: двигатель прогревается на бензине, потом переключается на газ.

Свойства, достоинства и минусы метана

К числу плюсов природного газа относят:

• самое экономичное топливо – в 3 раза дешевле бензина;
• расход газового топлива при работе двигателя намного ниже, чем расход бензина.

Недостатки метана:

• двигатель, функционирующий на газу, теряет мощность на 10%;
• число заправок ограничено;
• слишком громоздкие баллоны.

Для легковых автомобилей наиболее приемлемое топливо, альтернативное бензину – газ пропан-бутан. Метан, хотя и более экономичный, но из-за громоздкости баллонов использование на легковых машинах невозможно.

 

 

Добыча газа и нефти

Как добывают природный газ

В 2019 году «Газпром» добыл (без учета доли в добыче организаций, инвестиции в которые классифицированы как совместные операции):

• 500,1 млрд куб. м природного и попутного газа;
• 16,7 млн т газового конденсата;
• 40,8 млн т нефти.

Стратегия в добыче газа

Месторождения

В своей стратегии ПАО «Газпром» придерживается принципа добычи такого объема газа, который обеспечен спросом.

Стратегическими регионами добычи газа на долгосрочную перспективу являются полуостров Ямал, Восточная Сибирь и Дальний Восток, континентальный шельф России.

В основе стратегии «Газпрома» в освоении перспективных месторождений лежит экономическая эффективность, определяемая синхронным развитием мощностей по добыче газа и возможностей его транспортировки, комплексной переработки и хранения.

Стратегия в добыче нефти

Развитие нефтяного бизнеса является одной из стратегических задач «Газпрома». Основу нефтедобычи в Группе «Газпром» составляет ПАО «Газпром нефть».

Ключевая задача ПАО «Газпром нефть» до 2030 года — выстроить компанию нового поколения, стать ориентиром для других компаний мировой нефтяной отрасли по эффективности, технологичности и безопасности.

Для достижения этих целей «Газпром нефть» будет стремиться к максимально рентабельному извлечению остаточных запасов на текущей ресурсной базе за счет распространения применяемых лучших практик оптимизации разработки, снижения себестоимости опробованных технологий, а также привлечения и массового внедрения новых технологий.

Производственные мощности Группы «Газпром» на территории России

По состоянию на 31 декабря 2019 года на территории России Группой «Газпром» разрабатывалось 144 месторождения углеводородов. Основным центром добычи газа «Газпромом» остается Надым-Пур-Тазовский нефтегазоносный район в ЯНАО. Деятельность по освоению нефтяных запасов Группы ведется преимущественно на территории ЯНАО и ХМАО-Югры, а также в Томской, Омской, Оренбургской и Иркутской областях, в Печорском море.

Мощности Группы «Газпром» в добыче углеводородов на территории России по состоянию на 31 декабря 2019 г. (без учета компаний, инвестиции в которые классифицированы как совместные операции)

	2015	2016	2017	2018	2019
Разрабатываемые месторождения, ед.	135	136	136	138	144
Действующие газовые эксплуатационные скважины, ед.	7358	7441	7438	7418	7438
Действующие нефтяные эксплуатационные скважины, ед.	8461	8681	7358	8489	7752

Показатели добычи газа, конденсата и нефти

На долю «Газпрома» приходится 68% российского объема добычи газа и 12% всего добываемого в мире газа.

В 2019 году Группой «Газпром» (без учета доли в добыче организаций, инвестиции в которые классифицированы как совместные операции) добыто 500,1 млрд куб. м природного и попутного газа.

По итогам 2019 года «Газпромом» (без учета доли в добыче организаций, инвестиции в которые классифицированы как совместные операции) добыто 40,8 млн т нефти и 16,7 млн т газового конденсата.

С учетом доли Группы «Газпром» в объемах добычи организаций, инвестиции в которые классифицированы как совместные операции (1,1 млрд куб. м природного и попутного газа и 7,2 млн т нефти), добыча углеводородов Группой составила 501,2 млрд куб.  м природного и попутного газа, 16,7 млн т газового конденсата и 48,0 млн т нефти.

Освоение углеводородных ресурсов за рубежом

На территории зарубежных стран Группа «Газпром» ведет поиск и разведку месторождений углеводородов, участвует в ряде нефтегазовых проектов, вошедших в стадию добычи, а также оказывает сервисные услуги, связанные со строительством скважин. Работа ведется на территории стран бывшего Советского Союза, государств Европы, Юго-Восточной Азии, Африки, Ближнего Востока и Южной Америки.

 

Природный газ – не «золотая середина», а «климатическая катастрофа»

Фото: David Merrett

«Миф о том, что газ является «более чистым» ископаемым топливом, способным посодействовать переходу к чистой энергии, поддерживается не менее трех десятилетий, – говорится в новом докладе Oil Change International (OCI). – Нефтегазовые корпорации отстаивают этот миф и инвестируют в природный газ как в способ отсрочки перехода от ископаемого топлива».

Компания Oil Change проанализировала приоритетные энергетические проекты Европейского Союза из списка «представляющих общественные интересы» и обнаружила, что 72% из них «неразрывно» связаны с ископаемым газом. В 2013 году, когда природный газ рекламировался как «топливо переходного типа», нефтегазовая отрасль позиционировала его в качестве более дешевой альтернативы для производства электроэнергии, чем уголь. В то время возобновляемые источники энергии и системы хранения еще из-за высокой стоимости еще не могли составить конкуренцию природному газу или углю.

Отчет OCI представлен в связи с тем, что добыча и экспорт природного газа достигают все больших объемов в рамках программы окружающей среды администрации Дональда Трампа. В своем пресс-релизе заместитель министра энергетики США Марк Менезес отметил усилия Белого дома по распространению «газа свободы по всему миру».

По мнению аналитиков OCI, такие усилия – не что иное, как «рецепт разрушения климата».

Но, спустя пять лет низкая себестоимость возобновляемой энергии подписала приговор угольной промышленности. Теперь то же самое может произойти и с природным газом, – заявляют эксперты, причем в тот момент, когда мир наводнен очень дешевым «голубым топливом».

В Америке цены на природный газ порой достигают отрицательной отметки (цена добычи газа превышает цену, за которую его можно продать). В Северной Дакоте производители нефти и газа в настоящее время сжигают 20% добываемого ими газа.

Между тем, себестоимость возобновляемых источников энергии продолжает падать, и аналитики в области энергетики прогнозируют, что затраты на хранение энергии тоже скоро обвалятся.

Как подчеркивается в докладе Oil Change International, нефтяная и газовая промышленность не планируют «оставлять газ в земле» и открыто заявляют о своих планах либо сжигать все до последней порции нефти и газа, либо превращать все это в пластик. Угольная промышленность ранее использовала тот же подход, но потеряла экономический аргумент, когда природный газ и возобновляемые источники энергии стали ее вытеснять.

Тем не менее, нефтегазовая отрасль в США и других странах в настоящее время находится на этапе интенсивного роста: создаются новые трубопроводы, буровые площадки, нефтеперерабатывающие заводы и другая инфраструктура.

И тут возникает еще одна проблема. Производители природного газа понимают, что электростанции, работающие на природном газе, во что бы то ни стало должны быть оплачены сейчас или в будущем. Для этого они, фактически, делают потребителей заложниками – гражданам многие годы придется оплачивать газовую инфраструктуру, невзирая на то, нужен им этот газ или нет.

«Мы можем видеть примеры этой бизнес-модели сейчас в попытках поддержать американскую атомную и угольную отрасли, – пишут исследователи. – Один из примеров того, как устаревшая инфраструктура все еще может приносить прибыль отрасли, являясь бременем для налогоплательщиков, – электростанция на угле [Pleasant Prairie] в Висконсине. Несмотря на то, что она не работает, потребители в течение следующих 20 лет должны будут выплатить еще миллиард долларов, чтобы оплатить потраченную на строительство станции сумму и принести прибыль его владельцам».

Кандидаты в президенты США (выборы состоятся в 2020 году) разделились в вопросе о том, должен ли природный газ играть какую-либо роль в планах по борьбе с климатическим кризисом. Администрация одного из двух основных кандидатов от Республиканской партии – действующего президента Дональда Трампа по сей день пытается продвигать голубое топливо как «американские молекулы свободы».

«Несмотря на отчаянные попытки нефтегазовой отрасли убедить политиков в том, что их продукт имеет будущее в «климатически нейтральном» мире, рациональный взгляд на эти данные ясно показывает обратное, – утверждает Лорн Стокман, автор доклада и старший аналитик Oil Change International. – Пришло время двигаться дальше».

В своем анализе американские ученые отмечают, что, несмотря на неопровержимые доказательства негативного влияния использования природного газа, ряд политиков и лиц, принимающих решения, продолжают повторять миф о природном газе как о «климатическом решении». В отчете OCI подробно рассматриваются пять причин, по которым природный газ не может быть частью какого-либо решения, направленного на борьбу с климатическим кризисом.

1. Использование природного газа нарушает углеродный баланс планеты. Дальнейшее освоение неиспользованных запасов газа, в том числе новых сланцевых скважин, несовместимо с климатическими целями Парижского соглашения. Даже если глобальное использование угля будет прекращено в одночасье, использование уже разработанных запасов нефти и газа приведет к потеплению в мире выше 1,5 ° C.
2. Переключение с угля на газ – не вариант. Для достижения климатических целей энергетический сектор должен быть декарбонизирован к середине столетия. Это означает, что и уголь, и природный газ должны перестать использоваться. Замена угольных электростанций на новые газовые установки не приведет к достаточному сокращению выбросов, даже если утечка метана будет сведена к минимуму. Планируемые растущие объемы добычи природного газа резко превышают объемы, допустимые для реализации климатически безопасных моделей, и может привести к климатической катастрофе.
3. Недорогие возобновляемые источники энергии могут вытеснить уголь и газ. Резкое и продолжающееся снижение стоимости энергии ветра и солнца разрушает «газовую бизнес-модель» в энергетическом секторе.  На большинстве рынков ветровые и солнечные электростанции (и соответствующая инфраструктура) дешевле в строительстве и эксплуатации, чем газовые и угольные. Очевидно, что высокая цена больше не является препятствием для введения в эксплуатацию новых мощностей ВИЭ.
4. Использование газа не увеличит надежность энергосистем. Ветер и солнечная энергия требуют балансировки, когда в некоторые моменты электричества производится слишком много для покрытия текущих потребностей, а в некоторые – недостаточно. Но использование природного газа не единственный и не лучший способ справиться с нехваткой электроэнергии, вырабатываемой ВИЭ. Ветряные и солнечные электростанции в сочетании с накопителями энергии также становятся конкурентным «управляемым» источником энергии. Управление пиками производства ветра и солнца в сети требует оптимизации широкого спектра технологий и решений, в том числе аккумуляторов. Нет оснований отдавать предпочтение газу в качестве основного решения.
5. Новая газовая инфраструктура порождает новые выбросы и создает проблемы на долгие годы вперед. Созданная сегодня многомиллиардная газовая инфраструктура рассчитана на десятилетия вперед. Учитывая барьеры, препятствующие закрытию уже существующей инфраструктуры, связанные с ее ожидаемой экономической продолжительностью жизни, крайне важно прекратить строительство новой инфраструктуры, выбросы, производимые которой в течение всего срока службы, не будут вписываться в согласованные с Парижским соглашением углеродные бюджеты.

Американский сенатор Берни Сандерс обнародовал повестку дня в области климата, призывающую к прекращению экспорта природного газа, а также к введению моратория на ввод в эксплуатацию новой инфраструктуры по добыче и использованию ископаемого топлива. А губернатор штата Вашингтон Джей Инсли в начале этого месяца получил похвалу от защитников окружающей среды за его смелый план по переходу США к 100-% использованию возобновляемых источников энергии к 2035 году. Это и есть варианты будущего, утверждают эксперты.

Газовое лобби, в свою очередь, утверждает, что существующие или будущие трубопроводы в какой-то момент могут быть переоборудованы для транспортировки топлива с низким или нулевым содержанием углерода, такого как газообразный водород. Но критики газовых проектов утверждают, что такая инфраструктура как трубопроводы, терминалы и хранилища, по существу, обязывает страны, владеющие ими, продолжать использовать природный газ еще в течение десятилетий – подход, который сильно расходится с климатическими перспективами МГЭИК.

Ученые говорят, что предотвращение катастрофического изменения климата требует радикального сокращения использования ископаемого топлива. Достижение международных климатических целей и недопущение крупномасштабного вымирания растений и животных требует быстрой декарбонизации мировой экономики, что при нынешних ценах на производство и хранение энергии из ВИЭ вполне реалистично.

«Нас заставляют поверить в сказку о том, что существующую и строящуюся газовую инфраструктуру будет просто перевести на новые виды энергии, – говорит Лорн Стокман. – У нас просто больше нет времени обсуждать это. Мы должны быстро перейти к полностью возобновляемой энергетике и оставить позади все ископаемые виды топлива, включая газ».

Объяснение природного газа — Управление энергетической информации США (EIA)

Что такое природный газ?

Природный газ — это ископаемый источник энергии, который образовался глубоко под поверхностью земли. Природный газ содержит множество различных соединений. Самый крупный компонент природного газа — метан, соединение с одним атомом углерода и четырьмя атомами водорода (Ch5). Природный газ также содержит меньшие количества сжиженного природного газа (ШФЛУ, который также является сжиженным углеводородным газом) и неуглеводородных газов, таких как диоксид углерода и водяной пар.Мы используем природный газ в качестве топлива, а также для производства материалов и химикатов.

Как образовался природный газ?

От миллионов до сотен миллионов лет назад и за длительные периоды времени останки растений и животных (например, диатомовых водорослей) образовали толстые слои на поверхности земли и на дне океана, иногда смешанные с песком, илом и карбонатом кальция. . Со временем эти слои были погребены под песком, илом и камнями. Давление и тепло превратили часть этого богатого углеродом и водородом материала в уголь, часть в нефть (нефть), а часть в природный газ.

Где находится природный газ?

В некоторых местах природный газ проникал в большие трещины и промежутки между слоями вышележащих пород. Природный газ, обнаруженный в этих типах пластов, иногда называют обычным природным газом . В других местах природный газ встречается в крошечных порах (пространствах) в некоторых формациях из сланца, песчаника и других типов осадочных пород. Этот природный газ упоминается как сланцевый газ или плотный газ , а иногда его называют нетрадиционным природным газом .Природный газ также встречается с месторождениями сырой нефти, и этот природный газ называется попутный природный газ . Залежи природного газа находятся на суше, а некоторые находятся на шельфе и глубоко под дном океана. Тип природного газа, обнаруженного в угольных месторождениях, называется метан угольных пластов .

Источник: адаптировано из информационного бюллетеня Геологической службы США 0113-01 (общественное достояние)

Нажмите для увеличения

Операторы готовят скважину для зарядов взрывчатого вещества, используемых при сейсморазведке

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Как мы находим природный газ?

Поиск природного газа начинается с геологов, изучающих строение и процессы на Земле.Они определяют типы геологических формаций, которые могут содержать залежи природного газа.

Геологи часто используют сейсморазведку на суше и в океане, чтобы найти подходящие места для бурения скважин на природный газ и нефть. Сейсмические исследования создают и измеряют сейсмические волны в земле, чтобы получить информацию о геологии горных пород. Для сейсморазведки на суше может использоваться самосвал , который имеет вибрирующую подушку, которая ударяет по земле для создания сейсмических волн в подстилающей породе. Иногда используются небольшие количества взрывчатки. Сейсмические исследования, проводимые в океане, используют взрывы звука, которые создают звуковые волны, чтобы исследовать геологию под дном океана.

Если результаты сейсморазведки показывают, что участок имеет потенциал для добычи природного газа, проводится бурение и испытания разведочной скважины. Результаты теста предоставляют информацию о качестве и количестве природного газа, доступного в ресурсе.

Бурение скважин на природный газ и добыча природного газа

Если результаты испытательной скважины показывают, что в геологической формации достаточно природного газа для добычи и получения прибыли, пробурены одна или несколько эксплуатационных (или эксплуатационных) скважин.Скважины природного газа могут быть пробурены вертикально и горизонтально в пластах, содержащих природный газ. В обычных месторождениях природного газа природный газ обычно легко течет вверх через скважины на поверхность.

В США и некоторых других странах природный газ добывается из сланцев и других типов осадочных пород путем вытеснения воды, химикатов и песка в скважину под высоким давлением. Этот процесс, называемый гидроразрывом или гидроразрывом , и иногда называемый нетрадиционной добычей, разрушает пласт, высвобождает природный газ из породы и позволяет природному газу течь к скважинам и вверх на поверхность.В верхней части скважины на поверхности природный газ подается в сборные трубопроводы и направляется на газоперерабатывающие заводы.

Поскольку природный газ не имеет цвета, запаха и вкуса, газовые компании добавляют меркаптан в природный газ, чтобы придать ему отчетливый и неприятный запах, чтобы помочь обнаружить утечки в трубопроводах природного газа. Меркаптан — безвредное химическое вещество с запахом тухлых яиц.

Переработка природного газа для продажи и потребления

Природный газ, забираемый из скважин природного газа или сырой нефти, называется влажным природным газом , потому что, помимо метана, он обычно содержит ШФЛУ — этан, пропан, бутаны и пентаны — и водяной пар.Устьевой природный газ может также содержать неуглеводороды, такие как сера, гелий, азот, сероводород и диоксид углерода, большая часть которых должна быть удалена из природного газа перед его продажей потребителям.

Из устья скважины природный газ направляется на перерабатывающие предприятия, где удаляются водяной пар и неуглеводородные соединения, а ШФЛУ отделяется от влажного газа и продается отдельно. Некоторое количество этана часто остается в обработанном природном газе. Отделенный ШФЛУ называется сжиженными газами завода по производству природного газа (NGPL), а переработанный природный газ называется сухой , потребительского качества или трубопроводного качества природным газом.Часть устьевого природного газа достаточно сухая и без обработки удовлетворяет стандартам трубопроводной транспортировки. Химические вещества, называемые одорантами, добавляются в природный газ, чтобы можно было обнаружить утечки в газопроводах. Сухой природный газ по трубопроводам направляется в подземные хранилища или в распределительные компании, а затем потребителям.

В местах, где нет трубопроводов природного газа для отвода попутного природного газа, добываемого из нефтяных скважин, природный газ может быть повторно закачан в нефтеносный пласт, либо его можно сбросить или сжечь (сжигать на факеле). Повторная закачка нерыночного природного газа может помочь поддерживать давление в нефтяных скважинах для увеличения добычи нефти.

Метан из угольных пластов может быть извлечен из угольных месторождений до или во время добычи угля, и его можно добавлять в трубопроводы природного газа без какой-либо специальной обработки.

Большая часть природного газа, потребляемого в Соединенных Штатах, производится в Соединенных Штатах. Часть природного газа импортируется по трубопроводам из Канады и Мексики. Небольшое количество природного газа также импортируется в виде сжиженного природного газа.

Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

Понимание двух типов природного газа: КПГ и СПГ

Хотя в целом вы можете знать, что такое природный газ, вы можете не знать, как он производится, как используется или как транспортируется, если вы не являетесь экспертом, работающим в отрасли.

Природный газ чрезвычайно важен для нашей повседневной жизни, поскольку он обеспечивает чистый и эффективный альтернативный ресурс традиционным средствам, которыми питается наша страна. Природный газ можно использовать в двух разных формах — КПГ и СПГ.

Сжатый природный газ (CNG )

Что такое КПГ? CNG, или сжатый природный газ, представляет собой прозрачную, не вызывающую запаха и не вызывающую коррозии форму природного газа, который создается с использованием высокого давления и состоит в основном из метана. Вещество находится под давлением 3600 фунтов на квадратный дюйм, и его объем составляет менее 1% от его первоначального объема. Когда сжатый газ соединяется с воздухом и воспламеняется, создается энергия, необходимая для топлива.

Для чего используется КПГ? CNG в газообразном состоянии в основном используется в качестве источника топлива. Хотя КПГ в основном используется для бензовозов и автобусов, на нем также работают некоторые автомобили.

Каковы преимущества КПГ? Преимущества использования КПГ в качестве топлива намного превышают преимущества использования традиционного бензина. КПГ значительно дешевле бензина. Фактически, это примерно треть стоимости наполнения среднего бака.Частично это может быть связано с его изобилием в США, что делает нас менее зависимыми от иностранных источников топлива. Использование СПГ лучше для вашего двигателя и окружающей среды. Поскольку КПГ является более чистым горючим топливом, двигатель транспортного средства требует меньше обслуживания для более эффективного двигателя. Во время горения КПГ также выделяет меньше выбросов, что делает воздух менее загрязненным, чем бензин.

Сжиженный природный газ (СПГ)

Что такое СПГ? Сжиженный природный газ, обычно называемый СПГ, по сути, представляет собой природный газ в жидком состоянии.Газ охлаждается до экстремальной температуры, чтобы стать прозрачной и нетоксичной жидкостью. Чтобы преобразовать вещество в СПГ, материалы, которые могут замерзнуть, такие как вода, диоксид углерода и более тяжелые углеводороды, удаляются, чтобы его можно было охладить до –260 градусов по Фаренгейту в жидкости. В таком виде СПГ становится примерно в 600 раз меньше своего первоначального объема, что делает его идеальным для транспортировки и хранения.

Для чего используется СПГ? Поскольку СПГ в основном используется в транспортных целях, его можно легко экспортировать за границу.Например, Кэбот производит природный газ в округе Саскуэханна, штат Пенсильвания, а затем перерабатывает его в СПГ. После перехода в жидкое состояние мы отправляем его в Японию, которая является одним из крупнейших потребителей природного газа Саскуэханна. Суда укомплектованы танкерами, специально предназначенными для перевозки СПГ. Хотя существуют носители разных размеров, все они поддерживают соответствующее давление и температуру, необходимые для обеспечения жизнеспособности СПГ на пути за границу. Когда он готов к использованию после хранения, его можно использовать в качестве топлива или вернуть в газообразное состояние для жилых и промышленных целей.

Какие преимущества у СПГ? Сжиженный природный газ является более экономичным и экологически чистым источником горючего топлива, чем другие альтернативы, такие как уголь или нефть. Его изобилие в США также гарантирует, что потребности в энергии могут быть удовлетворены как на местном уровне, так и по всему миру. Поскольку СПГ является жидкостью, в этом состоянии он не воспламеняется или не взрывоопасен, что делает его значительно безопаснее, чем некоторые другие ресурсы.

Связанные

Природный газ — Energy Education

Рис. 1. Факел для природного газа наверху 15-метровой установки. ^[1]

Природный газ — это бесцветный газ без запаха, который легко сгорает (см. Факел на рис. 1) и обычно состоит в основном (90% или более) из метана. ^[2] Необработанный или неочищенный природный газ является одним из основных источников первичной энергии в мире, составляя примерно 1/5 мировой первичной энергии. После обработки он все еще называется природным газом, но теперь это гибкая энергетическая валюта, и даже после того, как большая часть его была превращена в электричество, природный газ по-прежнему составляет 15% энергии конечного потребления.

В необработанном состоянии природный газ состоит из различных количеств метана, этана, пропана, бутана и пентана. Часто также присутствуют такие примеси, как кислород, сероводород, азот, вода и диоксид углерода. ^[3] После того, как природный газ был переработан для потребления, это в первую очередь метан со следовыми количествами других компонентов.

Как и все продукты на основе нефти, природный газ образуется из разлагающихся останков животных и растений, которые жили миллионы лет назад. ^[4] Высокое давление и температура глубоко под землей способствовали превращению растений и животных в углеводородное топливо.

Использование природного газа

Мы используем природный газ для многих вещей, особенно дома. Вот некоторые общие примеры: ^[4]

Почти каждое здание (от корпоративных офисов до ресторанов и даже бассейнов) в развитых городах использовало природный газ во время строительства и полагалось на него для отопления. ^[4] Кроме того, существуют промышленные применения, например, в канадской провинции Альберта, на бытовое и коммерческое использование приходится только 25% использования Альберты. ^[4] Остальные 75% природного газа, используемого в Альберте, потребляются промышленным сектором в таких областях, как переработка нефти, пищевая промышленность, металлургия, пластмасса и стекло, а также целлюлозно-бумажная промышленность.

Все больше и больше используется природный газ для автомобилей, работающих на природном газе (NGV), которые имеют более низкие выбросы, чем дизельные или бензиновые двигатели.

По мере роста спроса на природный газ во всем мире растет и необходимость его транспортировки за границу. Один из способов транспортировки природного газа — это сжиженный газ, или СПГ, и это делается с использованием больших судов.

Согласно CAPP, ресурсы природного газа Канады составляют от 700 до 1300 триллионов кубических футов. ^[5] Хотя было извлечено чуть более 15% этого природного газа, остальная часть содержится в четырех типах месторождений: месторождения сланцевого газа, месторождения плотного газа и метана угольных пластов.

Преимущества и недостатки

Природный газ обладает высокой плотностью энергии (для ископаемого топлива) и гибкостью применения, что делает его популярным топливом. Люди, выступающие за природный газ, часто называют его самым экологически чистым ископаемым топливом. ^[3] Даже в качестве более чистого ископаемого топлива природный газ по-прежнему состоит из углеводородов, и при его сжигании выделяется CO ₂ и другие загрязняющие вещества (в частности, NOx). Использование природного газа часто лучше угля, однако его сжигание по-прежнему способствует загрязнению воздуха и изменению климата.

Как добыча природного газа, так и производство электроэнергии страдают от противодействия NIMBY (не на моем заднем дворе). Синдром НИМБИ — это когда люди соглашаются с идеей, если она не затронет их напрямую. Щелкните здесь, чтобы получить данные о поддержке Канадой природного газа в качестве источника энергии.

Ожидается, что с развитием технологий гидроразрыва запасов природного газа хватит на долгое время. См. Интерактивный график ниже, чтобы узнать, сколько природного газа используется в странах по всему миру.

Интерактивный график

Список литературы

Центр обработки данных по альтернативным видам топлива: Основы использования природного газа

Подобно природному газу, полученному из ископаемых источников, возобновляемый природный газ, который производится из разлагающихся органических материалов, должен быть сжат или сжижен для использования в качестве транспортного топлива.

Природный газ — это газообразная смесь углеводородов без запаха, состоящая преимущественно из метана (Ch5). На его долю приходится около 30% энергии, используемой в США.Около 40% топлива идет на производство электроэнергии, а оставшаяся часть распределяется между бытовым и коммерческим использованием, например, для отопления и приготовления пищи, и промышленным использованием. Хотя природный газ является проверенным и надежным альтернативным топливом, которое долгое время использовалось для двигателей, работающих на природном газе, только около двух десятых процента используется в качестве топлива для транспортных средств.

Подавляющее большинство природного газа в Соединенных Штатах считается ископаемым топливом, потому что он производится из источников, образующихся в течение миллионов лет под действием тепла и давления на органические материалы.В качестве альтернативы, возобновляемый природный газ (RNG), также известный как биометан, представляет собой автомобильное топливо трубопроводного качества, получаемое из органических материалов, таких как отходы свалок и животноводства, путем анаэробного сбраживания. ГСЧ квалифицируется как передовое биотопливо в соответствии со Стандартом по возобновляемым видам топлива.

Поскольку ГСЧ химически идентичен обычному природному газу, полученному из ископаемых углеводородов, он может использовать существующую систему распределения природного газа и должен быть сжат или сжижен для использования в транспортных средствах.

КПГ и СПГ как альтернативные виды топлива для транспорта

В настоящее время в транспортных средствах используются два вида природного газа: сжатый природный газ (КПГ) и сжиженный природный газ (СПГ).Оба они производятся внутри страны, имеют относительно низкую цену и коммерчески доступны. Считающиеся альтернативными видами топлива в соответствии с Законом об энергетической политике 1992 года, КПГ и СПГ продаются в единицах эквивалента бензина или дизельного топлива в галлонах (GGE или DGE) в зависимости от содержания энергии в галлоне бензина или дизельного топлива.

Сжатый природный газ

CNG производится путем сжатия природного газа до менее 1% его объема при стандартном атмосферном давлении. Чтобы обеспечить достаточный запас хода, КПГ хранится на борту транспортного средства в сжатом газообразном состоянии под давлением до 3600 фунтов на квадратный дюйм.

CNG используется в легких, средних и тяжелых условиях. Автомобиль, работающий на КПГ, имеет примерно такую ​​же экономию топлива, как и обычный бензиновый автомобиль на основе GGE. Один GGE равен примерно 5,66 фунтам СПГ.

Сжиженный природный газ

СПГ — это природный газ в жидкой форме. СПГ получают путем очистки природного газа и его переохлаждения до -260 ° F, чтобы превратить его в жидкость. Во время процесса, известного как сжижение, природный газ охлаждается ниже точки кипения, удаляя большинство посторонних соединений, содержащихся в топливе.Оставшийся природный газ — это в основном метан с небольшим количеством других углеводородов.

Из-за относительно высокой стоимости производства СПГ, а также из-за необходимости хранить его в дорогих криогенных резервуарах, широкое использование топлива в коммерческих целях было ограничено. СПГ должен храниться при низких температурах и храниться в двустенных емкостях высокого давления с вакуумной изоляцией. СПГ подходит для грузовиков, которым требуются более длинные пробеги, потому что жидкость плотнее газа и, следовательно, больше энергии может храниться в объеме.СПГ обычно используется в автомобилях средней и большой грузоподъемности. Один ГПЭ равен примерно 1,5 галлонам СПГ.

Чтобы найти топливо, см. «Расположение заправочных станций природного газа».

Центр данных по альтернативным видам топлива: автомобили, работающие на природном газе

На природном газе работают более 175 000 автомобилей в США и примерно 23 миллиона автомобилей по всему миру. Транспортные средства, работающие на природном газе (NGV), являются хорошим выбором для транспортных средств с большим пробегом и централизованно заправляемым топливом, поскольку они могут обеспечить аналогичный запас топлива для приложений, не задействованных на дальних маршрутах, где заправочных станций может стать мало. Для транспортных средств, которые путешествуют на большие расстояния, сжиженный природный газ (СПГ) обеспечивает более высокую плотность энергии, чем КПГ, что означает, что диапазон топлива более сопоставим с обычным топливом. Преимущества природного газа в качестве транспортного топлива включают его доступность на внутреннем рынке, широкую распределительную инфраструктуру и снижение выбросов парниковых газов по сравнению с обычным бензином и дизельным топливом.

КПГ и СПГ считаются альтернативными видами топлива в соответствии с Законом об энергетической политике 1992 года. Мощность, ускорение и крейсерская скорость газомоторных транспортных средств сопоставимы с аналогичными транспортными средствами, работающими на традиционном топливе.Кроме того, по сравнению с обычными дизельными и бензиновыми автомобилями, газомоторные автомобили имеют другие преимущества в отношении качества воздуха.

Легкие, средние и тяжелые газомоторные автомобили доступны от производителей оригинального оборудования, а также варианты транспортных средств средней и большой грузоподъемности, доступные через квалифицированных специалистов по модернизации системы. Квалифицированные специалисты по модернизации систем также могут экономично, безопасно и надежно переоборудовать многие автомобили для работы на природном газе с помощью систем переоборудования вторичного рынка.

Типы автомобилей, работающих на природном газе

Есть три типа газомоторных автомобилей:

• Dedicated : Эти автомобили предназначены для работы только на природном газе.
• Двухтопливное топливо : Эти автомобили имеют две отдельные топливные системы, которые позволяют им работать на природном газе или бензине.
• Двухтопливный : Эти автомобили имеют топливные системы, работающие на природном газе, но использующие дизельное топливо для помощи при зажигании. Эта конфигурация традиционно ограничивается автомобилями большой грузоподъемности.

Легковые автомобили обычно оснащены специализированными или двухтопливными системами, а тяжелые автомобили используют специализированные или двухтопливные системы. Автомобили, работающие на КПГ, хранят природный газ в резервуарах, где он остается в газообразном состоянии. На борту транспортного средства, использующего СПГ, может храниться больше топлива, поскольку топливо хранится в виде жидкости, что делает его плотность энергии выше, чем у КПГ. Это делает СПГ подходящим для грузовиков классов 7 и 8, требующих большей дальности. Часто выбор топлива определяется такими факторами, как потребности транспортного средства (например, требования к мощности) и требуемый запас хода.

Запас хода у газомоторных автомобилей обычно меньше, чем у сопоставимых автомобилей с дизельным или бензиновым двигателем из-за более низкой плотности энергии природного газа.Дополнительные резервуары для хранения могут увеличить дальность полета, но дополнительный вес может снизить грузоподъемность.

Дополнительная информация

Доступность Конверсии Выбросы Законы и стимулы

»Справочная информация NaturalGas.org

Фон

Источник: NGSA

Природный газ является жизненно важным компонентом мирового энергоснабжения. Это один из самых чистых, безопасных и наиболее полезных источников энергии. Однако, несмотря на его важность, существует много неправильных представлений о природном газе.Например, само слово «газ» имеет множество различных значений и значений. Когда мы заправляем машину топливом, мы заправляем ее «бензином». Однако бензин, который используется в вашем автомобиле, хотя и является ископаемым топливом, сильно отличается от природного газа. «Газ» в обычных барбекю — это на самом деле пропан, который, хотя и тесно связан с природным газом и обычно встречается в нем, на самом деле не является природным газом. Хотя природный газ обычно объединяется с другими ископаемыми видами топлива и источниками энергии, он обладает многими характеристиками, которые делают его уникальным.Ниже приведена небольшая справочная информация о природном газе, о том, что это такое, как образуется и где он находится в природе.

Что такое природный газ?

Устье природного газа

Источник: Duke Energy

Природный газ сам по себе может считаться неинтересным газом — он бесцветен, бесформенен и не имеет запаха в чистом виде. Довольно неинтересно — за исключением того, что природный газ является горючим, его много в Соединенных Штатах, и при сжигании он выделяет много энергии с меньшими выбросами, чем многие другие источники.По сравнению с другими ископаемыми видами топлива, природный газ горит чище и выделяет в воздух более низкие уровни потенциально вредных побочных продуктов. Нам требуется постоянно увеличивающийся запас энергии для обогрева наших домов, приготовления пищи и выработки электроэнергии. Именно эта потребность в энергии подняла природный газ до такого уровня важности в нашем обществе и в нашей жизни.

Природный газ — это горючая смесь углеводородных газов. Хотя природный газ состоит в основном из метана, он также может включать этан, пропан, бутан и пентан.Состав природного газа может широко варьироваться, но ниже представлена ​​диаграмма, показывающая типичный состав природного газа до его очистки.

Типичный состав природного газа
Метан	CH 4	70-90%
Этан	С 2 В 6	0-20%
Пропан	С 3 В 8
Бутан	С 4 В 10
Двуокись углерода	CO 2	0-8%
Кислород	О 2	0-0. 2%
Азот	№ 2	0-5%
Сероводород	H 2 S	0-5%
Редкие газы	А, Он, Ne, Xe	трассировка

В своей чистейшей форме, такой как природный газ, который подается в ваш дом, это почти чистый метан. Метан — это молекула, состоящая из одного атома углерода и четырех атомов водорода, и обозначается как Ch5.Характерный запах «тухлого яйца», который мы часто ассоциируем с природным газом, на самом деле представляет собой одорант, называемый меркаптаном, который добавляют в газ перед его доставкой конечному пользователю. Меркаптан помогает обнаружить утечки.

Этан, пропан и другие углеводороды, обычно связанные с природным газом, имеют несколько иные химические формулы. Щелкните ссылку, чтобы подробнее узнать о горении метана.

A Молекула метана, CH 4

Источник: USGS

Природный газ считается «сухим», когда он представляет собой почти чистый метан, из которого удалена большая часть других обычно связанных углеводородов.Когда присутствуют другие углеводороды, природный газ является «влажным».

Природный газ находит множество применений в жилых, коммерческих и промышленных целях; подробнее о различных видах использования природного газа можно узнать здесь.

Природный газ, обнаруженный в подземных резервуарах, часто связан с нефтяными месторождениями. Добывающие компании ищут свидетельства наличия этих коллекторов, используя сложную технологию, которая помогает определить местонахождение природного газа, и бурит скважины в земле там, где он может быть найден.Щелкните ссылку, чтобы узнать больше о новых технологиях и их влиянии на окружающую среду. После извлечения из-под земли природный газ очищается от примесей, таких как вода, другие газы, песок и другие соединения. Некоторые углеводороды удаляются и продаются отдельно, включая пропан и бутан. Также удаляются другие примеси, такие как сероводород (при рафинировании которого можно получить серу, которая затем продается отдельно). После очистки чистый природный газ передается по сети трубопроводов, тысячи миль которых существуют только в Соединенных Штатах.По этим трубопроводам природный газ доставляется к месту использования. Для получения дополнительной информации о том, как природный газ попадает из-под земли в конечный пункт назначения, щелкните здесь.

Природный газ можно измерить несколькими способами. Как газ, он может быть измерен объемом, который он занимает при нормальных температурах и давлениях, обычно выражаемых в кубических футах. Добывающие и распределительные компании обычно измеряют объем природного газа в тысячах кубических футов (MCF), миллионах кубических футов (MMcf) или триллионах кубических футов (Tcf). Хотя измерение объема полезно, природный газ также может быть измерен по потенциальной выходной энергии. Как и другие виды энергии, природный газ обычно измеряется и выражается в британских тепловых единицах (БТЕ). Одна британская тепловая единица — это количество природного газа, которое будет производить достаточно энергии, чтобы нагреть фунт воды на один градус при нормальном давлении. Чтобы дать представление, один кубический фут природного газа содержит около 1027 британских тепловых единиц. Когда природный газ доставляется в жилое помещение, он измеряется газовым предприятием в «термах» для выставления счетов.Термины эквивалентны 100 000 британских тепловых единиц, или чуть более 97 кубических футов природного газа.

Образование природного газа

Природный газ — это ископаемое топливо. Подобно нефти и углю, это означает, что это, по сути, останки растений, животных и микроорганизмов, которые жили миллионы и миллионы лет назад. Но как эти некогда живые организмы превратились в неодушевленную смесь газов?

Существует множество различных теорий происхождения ископаемого топлива. Наиболее широко распространенная теория утверждает, что ископаемое топливо образуется, когда органическое вещество (например, останки растений или животных) сжимается под землей под очень высоким давлением в течение очень долгого времени.Это называется термогенным метаном. Подобно образованию нефти, термогенный метан образуется из органических частиц, покрытых грязью и другими отложениями. Со временем все больше и больше наносов, грязи и прочего мусора накапливается поверх органического вещества. Этот осадок и мусор оказывают большое давление на органическое вещество, которое сжимает его.

Это сжатие в сочетании с высокими температурами, обнаруженными глубоко под землей, разрушает углеродные связи в органическом веществе.По мере того, как человек становится все глубже и глубже под земной корой, температура становится все выше и выше. При низких температурах (более мелкие месторождения) добывается больше нефти по сравнению с природным газом. Однако при более высоких температурах создается больше природного газа, чем нефти. Вот почему природный газ обычно ассоциируется с нефтью в месторождениях, находящихся на 1-2 мили ниже земной коры. Более глубокие месторождения, очень глубоко под землей, обычно содержат в основном природный газ и во многих случаях чистый метан.

Природный газ также может образовываться в результате преобразования органических веществ крошечными микроорганизмами.Этот тип метана называется биогенным метаном. Метаногены, крошечные метанопроизводящие микроорганизмы, химически разрушают органические вещества с образованием метана. Эти микроорганизмы обычно встречаются в районах у поверхности земли, лишенных кислорода. Эти микроорганизмы также обитают в кишечнике большинства животных, в том числе человека. Образование метана таким образом обычно происходит вблизи поверхности земли, и произведенный метан обычно теряется в атмосфере.Однако при определенных обстоятельствах этот метан может улавливаться под землей и извлекаться как природный газ. Примером биогенного метана является свалочный газ. Свалки, содержащие отходы, производят относительно большое количество природного газа в результате разложения содержащихся в них отходов. Новые технологии позволяют собирать этот газ и использовать его для увеличения поставок природного газа.

Третий способ образования метана (и природного газа) — абиогенные процессы.Очень глубоко под земной корой существуют газы, богатые водородом, и молекулы углерода. Поскольку эти газы постепенно поднимаются к поверхности земли, они могут взаимодействовать с минералами, которые также существуют под землей, в отсутствие кислорода. Это взаимодействие может привести к реакции с образованием элементов и соединений, которые находятся в атмосфере (включая азот, кислород, диоксид углерода, аргон и воду). Если эти газы находятся под очень высоким давлением, когда они движутся к поверхности земли, они могут образовывать отложения метана, подобные термогенному метану.

Природный газ под землей

Источник: Энергетическая информация США Администрация

Хотя существует несколько способов образования метана и, следовательно, природного газа, обычно он находится под поверхностью земли. Поскольку природный газ имеет низкую плотность, после образования он будет подниматься к поверхности земли через рыхлую породу сланцевого типа и другие материалы. Часть этого метана просто поднимется на поверхность и рассеется в воздухе.Однако большая часть этого метана поднимется вверх в геологические образования, которые «удерживают» газ под землей. Эти образования состоят из слоев пористой осадочной породы (вроде губки, которая впитывает и содержит газ) с более плотным, непроницаемым слоем породы наверху.

Эта непроницаемая порода улавливает природный газ под землей. Если эти образования достаточно велики, они могут улавливать большое количество природного газа под землей, в так называемом резервуаре. Существует ряд различных типов этих образований, но наиболее распространенный из них возникает, когда непроницаемая осадочная порода образует форму «купола», как зонтик, улавливающий весь природный газ, всплывающий на поверхность.

Есть несколько способов формирования такого «купола». Например, разломы — это обычное место для залежей нефти и природного газа. Разлом возникает, когда нормальные осадочные слои «разделяются» по вертикали, так что непроницаемая порода смещается вниз, задерживая природный газ в более проницаемых слоях известняка или песчаника. По сути, геологическая формация, которая покрывает непроницаемую породу более пористыми, богатыми нефтью и газом отложениями, может образовать резервуар.На рисунке ниже показано, как природный газ и нефть могут быть захвачены под непроницаемыми осадочными породами в так называемой антиклинальной формации. Чтобы успешно вывести это ископаемое топливо на поверхность, в непроницаемой скале необходимо просверлить отверстие для выхода ископаемого топлива под давлением. Обратите внимание, что в коллекторах, содержащих нефть и газ, газ, будучи наименее плотным, находится ближе всего к поверхности, а нефть под ним, как правило, сопровождается определенным количеством воды. Если природный газ таким образом улавливается под землей, его можно извлечь, просверлив отверстие в непроницаемой породе. Газ в этих резервуарах обычно находится под давлением, что позволяет ему выходить из резервуара самостоятельно.

Источник: Энергия завтра

Помимо того, что природный газ находится в традиционном резервуаре, таком как показанный выше, природный газ также может быть обнаружен в других «нетрадиционных» пластах. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о нетрадиционных пластах природного газа, таких как сланцы, которые можно увидеть на графике справа.

Теперь, когда были обсуждены основы использования природного газа как ископаемого топлива, перейдем к информации об истории природного газа.

Сжиженный природный газ — Обзор, применение, типы и методы добычи

Что такое сжиженный природный газ?

Сжиженный природный газ, также известный как природный бензин, является побочным продуктом природного газа, который добывается в жидком виде. С химической точки зрения сжиженный природный газ — это углеводороды, состоящие исключительно из водорода и углерода. Сжиженные природные газы также относятся к тому же молекулярному семейству, что и сырая нефть. Обзор сырой нефти.Он может проявляться в диапазоне от высоковязкой жидкости до густого смолистого вещества. Это вещество является одним из наиболее широко используемых источников топлива и природного газа во всем мире.

Сжиженный природный газ отделяется от природного газа путем конденсации или абсорбции; процессы обычно происходят на месторождениях природного газа или на нефтеперерабатывающих заводах.

В целом, сжиженный природный газ является товаром. Сырьевые товары — это еще один класс активов, такой же как акции и облигации.Большинство сырьевых товаров — это продукты, поступающие с земли, которые обладают, например, золотом или серебром, которыми можно торговать, и их цены сильно коррелируют с ценами на сырую нефть.

Как используются сжиженные природные газы?

Сжиженные природные газы очень универсальны, так как они бывают разных форм — бутан, этан, изобутан, пентан и пропан. В домашних условиях сжиженный природный газ можно использовать для приготовления пищи и отопления, а для автомобилей он смешивается с бензином.

Сжиженный природный газ может использоваться для образования других соединений, которые создают другие продукты; например, этан можно использовать для производства этилена, который, в свою очередь, используется для создания пластика.Их также можно использовать в качестве сырья для добычи нефтеносных песков.

Как добывают сжиженный природный газ?

Извлечение сжиженного природного газа из природного газа является экономически выгодным. Они также имеют более высокую ценность как отдельный продукт. Двумя наиболее распространенными способами извлечения сжиженного природного газа являются абсорбция и криогенное расширение.

1. Метод абсорбции

В абсорбционном методе масло используется для абсорбции сжиженного природного газа; это работает, поскольку абсорбирующая нефть имеет сходство с жидкостями природного газа. Метод абсорбции обычно используется для сбора более тяжелых жидкостей природного газа, таких как бутан и пентан.

Природный газ проходит через абсорбционную башню, где он контактирует с абсорбирующим маслом, которое поглощает большую часть жидких углеводородов природного газа.

Нефть, богатая жидкостью природного газа, затем переходит в нефть, где нефть, богатая жидкостью природного газа, нагревается выше точки кипения жидких углеводородов природного газа, но не нефти, тем самым отделяя нефть от жидких углеводородов природного газа.

2.Метод криогенного расширения

Метод криогенного расширения используется для извлечения легких жидкостей природного газа, таких как этан. При криогенном расширении температура природного газа снижается с помощью турбодетандера, что является наиболее распространенным способом. Это достигается за счет использования внешних охлаждающих агентов для охлаждения природного газа.

Турбодетандер используется с охлаждающими агентами для быстрого понижения температуры газа; быстрое снижение температуры вызывает конденсацию жидких углеводородов природного газа. Он также может преобразовывать часть энергии, выделяемой при расширении природного газа из-за падения температуры, что может снизить затраты на электроэнергию.

Утверждается, что метод криогенного расширения является более чистым способом извлечения сжиженного природного газа из природного газа.

Типы жидкостей природного газа

Шесть основных типов жидкостей природного газа:

1. Бутан (C4h20) используется в качестве нефтехимического сырья и смешивается с пропаном или бензином; Некоторые из конечных продуктов бутана — это резина для шин и легкое топливо.
2. Этан (C2H6) используется в качестве этилена для производства пластмасс и нефтехимического сырья; Некоторые из конечных продуктов этана — пластиковые пакеты и моющие средства.
3. Изобутан (C4h20) обычно используется в качестве сырья для нефтеперерабатывающих заводов и нефтехимического сырья; конечными продуктами являются алкилаты для бензина и хладагентов.
4. Пентан (C5h22) используется в качестве природного бензина и вспенивателя для пенополистирола; Конечная продукция — бензин и растворители полистирола.
5. Пентан плюс (C5h22) представляет собой более тяжелую форму пентана, смешивается с автомобильным топливом и экспортируется для производства битума из нефтеносных песков; Конечными продуктами производства пентана плюс являются производства бензина, этанольных смесей и нефтеносных песков.
6. Пропан (C ₃ H ₈ ) используется для отопления жилых и коммерческих помещений, топлива для приготовления пищи и нефтехимического сырья; Конечные продукты пропана используются для отопления, печей и барбекю.

Ссылки по теме

CFI является официальным поставщиком глобальной сертификации Certified Banking & Credit Analyst (CBCA) ™ CBCA®. Аккредитация Certified Banking & Credit Analyst (CBCA) ® является мировым стандартом для кредитных аналитиков, который охватывает финансы, бухгалтерский учет, кредитный анализ, анализ денежных потоков, моделирование ковенантов, погашение ссуд и многое другое. программа сертификации, призванная помочь любому стать финансовым аналитиком мирового уровня. Чтобы продолжить продвижение по карьерной лестнице, вам пригодятся следующие дополнительные ресурсы:

• ETF на природный газ ETF на природный газ ETF на природный газ определяется как фонд, торгуемый на бирже, который помогает инвесторам получать доход от добычи природного газа. Природный газ
• Индикатор хранения природного газа (отчет EIA) Индикатор хранения природного газа (отчет EIA) Индикатор хранения природного газа — это оценка рабочего газа в хранилищах как на национальном, так и на региональном уровнях, как сообщает U.S. Energy
• Oil & Gas PrimerOil & Gas Primer Нефтегазовая промышленность, также известная как энергетический сектор, связана с процессами разведки, разработки и переработки сырой нефти и природного газа. It
• Обзор сырой нефтиОбзор сырой нефти Сырая нефть представляет собой смесь углеводородов природного происхождения, обнаруженных под землей.

  No related posts.