Το φυσικό αέριο είναι ένα ορυκτό καύσιμο που χρησιμοποιείται εδώ και αιώνες για την τροφοδοσία κατοικιών, επιχειρήσεων και βιομηχανιών. Είναι ένα καύσιμο καθαρής καύσης που εκπέμπει λιγότερα αέρια θερμοκηπίου από άλλα ορυκτά καύσιμα όπως ο άνθρακας και το πετρέλαιο. Σε αυτό το άρθρο, θα διερευνήσουμε τι..
είναι το φυσικό αέριο, από πού προέρχεται, σε τι χρησιμοποιείται και γιατί είναι σημαντικό.Τι είναι το Φυσικό Αέριο;
Το φυσικό αέριο είναι ένα μείγμα υδρογονανθράκων που βρίσκονται βαθιά κάτω από την επιφάνεια της γης. Σχηματίζεται από υπολείμματα φυτών και ζώων που έζησαν πριν από εκατομμύρια χρόνια. Με την πάροδο του χρόνου, η θερμότητα και η πίεση μετέτρεψαν αυτά τα οργανικά υλικά στο ορυκτό καύσιμο που γνωρίζουμε ως φυσικό αέριο.
Το κύριο συστατικό του φυσικού αερίου είναι το μεθάνιο (CH4), το οποίο αποτελεί περίπου το 70-90% της σύνθεσής του. Άλλα συστατικά περιλαμβάνουν αιθάνιο (C2H6), προπάνιο (C3H8), βουτάνιο (C4H10) και πεντάνιο (C5H12). Αυτές οι ενώσεις δίνουν στο φυσικό αέριο τις ξεχωριστές άοσμες και άχρωμες ιδιότητές του.
Από πού προέρχεται το φυσικό αέριο;
Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι φυσικού αερίου, ο καθένας με τη δική του μοναδική σύνθεση και ιδιότητες. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι φυσικού αερίου περιλαμβάνουν:
. Συμβατικό φυσικό αέριο: Αυτός είναι ο πιο γνωστός τύπος φυσικού αερίου που εξάγεται από υπόγειους βραχώδεις σχηματισμούς ή σε συνδυασμό με αποθέματα πετρελαίου.
. Σχιστολιθικό αέριο : Αυτός ο τύπος φυσικού αερίου βρίσκεται σε σχηματισμούς σχιστολιθικών πετρωμάτων και απαιτεί υδραυλική ρωγμή ή «φράκωση» για την εξαγωγή του.
. Σφιχτό αέριο : Αυτός ο τύπος φυσικού αερίου παγιδεύεται σε βραχώδεις σχηματισμούς ψαμμίτη, ασβεστόλιθου ή δολομίτη χαμηλής διαπερατότητας και απαιτεί υδραυλική θραύση για την εξαγωγή του.
Κάθε τύπος φυσικού αερίου έχει τα δικά του μοναδικά χαρακτηριστικά που το καθιστούν κατάλληλο για διαφορετικές εφαρμογές. Για παράδειγμα, το συμβατικό φυσικό αέριο χρησιμοποιείται συχνά για θέρμανση και μαγείρεμα σε σπίτια και επιχειρήσεις, ενώ το σχιστολιθικό αέριο και το στεγανό αέριο χρησιμοποιούνται συχνά για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας λόγω της αφθονίας και του χαμηλότερου κόστους τους σε σύγκριση με το συμβατικό φυσικό αέριο.
Σε τι χρησιμεύει το φυσικό αέριο;
Το φυσικό αέριο έχει πολλές χρήσεις σε διάφορους τομείς της οικονομίας. Μερικές από τις πιο κοινές εφαρμογές του περιλαμβάνουν:
Θέρμανση
Μία από τις πιο κοινές χρήσεις του φυσικού αερίου είναι η θέρμανση. Οι φούρνοι φυσικού αερίου είναι αποδοτικοί και οικονομικά αποδοτικοί, καθιστώντας τους μια δημοφιλή επιλογή για τους ιδιοκτήτες σπιτιού. Το φυσικό αέριο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση του νερού για ντους και μπάνια.
Εκτός από τη θέρμανση κατοικιών, το φυσικό αέριο χρησιμοποιείται επίσης για θέρμανση εμπορικής και βιομηχανικής χρήσης. Πολλές επιχειρήσεις χρησιμοποιούν φυσικό αέριο για τη θέρμανση των κτιρίων και των αποθηκών τους.
Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας
Το φυσικό αέριο είναι επίσης σημαντική πηγή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής χρησιμοποιούν φυσικό αέριο για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια καίγοντας το σε τουρμπίνα ή κινητήρα. Αυτή η διαδικασία παράγει ατμό που οδηγεί μια γεννήτρια να παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής φυσικού αερίου γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς λόγω της αποδοτικότητάς τους και των χαμηλότερων εκπομπών τους σε σύγκριση με άλλα ορυκτά καύσιμα όπως ο άνθρακας.
Μεταφορά
Το φυσικό αέριο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο μεταφοράς. Το συμπιεσμένο φυσικό αέριο (CNG) και το υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG) είναι δύο μορφές φυσικού αερίου που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμα μεταφοράς.
Το CNG χρησιμοποιείται κυρίως σε ελαφρά οχήματα όπως αυτοκίνητα και φορτηγά. Αποθηκεύεται σε δεξαμενές υψηλής πίεσης στο όχημα. Το LNG, από την άλλη πλευρά, χρησιμοποιείται κυρίως σε βαρέα οχήματα όπως λεωφορεία και φορτηγά.
Βιομηχανοποίηση
Το φυσικό αέριο είναι επίσης μια σημαντική πρώτη ύλη σε πολλές διαδικασίες παραγωγής. Χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για χημικές ουσίες όπως η αμμωνία και η μεθανόλη. Αυτές οι χημικές ουσίες χρησιμοποιούνται στη συνέχεια για την παραγωγή προϊόντων όπως λιπάσματα, πλαστικά και φαρμακευτικά προϊόντα.
Εκτός από τη χημική παραγωγή, το φυσικό αέριο χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή γυαλιού, χάλυβα και κεραμικών.
Οικιακές Χρήσεις
Τέλος, το φυσικό αέριο έχει πολλές οικιακές χρήσεις που το καθιστούν απαραίτητο μέρος της καθημερινότητάς μας. Οι σόμπες φυσικού αερίου είναι κοινές σε πολλά νοικοκυριά λόγω της αποτελεσματικότητάς τους και της ευκολίας χρήσης τους. Τα στεγνωτήρια φυσικού αερίου είναι επίσης δημοφιλή λόγω του γρήγορου χρόνου στεγνώματος.
Τα τζάκια φυσικού αερίου προσφέρουν ζεστασιά και ατμόσφαιρα κατά τις κρύες νύχτες του χειμώνα, ενώ οι εξωτερικές ψησταριές που τροφοδοτούνται με φυσικό αέριο προσφέρουν άνεση όταν μαγειρεύετε σε εξωτερικούς χώρους.
Πώς γίνεται η επεξεργασία, η αποθήκευση και η μεταφορά του φυσικού αερίου;
Ακολουθεί μια πιο προσεκτική ματιά στον τρόπο επεξεργασίας, αποθήκευσης και μεταφοράς του φυσικού αερίου:
Επεξεργασία Φυσικού Αερίου
Μόλις το φυσικό αέριο εξαχθεί από το έδαφος, πρέπει να υποβληθεί σε διάφορα στάδια επεξεργασίας για την απομάκρυνση των ακαθαρσιών και τον διαχωρισμό του στα διάφορα συστατικά του. Το πρώτο βήμα σε αυτή τη διαδικασία είναι συνήθως η αφυδάτωση, η οποία αφαιρεί τυχόν υδρατμούς που μπορεί να υπάρχουν στο ρεύμα αερίου.
Στη συνέχεια, το αέριο στέλνεται μέσω μιας σειράς φίλτρων για την απομάκρυνση ακαθαρσιών όπως ενώσεις θείου, διοξείδιο του άνθρακα και άλλους ρύπους. Αυτές οι ακαθαρσίες μπορεί να προκαλέσουν διάβρωση ή ζημιά στους αγωγούς εάν αφεθούν χωρίς επεξεργασία.
Αφού το αέριο έχει καθαριστεί, συχνά συμπιέζεται για να αυξηθεί η πίεσή του για μεταφορά. Αυτό διευκολύνει τη μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων αερίου μέσω αγωγών ή σε πλοία για εξαγωγή.
Υγροποιημένο Φυσικό Αέριο
Το υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG) δημιουργείται με την ψύξη του φυσικού αερίου σε θερμοκρασία περίπου -260°F (-162°C), η οποία το μετατρέπει από αέριο σε υγρό. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει τη μεταφορά και αποθήκευση φυσικού αερίου σε πιο συμπαγή και αποτελεσματική μορφή.
Η διαδικασία υγροποίησης περιλαμβάνει διάφορα στάδια, όπως:
1. Προεπεξεργασία: Το φυσικό αέριο καθαρίζεται πρώτα για να αφαιρεθούν τυχόν ακαθαρσίες όπως όξινα αέρια, νερό και βαρείς υδρογονάνθρακες που θα μπορούσαν να παγώσουν ή να προκαλέσουν άλλα προβλήματα κατά τη διαδικασία υγροποίησης.
2. Συμπίεση: Το προεπεξεργασμένο φυσικό αέριο στη συνέχεια συμπιέζεται για να αυξηθεί η πίεσή του, η οποία αυξάνει τη θερμοκρασία του αερίου.
3. Ψύξη: Το συμπιεσμένο φυσικό αέριο στη συνέχεια ψύχεται χρησιμοποιώντας εναλλάκτες θερμότητας που χρησιμοποιούν ψυκτικά μέσα όπως προπάνιο ή αιθυλένιο για τη μείωση της θερμοκρασίας του αερίου στους -120°F (-84°C).
4. Υγροποίηση: Μόλις η θερμοκρασία μειωθεί επαρκώς, το φυσικό αέριο συμπυκνώνεται σε υγρή κατάσταση και αποθηκεύεται σε μονωμένες δεξαμενές για μεταφορά.
5. Φόρτωση και μεταφορά: Το LNG μπορεί να μεταφερθεί μέσω εξειδικευμένων δεξαμενόπλοιων ή φορτηγών στον τελικό προορισμό του, όπου μπορεί να επαναεριοποιηθεί στην αέρια του κατάσταση για διανομή μέσω αγωγών ή να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Η μετατροπή του φυσικού αερίου σε LNG απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό και υποδομή, αλλά προσφέρει σημαντικά οφέλη όσον αφορά την απόδοση αποθήκευσης και μεταφοράς σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους μεταφοράς φυσικού αερίου στην αέρια κατάσταση.
Αποθήκευση Φυσικού Αερίου
Υπάρχουν τρεις βασικές μέθοδοι αποθήκευσης φυσικού αερίου: σε υπόγειες δεξαμενές ή σε υπέργειες δεξαμενές. Οι υπόγειες εγκαταστάσεις αποθήκευσης χρησιμοποιούνται συχνά για την αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων φυσικού αερίου για μεταγενέστερη χρήση κατά τις περιόδους αιχμής ζήτησης. Αυτές οι εγκαταστάσεις αποτελούνται γενικά από εξαντλημένα κοιτάσματα πετρελαίου ή φυσικού αερίου, σπήλαια αλατιού ή υδροφορείς που έχουν τροποποιηθεί για αποθήκευση φυσικού αερίου.
Οι επίγειες δεξαμενές αποθήκευσης χρησιμοποιούνται επίσης συνήθως για ανάγκες αποθήκευσης μικρότερης κλίμακας. Αυτές οι δεξαμενές μπορούν να βρεθούν σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις ή σε κατοικίες όπου χρησιμοποιείται φυσικό αέριο για θέρμανση ή μαγείρεμα.
Η πλωτή αποθήκευση φυσικού αερίου είναι μια άλλη μορφή υπέργειας αποθήκευσης που περιλαμβάνει την αποθήκευση υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG) σε μεγάλα, πλωτά δοχεία. Αυτά τα εμπορευματοκιβώτια αναφέρονται συχνά ως πλωτές μονάδες αποθήκευσης και επαναεριοποίησης (FSRU). Τα FSRU μπορούν να αγκυροβοληθούν στην ανοικτή θάλασσα ή σε ένα λιμάνι, επιτρέποντάς τους να λαμβάνουν αποστολές LNG από δεξαμενόπλοια και να αποθηκεύουν το υγροποιημένο αέριο μέχρι να χρειαστεί. Αυτή η μέθοδος αποθήκευσης γίνεται ολοένα και πιο δημοφιλής λόγω της ευελιξίας και του σχετικά χαμηλού κόστους της σε σύγκριση με άλλες μορφές αποθήκευσης LNG. Επιπλέον, οι FSRU μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για επαναεριοποίηση, η οποία περιλαμβάνει τη μετατροπή του LNG στην αέρια κατάστασή του για διανομή μέσω αγωγών ή άλλων μεθόδων μεταφοράς.
Μεταφορά Φυσικού Αερίου
Το φυσικό αέριο μπορεί να μεταφερθεί μέσω αγωγών, φορτηγών, πλοίων ή αυτοκινητοδρόμων ανάλογα με την απόσταση που χρειάζεται να διανύσει και τον όγκο που μεταφέρεται.
Οι αγωγοί είναι ο πιο συνηθισμένος τρόπος μεταφοράς μεγάλων ποσοτήτων φυσικού αερίου σε μεγάλες αποστάσεις. Αυτοί οι αγωγοί μπορούν να εκτείνονται χιλιάδες μίλια σε χώρες και ακόμη και ηπείρους.
Τα φορτηγά και οι αυτοκινητάμαξες χρησιμοποιούνται συχνά για μικρότερες αποστάσεις ή όταν δεν είναι διαθέσιμη η πρόσβαση στον αγωγό. Αυτά τα οχήματα μεταφέρουν συνήθως συμπιεσμένο φυσικό αέριο (CNG) ή υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG) σε ειδικά σχεδιασμένα δοχεία.
Τα πλοία είναι μια άλλη μέθοδος για τη μεταφορά LNG μέσω των ωκεανών στις διεθνείς αγορές. Οι μεταφορείς LNG χρησιμοποιούν μονωμένες δεξαμενές για να διατηρούν το υγρό σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, έτσι ώστε να παραμένει σε υγρή κατάσταση κατά τη μεταφορά.
Συμπερασματικά, η αποθήκευση και η μεταφορά του φυσικού αερίου απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό και υποδομή για να διασφαλιστεί η ασφαλής παράδοσή του από τις εγκαταστάσεις εξόρυξης σε τελικούς χρήστες σε όλο τον κόσμο. Καθώς η ζήτηση για αυτήν την πολύτιμη πηγή ενέργειας συνεχίζει να αυξάνεται, οι εξελίξεις στην τεχνολογία θα συνεχίσουν να βελτιώνουν την απόδοση και την ασφάλεια σε όλα τα στάδια παραγωγής, αποθήκευσης και μεταφοράς.
Γιατί είναι σημαντικό το φυσικό αέριο;
Το φυσικό αέριο διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην κάλυψη των ενεργειακών μας αναγκών, ενώ παράλληλα μειώνει την εξάρτησή μας από πιο ρυπογόνα ορυκτά καύσιμα όπως ο άνθρακας και το πετρέλαιο. Στην πραγματικότητα, το φυσικό αέριο και η έκρηξη του σχιστόλιθου έπαιξαν καθοριστικό ρόλο βοηθώντας τις Ηνωμένες Πολιτείες να επιτύχουν ενεργειακή ανεξαρτησία.
Ακολουθούν ορισμένοι λόγοι για τους οποίους το φυσικό αέριο είναι σημαντικό:
1. Καθαρή καύση: Το φυσικό αέριο εκπέμπει λιγότερα αέρια θερμοκηπίου από άλλα ορυκτά καύσιμα όταν καίγεται.
2. Άφθονα: Υπάρχουν τεράστια αποθέματα φυσικού αερίου σε όλο τον κόσμο.
3. Αξιόπιστο: Η υποδομή φυσικού αερίου είναι καλά εδραιωμένη σε πολλά μέρη του κόσμου.
4. Ευέλικτο : Το φυσικό αέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ποικίλες εφαρμογές σε διαφορετικούς τομείς.
5. Οικονομικά: Οι τιμές του φυσικού αερίου ήταν ιστορικά χαμηλότερες από αυτές για άλλα ορυκτά καύσιμα.
Καθώς οι χώρες σε όλο τον κόσμο εργάζονται για τη μετάβαση σε καθαρότερες πηγές ενέργειας , το φυσικό αέριο θα συνεχίσει να διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην κάλυψη των ενεργειακών μας αναγκών, μειώνοντας ταυτόχρονα τις επιπτώσεις μας στο περιβάλλον.
Οι Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις του Φυσικού Αερίου
Το φυσικό αέριο είναι ένα ορυκτό καύσιμο που έχει διαφημιστεί ως καθαρότερη εναλλακτική λύση έναντι του άνθρακα και του πετρελαίου. Αν και εκπέμπει λιγότερους ρύπους από αυτά τα άλλα καύσιμα, εξακολουθεί να έχει σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Σε αυτό το άρθρο, θα διερευνήσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις του φυσικού αερίου και τις επιπτώσεις του στην κλιματική αλλαγή.
Μόλυνση του αέρα
. Η καύση φυσικού αερίου παράγει οξείδια του αζώτου (NOx), τα οποία συμβάλλουν στην αιθαλομίχλη και στα αναπνευστικά προβλήματα.
. Απελευθερώνει επίσης πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs), οι οποίες μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα υγείας όπως πονοκεφάλους, ναυτία και ερεθισμό των ματιών.
. Το μεθάνιο, ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου, απελευθερώνεται κατά την εξόρυξη, την επεξεργασία και τη μεταφορά του φυσικού αερίου.
Ρύπανση των υδάτων
. Το fracking, η διαδικασία που χρησιμοποιείται για την εξαγωγή φυσικού αερίου από σχηματισμούς σχιστολιθικών πετρωμάτων, απαιτεί μεγάλες ποσότητες νερού αναμεμειγμένου με χημικές ουσίες. Αυτό το μείγμα μπορεί να μολύνει κοντινές πηγές νερού.
. Οι διαρροές κατά τη μεταφορά μπορούν επίσης να μολύνουν πηγές νερού.
Χρήση της γης
Η κατασκευή και η συντήρηση αγωγών και τοποθεσιών γεώτρησης μπορεί να διαταράξει τα οικοσυστήματα και τα ενδιαιτήματα άγριας ζωής.
Το fracking απαιτεί μεγάλες ποσότητες γης για τοποθεσίες γεώτρησης.
Οφέλη έναντι μειονεκτημάτων
Το φυσικό αέριο έχει ορισμένα οφέλη σε σύγκριση με άλλα ορυκτά καύσιμα:
Εκπέμπει λιγότερους ρύπους όταν καίγεται για παραγωγή ενέργειας.
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εφεδρική πηγή ενέργειας για συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως η αιολική και η ηλιακή.
Ωστόσο, αυτά τα οφέλη πρέπει να σταθμιστούν έναντι των περιβαλλοντικών επιπτώσεων:
. Η ατμοσφαιρική ρύπανση από την καύση φυσικού αερίου συμβάλλει σε αναπνευστικά προβλήματα.
. Η ρύπανση του νερού από το fracking μπορεί να μολύνει τις πηγές πόσιμου νερού.
. Οι διαρροές μεθανίου συμβάλλουν σημαντικά στην κλιματική αλλαγή.
Το φυσικό αέριο είναι συχνά υποπροϊόν της παραγωγής πετρελαίου και ιστορικά έχει θεωρηθεί ως ενόχληση. Κατά τη γεώτρηση για πετρέλαιο, μπορεί να απελευθερωθεί φυσικό αέριο μαζί με το πετρέλαιο, αλλά επειδή δεν είναι πάντα οικονομικά βιώσιμο να εξορυχθεί και να μεταφερθεί το αέριο χωριστά, μερικές φορές καίγεται σε μια διαδικασία που ονομάζεται καύση. Η έκρηξη φυσικού αερίου απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα και άλλα επιβλαβή αέρια στην ατμόσφαιρα, συμβάλλοντας στην κλιματική αλλαγή και στην ατμοσφαιρική ρύπανση.
Με τη δέσμευση φυσικού αερίου αντί να το καψαλίζουμε ή να το καίμε ως απόβλητο, μπορούμε να μειώσουμε την εξάρτησή μας από τα παραδοσιακά ορυκτά καύσιμα, ενώ παράλληλα μετριάζουμε τις περιβαλλοντικές ζημιές που προκαλούνται από την καύση.
Το φυσικό αέριο ως καύσιμο γέφυρας
Το φυσικό αέριο αναφέρεται συχνά ως «καύσιμο γέφυρας», επειδή μπορεί να χρησιμεύσει ως ενδιάμεση λύση στην πορεία προς ένα πιο βιώσιμο ενεργειακό μέλλον. Καθώς εργαζόμαστε για τη μείωση της εξάρτησής μας από ορυκτά καύσιμα προς όφελος των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, το φυσικό αέριο μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο βοηθώντας μας να απομακρυνθούμε από πιο βρώμικα καύσιμα όπως ο άνθρακας και το πετρέλαιο.
Ένας λόγος για τον οποίο το φυσικό αέριο θεωρείται ως καύσιμο γεφυρών είναι ότι εκπέμπει λιγότερους ρύπους από τον άνθρακα ή το πετρέλαιο όταν καίγεται για παραγωγή ενέργειας. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να συμβάλει στη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και στη βελτίωση της δημόσιας υγείας, ενώ συνεχίζουμε να αναπτύσσουμε καθαρότερες πηγές ενέργειας. Το φυσικό αέριο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως εφεδρική πηγή ενέργειας για συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, συμβάλλοντας στη διασφάλιση ότι υπάρχει πάντα αξιόπιστη ηλεκτρική ενέργεια ακόμα και όταν οι καιρικές συνθήκες δεν είναι ευνοϊκές για αυτές τις ανανεώσιμες πηγές.
Από το oilprice.com
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου