Где используется газ: О природном газе

Что делают из природного газа — список, что можно производить из газа

Природный газ отлично вступает в химическую реакцию горения. Поэтому чаще всего из него получают энергию — электрическую и тепловую. Но на основе газа можно сделать еще удобрение, топливо, краску и многое другое.

Значительные объемы газа использует также металлургическая промышленность. Но и здесь природный газ также используется как источник энергии — для разогрева доменных печей.

Компримированный газ получают на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС) путем сжатия природного газа, поступающего по газопроводу, до 20–25 МПа (200–250 атмосфер).

Еще из природного газа можно производить жидкие моторные топлива по технологии «газ-в-жидкость» (gas-to-liquid, GTL). Поскольку природный газ — достаточно инертный продукт, практически всегда при переработке на первом этапе его превращают в более реакционно-способную парогазовую смесь — так называемый синтез-газ (смесь СО и Н₂).

Далее ее направляют на синтез для получения жидкого топлива. Это может быть так называемая синтетическая нефть, дизельное топливо, а также смазочные масла и парафины.

Впервые жидкие углеводороды из синтез-газа получили немецкие химики Франц Фишер и Ганс Тропш еще в 1923 году. Правда, тогда в качестве источника водорода они использовали уголь. В настоящее время различные варианты метода Фишера-Тропша используются во многих представленных на рынке процессах превращения газа в жидкие углеводороды.

Отбензинивание

Первичная переработка газа происходит на ГПЗ — газоперерабатывающих заводах.
Обычно в природном газе помимо метана содержатся разнообразные примеси, которые необходимо отделить. Это азот, углекислый газ, сероводород, гелий, пары воды.
Поэтому в первую очередь газ на ГПЗ проходит специальную обработку — очистку и осушку. Здесь же газ компримируют до давления, необходимого для переработки. На отбензинивающих установках газ разделяют на нестабильный газовый бензин и отбензиненный газ — продукт, который впоследствии и закачивают в магистральные газопроводы.

Этот же уже очищенный газ идет на химических заводы, где из него производят метанол и аммиак.

А нестабильный газовый бензин после выделения из газа подается на газофракционирующие установки, где из этой смеси выделяются легкие углеводороды: этан, пропан, бутан, пентан. Эти продукты тоже становятся сырьем для дальнейшей переработки. Из них в дальнейшем получают, к примеру, полимеры и каучуки. А смесь пропана и бутана сама по себе является готовым продуктом — ее закачивают в баллоны и используют в качестве бытового топлива.

Краска, клей и уксус

По схеме, похожей на процесс Фишера-Тропша, из природного газа получают метанол (CH₃OH). Он используется в качестве реагента для борьбы с гидратными пробками, которые образуются в трубопроводах при низких температурах. Метанол может стать и сырьем для производства более сложных химических веществ: формальдегида, изоляционных материалов, лаков, красок, клеев, присадок для топлива, уксусной кислоты.

Путем нескольких химических превращений из природного газа получают также минеральные удобрения. На первой стадии это аммиак. Процесс получения аммиака из газа похож на процесс gas-to-liquid, но нужны другие катализаторы, давление и температура.

Аммиак сам по себе является удобрением, а также используется в холодильных установках как хладагент и в качестве сырья для производства азотсодержащих соединений: азотной кислоты, аммиачной селитры, карбамида.

Какие отрасли промышленности использует газ — какие газы используют на предприятиях

Технические газы применяют и в быту, и в производстве. Летучие вещества обладают разными свойствами и применяются в зависимости от них. Узнайте, в каких отраслях промышленности используются газы и каким образом их эксплуатируют на промышленных предприятиях.

Содержание статьи

1. Аргон
2. Азот
3. Аммиак
4. Водород
5. Гелий
6. Кислород
7. Метан
8. Пропан
9. Углекислота

Аргон

Находит применение в металлургии и металлообработке, в производстве пищевых продуктов, иных сферах. Используя этот природный газ, охлаждают расплавляемый металл, очищают смеси металлов от примесей. С использованием аргона производят огнетушители. С его помощью дезинфицируют ткани во время хирургических процедур.

Аргонная сварка

Азот

Азот в виде газа используют для освоения скважин, регулирования в них давления. С его помощью поддерживают инертную среду в таре, когда требуется ее погрузка-разгрузка, транспортировка. Благодаря способности азота вытеснять кислород им очищают танки и емкости для сжиженного газа, топлива. Азотом тушат пожары, испытывают трубопроводы. Его применяют для переработки попутных газов, нефти, для синтезирования аммиака, создания удобрений, эксплуатации сероводородных компрессоров. Применяя азот, защищают металлы при отжиге, удаляют расплавленный металл при лазерной резке, чтобы сделать качественную кромку. Газ используют и для упаковки препаратов, продуктов, их хранения, а также в лабораторных медицинских исследованиях. Чистый азот в упаковке — надежная защита продукта от плесени, от насекомых.

Аммиак

Основное направление использования этого химического вещества — производство удобрений, красителей, охлаждение оборудования. В составе газа азот и водород. Газ растворяется в воде и спирте, узнаваем по резкому запаху. С использованием аммиака изготавливают взрывчатые вещества, производят лекарства, получают соду, соли аммония для спайки металлов, обрабатывают драгметаллы, окисляют ракетное топливо, выпускают краску для волос.

Газ относится к 4-му классу опасности и требует осторожности при обращении с ним, строгого соблюдения правил применения и концентраций.

Использование аммиака для промышленного охлаждения

Водород

Каждый год человечество потребляет свыше 75 миллионов тонн этого газа. Его эксплуатируют в космической отрасли, применяют для:

• получения аммиака;

• нефтепереработки;

• протекания химических реакций.

Водород получают преимущественно из угля, в меньшей степени — посредством электролиза. Когда водород горит, выделяется вода. Данный газ служит экологически безопасным источником энергии.

Пример применения водорода в космической отрасли

Гелий

Вещество является производным природного газа. Оно проводит тепло и электричество. Используется в авиастроении, ракетостроении, медицине, электронной промышленности, атомной энергетике, подводном плавании. Гелий применяют для воздухоплавания воздушных шаров, движения дирижаблей, метеорологических исследований. Преимущество газа для человека — его нетоксичность. Гелий используют и при металлообработке, для аппаратов МРТ, для охлаждения установок вроде Большого адронного коллайдера. С его помощью производят полупроводники. Лазерными сканерами с газом сканируют штрих-коды.

Кислород

Этот газ применяют в большинстве отраслей. Используя его, производят чугун, сталь, поддерживают работу доменных печей, выпускают ферросплавы, выплавляют никель, свинец, цинк, цирконий, обжигают металлы, восстанавливают железо, получают искусственное жидкое топливо. Кислород находит применение в сварке и резке металлов, их напылении и наплавке, в нефтедобыче и добывании драгоценных металлов. С помощью кислорода очищают воду, повышают производительность печей для варки стекла, изготавливают стеклянные изделия, тару.

Формула кислорода

Метан

Бесцветный и нетоксичный, этот газ взрывоопасен, если насыщает воздух с концентрацией 4,4-17%.

Добывают метан с океанического дна, из угля, получают методом каталитического реформинга, его извлекают из шахт. Метан применяют для заправки транспорта. С его помощью отапливают здания, поддерживают работу систем горячего водоснабжения. Сгорая, метан образует углекислый газ и воду.

Пропан

Пропан служит топливом, активно используется для резки, сварки металлов. Его применяют для ведения кровельных работ, производства хладагентов, растворителей, лакокрасочной продукции, резины, косметики, парфюма. Газ используют, чтобы улучшить качество продуктов, создать давление в таре, деасфальтировать гудрон.

Пропановая горелка

Углекислота

Углекислый газ широко применятся на химических предприятиях. Его используют для терморегуляции в реакторах, изготовления синтетических материалов, очищения волокон веществ. Углекислоту задействуют на фармацевтических производствах. С ее помощью создают инертную среду, регулируют атмосферу. Углекислота применяется для изготовления удобрений, стимулирования урожайности, газирования напитков, упаковки продуктов. Вещество эксплуатируют для металлообработки, разделения химических составов, изготовления средств пожаротушения, регуляции ph воды, очищения деталей электронных устройств.

Использующие газы предприятия разнообразны и многочисленны. Они работают в таких отраслях, как металлургия, машиностроение, авиастроение, сельское хозяйство, фармацевтическая и пищевая промышленность, медицина, нефтепереработка. От того, какие газы используют предприятия и каким образом, во многом зависит их эффективность и прибыль. В данной статье приводятся лишь самые популярные технические газы, которые эксплуатируют в промышленности. Заказать любой из них вы можете в компании «Тантал-Д». Мы поставляем высококачественные технические газы и смеси в аттестованных баллонах, строго соблюдая технику безопасности. Вся наша продукция отвечает требованиям ГОСТ.

Хотите получить консультацию?

Позвоните нам по телефону!

+7 (495) 532 17 17 Пн.-Пт. с 9:00 до 18:00, обед с 13:00 до 14.00, Сб. с 9.00 до 15:00

Источники:

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Технические_газы
2. https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.46b8637d-6318786f-219087fa-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Industrial_gas

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Какие газы относятся к техническим?

Азот, водород, кислород, аргон, галий, аммиак, пропан и др.

Как добывают и где применяют метан?

Из угля, шахт, с океанического дна. Используют для заправки транспорта или отопления зданий.

В каких сферах используют аммиак?

В основном для производства азотных удобрений, красителей или охлаждения оборудования. Кроме этого, он участвует в создании взрывчатых веществ, лекарств, окислении ракетного топлива.

Если вам понравилась статья, поделитесь ей в социальных сетях

Использование природного газа — Управление энергетической информации США (EIA)

В 2022 году Соединенные Штаты использовали около 32,31 триллиона кубических футов (триллионов кубических футов) природного газа, что эквивалентно примерно 33,41 квадриллиона британских тепловых единиц (квадратов). Это использование было равно примерно 33% от общего потребления первичной энергии в США.

Нажмите, чтобы увеличить

Нажмите, чтобы увеличить

Производство электроэнергии и отопление являются основными видами использования природного газа в Соединенных Штатах натуральный газ.

Электроэнергетический сектор использует природный газ для выработки электроэнергии и производства полезной тепловой энергии. В 2022 году на электроэнергетический сектор приходилось около 38% общего потребления природного газа в США, а природный газ был источником около 33% потребления первичной энергии электроэнергетическим сектором США.

Большая часть производства электроэнергии в электроэнергетическом секторе США продается (покупается) секторам конечного потребления энергии — коммерческому, промышленному, жилому и транспортному секторам. Энергетическая составляющая продаж электроэнергии включена в 9 показателей каждого сектора.0017 конечное использование потребление энергии. ² Промышленный и коммерческий секторы также используют природный газ для выработки электроэнергии, и почти всю эту электроэнергию они используют сами как прямое использование . В 2022 г. на долю природного газа приходилось около 40 % общего объема производства электроэнергии в США во всех секторах.

около 41% конечного потребления энергии в промышленном секторе США. Промышленность использует природный газ для многих целей, в том числе в качестве исходного сырья (сырья) для производства продукции и для выработки электроэнергии.

В 2022 году на жилой сектор приходилось около 15% от общего потребления природного газа в США, а природный газ был источником около 42% конечного потребления энергии в жилом секторе США. Около 60% домов в США используют природный газ для обогрева помещений и воды, приготовления пищи и сушки одежды.

В 2022 году на коммерческий сектор приходилось около 11% общего потребления природного газа в США, а природный газ был источником около 24% конечного потребления энергии в коммерческом секторе. Природный газ является одним из основных источников энергии в коммерческих зданиях США. Некоторые потребители в коммерческом секторе также используют природный газ в качестве топлива для выработки электроэнергии и в системах комбинированного производства тепла и электроэнергии.

В 2022 году на транспортный сектор приходилось около 4% от общего потребления природного газа в США, а на природный газ приходилось около 5% от общего конечного потребления энергии транспортным сектором. Около 96% потребления природного газа в транспортном секторе приходилось на питание компрессоров, которые перемещают природный газ по магистральным и распределительным трубопроводам. Почти весь природный газ, потребляемый транспортными средствами, приходится на государственные и частные автопарки в виде компримированного и сжиженного природного газа.

Техас является штатом с наибольшим потреблением природного газа

Природный газ используется на всей территории Соединенных Штатов, но в 2021 году на долю пяти штатов приходилось около 39% общего потребления природного газа в США. Управление энергетической информации, Ежемесячный обзор энергетики , таблица 4.3, апрель 2023 г. Сумма долей может не равняться 100% из-за независимого округления. Данные предварительные.
² Конечное потребление энергии – это потребление энергии секторами конечного использования (бытовое, коммерческое, промышленное и транспортное). первичная энергия плюс продажа электроэнергии конечным потребителям. Энергия, связанная с потерями энергии в электрической системе, не включена.

³ Коммунальные предприятия включают производство электроэнергии электростанциями мощностью не менее одного мегаватта.
⁴ Источник: Управление энергетической информации США, Natural Gas Annual , сентябрь 2022 г.

Последнее обновление: 28 апреля 2023 г., самые последние доступные данные; данные за 2022 год предварительные.

Природный газ

Природный газ — это ископаемое топливо. Как и другие ископаемые виды топлива, такие как уголь и нефть, природный газ образуется из растений, животных и микроорганизмов, живших миллионы лет назад.

Существует несколько различных теорий, объясняющих образование ископаемого топлива. Наиболее распространенная теория состоит в том, что они образуются под землей в интенсивных условиях. По мере разложения растений, животных и микроорганизмов они постепенно покрываются слоями почвы, отложений, а иногда и камней. За миллионы лет органическое вещество уплотнилось. По мере того, как органическое вещество продвигается глубже в земную кору, оно сталкивается с все более и более высокими температурами.

Сочетание сжатия и высокой температуры приводит к разрушению углеродных связей в органическом веществе. Этот молекулярный распад производит термогенный метан — природный газ. Метан, вероятно, самое распространенное органическое соединение на Земле, состоит из углерода и водорода (Ch5).

Залежи природного газа часто находятся рядом с залежами нефти. Месторождения природного газа вблизи поверхности Земли обычно затмеваются близлежащими месторождениями нефти. Более глубокие залежи, образованные при более высоких температурах и большем давлении, содержат больше природного газа, чем нефти. Самые глубокие залежи могут состоять из чистого природного газа.

Однако природный газ не обязательно должен образовываться глубоко под землей. Он также может быть образован крошечными микроорганизмами, называемыми метаногенами. Метаногены обитают в кишечнике животных (включая человека) и в районах с низким содержанием кислорода у поверхности Земли. Свалки, например, полны разлагающегося вещества, которое метаногены расщепляют до типа метана, называемого биогенным метаном. Процесс образования метаногенами природного газа (метана) называется метаногенезом.

Хотя большая часть биогенного метана улетучивается в атмосферу, создаются новые технологии для удержания и сбора этого потенциального источника энергии.

Термогенный метан — природный газ, образовавшийся глубоко под поверхностью Земли — также может попадать в атмосферу. Часть газа может подниматься через проницаемый материал, такой как пористая порода, и в конечном итоге рассеиваться в атмосфере.

Однако большая часть термогенного метана, который поднимается к поверхности, сталкивается с геологическими образованиями, которые слишком непроницаемы для выхода. Эти скальные образования называются осадочными бассейнами.

Осадочные бассейны содержат огромные залежи природного газа. Чтобы получить доступ к этим резервуарам природного газа, необходимо пробурить отверстие (иногда называемое скважиной) в скале, чтобы газ мог выходить и собираться.

Осадочные бассейны, богатые природным газом, встречаются по всему миру. Пустыни Саудовской Аравии, влажные тропики Венесуэлы и ледяная Арктика американского штата Аляска — все это источники природного газа.

За пределами Аляски бассейны США в основном расположены вокруг штатов, граничащих с Мексиканским заливом, включая Техас и Луизиану. Недавно в северных штатах Северная Дакота, Южная Дакота и Монтана были созданы значительные буровые установки в осадочных бассейнах.

Типы природного газа

Природный газ, добыча которого является экономичной и легкодоступной, считается «традиционным». Обычный газ находится в ловушке в проницаемом материале под непроницаемой породой.

Природный газ, найденный в других геологических условиях, не всегда так просто или практично добывать. Этот газ называют «нетрадиционным». Постоянно разрабатываются новые технологии и процессы, чтобы сделать этот нетрадиционный газ более доступным и экономически выгодным. Со временем газ, считавшийся «нетрадиционным», может стать обычным.

Биогаз – это тип газа, который образуется при разложении органических веществ без присутствия кислорода. Этот процесс называется анаэробным разложением и происходит на свалках или там, где разлагаются органические материалы, такие как отходы животноводства, сточные воды или побочные продукты производства.

Биогаз – это биологическое вещество, получаемое из растений или животных, которое может быть живым или неживым. Этот материал, такой как лесные отходы, можно сжигать для создания возобновляемого источника энергии.

Биогаз содержит меньше метана, чем природный газ, но его можно очищать и использовать в качестве источника энергии.

Глубинный природный газ
Глубинный природный газ — это нетрадиционный газ. В то время как большинство обычного газа можно найти на глубине всего в несколько тысяч метров, глубинный природный газ находится в месторождениях на глубине не менее 4500 метров (15 000 футов) от поверхности Земли. Глубокое бурение природного газа не всегда экономически целесообразно, хотя методы его добычи были разработаны и усовершенствованы.

Сланец
Сланцевый газ — еще один вид нетрадиционных месторождений. Сланец – это мелкозернистая осадочная горная порода, не распадающаяся в воде. Некоторые ученые говорят, что сланец настолько непроницаем, что мрамор по сравнению с ним считается «губчатым». Толстые листы этой непроницаемой породы могут «зажать» между собой слой природного газа.

Сланцевый газ считается нетрадиционным источником из-за сложных процессов, необходимых для доступа к нему: гидроразрыва пласта (также известного как гидроразрыв пласта) и горизонтального бурения. Фрекинг — это процедура, при которой порода раскалывается струей воды под высоким давлением, а затем «подпирается» мельчайшими песчинками, стеклом или кремнеземом. Это позволяет газу более свободно выходить из скважины. Горизонтальное бурение — это процесс бурения прямо в землю, а затем бурение вбок или параллельно поверхности Земли.

Газ в плотных породах
Газ в плотных породах представляет собой нетрадиционный природный газ, запертый под землей в непроницаемом горном массиве, извлечение которого чрезвычайно затруднено. Добыча газа из «плотных» горных пород обычно требует дорогостоящих и сложных методов, таких как фрекинг и кислотная обработка.

Кислотная обработка аналогична фрекингу. Кислота (обычно соляная кислота) закачивается в скважину природного газа. Кислота растворяет плотную породу, блокирующую поток газа.

Метан угольных пластов
Метан угольных пластов — еще один вид нетрадиционного природного газа. Как следует из названия, метан угольных пластов обычно встречается вдоль угольных пластов, уходящих под землю. Исторически сложилось так, что при добыче угля природный газ намеренно выбрасывался из шахты в атмосферу в качестве побочного продукта. Сегодня метан угольных пластов собирается и является популярным источником энергии.

Газ в геобарических зонах
Другим источником нетрадиционного природного газа являются геогерметизированные зоны. Зоны геобарического давления формируются на глубине 3 000–7 600 метров (10 000–25 000 футов) ниже поверхности Земли.

Эти зоны образуются, когда слои глины быстро накапливаются и уплотняются поверх более пористого материала, такого как песок или ил. Поскольку природный газ вытесняется из спрессованной глины, он оседает под очень высоким давлением в песок, ил или другой абсорбирующий материал ниже.

Зоны геобарического давления очень трудно разрабатывать, но они могут содержать очень большое количество природного газа. В Соединенных Штатах наибольшее количество геобарических зон было обнаружено в районе побережья Мексиканского залива.

Гидраты метана
Гидраты метана — еще один вид нетрадиционного природного газа. Лишь недавно были обнаружены гидраты метана в океанических отложениях и районах вечной мерзлоты Арктики. Гидраты метана образуются при низких температурах (около 0°C или 32°F) и под высоким давлением. При изменении условий окружающей среды в атмосферу выбрасываются гидраты метана.

По оценкам Геологической службы США (USGS), гидраты метана могут содержать в два раза больше углерода, чем весь уголь, нефть и обычный природный газ в мире вместе взятые.

В океанских отложениях гидраты метана образуются на континентальном склоне по мере того, как бактерии и другие микроорганизмы опускаются на дно океана и разлагаются в иле. Метан, захваченный в отложениях, обладает способностью «цементировать» рыхлые отложения на месте и поддерживать устойчивость континентального шельфа. Однако, если вода становится теплее, гидраты метана разрушаются. Это вызывает подводные оползни и выбросы природного газа.

В экосистемах вечной мерзлоты гидраты метана образуются по мере замерзания водоемов, а молекулы воды создают отдельные «клетки» вокруг каждой молекулы метана. Газ, заключенный в замороженную решетку воды, имеет гораздо более высокую плотность, чем он был бы в газообразном состоянии. По мере таяния ледяных клеток метан улетучивается.

Глобальное потепление, текущий период изменения климата, влияет на выделение гидратов метана как из вечной мерзлоты, так и из слоев океанских отложений.

В гидратах метана хранится огромное количество потенциальной энергии. Однако, поскольку они являются такими хрупкими геологическими образованиями, способными разрушаться и нарушать условия окружающей среды вокруг них, методы их добычи разрабатываются с особой осторожностью.

Бурение и транспортировка

Природный газ измеряется в нормальных кубических метрах или стандартных кубических футах. В 2009 году Управление энергетической информации США (EIA) подсчитало, что доказанные запасы природного газа в мире составляют около 6 289 триллионов кубических футов (трлн куб. футов).

Большая часть запасов находится на Ближнем Востоке: в 2011 г. они составляли 2 686 трлн куб. футов, или 40% мировых запасов. Россия занимает второе место по объему доказанных запасов с 1680 трлн куб. футов в 2011 году. В Соединенных Штатах находится чуть более четырех процентов мировых запасов природного газа.

По данным EIA, общее мировое потребление сухого природного газа в 2010 году составило 112 920 миллиардов кубических футов (млрд кубических футов). В том году Соединенные Штаты потребили чуть более 24 000 млрд куб. футов, больше, чем любая другая страна.

Природный газ чаще всего добывается путем вертикального бурения с поверхности Земли. От одного вертикального бурения скважина ограничена обнаруженными запасами газа.

Гидравлический разрыв пласта, горизонтальное бурение и кислотная обработка — это процессы, позволяющие увеличить количество газа, доступного для скважины, и, таким образом, повысить ее производительность. Однако такая практика может иметь негативные экологические последствия.

Гидравлический разрыв пласта или гидроразрыв пласта представляет собой процесс, при котором открытые горные породы расщепляются потоками воды, химикатов и песка под высоким давлением. Песчаные опоры открывают скалы, что позволяет газу выходить и храниться или транспортироваться. Однако фрекинг требует огромного количества воды, что может радикально уменьшить уровень грунтовых вод в районе и негативно повлиять на водную среду обитания. В процессе образуются высокотоксичные и часто радиоактивные сточные воды, которые при неправильном обращении могут просочиться и загрязнить подземные водные источники, используемые для питья, гигиены, а также в промышленности и сельском хозяйстве.

Кроме того, фрекинг может вызывать микроземлетрясения. Большинство этих землетрясений слишком малы, чтобы их можно было почувствовать на поверхности, но некоторые геологи и защитники окружающей среды предупреждают, что землетрясения могут привести к структурным повреждениям зданий или подземных сетей труб и кабелей.

Из-за негативного воздействия на окружающую среду фрекинг подвергся критике и был запрещен в некоторых регионах. В других областях фрекинг представляет собой прибыльную экономическую возможность и обеспечивает надежный источник энергии.

Горизонтальное бурение — способ увеличения площади скважины без создания множества дорогостоящих и экологически чувствительных буровых площадок. После бурения прямо вниз с поверхности Земли бурение может быть направлено вбок — горизонтально. Это увеличивает производительность скважины, не требуя нескольких буровых площадок на поверхности.

Кислотная обработка – это процесс растворения кислых компонентов и введения их в скважину для природного газа, при котором растворяется горная порода, которая может блокировать поток газа.

После добычи природного газа его чаще всего транспортируют по трубопроводам диаметром от двух до 60 дюймов.

Континентальная часть Соединенных Штатов имеет более 210 трубопроводных систем, состоящих из 490 850 километров (305 000 миль) магистральных трубопроводов, по которым газ транспортируется во все 48 штатов. Для этой системы требуется более 1400 компрессорных станций, чтобы обеспечить движение газа по его пути, 400 подземных хранилищ, 11 000 точек доставки газа и 5 000 точек приема газа.

Природный газ также можно охладить примерно до -162°C (-260°F) и преобразовать в сжиженный природный газ или СПГ. В жидком виде природный газ занимает всего 1/600 объема своего газообразного состояния. Его можно легко хранить и транспортировать в места, где нет трубопроводов.

СПГ перевозится специализированным изотермическим танкером, в котором СПГ поддерживается при температуре кипения. Если какой-либо из СПГ испаряется, он выбрасывается из зоны хранения и используется для питания транспортного судна. Соединенные Штаты импортируют СПГ из других стран, включая Тринидад и Тобаго и Катар. Однако в настоящее время США наращивают собственное производство СПГ.

Потребление природного газа

Хотя для разработки природного газа требуются миллионы лет, его энергия была использована только в течение последних нескольких тысяч лет. Около 500 г. до н. э. китайские инженеры использовали природный газ, просачивающийся из-под земли, для строительства бамбуковых трубопроводов. По этим трубам транспортировался газ для нагрева воды. В конце 1700-х годов британские компании поставляли природный газ для освещения уличных фонарей и домов.

В настоящее время природный газ используется бесчисленным множеством способов в промышленных, коммерческих, жилых и транспортных целях. По оценкам Министерства энергетики США (DOE), природный газ может быть на 68% дешевле электроэнергии.

В жилых домах природный газ чаще всего используется для отопления и приготовления пищи. Он используется для питания бытовой техники, такой как печи, кондиционеры, обогреватели, наружное освещение, гаражные обогреватели и сушилки для белья.

Природный газ также используется в больших масштабах. В коммерческих условиях, таких как рестораны и торговые центры, это чрезвычайно эффективный и экономичный способ питания водонагревателей, обогревателей, сушилок и печей.

Природный газ также используется для обогрева, охлаждения и приготовления пищи в промышленных условиях. Однако он также используется в различных процессах, таких как обработка отходов, пищевая промышленность и очистка металлов, камня, глины и нефти.

Природный газ также можно использовать в качестве альтернативного топлива для автомобилей, автобусов, грузовиков и других транспортных средств. В настоящее время в мире насчитывается более пяти миллионов автомобилей, работающих на природном газе (NGV), и более 150 000 в Соединенных Штатах.

Хотя изначально газомоторные автомобили стоят дороже, чем автомобили, работающие на газе, их заправка дешевле, и они являются самыми экологически чистыми автомобилями в мире. Бензиновые и дизельные автомобили выделяют вредные и токсичные вещества, в том числе мышьяк, никель и оксиды азота. Напротив, газомоторные автомобили могут выбрасывать незначительное количество пропана или бутана, но выбрасывать в атмосферу на 70% меньше угарного газа.

Используя новую технологию топливных элементов, энергия природного газа также используется для производства электроэнергии. Вместо сжигания природного газа для получения энергии топливные элементы вырабатывают электроэнергию с помощью электрохимических реакций. Эти реакции производят воду, тепло и электричество без каких-либо других побочных продуктов или выбросов. Ученые все еще исследуют этот метод производства электричества, чтобы по доступной цене применить его к электрическим продуктам.

Природный газ и окружающая среда

Прежде чем использовать природный газ, его обычно необходимо обработать. При добыче природный газ может содержать множество элементов и соединений, кроме метана. В скважине природного газа могут присутствовать вода, этан, бутан, пропан, пентаны, сероводород, двуокись углерода, водяной пар и иногда гелий и азот. Для использования в качестве энергии метан перерабатывается и отделяется от других компонентов. Газ, который используется для получения энергии в наших домах, представляет собой почти чистый метан.

Как и другие ископаемые виды топлива, природный газ можно сжигать для получения энергии. На самом деле, это самое экологически чистое топливо, а это означает, что оно выделяет очень мало побочных продуктов.

При сжигании ископаемого топлива могут выделяться (или выделяться) различные элементы, соединения и твердые частицы. Уголь и нефть представляют собой ископаемое топливо с очень сложными молекулярными образованиями и содержат большое количество углерода, азота и серы. Когда они сжигаются, они выделяют большое количество вредных выбросов, в том числе оксиды азота, диоксид серы и частицы, которые дрейфуют в атмосферу и способствуют загрязнению воздуха.

Напротив, метан в природном газе имеет простой молекулярный состав: Ch5. При сгорании выделяется только углекислый газ и водяной пар. Люди выдыхают те же два компонента, когда дышат.

Углекислый газ и водяной пар, наряду с другими газами, такими как озон и закись азота, известны как парниковые газы. Увеличение количества парниковых газов в атмосфере связано с глобальным потеплением и может иметь катастрофические последствия для окружающей среды.

Хотя при сжигании природного газа по-прежнему образуются парниковые газы, выбросы CO2 почти на 30% меньше, чем при сжигании нефти, и на 45% меньше CO2, чем при сжигании угля.

Безопасность

Как и при любой другой деятельности по добыче природного газа, бурение скважин на природный газ может привести к утечкам. Если буровая установка неожиданно наткнется на карман природного газа под высоким давлением, или скважина будет повреждена или прорвана, утечка может быть немедленно опасной.

Поскольку природный газ так быстро рассеивается в воздухе, он не всегда вызывает взрыв или возгорание. Тем не менее, утечки представляют опасность для окружающей среды, так как грязь и масло вытекают в прилегающие районы.

Если для расширения скважины использовался гидроразрыв пласта, химические вещества, полученные в результате этого процесса, могут загрязнить местную водную среду обитания и питьевую воду высокорадиоактивными веществами. Неудерживаемый метан, выбрасываемый в воздух, также может вынудить людей временно покинуть этот район.

Утечки также могут происходить медленно с течением времени. До 1950-х годов чугун был популярным выбором для распределительных трубопроводов, но он позволяет выходить большому количеству природного газа. Чугунные трубы становятся негерметичными после многих лет циклов замораживания-оттаивания, интенсивного движения над головой и нагрузок от естественной подвижности почвы. Утечки метана из этих распределительных трубопроводов составляют более 30 процентов выбросов метана в секторе распределения природного газа США. Сегодня трубопроводы изготавливаются из различных металлов и пластмасс для уменьшения утечек.

Краткий факт

Потребители природного газа
В 2010 году, последней дате, за которую Управление энергетической информации США предоставляет информацию, эти страны потребляли больше всего природного газа.
1. Соединенные Штаты
2. Россия
3. Иран
4. Китай
5. Япония

Fast Fact

Оракулярные просеители
Природные газы, где газ поступает на поверхность, были почитаны как сверхъестественные или духовные места многих древних цивилизаций. Один из самых известных из них находится на вершине горы Парнас, недалеко от города Дельфы, Греция. Около 1000 г. до н. э. религиозные и духовные лидеры основали храм со жрицей, которая могла предсказывать будущее. Миллионы людей, от простых граждан до политических и военных деятелей, на протяжении сотен лет консультировались с «Дельфийским оракулом».

Краткая информация

Трубопровод
В Соединенных Штатах имеется 490 850 километров (305 000 миль) межштатных и внутриштатных трубопроводов для доставки природного газа по всей стране.