Gaz natural

Acest articol sau secțiune ar trebui revizuit și actualizat cât mai curând posibil . Comentariu : Datele privind producția, consumul și importurile sunt învechite și ar trebui să fie aliniate la cea mai recentă perspectivă Într-adevăr, se pare că această intrare conține informații învechite și / sau învechite. Dacă puteți, vă rugăm să ajutați la actualizarea acestuia.

Acest articol sau secțiune despre chimie și inginerie lipsește sau lipsește de note specifice și referințe bibliografice . Comentariu : O mare parte din datele numerice și cele mai delicate afirmații nu găsesc nicio sursă precisă de susținut Deși există o bibliografie și / sau linkuri externe , nu există o contextualizare a surselor cu note de subsol sau alte referințe precise care indică cu promptitudine originea informațiilor. Puteți îmbunătăți această intrare citând mai precis sursele . Urmați sfaturile din desenele de referință 1 , 2 .

Extragerea mondială a gazelor naturale în metri cubi pe an

Gazul natural este un gaz produs de descompunerea anaerobă a materialului organic . În natură, este în mod obișnuit statul fosil , împreună cu petrolul , la cărbune sau numai în depozite de gaze naturale. Cu toate acestea, este produs și prin procesele actuale de descompunere, în mlaștini (în acest caz se mai numește și gaz mlaștină ), în depozitele de deșeuri , în timpul digestiei la animale și în alte procese naturale. În cele din urmă, este eliberat în atmosferă și de activitatea vulcanică .

Utilizarea gazului natural ca combustibil contribuie puternic la creșterea concentrației de gaze cu efect de seră responsabile de criza climatică. ^{[ citație necesară ]} Emisiile de dioxid de carbon rezultate din arderea gazelor naturale sunt de aproximativ 74% din cele referitoare la benzină ^[1] (la care trebuie adăugate emisiile relevante produse în timpul extracției și transportului).

Compoziția chimică și puterea energetică

Compoziție chimică

Componenta principală a gazelor naturale este metanul ( C H ₄ ), cea mai mică dintre moleculele de hidrocarburi . De asemenea, conține în mod normal hidrocarburi gazoase mai grele, cum ar fi etanul (CH ₃ CH ₃ ), propanul (CH ₃ CH ₂ CH ₃ ) și butanul (CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₃ ), precum și, în cantități mici, pentan (CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₃ ).

Există întotdeauna procente modeste de gaze, altele decât hidrocarburile, de exemplu dioxid de carbon (CO ₂ ), azot , oxigen (în cantități mici), gaze nobile și hidrogen sulfurat (H ₂ S ).

Sulfura de hidrogen și mercurul (Hg) sunt considerate cei mai nocivi contaminanți, care trebuie îndepărtați înainte de orice utilizare.

Puterea energetică

Arderea unui metru cub de gaz natural de calitate comercială produce în general aproximativ 38 MJ , sau 10,6 kWh .

Mai exact, avem:

• Putere calorifică mai mare: 13 284 kcal / kg sau 9 530 kcal / Nm³ echivalent cu 39,9 MJ / Nm³
• Puterea calorică inferioară: 11 946 kcal / kg sau 8 570 kcal / Nm³ echivalent cu 35,88 MJ / Nm³

Aceste valori sunt doar orientative și variază în funcție de distribuitor, în funcție de compoziția chimică a gazului natural distribuit clienților ^[2], care poate varia în cursul anului chiar și cu același distribuitor.

Depozitare și transport

Nava transportator GNL

Principala dificultate în utilizarea gazului natural o reprezintă transportul acestuia din câmpul de extracție către rețeaua de consum.
Conductele de gaz sunt ieftine, dar nu permit trecerea oceanelor și mai ales, deoarece pe calea lor internațională trebuie să traverseze multe state, fiecare dintre ele putând decide să întrerupă fluxul din motive politice sau de război.
Alternativ, după lichefiere , transportul său naval este utilizat pe transportatori speciali de GNL , care au costuri ridicate și implică sigur ^{[ care? ]} probleme de securitate. Comparativ cu soluția fixă ​​de conducte de gaz, această alternativă are avantajul indubitabil de a putea diversifica sursa de aprovizionare cea mai sigură sau cea mai ieftină în orice moment.

Gazul natural este comprimat și răcit pentru a fi depozitat lichefiat.

Distributie si vanzare

Gazul natural comprimat , în butelii, este utilizat în zonele rurale sau în orice caz în care nu este posibil sau convenabil conectarea la conductele care alcătuiesc rețeaua de distribuție urbană de joasă presiune și sunt gestionate de companii concesionare (distribuitori) cu termen lung contracte.în mod normal fiind proprietate publică.

In Italia

Distribuția și vânzarea au făcut obiectul unei revizuiri reglementare complete ca parte a procesului de liberalizare a pieței gazului .

Autoritatea pentru energie electrică și gaze este o instituție formal independentă fondată în 1995 ^[3] și funcțională din 23 aprilie 1997 care, în urma deciziilor din 1996 și 1998 ale Uniunii Europene de liberalizare a sectoarelor electricității și gazelor naturale, a înlocuit efectiv monopolurile prezente în majoritatea țărilor care aderă la Uniune, asumându-și rolul de reglementator al piețelor liberalizate. Funcția sa este de a încuraja dezvoltarea piețelor competitive în lanțurile de electricitate și gaze naturale, în principal prin reglementarea tarifelor, accesul la rețele, funcționarea piețelor și protecția utilizatorilor finali.

În Italia, tranziția definitivă la regimul pieței libere pentru piața energiei este de așteptat în 2022: din acel moment prețul resurselor energetice nu va mai fi stabilit de Autoritatea pentru Energie (ARERA), ci va fi determinat de piață, în un regim de concurență între operatorii din sector.

Transformarea în combustibil lichid

Având în vedere costul tot mai mare al petrolului, procesul de transformare a gazelor naturale în combustibili lichizi, în principal nafta și motorina , a devenit profitabil. Acest proces se numește GTL ( Gas To Liquids ) și se bazează pe o tehnologie numită Fischer-Tropsch folosită de chimiștii germani în timpul celui de-al doilea război mondial . Germanii, neavând câmpuri petroliere disponibile, foloseau cărbune pentru a-și alimenta mașina de război, care, după ce a fost gazificată, a fost transformată în combustibil lichid. Procesul Fischer-Tropsch folosește un catalizator pe bază de cobalt sau fier pentru a produce condensate și ceară din gaz natural tratat corespunzător.

Utilizări

Generarea de energie electrică

Gazul natural este o sursă majoră utilizată pentru producerea de energie electrică în multe tipuri de centrale electrice. În ciclurile convenționale alimentează arzătoarele care produc abur destinat acționării turbinelor, în timp ce în așa-numitele centrale „turbogaz” este ars direct în turbine cu ardere internă. Cele mai eficiente centrale termoelectrice pe gaz combină o turbină cu gaz (prima etapă) cu o turbină cu abur (a doua etapă) al cărei cazan este alimentat de gazele de ardere care ies din turbina cu gaz. Acestea sunt așa-numitele plante cu „ciclu combinat”.

Căldura reziduală suplimentară poate fi încă utilizată, de exemplu pentru încălzirea printr-o rețea de termoficare sau, mai rar, pentru refrigerare (denumită în mod obișnuit cazuri de producție combinată de electricitate și căldură cu termenul de cogenerare ).

Se utilizează ca combustibil auto

Același subiect în detaliu: vehiculele cu gaze naturale .

Gazul natural, denumit foarte des „metan”, chiar dacă este de fapt compus din metan și alte gaze, a fost folosit în Italia ca combustibil pentru transport încă din anii 1930, când politica de autosuficiență a împins tehnologia momentului la căutați soluții noi.pentru utilizarea combustibililor alternativi precum generatorul de gaz și gazul natural. Italia o importă și este o hidrocarbură gazoasă.

Utilizare internă, comercială, industrială

Gazul natural este furnizat caselor, întreprinderilor și instalațiilor industriale. Cele mai frecvente utilizări sunt pentru gătit, pentru încălzirea apei menajere, pentru încălzirea și aerul condiționat al clădirilor. În unele utilizări industriale, poate fi utilizat pentru a atinge temperaturi care nu depășesc 1 000 ° C.

Surse

Gazul natural este extras din zăcăminte mixte de petrol și gaze sau numai gaz. Cele mai mari zăcăminte cunoscute se găsesc în Golful Persic ( Qatar și Iran ), dar țara care are în mod individual cele mai mari rezerve cunoscute este Rusia . Pe lângă câmpurile tradiționale, producția de gaze de șist și gaze etanșe s- a intensificat și în ultimele decenii (în special în Statele Unite ). Un mic procent de gaze naturale este, de asemenea, extras din minele de cărbune - este așa-numitul CBM ( metan în pat de cărbune ).

Alte surse posibile

O altă sursă de gaze naturale, numită aici biogaz , sunt depozitele de deșeuri , în care se formează odată cu descompunerea deșeurilor.

În Ontario și Danemarca , metanul este extras din gunoiul de grajd produs de fermele de animale (în special porci și bovine ) pentru a genera electricitate. Cu una dintre aceste centrale de biogaz este posibil să se producă suficientă energie electrică pentru un oraș mic (250 MW). Această metodă poate fi îmbunătățită în continuare prin adăugarea altor materiale organice, cum ar fi partea organică fermentabilă a deșeurilor menajere.

Rezerve și consum

Producători și rezerve

Producția de gaze naturale în Italia între 1970 și 2007

Conform datelor Eni ^[4] , în 2010 , în întreaga lume au fost consumate 3 253 miliarde m³ de gaze naturale. La sfârșitul aceluiași an, rezervele se ridicau la 190 878 miliarde m³; presupunând că consumul este constant, rezervele cunoscute nu se vor stinge înainte de 59 de ani. Cu toate acestea, în deceniul 1994 - 2004 , consumul a crescut în medie cu 2,7% pe an și există unele probleme în special pentru Occident .

Principalii producători de gaze naturale sunt:

Conform datelor ENI ^[4] , în 2010 rezervele mondiale estimate sunt 190 878 miliarde metri cubi și principalii producători sunt: ​​Rusia 19,3% Iran 4,5% Qatar 4,0% Arabia Saudită 2,5% SUA 18, 6% Algeria 2,7% Canada 4,9% China 3,0% Indonezia 2,8% Norvegia 3,4% Restul lumii 34,4%

Putem adăuga:

• Olanda, care în 2011 avea rezerve de 1 222 miliarde m³ cu o viață reziduală de 16 ani, pe baza unei producții anuale de 75,66 miliarde m³;
• Regatul Unit, care în 2011 avea rezerve de 494 miliarde m³ cu o viață reziduală de 9 ani, pe baza unei producții anuale de 61,32 miliarde m³.

Același subiect în detaliu: țări după producția de gaze naturale .

Gaz la distanță

O parte din rezervele globale de gaze necesită statului un cost de infrastructură prea mare pentru a fi transportat în zonele reale de utilizare. ^[5] Acest gaz se numește „gaz la distanță” și include atât gazul care nu a fost încă extras din câmpurile deja identificate, cât și cel asociat producției de petrol, de multe ori eliberat sau ars sau reinjectat în câmpul însuși. Pentru a satisface cererea viitoare de gaze și a crește aprovizionarea acesteia, exploatarea gazului la distanță este considerată o posibilă opțiune de luat. ^[5]

Țările importatoare

Situația este clarificată în continuare analizând importurile.

Germania importă din țări care au rezerve cu o scadență reziduală cuprinsă între 20 și 79 de ani.

Japonia importă gaze naturale lichefiate din țări care au rezerve cu o scadență reziduală cuprinsă între 31 și 64 de ani.

Statele Unite , după descoperirea unor depozite uriașe de gaze naturale numite gaze de șist conținute în rocile argiloase și dezvoltarea forajului orizontal necesar pentru a-l extrage, se pot baza pe o disponibilitate enormă de gaz: 200 miliarde (200x10 ¹⁵ ) metri cubi gaz. Pentru a ne face o idee, rezervele mondiale de gaz cunoscute în prezent se ridică la 6 trilioane (6x10 ¹⁵ ) de picioare cubice, așa cum a declarat Alan Greenspan ^[6] la 20 mai 2005.

Siguranță

Gazul, in natura inodor și incolor , este, înainte de a fi introdus în rețelele orașului, amestecat în mod deliberat cu un amestec de substanțe odorizante, aparținând în principal a două tipuri de compuși chimici (TBM sau tertiar-butilmercaptan sau THT sau tetrahidrotiofen ) cu un miros puternic și rău pentru a-l face imediat recunoscut pentru simțul mirosului și, prin urmare, pentru a evita exploziile , din cauza buzunarelor de gaz neobservabile. În industrie, gazul metan nu este odorizat . Senzorii sunt instalați în mine și mediul minier este dezvoltat special pentru a evita sursele de aprindere a gazului (de exemplu , lampa lui Davy ).

Gazul natural în sine nu este toxic. Cu toate acestea, în unele câmpuri , o anumită cantitate de hidrogen sulfurat este dizolvată în gazul natural, un gaz foarte toxic chiar și la concentrații foarte scăzute.

Impactul gazelor naturale asupra mediului

Afundare datorată producției de hidrocarburi din subsol. Diagrama arată, cu titlu de exemplu, o acumulare de gaz natural într-o structură tectonică anticlinală ; în exemplu, roca rezervorului este un nisip. a) Înainte de începerea producției, granulele de sediment din rezervor sunt susținute de presiunea fluidului rezervorului ( gaz ). b) Odată cu progresul producției de gaz (pentru simplitate este reprezentată doar faza finală în care a fost produs tot gazul), presiunea scade drastic și granulele, care nu mai sunt susținute de presiunea rezervorului și sub presiunea sedimentelor de mai sus, sunt aranjate conform unei noi configurații mai compacte. Acest lucru are ca efect scăderea volumului ocupat de sedimentele rocii rezervorului și creșterea locală a afundării, care se extinde la nivelurile de deasupra rezervorului.

Arderea gazelor naturale generează, chiar dacă într-o măsură mai mică decât alți combustibili fosili , gazul cu efect de seră (în special l ' dioxid de carbon ) care contribuie la supraîncălzirea planetei . Nearsă metan gazul în sine este un foarte puternic de gaze cu efect de seră , care, deși în concentrații mai mici în comparație cu dioxidul de carbon, este de aproximativ 28 de ori mai dăunătoare decât aceasta , dacă luăm în considerare efectul la 100 de ani; valoarea devine 84 dacă luăm în considerare efectul la 20 de ani. ^[7]

În plus, activitatea de extracție și acumulare a hidrocarburilor poate determina o creștere locală a subsidenței , cu repercusiuni directe asupra stabilității clădirilor și plantelor și facilitând stagnarea apelor de suprafață. În cazul în care zona de producție este aproape de coastă, scăderea poate duce la invazia zonelor apărute anterior de către apele marine. Măsura de scufundare este cu atât mai mare cu cât roca rezervorului este mai superficială din care are loc producția de fluide (gaze naturale sau chiar petrol). Această problemă este răspândită și în Italia , în special în câmpiile de coastă și în special în Delta Po și pe coasta Adriaticii, în urma extracției gazelor naturale și a apelor din rezervoare din adâncimi mici. Extracția și transportul gazelor pot genera, de asemenea, poluare suplimentară.

Experții așteaptă pentru următorii câțiva ani ^{[ neclar ] [8] o} creștere a utilizării gazelor naturale, rezultată din cererea de surse alternative la petrol . În mod normal, principalii poluanți sunt: dioxid de carbon , monoxid de carbon , ozon , oxizi de azot . Cu toate acestea, următorii poluanți sunt foarte scăzuți: particule, oxizi de sulf, hidrocarburi ne-arse (inclusiv benzină ). Cu toate acestea, emisiile depind foarte mult de modul în care are loc arderea. De exemplu, într-un motor pentru vehicule sau vehicule grele, emisiile de particule ultra-fine sunt mult mai mari decât cele ale unui motor diesel modern (echipat cu filtru) ^[9] , pentru anumite vehicule de până la 100 de ori din punct de vedere al numărului de particule dacă luăm în considerare particulele de până la 3 nm ^[10] . Deoarece legislația actuală are în vedere numai particulele de până la 23 nm, această particulă ultrafină nu este, în general, luată în considerare.

Notă

Bibliografie

• Adriano Piglia, Noile frontiere ale gazului , Fabiano, Canelli (AT) 2009, ISBN 978-88-89629-43-7
• Francesco Samorè, Piramida gazelor. Distribuiți energie teritoriului (1945-2009) , Bruno Mondadori, Milano 2010, ISBN 978-88-615-9431-9
• Carlo Stagnaro (eds), Securitate energetică. Petrol și gaze între piață, mediu și geopolitică , Rubbettino-Facco, Soveria Mannelli (CZ) 2007, ISBN 978-88-498-1922-9
• Carlo Stagnaro (editat de), Piața gazelor naturale. Europa între securitate și liberalizare , Rubbettino-Facco, Soveria Mannelli (CZ) 2007, ISBN 978-88-498-2340-0
• Matteo Verda, o politică completă. Securitatea energetică europeană și relațiile internaționale , Università Bocconi Editore, Milano 2011, ISBN 978-88-8350-179-1
• Alessio Zanardo, O poveste fericită. Gaz natural în Italia de la Mattei la Transmediterraneo , Aracne, Roma 2008, ISBN 978-88-548-1618-3

Elemente conexe

• Gaz natural lichefiat
• Gaz natural comprimat
• Gaz petrolier lichefiat
• Petrol
• Prinzător de melci
• ButanGas
• Fracking
• Gaze de șist
• Gaz strâns
• Evacuarea gazului
• Biogaz
• Punct de livrare din nou

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lemă « gaze naturale »
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe gaze naturale

linkuri externe

• Gaz natural , în enciclopedia italiană , Institutul enciclopediei italiene .
• ( EN ) Gaz natural / Gaz natural (altă versiune) , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• Petrol și gaz: portalul pentru a afla despre activitățile de explorare și producție a petrolului, gazului și hidrocarburilor din Italia , pe petroleumegas.it . Adus la 15 mai 2012. Arhivat din original la 16 mai 2012 .
• gas.it.
• Energy Peak O examinare vizuală a conturilor naționale și regionale de producție și consum de energie; Datele BP Statistical Review.
• Ministerul Dezvoltării Economice - Statistici energetice referitoare la consumul de gaze naturale în Italia
• (RO) Gas.org naturale , pe naturalgas.org.
• Revoluția gazelor naturale. Cum se schimbă rolul Italiei

Portalul chimiei

Portalul Energiei

Portal de inginerie