پایگاه خبری فولاد ایران – گاز طبیعی یک سوخت فسیلی است که برای قرن ها برای تامین انرژی خانه ها، مشاغل و صنایع استفاده می شود. به گزارش فولاد ایران، این یک سوخت پاک است که گازهای گلخانه ای کمتری نسبت به سایر سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ و نفت منتشر می کند. اما گاز طبیعی چیست، از کجا می آید، برای چه استفاده می شود و چرا مهم است.
گاز طبیعی مخلوطی از هیدروکربن هایی است که در اعماق زیر سطح زمین یافت می شوند. از بقایای گیاهان و جانورانی که میلیون ها سال پیش می زیسته اند تشکیل شده است. با گذشت زمان، گرما و فشار این مواد آلی را به سوخت فسیلی تبدیل کرد که ما آن را به عنوان گاز طبیعی می شناسیم.
جزء اصلی گاز طبیعی متان است که حدود 70 تا 90 درصد از ترکیب آن را تشکیل می دهد. اجزای دیگر عبارتند از اتان، پروپان، بوتان و پنتان. این ترکیبات به گاز طبیعی خواص بی بو و بی رنگ متمایز آن را می دهند.
انواع مختلفی از گاز طبیعی وجود دارد که هر کدام ترکیب و خواص منحصر به فرد خود را دارند. رایج ترین انواع گاز طبیعی عبارتند از:
• گاز طبیعی معمولی: این رایج ترین نوع گاز طبیعی است که از صخره های زیرزمینی یا در ارتباط با ذخایر نفت استخراج می شود.
• گاز شیل: این نوع گاز طبیعی در سازندهای سنگ شیل یافت می شود و برای استخراج آن نیاز به شکستگی هیدرولیکی یا «فرکینگ» دارد.
• گاز تنگ: این نوع گاز طبیعی در سازندهای ماسه سنگی، سنگ آهکی یا دولومیت با نفوذپذیری کم محبوس می شود و برای استخراج آن نیاز به شکستگی هیدرولیکی دارد.
هر نوع گاز طبیعی ویژگی های منحصر به فرد خود را دارد که آن را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند. به عنوان مثال، گاز طبیعی معمولی اغلب برای گرمایش و پخت و پز در خانه ها و مشاغل استفاده می شود، در حالی که گاز شیل و گاز تنگ به دلیل فراوانی و هزینه کمتر در مقایسه با گاز طبیعی معمولی، اغلب برای تولید برق استفاده می شوند.
گاز طبیعی در بخش های مختلف اقتصاد کاربردهای زیادی دارد. برخی از رایج ترین کاربردهای آن عبارتند از:
گرمایش
یکی از رایج ترین کاربردهای گاز طبیعی برای گرمایش است. این گزمایش کارآمد و مقرون به صرفه است. علاوه بر گرمایش منازل، از گاز طبیعی برای گرمایش تجاری و صنعتی نیز استفاده می شود. بسیاری از مشاغل از گاز طبیعی برای گرم کردن ساختمان ها و انبارهای خود استفاده می کنند.
تولید برق
گاز طبیعی منبع مهمی برای تولید برق است. نیروگاه ها از گاز طبیعی برای تولید برق با سوزاندن آن در توربین یا موتور استفاده می کنند. این فرآیند بخار تولید می کند که یک ژنراتور را به سمت تولید برق سوق می دهد.
نیروگاه های گاز طبیعی به دلیل بهره وری و انتشار کمتر در مقایسه با سایر سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ، به طور فزاینده ای محبوب می شوند.
حمل و نقل
گاز طبیعی می تواند به عنوان سوخت حمل و نقل نیز مورد استفاده قرار گیرد. گاز طبیعی فشرده CNG و گاز طبیعی مایع LNG دو شکل از گاز طبیعی هستند که می توانند به عنوان سوخت حمل و نقل استفاده شوند.
CNG عمدتاً در وسایل نقلیه سبک مانند اتومبیل ها و کامیون ها استفاده می شود. در مخازن پرفشار داخل خودرو ذخیره می شود. از طرف دیگر LNG عمدتاً در وسایل نقلیه سنگین مانند اتوبوس و کامیون استفاده می شود.
تولید
گاز طبیعی همچنین یک ماده خام مهم در بسیاری از فرآیندهای تولید است. به عنوان ماده اولیه برای مواد شیمیایی مانند آمونیاک و متانول استفاده می شود. سپس از این مواد شیمیایی برای تولید محصولاتی مانند کود، پلاستیک و مواد دارویی استفاده می شود.
گاز طبیعی علاوه بر تولید شیمیایی، در تولید شیشه، فولاد و سرامیک نیز استفاده می شود.
مصارف خانگی
در نهایت، گاز طبیعی مصارف خانگی زیادی دارد که آن را به بخشی ضروری از زندگی روزمره ما تبدیل می کند. اجاق گاز طبیعی به دلیل کارایی و سهولت استفاده در بسیاری از خانه ها رایج است. خشک کن های گاز طبیعی نیز به دلیل زمان خشک شدن سریع، محبوبیت زیادی دارند.
فرآوری گاز طبیعی
هنگامی که گاز طبیعی از زمین استخراج شد، باید چندین مرحله فرآوری برای حذف ناخالصی ها و جداسازی آن به اجزای مختلف خود طی شود. اولین مرحله در این فرآیند معمولاً کم کردن آب است که هر بخار آبی را که ممکن است در جریان گاز وجود داشته باشد حذف می کند.
سپس گاز از طریق یک سری فیلترها برای حذف ناخالصی هایی مانند ترکیبات گوگردی، دی اکسید کربن و سایر آلاینده ها فرستاده می شود. این ناخالصی ها در صورت عدم درمان می توانند باعث خوردگی یا آسیب به خطوط لوله شوند.
پس از اینکه گاز خالص شد، اغلب آن را فشرده می کنند تا فشار آن برای حمل و نقل افزایش یابد. این امر انتقال حجم زیادی از گاز را از طریق خطوط لوله یا روی کشتی ها برای صادرات آسان تر می کند.
گاز طبیعی مایع
گاز طبیعی مایع LNG با خنک کردن گاز طبیعی تا دمای تقریباً منفی 260 درجه فارنهایت (162- درجه سانتیگراد) ایجاد می شود که آن را از گاز به مایع تبدیل می کند. این فرآیند امکان انتقال و ذخیره سازی گاز طبیعی را به شکل فشرده تر و کارآمدتر می دهد.
فرآیند مایع سازی شامل چندین مرحله است، از جمله:
1. پیش تصفیه: گاز طبیعی ابتدا برای حذف هر گونه ناخالصی مانند گازهای اسیدی، آب و هیدروکربن های سنگین که می توانند یخ زده یا مشکلات دیگری را در طول فرآیند مایع سازی ایجاد کنند، تمیز می شود.
2. فشرده سازی: سپس گاز طبیعی از پیش تصفیه شده فشرده می شود تا فشار آن افزایش یابد که باعث افزایش دمای گاز می شود.
3. خنک‌سازی: سپس گاز طبیعی فشرده شده با استفاده از مبدل‌های حرارتی که از مبردهایی مانند پروپان یا اتیلن برای کاهش دمای گاز تا حدود منفی 120 درجه فارنهایت (84- درجه سانتیگراد) استفاده می‌کنند، خنک می‌شود.
4. مایع سازی: هنگامی که دما به اندازه کافی کاهش یافت، گاز طبیعی به حالت مایع متراکم می شود و در مخازن عایق برای حمل و نقل ذخیره می شود.
5. بارگیری و حمل و نقل: LNG را می توان از طریق کشتی های تانکر یا کامیون های تخصصی به مقصد نهایی خود منتقل کرد، جایی که می توان آن را مجدداً به حالت گازی خود تبدیل کرد تا از طریق خطوط لوله توزیع شود یا به عنوان سوخت برای تولید برق استفاده شود.
تبدیل گاز طبیعی به LNG نیاز به تجهیزات و زیرساخت های تخصصی دارد، اما مزایای قابل توجهی از نظر ذخیره سازی و کارایی حمل و نقل در مقایسه با روش های سنتی انتقال گاز طبیعی در حالت گازی آن دارد.
ذخیره سازی گاز طبیعی
سه روش اصلی برای ذخیره سازی گاز طبیعی وجود دارد: در مخازن زیرزمینی یا در مخازن بالای زمین. ذخیره سازی زیرزمینی اغلب برای ذخیره مقادیر زیادی گاز طبیعی برای استفاده بعدی در دوره های اوج تقاضا استفاده می شود. این تأسیسات عموماً شامل میادین نفت یا گاز، غارهای نمکی یا سفره‌های زیرزمینی است که برای ذخیره‌سازی گاز طبیعی اصلاح شده‌اند.
مخازن ذخیره سازی روی زمین نیز معمولاً برای نیازهای ذخیره سازی در مقیاس کوچکتر استفاده می شوند. این مخازن را می توان در سایت های صنعتی یا در املاک مسکونی که از گاز طبیعی برای گرمایش یا پخت و پز استفاده می شود، یافت.
ذخیره سازی گاز طبیعی شناور شکل دیگری از ذخیره سازی در سطح زمین است که شامل ذخیره سازی گاز طبیعی مایع در ظروف بزرگ و شناور است. این کانتینرها اغلب به عنوان واحدهای ذخیره سازی شناور و تبدیل مجدد به گاز FSRU شناخته می شوند. FSRU ها را می توان در دریا یا در یک بندر لنگر انداخت و به آنها اجازه می دهد محموله های LNG را از نفتکش ها دریافت کنند و گاز مایع را تا زمانی که مورد نیاز است ذخیره کنند. این روش ذخیره سازی به دلیل انعطاف پذیری و هزینه نسبتاً پایین آن در مقایسه با سایر اشکال ذخیره سازی LNG در حال محبوب شدن است. علاوه بر این، FSRU ها همچنین می توانند برای تبدیل مجدد به گاز، که شامل تبدیل LNG به حالت گازی آن برای توزیع از طریق خطوط لوله یا سایر روش های حمل و نقل است، استفاده شوند.
حمل و نقل گاز طبیعی
گاز طبیعی را می توان از طریق خطوط لوله، کامیون ها، کشتی ها یا واگن های ریلی بسته به مسافتی که برای طی کردن نیاز دارد و حجم حمل و نقل منتقل کرد.
خطوط لوله رایج ترین راه برای انتقال حجم زیادی از گاز طبیعی در فواصل طولانی است. این خطوط لوله می توانند هزاران مایل در سراسر کشورها و حتی قاره ها کشیده شوند.
کامیون ها و واگن های ریلی اغلب برای مسافت های کوتاه تر یا زمانی که دسترسی به خط لوله در دسترس نیست استفاده می شود. این وسایل نقلیه معمولاً گاز طبیعی فشرده یا گاز طبیعی مایع را در ظروف طراحی شده مخصوص حمل می کنند.
کشتی ها روش دیگری برای انتقال LNG از طریق اقیانوس ها به بازارهای بین المللی هستند. حامل های LNG از مخازن عایق برای نگهداری مایع در دمای بسیار پایین استفاده می کنند تا در حین حمل و نقل در حالت مایع باقی بماند.
در نتیجه، ذخیره سازی و حمل و نقل گاز طبیعی به تجهیزات و زیرساخت های تخصصی برای اطمینان از تحویل ایمن آن از سایت های استخراج به کاربران نهایی در سراسر جهان نیاز دارد. از آنجایی که تقاضا برای این منبع انرژی با ارزش همچنان در حال رشد است، پیشرفت در فناوری به بهبود کارایی و ایمنی در تمام مراحل تولید، ذخیره سازی و حمل و نقل ادامه خواهد داد.
گاز طبیعی نقش مهمی در تامین نیازهای انرژی ما ایفا می کند و در عین حال وابستگی ما به سوخت های فسیلی آلاینده تر مانند زغال سنگ و نفت را کاهش می دهد. در واقع، گاز طبیعی و رونق شیل نقش کلیدی در کمک به ایالات متحده برای دستیابی به استقلال انرژی ایفا کردند.
اهمیت گاز طبیعی به این دلایل است:
• سوختن پاک: گاز طبیعی در هنگام سوزاندن گازهای گلخانه ای کمتری نسبت به سایر سوخت های فسیلی منتشر می کند.
• فراوانی: ذخایر عظیم گاز طبیعی در سرتاسر جهان وجود دارد.
• قابل اعتماد: زیرساخت گاز طبیعی در بسیاری از نقاط جهان به خوبی مستقر است.
• انعطاف پذیر: گاز طبیعی را می توان برای کاربردهای مختلف در بخش های مختلف استفاده کرد.
• مقرون به صرفه بودن: قیمت گاز طبیعی از لحاظ تاریخی کمتر از سایر سوخت های فسیلی بوده است.
همانطور که کشورهای سراسر جهان برای انتقال به منابع انرژی پاک تر تلاش می کنند، گاز طبیعی همچنان نقش مهمی در تامین نیازهای انرژی ما ایفا می کند و در عین حال تاثیر ما بر محیط زیست را کاهش می دهد.
گاز طبیعی یک سوخت فسیلی است که به عنوان جایگزین تمیزتری برای زغال سنگ و نفت معرفی شده است. در حالی که آلاینده های کمتری نسبت به سایر سوخت ها منتشر می کند، اما هنوز اثرات زیست محیطی قابل توجهی دارد.
منبع: Oilprice