Самое выгодное, экологически чистое и важное топливо на сегодняшний день - это природный газ. Что это за вещество? Откуда берет начало происхождение природного газа и в чем его особенности? Это знать важно и нужно, ведь на сколько времени хватит этого сырья - глобальный вопрос для всех стран мира. Об этих вопросах и поговорим в данной статье.
Природный газ: общая характеристика состава
Данным соединением принято в химии обозначать метан, имеющий формулу СН4. Однако, это не совсем верно. Ведь природный газ - полезные ископаемые продукты нашей Земли. И он не может быть абсолютно чистым. Это химическая смесь множества газообразных продуктов. Среди них можно четко обозначить органическую составляющую и неорганическую.
К первым относятся такие низкомолекулярные газы, как:
- метан;
- бутан;
- пропан.
Ко вторым более разнообразные продукты:
- примеси сероводорода;
- водорода;
- гелия;
- азота;
- углекислого газа.
Поэтому свойства данного вещества не могут определяться лишь одним главенствующим в составе алканом. На них сильное влияние оказывают и примеси. Однако происхождение природного газа людям, работающим с ним, хорошо известно. Поэтому и методы очистки для использования уже давно разработаны и введены в широкий обиход.
Физические свойства
Чтобы описать свойства данного соединения, не потребуется много пунктов.
- Плотность варьируется в зависимости от агрегатного состояния, так как данный продукт при повышении давления способен сжижаться.
- При 6500 0С способен к самовозгоранию, поэтому является взрывоопасным веществом.
- В смеси с воздухом в определенных пропорциях также обладает взрывчатым характером.
- Практически вдвое легче воздуха, следовательно, способен улетучиваться в верхние слои атмосферы.
Есть также и особое свойство, благодаря которому месторождения природного газа значительно шире, чем могли бы быть. Он способен находиться в состоянии твердого тела в составе земной коры. Подробнее расскажем об этом ниже.
Способы образования или происхождение природного газа
Можно обозначить несколько основных вариантов, при которых происходит образование и накопление рассматриваемого вещества.
- Процесс разложения живых существ в результате окончания их жизнедеятельности. Об этом говорит биогенная теория. Этот путь исчисляется тысячами и миллионами лет, однако в результате он привел к накоплению огромного количества природного газа на нашей планете.
- Формирование газогидратных комплексов, сосредоточенных преимущественно под землей. Этот процесс стал возможен только благодаря подборке определенных термодинамических параметров. Однако в XX веке было доказано, что такие залежи газа существуют и количества их просто поразительны в своих масштабах. Даже вечная мерзлота сохраняет в своих глубинах природный газ в твердом состоянии.
- Происхождение природного газа из Космоса в результате ряда специфических реакций. В настоящее время доказано, что практически все планеты нашей системы имеют в своем составе данный газ.
Каким бы образом он ни был сформирован, но одно остается неизменным: его запасы огромны, но исчерпаемы.
Основные мировые месторождения
Мировые запасы природного газа оцениваются в 200,363 трлн м3. Это данные на период до 2013 года. Конечно, цифра поражает своим величием. Но не стоит забывать и о его расходах, которые также немалочисленны. Ежегодно во всем мире добывается около 3646 млрд м3 этого уникального природного сырья.
Основные месторождения природного газа в мире располагаются в следующих странах:
- Россия;
- Иран;
- Катар;
- Туркмения;
- США;
- Саудовская Аравия;
- Объединенные Арабские Эмираты;
- Венесуэла и прочие.
Здесь обозначены только самые крупные страны, на территории которых можно добыть это полезное ископаемое. В целом же места сосредоточения этого продукта имеются в 101 стране мира.
Если называть сами области залежей, то крупнейшими из них считаются следующие:
- Хасси-Рмель (Алжир);
- Шах-Дениз (Азербайджан);
- Гронингенское (Нидерланды);
- Дхирубхай (Индия);
- Северно/Южный парс (Катар и Иран соответственно);
- Уренгой (Россия);
- Галкыныш (Туркменистан).
Это не просто крупные, а гигантские и супергигантские места, в которых сосредоточена большая часть всего земного природного газа.
Месторождения природного газа в России
Если же говорить о нашей стране, то можно назвать около 14 источников этого уникального сырья. Самыми крупными считаются:
- Уренгой;
- Ленинградское;
- Ямбург;
- Штокмановское;
- Бованенковское;
- Заполярное.
Еще восемь обладают не такими массивными запасами, но также очень важны для благополучия нашей страны. Вообще, месторождения природного газа в России самые многочисленные на фоне других стран мира. Столько источников, как в нашем крае, нет нигде.
Прогнозы запасов газа в мире
Из приведенных выше в статье цифр о добыче и расходе газа, а также о количествах его запасов, очевидно, что приблизительное время использования всех источников составит около 55 лет! Это очень мало, поэтому сейчас ведутся работы в данной области.
То же самое эксперты прогнозируют и в отношении нефти. Интересен тот факт, что основная часть данного сырья остается скрытой от людской добычи в вечной мерзлоте и на дне мирового океана в виде газогидратных пластов. Если ученым удастся решить проблему их переработки и разработать методы добычи, тогда и газовая, и нефтяная проблемы будут решены на много лет вперед.
Но пока это остается лишь надеждой и мечтой, верой в светлые умы и прозорливость ученых людей нашего мира.
Методы добычи
Добыча природного газа осуществляется согласно определенной технике и методике. Все дело в том, что глубина его залегания может достигать нескольких километров. В таких условиях требуется специально разработанная программа и новое, современное и мощное оборудование.
Методика добычи основана на создании разности давлений в пласте газа и наружном атмосферном воздухе. В результате при помощи скважины продукт выкачивается из мест залеганий, а пласт подвергается насыщению водой.
Скважины бурятся по определенной траектории, напоминающей лесенку. Это делается потому, что:
- это экономит место и сохраняет целостность материалов при добыче, так как примеси газа (сероводород, например) очень вредят оборудованию;
- это позволяет распределять давление на пласт более равномерно;
- таким способом можно проникнуть на глубину до 12 км, что позволяет изучить литосферный состав земных недр.
В результате добыча природного газа становится вполне успешной, несложной и хорошо организованной. После того как продукт извлекли, его отправляют на место назначения. Если это химический завод, то там он проходит очистку и подготавливается для дальнейшего использования в разных отраслях.
В частности, для бытовых целей нужно не просто очистить продукт, но и добавить в него одоранты - специальные вещества, придающие резкий неприятный запах. Это делается в целях безопасности при утечках в помещениях.
Транспортировка газа
После того как образовался природный газ, он был собран и подготовлен к транспортировке. Она осуществляется разными способами.
- По трубопроводу. Самый распространенный вариант, однако, самый опасный. В этом случае движется именно газообразный продукт, что может вызвать утечку и взрыв. Поэтому на пути всего следования стоят компрессорные точки, назначение которых поддерживать давление для нормального продвижения продукта.
- Использование газовозов - специальных танкеров, способных транспортировать сжиженный материал. Этот метод наиболее безопасный, так как в жидком состоянии газ не так взрывоопасен и неспособен к самовоспламенению.
- Железнодорожный при помощи вагонов-цистерн.
Способ, которым газ транспортируют, зависит от дальности места прибытия и количества продукта.
Экологический аспект
С точки зрения природного аспекта нет более чистого экологического топлива, чем природный газ. Ведь продукты его горения - вода и углекислый газ. Нет вредных выбросов, не формируются кислотные дожди.
Однако и в этом случае все же существует проблема - "парниковый эффект". Он представляет собой накопление диоксида углерода в атмосфере, которое провоцирует глобальное изменение мирового климата. Над этой проблемой также трудятся ученые всех стран, так как в последнее время она все более злободневна и актуальна.
Тем не менее пока газ и нефть - это основные горючие полезные ископаемые, которые служат человеку в качестве топлива.
