Что выделяется при горении природного газа: Горение газа | Тюменьгазсервис

Свойства природных газов

 

 

1. Газы, получаемые из чисто газовых месторождений. Состоят в основном из метана СН₄-98 %.

2. Газы, получаемые из газоконденсатных месторождений. Состоят из сухого газа и примеси конденсата (бензин, лигроин, керосин)

3. Попутные газы, получаемые из скважин нефтяных месторождений вместе с нефтью, состоят из смеси газов и пропан-бутановой фракции.

4. Искусственный газ, получаемый в результате термической обработки.

    

    

    

   Средние составы и характеристики природных газов некоторых месторождений.

    

 

Месторождения	Состав газа(по объему)								Отн-я пл-ть	теплота сгорания низшая при Т=200С
	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	СО2	N2	Н2S		кДж/м3
Уренгойское	98,8	0,07	–	–	0,01	0,29	0,8	–	0,561	39055
Тазовское	98,6	0,10	0,03	0,02	0,01	0,20	1,0	–	0,562	33195
Губкинское	98,4	0,13	0,01	0,005	0,01	0,15	1. 3	–	0,573	32986
Юбилейное	98,4	0,07	0,01	–	–	0,40	1,1	–	0,563	32902
Оренбургское	92,7	2,20	0,80	0,22	0,15	0,20	1.1	2,6	0,603	34116

 

Состояние любого газа принято характеризовать величинами, которые называются параметрами состояния- плотность, давление, температура.

 

Кроме того, широко используются такие понятия как масса, теплоемкость, работа, теплота, энтальпия. энтропия.

 

Природные газы представляют собой смесь, состоящую из нескольких чистых веществ, химически не взаимодействующих между собой.

 

 

Состав смеси определяется нахождением массовой или мольной концентрации компонентов, входящих в смесь. Понятие “моль”означает количество вещества в граммах, численно равное его мольной массе, а киломоль- количество вещества в килограммах, тоже численно равное его мольной массе. Так например, киломоль кислорода О₂ равен 32 кг,киломоль метана СН₄-16 кг.

 

Плотность газа- отношение массы газа к объему.кг/м³.

 

Давление- отношение силы,действующей перпендикулярно к поверхности тела , на единицу этой поверхности,сила,приходящаяся на единицу поверхности.

Абсолютное давление равно сумме избыточного и атмосферного(барометрического) давлений.

 

Видео о свойствах природного газа

Природный газ

 

Соотношение между единицами давления газа.

 

Обообозначение ед.	Па	дин/см2	кгс/ м2	кгс/см2 (ат)	бар	мм вод.ст	мм рт.ст.
1 паскаль (Па)	1	10	0,102	102 10-6	10-5	0,102	7,5 10-3
1дин/см2	0,1	1	10,2 10-3	1. 02 10-6	10-6	10,2 10-3	750 10-6
1 кгс/см2	9,81	98,1	1	10-4	98,1 10-6	1	73,56 10-3
1 кгс/см2 (ат)	9,81 103	98,1 103	104	1	0,981	104	735,6
1 бар	105	106	10,2 103	1,02	1	10,2 103	750
1 мм вод ст.	9,81	98,1	1	10-4	98,1 10-6	1	73,56 10-3
1 мм рт.ст.	133,3	133,3	13,6	1,36 10-3	1,333 10-3	13,6	1

 

Температура является параметром, определяющим состояние газа, степень его нагретости. При измерении температуры газа используются две температурные шкалы: шкала Цельсия и шкала Кельвина.

 

Температура, до которой нужно охладить газ, чтобы содержащиеся в нем водяные пары достигли состояния насыщения называется точкой росы этого газа при данном давлении.

 

Работа- это произведение силы, действующей в направлении движения, на путь перемещения газа.    

 

Массовым расходом газа называется масса газа. проходящая через поперечное сечение трубы в единицу времени кг/сек

 

Объемным расходом газа называется количество газа в единице объема, проходящего через сечение газопровода в единицу времени.м³/сек.

 

Абсолютная влажность – количество водяных паров, содержащихся в единице объема газа. г/м³.

 Относительная влажность газа – это отношение абсолютной влажности к максимально возможной при данном давлении и при данной температуре.

 

Относительная влажность насыщенного газа равна 1.При насыщении газа водяным паром (относительная влажность равна 1) из него начнут выпадать капли воды. Температура, до которой нужно охладить газ, чтобы содержащиеся в нем водяной пар достиг состояния насыщения,называется точкой росы.

 

Содержание влаги в газе можно определить весовым методом, основанном на пропускании замеряемого объема газа через через поглотители влаги.Ввиду того, что влагосодержание газа зависит от температуры и давления. анализы на влажность должны проводиться непосредственно в том месте, где необходимо знание влажности газа (например,на узлах замера газа,на пониженных участках газопровода.

 

Зная абсолютную влажность газа,можно определить точку росы при данном давлении в газопроводе.

 

В зависимости от содержания влаги в газе и при определенном давлении и температуре в газопроводе на поверхности контакта газ-вода образуются гидраты неустойчивые соединения углеводородов с водой в виде белых кристаллов, внешне похожих на снег или лед.

 

Гидраты образуют только следующие углеводородные газы: метан, этан, пропан, изо-бутан, н-бутан. Для этих газов существует критическая температура гидратообразования  максимальная температура, выше которой никаким повышением давления нельзя вызвать образование гидратов. Для метана она равна 21,5 ⁰С, этана 14,5⁰С, пропана 5,5⁰С.

 

Основные факторы, определяющие образование гидратовприродных газов –состав газа, его давление и температура, полное насыщение газа парами воды. Факторы, влияющие на скорость образования гидратов-наличие скоплений воды в пониженных частях газопровода и паров воды в газовом потоке,турбулентность и охлаждение газового потока. Для выявления условий образования гидратов используют кривые равновестного состояния гидратов.

 

Слева от этих кривых находится область существования гидратов,а справа –область их отсутствия. Зная состав транспортируемого газа (его относительную плотность), давление и температуру в газопроводе, по кривым определяют условия образования гидратов, а по содержанию влаги в газе возможность образования гидратов в данных условиях. Это дает возможность предотвратить образование гидратов при транспорте газа.

 

Физические характеристики компонентов.

 

Компонент состава газа	Мольная масса	Плотность кг/м3	Плотность по отношению к воздуху		Температура сжижения,0С
Метан СН4	16,04	0,72	0,55		-161,5
Этан С2Н6	30,07	1,36	1,05		-89
Пропан С3Н8	44,09	2,02	1,55		-42
Бутан С4Н10	58,12	2,70	2,08		-1
Пентан С5Н12	72,15	3,22	2,50		+36

 

Критические параметры некоторых веществ.

 

 

Газ	Критическая t 0 С	Критическое Р МПа
Метан СН4	-82,1	4,649
Этан С2Н6	32,1	4,954
Пропан С3Н8	95,6	4,404
Бутан С4Н10	152,8	225
Пентан С5Н12	196,6	232
Углекислый газ СО2	31,1	468
Сероводород Н2S	100,4	–
Азот N2	147,1	311
Воздух	140,7	310

 

Теплота сгорания газа – это количество теплоты,выделяемое при полном сгорании единицы объема газа.

 

Различают высшую и низшую теплоту сгорания.

 

Высшая теплота сгорания – количество теплоты, которая выделиться при полном сгорании единицы объема газа, с учетом конденсации водяных паров, образующихся при окислении водорода.

 

Низшей теплотой сгорания называется количество теплоты, которое выделится при полном сгорании единицы объема газа без учета теплоты, которая выделяется при конденсации водяных паров.

 

В расчетах обычно используют понятие низшей теплоты сгорания топлива в силу того, что отходящие продукты сгорания имеют относительно высокую температуру, значительно выше, чем температура точки росы, при которой и происходит конденсация водяных паров, содержащихся в продуктах питания.

 

Компонент смеси	Метан	Этан	Пропан	Бутан
Низшая теплота сгорания,кДж/м3	35880	64450	92940	118680

 

Пределы взрываемости  газов в смеси с воздухом.

 

Газ	нижний %	верхний %
Метан	5	15
Природный газ	5	15
пропан	2	9,5

 

 

Критическим давлением называется такое давление, при котором и выше которого никаким повышением температуры жидкость уже не может быть превращена в пар.

 

Критической температурой называется такая температура, при которой и выше которой ни прикаком повышении давления нельзя сконденсировать пар, т.е. минимальная температура, при которой не происходит процесс образования гидратов в газе, называется критической температурой гидратообразования. Для метана она равна 21,5⁰С, этана –14,5⁰С,

 

пропана –   5,5⁰С

 

Температура, до которой нужно охладить газ, чтобы содержащиеся в нем водяные пары достигли состояния насыщения называется точкой росы этого газа при данном Р.

 

Влажный газ называется насыщенным, когда он содержит максимально возможное количество пара при данной Т и Р.

 

При определенной влажности газа, Р и Т в газопроводе могут образоваться кристаллогидраты – соединение углеводородов с водой.

 

(СН₄ 6Н₂О, СН₄ 7 Н₂О)

 

Минимальная Т, при которой не происходит процесс образования гидратов в газе, называется критической температурой гидратообразования.

 

Для СН₄  21.5⁰С , С₂Н₆  -14,5⁰С, С₃Н₈ -5,5⁰С.

 

Во избежание образования гидратов газ осушают до точки росы температура которой должна быть ниже Т газа в газопроводах на 6 – 7⁰С.

 

Гидраты в газопроводе образуются в тех случаях, когда точка росы транспортируемого равна, или выше рабочей температуры газа.

 

Зная состав, влажность транспортируемого газа, изменение Ти Р в газопроводе, можно заранее определить возможные зоны образования гидратов и наметить мероприятия по их предотвращению.

 

После прохождения газа через задвижки. регулирующие клапана происходит его резкое расширение. Этот процесс называется дросселированием. При транспортировке газа по газопроводам процесс дросселирования влечет за собой резкое падение давления и понижение Т газа. Этот процесс называется положительным эффектом Джоуля-Томсона. При снижении Р на1кгс/см² снижается Т на 0,4⁰С.

 

1 киломоль любого газа при нормальных условиях Т=0⁰С и Р атмосферном занимает V=22,4 л.

 

Относительная плотность любого газа Р=М/22,4 (плотность воздуха при нормальных условиях), кгс/см2.

 

Р_СН4=12+4/22,4=0,71

 

Газы из чисто газовых месторождений состоят в основном из метана. В этих газах содержится также углекислый газ и азот. Содержание углекислого газа в большинстве случаев не превышает 6-7%,а азота –10%. Однако встречаются месторождения, газы которых содержат углекислого газа 35% и более (углеводородно-углекислые газы), а азота-45% и более (углеводородно-азотные газы). Содержание сероводорода в природных газах редко превышает 5-6%. В газе Оренбургского месторождения содержится до 4,5 сероводорода и до 1,5% углекислого газа, в газе группы Астраханских месторождений-до 23 и 20% соответственно.

 

Процесс сгорания метана в воздухе протекает по уравнению.

 

СН₄+2О₂+7,52N₂=СО₂+2Н₂О+7,52N₂

 

В результате сгорания образуется 10,52м³ продуктов горения.

 

Опасные свойства углеводородных газов требуют принятия мер предосторожности, с одной стороны, для предохранения работников от удушья и отравления, с другой – для предупреждения взрывов и пожаров.

 

Чистые метан и этан неядовиты, но при недостатке кислорода в воздухе вызывают удушье. Первые признаки недомогания обнаруживаются, когда содержание метана в воздухе достигает примерно 25-30%

 

Первые признаки отравления парообразными углеводородами, содержащимися в естественном газе, недомогание и головокружение, вслед за этим наступает как бы опъянение, сопровождаемое смехом, часто галлюцинациями и потерей сознания, если пострадавшего не удалить из вредной атмосферы.

 

Из газовых компонентов природных газов особенно токсичен сероводород. Сероводород бесцветный газ,тяжелее воздуха, сероводород скапливается в низких местах. Сероводород- сильный яд нервно-паралитического действия, вызывающий смерть от удушья, а иногда и от паралича сердца. Предельно допустимая концентрация сероводорода в воздухе рабочей зоны 10 мг/м³

 

Углекислый газ бесцветный, практически без запаха. Плотность по отношению к воздуху 1,57.

 

При содержании в воздухе 4-5% углекислого газа заметно его действие на человека: появляются ощущения раздражения слизистых оболочек дыхательных путей, кашель, раздражение глаз, повышение кровяного давления, головокружение.  При 20% – наступает смерть через несколько секунд от остановки дыхания.

 

Для возникновения взрыва необязательно, чтобы все помещения было заполнено газом.  Взрыв возможен и при скоплении газа в определенном участке помещения.  Сила взрыва максимальна, когда содержание воздуха в смеси приближается к количеству, теоретически необходимому для полного сгорания.  Сила взрыва тем больше, чем больше давление газовоздушной смеси.

 

Температура воспламенения – минимальная температура,до которой необходимо нагреть смесь газа с кислородом (газа с воздухом), чтобы начался процесс горения. Горение газа-процесс соединенияего горючих составляющих с кислородом, сопровождающийся выделением теплоты, количество которой должно быть достаточно для покрытия потерь теплоты в окружающую среду и нагрева частиц газа и воздуха до температуры воспламенения. Если это условие выполняется, то горение будет устойчивым. Температура воспламенения зависит от состава газа, концентрации газа и кислорода, их смешения, формы и размеров топочного пространства, давления в топке и др.

Различают нижний и верхний пределы воспламеняемости. Нижний предел воспламеняемости соответствует минимальному содержанию горючего газа в смеси, при котором газовоздушная смесь еще остается горючей, а высший предел воспламеняемости, максимальному содержанию горючего газа в смеси. Существование верхнего и нижнего пределов воспламеняемости объясняется тепловыми потерями при горении. С уменьшением содержания горючего газа в смеси все больше увеличивается расход теплоты на нагрев негорючей части смеси, скорость распространения пламени все время уменьшается и, наконец наступает момент, когда горение прекращается. С увеличением содержания горючего газа в смеси наступает такой момент, когда происходит неполное сгорание горючих компонентов из-за недостатка кислорода воздуха. При этом расход теплоты на нагрев негорючих компонентов будет все время увеличиваться, скорость распространения пламени уменьшится, и наконец, наступит момент, когда горение прекратится.

 

Газовоздушная смесь, в которой содержание газа находится между нижним и верхним пределами воспламеняемости, является взрывоопасной. Чем шире диапазон пределов воспламеняемости (взрываемости),тем более взрывоопасен газ. Взрыв газовоздушной смеси процесс очень быстрого(практически мгновенного) горения, приводящий к образованию продуктов горения с высокой температурой и значительным давлением. Расчетное избыточное давление при взрыве природного газа 0,75 Мпа, пропана и бутана 0,86 Мпа, водорода 0,74 Мпа, ацетилена 1,03 Мпа.

 

При определенных условиях взрыв может принять вибрационный и даже детонационный характер, при котором скорость распространения пламени превышает 2000 м/с, а давление будет в 2-3 раза больше давления, возникающего при тепловом взрыве.

 

Знание температур воспламенения и пределов взрываемости газов позволяет обеспечить безопасную эксплуатацию и безопасное проведение ремонтных работ на объектах транспорта газа. Необходимо учитывать, что при повышении давления газовоздушной смеси пределы взрываемости сужаются.

 

Газ	Температура воспламенения 0С		Пределы взрываемости при t 200С Р = 0,1013 МПа
			нижний	верхний
Метан Этан Пропан Сероводород Ацетилен Водород		645 530 510 290 305 510	5 3,1 2,1 4,3 2 4		15 12,1 9,5 45,5 82 75

  

 

Пределы взрываемости 5-15%,пределы горения 15-80%.

 

Температура воспламенения 745⁰С, температура горения 2000⁰С.

 

Для возникновения взрыва необязательно, чтобы все помещение было заполнено газом.  Взрыв возможен и при скоплении газа в определенном участке помещения. Горение и взрыв однотипные химические процессы, но резко отличающиеся по интенсивности протекающей реакции. При взрыве реакция происходит очень быстро. Сила взрыва максимальна, когда содержание воздуха в смеси приближается к количеству, теоретически необходимому для полного сгорания. Сила взрыва тем больше, чем больше давление газовоздушной смеси.

 

Вязкость газов, вязкость или внутреннее трение-свойство газов оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Вязкость определяется силами сцепления между отдельными молекулами вещества. Эти силы сцепления проявляются при относительном перемещении соседних слоев газа, вследствии чего между этими слоями возникает обмен количеством движения. Вязкость газов обусловлена перелетом хаотически движущихся молекул из слоя в слой. Например, если один слой газа движется быстрее соседнего,то на границе контакта этих  слоев часть молекул первого слоя будет переходить во второй слой, стремясь ускоритьего движение,а часть молекул второго слоя будет переходить в первый,стремясь замедлить его движение.

 

Точка росы (в ⁰ С) влажных природных углеводородных газов.

 

 

Р, МПа в газ-е	Абсолютная влажность газов, г/м3
		80	100	150	200	250	300	400	500	600	800	1000
5,0		-12,5	-9	-3	-1,5	5	8	12,5	16,5	19,5	24,5	28,5
5,5		-11,5	-8	-2	2,5	6	9	13,5	17,5	20,5	25,5	30
6,0		-10,5	-7	-1	3,5	7	10	14,5	18,5	21,5	26,5	31
6,5		-9,5	-6	0	4,5	8	11	15,5	19,5	22,5	27,5	32
7,0		-9	-5,5	0,5	5	9	12	16,5	20,5	23,5	28,5	33
7. 5		-8,5	-5	1	5,5	9,5	12,5	17,5	21,5	24,5	29,5	34

 

Ученые ратуют за массовый отказ от мазутосжигающих установок в пользу газовых — Российская газета

Природный газ имеет преимущество перед другими горючими полезными ископаемыми не только по уровню выбросов CO2: он сгорает чище и эффективен в использовании. Немецкие ученые полагают, что именно экологичное “голубое топливо” в будущем заменит многие другие виды углеводородов.

России на руку максимально широкое использование газа: по запасам “голубого топлива” наша страна уверенно занимает 1-е место в мире. В будущем эти позиции только укрепятся: до сих пор отечественные энергетические компании работают лишь в некоторых ключевых районах, в частности на Урале и в Западной Сибири, в то время как огромные территории Сахалинского и Арктического шельфов, Тимано-Печорского бассейна и Восточной Сибири, где, по оценкам исследователей, скорее всего тоже имеются огромные запасы, пока остаются неразведанными и неразработанными.

Парниковые газы – наши враги

В молекуле метана на один атом углерода приходится четыре атома водорода. Таким оптимальным соотношением этих элементов не может похвастаться ни один из остальных углеводородов. В случае природного газа, основу которого и составляет метан, это означает, что при выработке одной единицы энергии выделяется меньше углекислого газа, чем у других энергоносителей. Так, у пропана на один атом углерода приходится 2,7 атома водорода, у мазута это число еще меньше. Наихудший показатель по диоксиду углерода при прямом сгорании у бурого угля: на каждую выработанную единицу энергии выделяется почти вдвое больше парниковых газов, чем в случае с природным газом.

Таким образом, у “голубого топлива” есть серьезный потенциал по уменьшению выбросов двуокиси углерода. “Нам требуются горючие полезные ископаемые еще на несколько десятилетий вперед. При сгорании природный газ образует наименьшее содержание СО2 по сравнению с другими энергоносителями”, – говорит Йенс Хобом, автор исследования экологического потенциала природного газа, проведенного по заказу Фонда экономики и политики при Германском институте международной политики и безопасности. Согласно результатам исследования практически во всех областях производства энергии можно более тщательно использовать природное сырье и одновременно снижать вредное воздействие на окружающую среду.

Чистое сгорание

Природный газ – по сравнению с нефтью и углем – не только генерирует меньше СО2, но и сгорает гораздо чище. Он содержит меньше серы, а при сгорании практически не образуется твердых частиц и тонкодисперсной пыли, что может стать серьезным преимуществом при его применении в качестве транспортного топлива. Это подтверждает Михаэль Баргенде, профессор Института двигателей внутреннего сгорания и транспортных средств при Штутгартском университете. “Двигатели, использующие в качестве топлива природный газ, вообще не выбрасывают никаких частиц”, – говорит инженер. По его словам, о тонкодисперсной пыли, образующейся при работе двигателей на природном газе, вообще говорить не приходится. Единственным случаем, когда могли бы выделяться твердые частицы, является попадание моторного масла в камеру сгорания из-за технического дефекта, добавляет он.

Если говорить о других вредных веществах, например, об угарном газе, то и тут природный газ проявил себя настоящим “чистюлей”. Двигатели на природном газе легко соответствуют не только требованиям нормы Евро-4, действующей с 2005 года, но и еще более строгим требованиям стандарта Евро-5, который обязателен для всех новых автомобилей, продаваемых в Евросоюзе с сентября 2009 года. “Автомобили с двигателями на природном газе будут соответствовать и следующим, более жестким требованиям”, – уверен Баргенде. По его мнению, нет необходимости в дальнейшем ужесточении норм для бензиновых двигателей. Автопроизводителям стоит обратить более пристальное внимание на газ, уверены немецкие исследователи.

По объемам выбросов СО2, конкуренцию двигателю на природном газе по-прежнему составляет экономичный дизельный мотор. Однако с учетом все увеличивающейся эффективности газовых двигателей, которые благодаря детонационной стойкости природного газа могут работать с большим сжатием, показатели по выделению СО2 у газового топлива могут быть гораздо лучше, уверен эксперт. По его оценке, таким образом, потенциал снижения выбросов СО2, по сравнению с традиционными бензиновыми двигателями, составляет 30-35%. А это уже превосходит показатели дизеля.

В большинстве европейских стран доля транспортных средств, потребляющих в качестве топлива природный газ, пока еще не очень велика. Так, по дорогам Германии ездят всего 64 тыс. таких автомобилей. В Италии их число составляет уже 400 тысяч. В России достаточно много автомобилистов уже используют газобаллонное оборудование, но точное количество их неизвестно. По некоторым оценкам, оно доходит до 1,5 миллиона, и это количество растет ежегодно на 5-7%.

Но эта ситуация как в Евросоюзе, так и в России может измениться в связи с растущими ценами на топливо, а также с постоянно ужесточающимися экологическими требованиями к двигателям. В некоторых странах политические круги уже отреагировали на вызовы времени и поддерживают внедрение транспорта на природном газе, например, налоговыми послаблениями. Так, в Германии налоговые льготы для таких автомобилей уже действуют до 2018 года.

С учетом упомянутых выше преимуществ природного газа при его использовании на транспорте, можно было бы заявить, что массовое внедрение природного газа вполне целесообразно. Однако исследование Йенса Хобома свидетельствует о том, что с экономической, технической и политической точек зрения это не самый удачный вариант. В долгосрочной перспективе можно было бы переоборудовать примерно четверть транспортных средств в Европе под использование природного газа. На глобальном уровне переход на природный газ оказался бы слишком сложным процессом: в этом случае важную роль играют как политические, так и геостратегические интересы, равно как географический фактор, вопросы безопасности и надежности поставок, рыночные цены, а также доступность и технические возможности энергоносителя.

С мнением Йенса Хобома не согласна немецкая компания Wintershall, крупнейшая нефтегазовая компания Германии и ключевой поставщик углеводородов в Европу, совладелец газопровода Nordstream. Представители компании уверены в том, что газовый потенциал России огромен и будет прирастать за счет новых месторождений на арктическом шельфе. За счет этих месторождений Россия будет в состоянии удовлетворить растущий спрос при сохранении комфортного для потребителей уровня цен. Что же касается вопросов надежности поставок, то совместные проекты России и Евросоюза, такие, как строительство газопроводов Nordstream и Southstream, разработка газовых месторождений на российском шельфе, создание перспективных технологий газодобычи, позволит существенно снизить риск срыва поставок за счет уменьшения количества транзитных стран, так же, как и издержки на транзит. Компания готова вкладывать большие деньги в энергетические проекты в России и не считает такие вложения рискованными. Масштабные вложения других европейских энергетических компаний также подтверждают, что риски минимальны.

Что касается технических сложностей, то Михаэль Баргенде, профессор Института двигателей внутреннего сгорания и транспортных средств Штутгартского университета, отмечает, что все технические проблемы решаемы. Технология использования природного газа в качестве автомобильного топлива еще молода, и в будущем она будет широко востребована.

Максимальная эффективность

В настоящее время решающим фактором, обусловливающим выбор того или иного энергоносителя, является цена. При высокой цене на газ производство энергии на угольной электростанции обходится значительно дешевле, чем на газовой, даже несмотря на то, что по энергоэффективности первая значительно уступает второй. Однако мировое сообщество, создав систему Киотских протоколов, решило, что контроль за выбросами в атмосферу парниковых газов является ничуть не меньшим приоритетом, и в этом контексте газ выступает предпочтительным вариантом даже для использования в электрогенерации.

Использование природного газа для производства тепла связано не столько с политикой, сколько с экономической необходимостью. “Голубое топливо” при использовании его в отопительных целях отличается высокой степенью энергоэффективности: современные конденсационные технологии сжигания топлива позволяют использовать теплотворную способность газа на 98%. Столь высокий КПД достигается благодаря утилизации теплоты водяных паров. А массовый отказ от мазутосжигающих установок в пользу газовых стал бы весомым вкладом в дело защиты окружающей среды. В своем исследовании Хобом считает вполне реальным в будущем покрывать 20% нынешней потребности рынка ЕС в мазуте за счет природного газа.

В долгосрочной перспективе природный газ следует рассматривать не только как энергоноситель с низким содержанием CO2, но и как важный фактор перехода энергетики на возобновляемые источники энергии.

Таблица теплотворности

 Обратите внимание на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) различных видов топлива, сравните показатели. Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³ (1 л). Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л). Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход. Поэтому теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива. Зная эти показатели, нужно учитывать их при проектирование котельной на твёрдом топливе.

 Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:

 От его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.), а также от его влажности и зольности.

Вид топлива	Ед. изм.	Удельная теплота сгорания			Эквивалент
		кКал	кВт	МДж	Природный газ, м3	Диз. топливо, л	Мазут, л
Электроэнергия	1 кВт/ч	864	1,0	3,62	0,108	0,084	0,089
Дизельное топливо (солярка)	1 л	10300	11,9	43,12	1,288	–	1,062
Мазут	1 л	9700	11,2	40,61	1,213	0,942	–
Керосин	1 л	10400	12,0	43,50	1,300	1,010	1,072
Нефть	1 л	10500	12,2	44,00	1,313	1,019	1,082
Бензин	1 л	10500	12,2	44,00	1,313	1,019	1,082
Газ природный	1 м 3	8000	9,3	33,50	–	0,777	0,825
Газ сжиженный	1 кг	10800	12,5	45,20	1,350	1,049	1,113
Метан	1 м 3	11950	13,8	50,03	1,494	1,160	1,232
Пропан	1 м 3	10885	12,6	45,57	1,361	1,057	1,122
Этилен	1 м 3	11470	13,3	48,02	1,434	1,114	1,182
Водород	1 м 3	28700	33,2	120,00	3,588	2,786	2,959
Уголь каменный (W=10%)	1 кг	6450	7,5	27,00	0,806	0,626	0,665
Уголь бурый (W=30…40%)	1 кг	3100	3,6	12,98	0,388	0,301	0,320
Уголь-антрацит	1 кг	6700	7,8	28,05	0,838	0,650	0,691
Уголь древесный	1 кг	6510	7,5	27,26	0,814	0,632	0,671
Торф (W=40%)	1 кг	2900	3,6	12,10	0,363	0,282	0,299
Торф брикеты (W=15%)	1 кг	4200	4,9	17,58	0,525	0,408	0,433
Торф крошка	1 кг	2590	3,0	10,84	0,324	0,251	0,267
Пеллета древесная	1 кг	4100	4,7	17,17	0,513	0,398	0,423
Пеллета из соломы	1 кг	3465	4,0	14,51	0,433	0,336	0,357
Пеллета из лузги подсолнуха	1 кг	4320	5,0	18,09	0,540	0,419	0,445
Свежесрубленная древесина (W=50. ..60%)	1 кг	1940	2,2	8,12	0,243	0,188	0,200
Высушенная древесина (W=20%)	1 кг	3400	3,9	14,24	0,425	0,330	0,351
Щепа	1 кг	2610	3,0	10,93	0,326	0,253	0,269
Опилки	1 кг	2000	2,3	8,37	0,250	0,194	0,206
Бумага	1 кг	3970	4,6	16,62	0,496	0,385	0,409
Лузга подсолнуха, сои	1 кг	4060	4,7	17,00	0,508	0,394	0,419
Лузга рисовая	1 кг	3180	3,7	13,31	0,398	0,309	0,328
Костра льняная	1 кг	3805	4,4	15,93	0,477	0,369	0,392
Кукуруза-початок (W>10%)	1 кг	3500	4,0	14,65	0,438	0,340	0,361
Солома	1 кг	3750	4,3	15,70	0,469	0,364	0,387
Хлопчатник-стебли	1 кг	3470	4,0	14,53	0,434	0,337	0,358
Виноградная лоза (W=20%)	1 кг	3345	3,9	14,00	0,418	0,325	0,345

Физика горения газа

   Основным условием для горения газа является наличие кислорода (а следовательно, воздуха). Без присутствия воздуха горение газа невозможно. В процессе горения газа происходит химическая реакция соединения кислорода воздуха с углеродом и водородом топлива. Реакция происходит с выделением тепла, света, а также углекислого газа и водяных паров.

       В зависимости от количества воздуха, участвующего в процессе горения газа, происходит полное или неполное его сгорание.

     При достаточном поступлении воздуха происходит полное сгорание газа, в результате которого продукты его горения содержат негорючие газы: углекислый газ С02, азот N2, водяные пары Н20. Больше всего (по объему) в продуктах горения азота — 69,3—74%.

          Для полного сгорания газа также необходимо, чтобы он смешивался с воздухом в определенных (для каждого газа) количествах. Чем выше калорийность газа, тем требуется большее количество воздуха. Так, для сжигания 1 м3 природного газа требуется около 10 м3 воздуха, искусственного — около 5 м3, смешанного — около 8,5 м кубических (подробное описание процесса горения).

        При недостаточном поступлении воздуха происходит неполное сгорание газа или химический недожог горючих составных частей; в продуктах сгорания появляются горючие газы—окись углерода СО, метан СН4 и водород Н2

     При неполном сгорании газа наблюдается длинный, коптящий, светящийся, непрозрачный, желтого цвета факел.

     Таким образом, недостаток воздуха приводит к неполному сгоранию газа, а избыток — к чрезмерному охлаждению температуры пламени. Температура воспламенения природного газа 530 °С, коксового — 640 °С, смешанного — 600 °С. Кроме того, при значительном избытке воздуха также происходит неполное сгорание газа. При этом наблюдается конец факела желтоватого цвета, не вполне прозрачный, с расплывчатым голубовато-зеленым ядром; пламя неустойчиво и отрывается от горелки.

Материал взят из источника http://gardenweb.ru/protsess-goreniya-gaza

Свойства и характеристики горючих газов

Наименование газов и жидкостей Температура пламени при сгорании в кислороде, °С Плотность, кг/м3 Низшая теплота сгорания Коэффициент замены ацетилена Соотношение между кислородом и горючим газом в смеси горелки Пределы взрываемости смеси, % Область применения МДж/м3 ккал/м3 с воздухом с кислородом Газы Ацетилен 3150-3620 1,173 52,6 12600 1 1,0-1,3 2,2-81,0 2,3-93,0 Все виды газопламенной обработки Бутан 2118-2500 2,54 116 27800 0,6 4,0 1,5-8,5 2-45,0 Кислородная резка, сварка и пайка цветных металлов, сварка стали толщиной до 6 мм, металлизация, правка, гибка, огневая зачистка Водород 2000-2235 0,09 10,6 2400 5,2 0,3-0,4 3,3-81,5 2,6-95,0 Сварка стали толщиной до 2 мм, латуни, свинца, алюминия, чугуна, пайка, кислородная резка Городской газ 2000-2300 0,84-1,05 18,8-21 4400-6500 2,5 1,5-1,6 3,8-24,6 10,0-73,6 Сварка легкоплавких металлов, пайка, кислородная и кислородно-флюсовая резка Коксовый газ 2100-2300 0,4-0,55 14,7-17,6 3520-4215 3,2 0,6-0,8 7,0-21,0 — Сварка легкоплавких металлов, пайка, кислородная резка Метан 2043-2200 0,67 33,4 8000 1,6 1,5 4,8-16,7 5,0-59,2 Сварка легкоплавких металлов, пайка, кислородная и кислородно-флюсовая резка Нефтяной газ 2300 0,65-1,45 40,9-56,4 9800-13500 1,2 1,5-1,6 3,5-16,3 — Сварка легкоплавких металлов, пайка, кислородная и кислородно-флюсовая резка Пиролизный газ 2300 0,65-0,85 31,3-33,4 7500-8000 1,6 1,2-1,5 — — Сварка стали толщиной до 2 мм, сварка латуни, свинца, алюминия, пайка, кислородная резка Природный газ 2100-2200 0,5-0,7 35,4-40 8500-9500 1,6-1,8 1,5-1,6 4,8-14,0 5,0-59,2 Сварка стали толщиной до 4,5 мм, легкоплавких металлов, пайка, кислородная и кислородно-флюсовая резка Пропан 2110-2500 1,88 89 21200 0,6 3,5 2,0-9,5 2,0-48,0 Кислородная резка, сварка и пайка цветных металлов, сварка стали толщиной до 6 мм, металлизация, правка, гибка, огневая зачистка Пропан-бутановая смесь 2400-2700 1,92 89 21200 0,6 3,0-3,5 — — Кислородная резка, сварка и пайка цветных металлов, сварка стали толщиной до 6 мм, металлизация, правка, гибка, огневая зачистка Сланцевый газ 2000 0,7-0,9 12,6-14,3 3000-3400 4,0 0,7 — — Сварка легкоплавких металлов, пайка, кислородная резка Пары Бензин 2500-2600 0,7-0,76 42-44,5 10000-10600 1,4 1,1-1,4 0,7-6,0 2,1-28,4 Кислородная резка стали, сварка, пайка легкоплавких металлов, подводная резка Керосин 2400-2450 0,8-0,84 42-42,8 10000-10200 1,0-1,3 1,7-2,4 1,4-5,5 2,0-28,0 Кислородная резка стали, сварка, пайка легкоплавких металлов, подводная резка

Все об угарном газе – Новости

16. октябрь 2018

В домашнем хозяйстве в Эстонии используется два типа газа – природный газ и сжиженный газ. Природный газ поступает к нам из России по длинным газопроводам, и в Эстонии распределяется по разным потребителям. Сжиженный газ, однако, хранится в баллонах и его распределение происходит баллонами.

В больших районах установлены специальные подземные газохранилища, откуда газ поступает пользователям по трубам. Поэтому стоит знать, что хозяйственный газ, который находится в баллонах – это сжиженный газ, а газ, который мы получаем по трубам, в зависимости от района, может быть, как природный, так и сжиженный.

Что такое природный газ?

• Основной составляющей природного газа является метан – это газ без цвета и запаха. Для того чтобы обнаружить утечку газа к нему добавлено немного веществ для усиления запаха.
• Природный газ легче воздуха, поэтому в случае утечки, перемешавшись с воздухом, он поднимается наверх. Всегда стоит помнить, что вентиляция или иные потоки воздуха могут направить газ и в сторону. Это означает, что обычно в случае утечки газа в опасности находятся квартиры сверху, но газ может и двигаться в соседние квартиры.
• Природный газ оказывает на людей удушающее воздействие. Это не очень ядовитый газ. Скорее он обладает наркотическими свойствами. Если газом наполнено приблизительно 10% помещения, то он вызывает сонливость, головную боль и плохое самочувствие. Если содержание газа в квартире поднимается до 20-30%, то происходит нехватка кислорода, что может вызвать удушение.

Что такое сжиженный газ?

• Основной составляющей сжиженного газа является пропан. Как и метан, пропан бесцветный и не имеет запаха. Чтобы человек обнаружил в хозяйстве утечку газа, то к нему добавляется немного веществ для усиления запаха. Из-за таких веществ у газа появляется четко выраженный запах.
• Пропан не ядовитый газ, но попав в воздух в больших количествах и в условиях уменьшения кислорода, может возникнуть удушение. Вдыхая такой газ, может возникнуть головокружение, сонливость, тошнота и слабость.
• Пропан тяжелее воздуха и поэтому, в случае утечки, газ оседает на пол, в подвал, в канализации и прочие углубления. Поэтому в случае утечки газа в опасности находятся квартиры на низких этажах и подвалы.

Что такое угарный газ?

• Даже обычное пригорание еды дома может вызвать угарный газ, а как следствие этого – отравление. Однако, в домах и квартирах основной причиной возникновения угарного газа является рано закрытая печная заслонка, плохо отрегулированная газовая плита или газовый бойлер с плохой тягой.
• По своим свойствам угарный газ, или монооксид углерода (CO), представляет собой не имеющий цвета, запаха и вкуса отравляющий газ и распространяется совершенно незаметно для человека. Чаще всего при пожарах люди погибают именно вследствие вдыхания отравляющего дыма.
• Из-за попадания угарного газа в организм человека, кровь теряет возможность переносить кислород. Гемоглобин, который должен переносить кислород в крови, наоборот, начинает переносить угарный газ. В следствии этого в организме человека образуется опасное вещество – карбоксигемоглобин.
• Количество кислорода в различных частях тела снижается, так как гемоглобин больше не доставляет туда кислород. Человек начинает задыхаться. Одним разом сердце выбрасывает в организм почти один стакан крови, и угарный газ попадает через легкие в другие части тела очень быстро.
• Отравившись угарным газом, мы не понимаем масштаб ситуации. Человек находится в замешательстве и не может себе помочь, хотя и чувствует, что с ним что-то не так. Человек может и не сопоставить эти симптомы с отравлением угарным газом, а находясь во сне и вовсе ничего не почувствовать.
• Симптомы зависят от количества газа. От маленького количества может возникнуть пульсация в висках, сонливость, слабость, головная боль, потеря равновесия, шум в ушах, слабость в ногах, тошнота и рвота. Позднее могут возникнуть галлюцинации, учащение пульса, поднятие давления, может возникнуть слабость, сонливость, потеря давления, осложнения при дыхании. При сильном отравлении человек теряет сознание и наступает смерть.
• Человек может умереть от отравления угарным газом без имеющегося возгорания. Например, когда печную заслонку закрывают слишком рано, или газовый прибор работает в условиях кислородного голодания и как следствие этого образуется угарный газ. Также угарный газ может к вам просочится из соседних квартир.
• Дымовой датчик не способен обнаружить угарный газ. Чтобы на ранних стадиях обнаружить угарный газ необходим датчик угарного газа.

Типичные случаи

• Газовые установки бывают разных типов. Обычно несчастные случаи случаются с такими котлами, работа которых зависит от воздуха. Это означает, что для работы они получают необходимое количество воздуха с комнаты. Часто устанавливали такие котлы в закрытые шкафы.
• Также причиной может быть и утепление дома. Многие дома, в которых изначально имелась естественная вентиляция, уже утеплили, поменяли окна, сделали беспечную перестройку. Например, газовые установки соединили друг с другом в неподходящие дымоходы. Часто устанавливали такие газовые установки в закрытые шкафы. Со временем дымоходы забивались, а сгораемый воздух оставался в квартире.
• Каждая газовая установка нуждается в регулярном контроле и обслуживании. Важно следить за тем чтобы из соединений труб не было утечки, а дымоход не был бы забитым.
• Газовое пламя обычно синего цвета. Если пламя зеленое, то это определенно указывает на опасность.

Кто несет ответственность?

• В квартирах и частных домах ответственность за работу и исправность газовых установок несет владелец. Необходимо проверять и обслуживать домашние газовые установки раз в год.
• За газовые трубы на лестничных площадках в многоквартирных домах ответственность несут члены товарищества.
• За строительство, контроль и обслуживание газовых приборов отвечает фирма, осуществляющая данные услуги. Человеческие жизни зависят от качества таких услуг.
• Государство осуществляет надзор над владельцами домов и квартир, а также предприятий за соблюдением данных предписаний.

Датчик угарного газа

• С 1 января 2018 года установка датчика угарного газа является обязательной во всех жилых помещениях, в которых находится подсоединенная к трубе газовая установка.
• Прежде всего к таким установкам относятся работающие на газе водонагреватели. Датчик угарного газа становится обязательным при наличии газового отопления, однако разумно установить соответствующий датчик во всех жилых помещениях, в которых находится связанное с процессами горения оборудование, например, печь на древесном топливе, камин, плита или газовый бойлер. Установка датчика является добровольной в том случае, если предприняты технические меры, исключающие утечку угарного газа и его попадание в жилое помещение, например, если забор воздуха для горения газовой установки осуществляется непосредственно из наружного воздуха и выделяемые при горении газы также выводятся непосредственно через предназначенную для этого трубу в наружный воздух.
• Датчик угарного газа дает сигнал только тогда, когда концентрация угарного газа в воздухе приближается к уровню, опасному для здоровья человека.
• Один датчик угарного газа предназначен для использования в одном помещении, так как устройство показывает только уровень СО, распространяющегося вблизи датчика.

Где установить датчик угарного газа?

• При установке датчика угарного газа необходимо в первую очередь следовать инструкциям производителя.
• В отличие от датчика дыма датчик угарного газа крепят на стену помещения, на высоте приблизительно 0,5-1,5 метра от пола. Опытные специалисты рекомендуют устанавливать датчик, так сказать, на уровне дыхательных путей человека, или на том уровне, на котором находится лицо человека, когда он сидит на диване, а в спальной комнате ‒ примерно на высоте подушки.
• Устройство устанавливают на расстоянии 1-3 метра от источника угарного газа, также не следует устанавливать датчик вблизи вентиляционных систем и воздуховодов.
• В доме из нескольких этажей рекомендуется установить датчики угарного газа на каждом этаже. По возможности также в каждой спальной комнате.
• Если газовый бойлер находится в ванной комнате, необходимо убедиться, что датчик угарного газа подходит для установки во влажных помещениях. Для этого датчик должен иметь обозначение IP, которое должно соответствовать уровню IP44.
• Датчики угарного газа не устанавливают в гаражах, на кухнях, в котельных, в ванных комнатах и в других местах, в которых температура опускается ниже 10°C или поднимается выше 40°C.

Как осуществлять уход?

• Проверять, находится ли датчик угарного газа в рабочем состоянии, необходимо раз в месяц, нажимая тестовую кнопку. Звуковой сигнал подтверждает, что устройство находится в рабочем состоянии.
• Датчик угарного газа необходимо регулярно очищать от пыли. Для этого можно использовать как пылесос, так и тряпку.
• Источником питания датчика угарного газа являются батарейки – прерывистый регулярный звуковой сигнал датчика свидетельствует об опустошении батареек. Это значит, что батарейку следует немедленно заменить.
• Дополнительную информацию о газовой безопасности для бытовых потребителей найдете

Что делать если сработал датчик угарного газа?

• Быстро открыть окна и двери и тщательно проветрить комнату.
• Выключить все отопительные системы или потушить огонь в печке или плите.
• Вызовите на место профессионального техника, который поможет разрешить проблему. До приезда техника сами не включайте отопительные приборы.
• Если заметили у кого-то симптомы отравления угарным газом, то немедленно выведите человека на свежий воздух, вызовите скорую

Статистика

Выезды Спасательного департамента на случаи, связанные с газом:
2015 – 291
2016 – 403
2017 – 421
2018* – 356

*По состоянию на 14 октября

Основные регионы, откуда часто поступают вызовы – Харьюмаа и Ида-Вирумаа. Города Таллинн, Кохтла-Ярве, Тарту и Нарва.

71% случаев происходит в жилых помещениях

60% в квартирах

25% на лестничных площадках

Возьмите на заметку!

• Никогда не осуществляйте ремонт газовых установок сами!
• Установите датчик угарного газа – он обязателен с 1 января 2018 года!
• Домашние газовые установки должен проверять и обслуживать специалист один раз в год! Дополнительные требования могут возникнуть из устройства по эксплуатации устройства.
• Дымоход газового устройства необходимо прочищать согласно инструкции. Если в инструкции по эксплуатации совет отсутствует, тогда это необходимо делать один раз в год. Дымоход может чистить только квалифицированный трубочист, который имеет соответствующее удостоверение.
• Строительство, ремонт и обслуживание могут производить только лица, имеющие необходимые для работы с газом навыки.
• Список фирм и их контактов на страничке Департамента технического надзора

• Наличие профессиональных навыков можно проверить по название предприятия на сайте

Администрация Куйтунского городского поселения | Угарный газ, или моноксид углерода (его формула — СО) образуется при горении любых веществ и материалов, содержащих углерод.

25 декабря 2019

24.12.2019

Угарный газ, или моноксид углерода (его формула — СО) образуется при горении любых веществ и материалов, содержащих углерод. Это уголь, нефть, дрова, природный газ — всё, что сжигают для получения энергии. СО обильно выделяется при пожарах — многие жертвы погибают от него, а вовсе не от огня. Отравление угарным газом очень опасно для жизни и здоровья, оно легко приводит к летальному исходу.

Статистика говорит, что в России за последние 12 лет только из-за нарушений правил безопасности при обращении с отопительным оборудованием и газовыми плитами погибли 3364 человека. Половина из них умерли, отравившись угарным газом.

Кроме бытовых, есть еще и производственные случаи отравления угарным газом: он используется в качестве сырья во многих химических производствах. Он — промежуточный реагент при реакциях с водородом, в которых получают органические спирты и неразветвленные углеводороды. А еще моноксидом углерода обрабатывают мясо и рыбу: это придает волокнам ярко-красный цвет и свежий вид, не изменяя вкуса.

Как работает «молчаливый убийца»

У СО нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, он не раздражает дыхательные пути и кожу, легко смешивается с воздухом. За это его и назвали «молчаливым убийцей».

Фатальное действие угарного газа основано на том, что он «сотрудничает» сгемоглобином. Этот белок находится в эритроцитах (красных кровяных тельцах). Именно благодаря ему мы дышим: гемоглобин подхватывает в легких кислород (и превращается воксигемоглобин) и переносит его с током крови к органам и тканям человека.

СО связывается с гемоглобином прочнее и легче, чем кислород. Он образует карбоксигемоглобин, который ничем не может помочь организму, желающему дышать. Коварное вещество не отдает кислород, «запирает» в крови.

Кровь насыщается кислородом, становясь все краснее и краснее, а органы задыхаются. Смерть наступает от удушья, причем человек это замечает не сразу — можно дотянуть до того момента, когда помочь уже ничем нельзя.

Мало кто задумывается о том, что даже «немножко угорев», надышавшись СО, можно получить необратимые повреждения мозга, и остаться на всю жизнь «угорелым».

Симптомы отравления

Начавшееся отравление диагностируется только по симптомам. Например, из-за кислородного голодания мозга развивается дезориентированность движений.

Помните народную метафору «метаться как угорелый»? Изначально в нее добавлялось слово «кот». Гоголь в «Ревизоре» об этом нам напоминает: «Что за ветреность такая! Вдруг вбежала как угорелая кошка». И действительно, кошки действительно начинают чувствовать симптомы отравления угарным газом раньше — просто они весят намного меньше нас. Аномальное поведение угорелых котов в свое время спасло немало семей.

У «молчаливого» убийцы жестокое чувство юмора — благодаря тому, что кровь продолжает насыщаться гемоглобином, у жертв сохраняется здоровый румянец. Поэтому и сложно со стороны диагностировать отравление и удушье, ведь в большинстве случаев при нехватке кислорода человек бледнеет или даже синеет.

Не смертельные отравления угарным газом могут вызывать тошноту, головокружение и нарушения работы мозга. Если человек получил большую дозу (например, долго находился в бане с горящими дровами и закрытой заслонкой печи), у него могут появиться галлюцинации, он теряет сознание, начинаются конвульсии и развивается дыхание Чейна-Стокса.

Как помочь угоревшему

При первом же подозрении на отравление угарным газом надо вызывать скорую помощь. Антидота, нейтрализующего действие СО, не существует: вся медицинская помощь будет сводиться к тому, чтобы максимально насытить кислородом оставшийся в рабочем состоянии гемоглобин.

До приезда скорой надо обеспечить пострадавшему возможность дышать полной грудью: снять тесную одежду, обязательно вынести на свежий воздух. Если он в сознании и способен глотать — напоите его кофе или крепким чаем: кофеин стимулирует дыхательный центр в мозге.

Обязательно накройте человека одеялом или теплой одеждой: при отравлении моноксидом углерода нарушается терморегуляция, и можно переохладиться, даже если температура комфортна для здоровых людей.

Внимание: все эти меры помогут лишь при легкой степени воздействия СО. Угарный газ — очень сильный яд, и при тяжелом отравлении медицина, увы, бессильна.

Как избежать отравления

Теперь вы понимаете, почему надо внимательно относиться к профилактике отравления угарным газом.

-нужно регулярно проверять отопительную технику, если вы обогреваетесь не стандартными городскими батареями, а, например, газовым котлом или русской печью. Вызывайте специалистов примерно раз в год, пусть проводят полную инспекцию.

-если вы топите баню, ни в коем случае не находитесь в ней, когда заслонка печи закрыта, а угли еще красные: это значит, что процесс горения еще не кончился, СО еще выделяется, но в трубу не уходит, а остается внутри помещения.

-нельзя перекрывать всю вентиляцию в помещении. Даже ради экономии тепла.

-если у вас коттедж или дачный дом с собственной системой отопления — вы автоматически в группе риска. Установите в доме датчики угарного газа.

– в гараже, тоннеле, при длительном нахождении в автомобиле всегда выключать двигатель.
-не спать в автомобиле с включенным двигателем.
– при малейшем подозрении на отравление угарным газом – проветрить помещение, выйти на свежий воздух. Не ложиться спать, если вы чувствуете слабость, сонливость, головокружение.

Если зафиксирована утечка, срочно покидайте помещение. Вас не защитят респиратор или даже противогаз с угольным фильтром — молекула угарного газа очень маленькая, она легко пройдет через фильтры.

Если дома с печкой у вас нет, не торопитесь расслабляться. Особенно если любите кальян. В процессе курения можно запросто получить легкое отравление угарным газом. Головные боли, головокружение, тошнота, сонливость после кальяна — его яркие симптомы. Угарный газ в этом случае накапливается, если в кальян поступает недостаточно кислорода.

Когда угарный газ — друг

Моноксид углерода — не абсолютный враг, все дело опять в дозировке. Он вырабатывается и организмом человека. Скорее всего, этот атавизм остался нам от далеких-далеких предков, которые еще только вышли из воды на сушу. В те времена в атмосфере было очень много СО, и некоторые базовые биологические механизмы зародились именно тогда, с использованием этой молекулы.

Мы вырабатываем 3–6 мл угарного газа в день (такой СО называется эндогенным), а если в организме есть воспаления — то и больше. Эндогенный угарный газ служит человеку: он регулирует кровяное давление при стрессах. Есть данные о том, что он участвует в защите нервных клеток при апоплексии и болезни Альцгеймера.

Помните, угарный газ коварен, он действует быстро и незаметно, поэтому жизнь и здоровье зависят от быстроты принятых мер. Берегите себя и своих близких!

Инструктор противопожарной профилактики

ОГБУ «ПСС Иркутской области»

ЕвгенияСтепанюк

Дата создания: 25-12-2019

Природный газ и окружающая среда

Природный газ обладает многими качествами, которые делают его эффективным, относительно чистым и экономичным источником энергии. Однако при производстве и использовании природного газа необходимо учитывать некоторые проблемы, связанные с окружающей средой и безопасностью.

Природный газ – относительно чистое горючее ископаемое

Сжигание природного газа для получения энергии приводит к меньшим выбросам почти всех типов загрязнителей воздуха и углекислого газа (CO2), чем сжигание угля или нефтепродуктов для производства равного количества энергии.Около 117 фунтов диоксида углерода производится на миллион британских тепловых единиц (MMBtu) эквивалента природного газа по сравнению с более чем 200 фунтами CO2 на MMBtu угля и более 160 фунтами на MMBtu дистиллятного мазута. Свойства чистого горения природного газа способствовали увеличению использования природного газа для производства электроэнергии и в качестве транспортного топлива для транспортных средств в Соединенных Штатах.

Природный газ – это в основном метан – сильный парниковый газ

Некоторые утечки природного газа в атмосферу из нефтяных и газовых скважин, резервуаров для хранения, трубопроводов и перерабатывающих предприятий.По оценкам Агентства по охране окружающей среды США, в 2018 году выбросы метана из систем природного газа и нефти, а также из заброшенных нефтяных и газовых скважин составили около 29% от общих выбросов метана в США и около 3% от общих выбросов парниковых газов в США ¹ . Нефтяная и газовая промышленность принимает меры для предотвращения утечек природного газа.

Разведка, бурение и добыча природного газа влияют на окружающую среду

Когда геологи исследуют месторождения природного газа на суше, они могут нарушать растительность и почву своими транспортными средствами. Бурение скважины на природный газ на суше может потребовать расчистки и выравнивания территории вокруг буровой площадки. Бурение скважин приводит к загрязнению воздуха и может беспокоить людей, дикую природу и водные ресурсы. Прокладка трубопроводов, по которым природный газ поступает из скважин, обычно требует расчистки земли для заглубления трубы. При добыче природного газа также могут образовываться большие объемы загрязненной воды. Эта вода требует надлежащего обращения, хранения и обработки, чтобы она не загрязняла землю и другие воды. Скважины и трубопроводы природного газа часто имеют двигатели для запуска оборудования и компрессоры, которые производят загрязнители воздуха и шум.

В районах, где природный газ добывается из нефтяных скважин, но его неэкономично транспортировать для продажи или он содержит высокие концентрации сероводорода (токсичный газ), он сжигается (сжигается) на скважинах. При сжигании природного газа на факелах образуется CO2, оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота и многие другие соединения, в зависимости от химического состава природного газа и от того, насколько хорошо природный газ сгорает на факеле. Однако сжигание на факеле безопаснее, чем выброс природного газа в воздух, и приводит к снижению общих выбросов парниковых газов, поскольку CO2 не является таким сильным парниковым газом, как метан.

Бурение скважин на природный газ

Источник: Бюро землепользования (общественное достояние)

Передовые технологии, такие как спутники, системы глобального позиционирования, устройства дистанционного зондирования, а также трехмерные и четырехмерные сейсмические технологии, позволяют обнаруживать запасы природного газа при бурении меньшего числа скважин.

Развитие технологий бурения и добычи оказывает положительное и отрицательное влияние на окружающую среду

Новые технологии бурения и добычи природного газа значительно сокращают площадь земель, занятых разработкой нефтегазовых ресурсов. Методы горизонтального и направленного бурения позволяют добывать больше природного газа из одной скважины, чем в прошлом, поэтому для разработки месторождения природного газа требуется меньше скважин.

• ГРП скважин требует большого количества воды. В некоторых районах страны значительное использование воды для гидроразрыва пласта может повлиять на водную среду обитания и доступность воды для других целей.
• При неправильном обращении жидкость для гидроразрыва пласта, которая может содержать потенциально опасные химические вещества, может быть выброшена через разливы, утечки, дефектную конструкцию скважины или другие пути воздействия.Эти выбросы могут загрязнить прилегающие территории.
• Гидравлический разрыв пласта приводит к образованию большого количества сточных вод на поверхности, которые могут содержать растворенные химические вещества и другие загрязнители, которые требуют обработки перед утилизацией или повторным использованием. Из-за количества производимой воды и сложностей, связанных с очисткой некоторых компонентов сточных вод, важны надлежащая очистка и удаление сточных вод.
• По данным Геологической службы США, гидроразрыв пласта “…. вызывает небольшие землетрясения, но они почти всегда слишком малы, чтобы представлять угрозу безопасности. Помимо природного газа на поверхность возвращаются жидкости гидроразрыва и пластовые воды. Эти сточные воды часто сбрасывают путем закачки в глубокие скважины. Закачка сточных вод в недра может вызвать землетрясения, которые достаточно сильны, чтобы их можно было почувствовать, и может вызвать повреждения ».
• Природный газ может быть выброшен в атмосферу во время и после бурения скважины, и количество этих выбросов изучается.

Добыча, транспортировка, распределение и хранение природного газа требуют строгих правил и стандартов безопасности

Поскольку утечка природного газа может вызвать взрыв, действуют строгие правительственные постановления и отраслевые стандарты, обеспечивающие безопасную транспортировку, хранение, распределение и использование природного газа. Поскольку переработанный природный газ не имеет запаха, компании, работающие в сфере природного газа, добавляют в природный газ меркаптан с сильным запахом, напоминающим запах тухлых яиц, чтобы люди могли почувствовать запах утечек.

Последнее обновление: 24 сентября 2020 г.

Воздействие природного газа на окружающую среду

Землетрясения

Гидравлический разрыв сам по себе был связан с сейсмической активностью низкой магнитуды – менее 2-х моментов (M) [шкала моментной магнитуды теперь заменяет шкалу Рихтера] – но такие умеренные явления обычно не обнаруживаются на поверхности [26]. Однако удаление сточных вод гидроразрыва путем закачки их под высоким давлением в глубокие нагнетательные скважины класса II было связано с более крупными землетрясениями в Соединенных Штатах [27].По крайней мере, половина землетрясений силой 4,5 М и более, произошедших внутри Соединенных Штатов за последнее десятилетие, произошла в регионах с потенциальной сейсмичностью, вызванной нагнетанием [28]. Хотя отнести отдельные землетрясения к нагнетанию может быть непросто, во многих случаях эта связь подтверждается временем и местоположением событий [29].

Артикул:

[1] Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL). 2010. Базовый план затрат и производительности для электростанций, работающих на ископаемом топливе, Том 1: Использование битуминозного угля и природного газа в электроэнергии.Редакция 2. Ноябрь. DOE / NETL-2010/1397. Министерство энергетики США.

[2] FuelEconomy.gov. 2013. Найдите машину: сравните бок о бок. Министерство энергетики США.
Аргоннская национальная лаборатория (ANL). 2012. GREET 2 2012 rev1. Министерство энергетики США.

[3] Myhre, G., D. Shindell, F.-M. Bréon, W. Collins, J. Fuglestvedt, J. Huang, D. Koch, J.-F. Ламарк, Д. Ли, Б. Мендоза, Т. Накадзима, А. Робок, Г. Стивенс, Т. Такемура и Х. Чжан. 2013. Антропогенное и естественное радиационное воздействие. В книге «Изменение климата 2013: основы физических наук: вклад Рабочей группы I в пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата» под редакцией Т.Ф. Стокер, Д. Цинь, Г.-К. Платтнер, М. Тиньор, С.К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс, П.М. Мидгли. Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета, 659–740. В Интернете по адресу www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_Chapter08_FINAL.pdf.

[4] Толлефсон, Дж. 2013. Утечки метана подрывают экологичность природного газа.Nature 493, DOI: 10.1038 / 493012a.
Cathles, L.M., L. Brown, M. Taam и A. Hunter. 2012. Комментарий Р. В. Ховарта, Р. Санторо и А. Инграффе к «Следу парникового эффекта природного газа в сланцевых формациях». Изменение климата doi: 10.1007 / s10584-011-0333-0.
Ховарт Р.В., Д. Шинделл, Р. Санторо, А. Инграффеа, Н. Филлипс и А. Таунсенд-Смолл. 2012. Выбросы метана из систем природного газа. Справочный документ, подготовленный для Национальной оценки климата. Регистрационный номер 2011-0003.
Петрон, Г., Г. Фрост, Б.Т. Миллер, А. Hirsch, S.A. Montzka, A. Karion, M. Trainer, C. Sweeney, A.E. Andrews, L. Miller, J. Kofler, A. Bar-Ilan, E.J. Длгокенки, Л. Патрик, К. Моор, Т. Райерсон, К. Сисо, В. Колодзев, П.М. Lang, T. Conway, P. Novelli, K. Masarie, B. Hall, D. Guenthere, D. Kitzis, J. Miller, D. Welsh, D. Wolfe, W. Neff и P. Tans. 2012. Характеристика выбросов углеводородов в Колорадском переднем хребте: пилотное исследование. Журнал геофизических исследований в печати, DOI: 10.1029 / 2011JD016360.
Сконе, Т. 2012. Роль альтернативных источников энергии: оценка энергетических технологий на природном газе. DOE / NETL-2011/1536. Национальная лаборатория энергетических технологий.

[5] Bradbury et al. 2013

[6] Альварес, Р.А., С.В. Пакала, Дж. Дж. Winebrake, W.L. Хамейдес, С.П. Гамбург. 2012. Необходимо уделять больше внимания утечке метана из инфраструктуры природного газа. Труды Национальной академии наук 109: 6435–6440.

[7] Альварес, Р.А., С.В. Пакала, Дж.J. Winebrake, W.L. Хамейдес, С.П. Гамбург. 2012. Необходимо уделять больше внимания утечке метана из инфраструктуры природного газа. Труды Национальной академии наук 109: 6435–6440.
Wigley, T.M.L. 2011. Уголь в газ: влияние утечки метана. Изменение климата 108: 601-608. Боулдер, Колорадо: Национальный центр атмосферных исследований.
Харви, С., В. Говришанкар и Т. Сингер. 2012. Утечка прибыли. Нефтегазовая промышленность США может уменьшить загрязнение окружающей среды, сберечь ресурсы и зарабатывать деньги, предотвращая выбросы метана.Нью-Йорк: Совет по защите природных ресурсов.
Международное энергетическое агентство (МЭА). 2012. Золотые правила золотого века газа: специальный доклад World Energy Outlook по нетрадиционному газу. Париж. Онлайн здесь. (Брэдбери и др., 2013)

[8] Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. 1999. Оценка жизненного цикла угольной энергетики.
Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. 2000. Оценка жизненного цикла парогазовой системы выработки электроэнергии на природном газе.

[9] Совет по воздушным ресурсам Калифорнийского агентства по охране окружающей среды.2012. Влияние загрязнения воздуха на здоровье.

[10] Лайман, С., и Х. Шортхилл, 2013 г. Исследование озона и качества воздуха в бассейне Юинта в зимний период. Заключительный отчет. Документ №. CRD13-320.32. Коммерциализация и региональное развитие. Государственный университет Юты. 1 февраля.
Агентство по охране окружающей среды (EPA). 2012. Какие шесть наиболее распространенных загрязнителей воздуха? 20 апреля.
McKenzie, L.M., R.Z. Виттер, Л. Ньюман и Дж. Л. Адгейт. 2012. Оценка риска для здоровья человека от выбросов в атмосферу при разработке нетрадиционных ресурсов природного газа.Наука об окружающей среде в целом 424: 79–87. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2012.02.018.
Петрон, Г., Дж. Фрост, Б. Миллер, А. Hirsch, S.A. Montzka, A. Karion, M. Trainer, C. Sweeney, A.E. Andrews, L. Miller, J. Kofler, A. Bar-Ilan, E.J. Длугокенки, Л. Патрик, К. Мур-младший, Т. Райерсон, К. Сисо, В. Колодзей, П.М. Lang, T. Conway, P. Novelli, K. Masarie, B. Hall, D. Guenther, D. Kitzis, J. Miller, D. Welsh, D. Wolfe, W. Neff и P. Tans. 2012. Характеристика выбросов углеводородов в Колорадском переднем хребте: пилотное исследование.Журнал геофизических исследований: атмосферы 117 (D4). DOI: 10.1029 / 2011JD016360.

[11] Агентство по охране окружающей среды (EPA). 2013. Приземный озон. 14 августа.
Агентство по охране окружающей среды (EPA). 2013. Твердые частицы (ТЧ). 18 марта.>
Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR). 2004. Профиль взаимодействия токсичных веществ: бензол, толуол, этилбензол и ксилолы (BTEX). Может.

[12] McKenzie et al. 2012.

[13] Уильямс, Х.F.L., D.L. Хэвенс, К. Бэнкс и Д. Вачал. 2008. Полевой мониторинг стока наносов с площадок газовых скважин в округе Дентон, штат Техас, США. Геология окружающей среды 55: 1463–1471.

[14] Бертон, Г.А., К.Дж. Надельхоффер и К. Пресли. 2013. Гидравлический разрыв пласта в штате Мичиган: Окружающая среда / технический отчет по экологии. Университет Мичигана. 3 сентября.

[15] Колборн, Т., К. Квятковски, К. Шульц и М. Бахран. 2011. Операции с природным газом с точки зрения общественного здравоохранения.Оценка рисков для человека и окружающей среды: Международный журнал. 17 (5): 1039–1056. Октябрь.

[16] Воздушный газ. 2013. Паспорт безопасности материала: метан.

[17] Департамент охраны окружающей среды Пенсильвании (PADEP). 2009. По состоянию на 15 сентября 2013 г.
Департамент природных ресурсов штата Огайо, Отдел управления минеральными ресурсами. 2008. Отчет о расследовании вторжения природного газа в водоносные горизонты в городке Бейнбридж в округе Геога, штат Огайо. 1 сентября

[18] Отделение по сохранению нефти Нью-Мексико (NMOCD).2008. Случаи загрязнения грунтовых вод Нью-Мексико веществами из ям. 12 сентября.

[19] Vidic, R.D., S.L. Brantley, J.M. Vandenbossche, D. Yoxtheimer и J.D. Abad. 2013. Влияние добычи сланцевого газа на качество воды в регионе. Наука 340 (6134). DOI: 10.1126 / science.1235009.
Харрисон, С.С. 1983. Система оценки опасности загрязнения грунтовых вод из-за бурения газовых скважин на ледниковом Аппалачском плато. Подземные воды 21 (6): 689–700.

[20] Агентство по охране окружающей среды (EPA).2012. Изучение потенциального воздействия гидроразрыва пласта на ресурсы питьевой воды. Отчет о проделанной работе. EPA 601 / R-12/011. Декабрь.
Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL). 2009. Современная разработка сланцевого газа в США: учебник. Министерство энергетики США. Апреля.

[21] Wiseman, H.J. 2013c. Риск и реакция в политике гидроразрыва. 84 U. Colo. L. Rev. 758-61, 766-70, 788-92.

[22] Haluszczak, L.O., A.W. Роуз и Л. Kump. 2012. Геохимическая оценка выноса рассола из газовых скважин Marcellus в Пенсильвании, США.Прикладная геохимия 28: 55–61.
Роуэн, Э.Л., М.А.Энгл, К.С.Керби, Т.Ф. Kraemer. 2011. Содержание радия в добываемых водах нефтяных и газовых месторождений в северной части Аппалачского бассейна (США): сводка и обсуждение данных. Геологическая служба США. Отчет о научных исследованиях 2011–5135.

[23] Агентство по охране окружающей среды (EPA). 2012f. Изучение потенциального воздействия гидроразрыва пласта на ресурсы питьевой воды. Отчет о проделанной работе. EPA 601 / R-12/011. Декабрь.

[24] Агентство по охране окружающей среды (EPA).2013a. Добыча природного газа – гидроразрыв пласта. 12 июля.

[25] Breitling Oil and Gas. 2012. Сланец США сталкивается с жалобами на воду и прозрачность. 4 октября.
Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL). 2009. Современная разработка сланцевого газа в США: учебник. Министерство энергетики США. Апреля.

[26] Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL). 2010. Базовый план затрат и производительности для электростанций, работающих на ископаемом топливе, Том 1: Использование битуминозного угля и природного газа в электроэнергии.Редакция 2. Ноябрь. DOE / NETL-2010/1397. США
Министерство энергетики США.

[27] Национальный исследовательский совет. 2013. Потенциал индуцированной сейсмичности в энергетических технологиях. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press.
Королевское общество, Королевская инженерная академия. 2012. Добыча сланцевого газа в Великобритании: обзор гидроразрыва пласта. Июнь.

[28] van der Elst, N.J. et al. 2013. Улучшенное инициирование удаленных землетрясений в местах нагнетания жидкости на Среднем Западе США.Наука, т. 341, с. 164-167.

[29] Van der Elst 2013.

Есть ли выбросы CO2 от природного газа?

Если вы когда-либо жили в большом городе или бывали в нем, вы, вероятно, видели городской автобус с табличкой на обратной стороне, которая гласит: «Этот автобус работает на чистом природном газе». До недавнего времени природный газ считался одним из самых чистых ископаемых видов топлива. Тем не менее, новые исследования показывают, что это может быть хуже для озонового слоя, чем уголь – топливо, хорошо известное своими вредными выбросами. Чтобы понять это противоречие, нам нужно сначала понять, как работает природный газ.

Геологический процесс

Природный газ образуется в течение тысяч лет, когда разлагающиеся растения и животные оказываются в ловушке под слоями горных пород. Из-за чрезмерного давления и тепла это органическое вещество начинает медленно разрушаться. Постепенно энергия, запасенная в органическом веществе, превращается в углерод. В результате получается один из трех источников энергии – уголь, нефть или природный газ. Природный газ – исторически считающийся самым чистым из трех – в основном состоит из метана и представляет собой газ без запаха, заключенный между сланцевыми породами.

В Соединенных Штатах почти 25 процентов потребляемой нами энергии приходится на природный газ. В основном он используется в домах для отопления и приготовления некоторых газовых приборов. Но его также можно использовать вместо бензина в транспортных средствах. Двумя основными побочными продуктами сгорания природного газа являются диоксид углерода и водяной пар, что делает его чрезвычайно чистым топливом по сравнению с углем и нефтью, которые имеют более высокие выбросы диоксида углерода в дополнение к другим вредным побочным продуктам.

CO2 в атмосфере

При сжигании ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и природный газ, в воздух выделяются газы, в основном двуокись углерода, двуокись серы, метан и закись азота.Они также естественным образом существуют в атмосфере Земли, чтобы удерживать тепло; однако ученые считают, что сжигание ископаемого топлива вызывает увеличение количества этих газов, что приводит к глобальному потеплению и другим пагубным последствиям для окружающей среды.

Хотя при сжигании природного газа образуется углекислый газ, он производит примерно на 30 процентов меньше, чем нефть, и на 45 процентов меньше, чем уголь, а природный газ не производит частиц золы, как уголь и нефть, что увеличивает загрязнение воздуха. Хотя он не так сильно влияет на глобальное потепление на единицу по сравнению с другими парниковыми газами, это, безусловно, самый распространенный парниковый газ в нашей атмосфере, и сокращение выбросов углекислого газа было основной целью сдерживания парникового эффекта. .

Фрекинг и метан

Итак, если природный газ менее вреден для озона, чем другие ископаемые виды топлива, почему недавние исследования говорят об обратном? Разрушительные побочные эффекты природного газа проявляются еще до того, как он попадет в трубы, по которым он доставляется к потребителям; это наиболее распространенный и экономичный метод добычи природного газа, известный как «гидроразрыв». Гидравлический разрыв пласта использует воду под высоким давлением для «разрыва» сланцевых пород, в которых задерживается природный газ.

В процессе гидроразрыва небольшое количество метана выбрасывается непосредственно в атмосферу.А метан считается более опасным для окружающей среды, чем углекислый газ, потому что он нагревает Землю. Несмотря на то, что метан распадается относительно быстро, поэтому он не остается источником тепла надолго – в отличие от углекислого газа, который может оставаться в атмосфере в течение сотен тысяч лет – он все еще считается более вредным из два.

Чистая энергия?

Действительно ли природный газ является экологически чистым источником энергии? Скорее всего, пока рано говорить об этом. Исследования, которые показывают отрицательные побочные эффекты природного газа, не изучали достаточно долгий период времени, чтобы дать твердый ответ, с которым могли бы согласиться обе стороны аргумента.Но исследования, по крайней мере, пролили свет на необходимость дополнительных исследований. Между тем, независимо от того, какой у вас источник энергии, лучше всего экономить.

Природный газ – гораздо более «грязный» источник энергии с точки зрения углерода, чем мы думали

В разгар летнего полевого сезона в Гренландии в 2015 году Бенджамин Хмиэль и его команда периодически пробуривали замерзшие внутренности массивного ледникового покрова. вытаскивая кусок кристаллического льда размером с двигатель мотоцикла. Лед стал частью ответа на вопрос, который мучил ученых в течение многих лет: сколько метана в атмосфере, одном из самых мощных источников глобального потепления, поступает из нефтегазовой промышленности?

Ранее считалось, что геологические источники, такие как просачивание вулканов и загазованные грязевые котлы, выбрасывают около 10 процентов метана, который ежегодно попадает в атмосферу.Но новое исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Nature , , предполагает, что природные геологические источники составляют гораздо меньшую долю метана в сегодняшней атмосфере. Вместо этого исследователи говорят, что метан, скорее всего, связан с промышленностью. В сумме результаты показывают, что мы недооценили влияние метана на добычу ископаемого топлива до 40 процентов.

Это и плохие новости для изменения климата, и хорошие, – говорит Хмиэль, ведущий автор исследования и исследователь из Рочестерского университета.Плохо, потому что это означает, что добыча нефти и газа оказала более беспорядочное, большее влияние на бюджет парниковых газов, чем предполагали ученые. Но Хмиэль находит результат обнадеживающим почти по той же причине: чем больше выбросов метана может быть связано с деятельностью человека, такой как добыча нефти и газа, тем более строгий контроль означает, что директивные органы, предприятия и регулирующие органы должны решить проблему.

«Если мы подумаем об общем количестве метана в атмосфере как о ломтиках пирога – один кусок от жвачных животных, другой – от водно-болотных угодий.Мы привыкли думать, что кусок геологического метана был слишком большим », – говорит Хмиэль. «Итак, мы говорим, что кусок пирога с ископаемым топливом больше, чем мы думали, и мы можем иметь большее влияние на размер сегмента, потому что это то, что мы можем контролировать».

Метан, «мостовое» топливо – но мост, куда?

Мощный парниковый газ, углеродное ядро ​​метана и водородные рукава расположены в такой конфигурации, которая обеспечивает исключительное поглощение тепла.В 20-летнем масштабе молекула метана примерно в 90 раз эффективнее улавливает тепло в атмосфере, чем молекула углекислого газа, парникового газа, который в наибольшей степени контролирует потепление Земли в долгосрочной перспективе.

После промышленной революции концентрации метана в атмосфере увеличились как минимум на 150 процентов. Из-за его эффективности, чем больше его в воздухе, тем сложнее будет удержать температуру на планете от взлета и по сравнению с глобальными климатическими целями.

Метан также является главным действующим лицом в глобальной научной загадке, длившейся десятилетия: откуда именно берется весь дополнительный метан, разогревающий атмосферу сегодня? Это коровья отрыжка или рисовые поля? Утечки при добыче нефти и газа? Бурлящие газовые грязевые вулканы или просачивания по подвижным пластам Земли?

За последние несколько десятилетий, когда все громче звучали призывы сократить выбросы углекислого газа, а технологии сбора природного газа, такие как гидроразрыв, стали дешевле, многие угольные электростанции в Соединенных Штатах и ​​за рубежом были выведены из эксплуатации. В США с 2010 года закрылось более 500 угольных электростанций. Во многих случаях их заменяют электростанции, работающие на природном газе (который состоит в основном из метана), которые в настоящее время обеспечивают почти 40 процентов потребностей США в энергии.

Метан горит более эффективно, чем уголь, что делает его лучшим вариантом с точки зрения затрат на выбросы углерода и загрязнения воздуха, чем уголь. Кроме того, он остается в атмосфере гораздо меньше времени, чем CO2 – в среднем девять лет по сравнению с сотнями CO ₂ .

Из-за своих характеристик природный газ часто рекламировался как «мостовое топливо», помогающее плавно перейти к углеродно-нейтральному энергетическому будущему. Заводы по производству природного газа удовлетворяют потребности в энергии сегодня, в то время как развиваются возобновляемые или углеродно-отрицательные технологии.

«Возникает вопрос: это мостовое топливо или оно будет использоваться еще очень долго?» говорит Шейла Олмстед, экономист-эколог из Техасского университета в Остине. «Рынок говорит нам, что он, вероятно, будет существовать еще долго.”

Однако климатическая стоимость природного газа основывалась на основном предположении: общие выбросы углерода от природного газа меньше, чем от других источников. Но в последние годы флотилия научных исследований поставила это предположение под сомнение, в первую очередь из-за того, сколько газа теряется в процессе производства.

Если утечек или потерь очень мало – менее нескольких процентов от общего количества извлеченного газа – математика окупается или выходит вперед.Но если этот «уровень утечки» превысит 1 процент от общего объема извлеченного газа, бюджет станет размытым, говорит Роберт Ховарт, ученый-климатолог из Корнелла.

Одно недавнее исследование показало, что широко используемая «скорость утечки» газа в процессе добычи природного газа в США может составлять более 2 процентов. Другие, изучив конкретные «сверхизлучатели» в основных регионах бурения США, обнаружили еще большую утечку.

«За последние несколько лет исследований я бы сказал, что все аргументы в пользу использования метана в качестве топлива для мостов действительно исчезли», – говорит Ховарт.«Но если мы вернемся и скажем, что нам действительно нужен природный газ на какое-то время, этот расчет будет зависеть от точки безубыточности метана. И мы не уверены, что близки к этому ».

Критически важно постепенно сократить выбросы CO2, подчеркивает Джессика Транчик, эксперт по энергетике из Массачусетского технологического института, потому что это то, что будет удерживать планету от долгосрочного потепления. Но для достижения климатических целей, которые мир пытается достичь прямо сейчас, – чтобы температура воздуха не превысила целевые 3,6 градуса по Фаренгейту (2 градуса Цельсия), установленные Парижским соглашением 2015 года, – также крайне важно не допустить утечки любого лишнего метана в атмосферу.

«Невозможно достичь этих климатических целей с помощью метана в смеси», – говорит Лена Хёглунд Исакссон, эксперт по парниковым газам из Австрийского международного института прикладного системного анализа.

(См. Метан, вытекающий из утечки на месторождении природного газа недалеко от Лос-Анджелеса).

У льда есть ответы

Чрезвычайно сложно определить, какое количество метана в атмосфере поступает из человеческих источников, таких как бурение или сжигание нефти и газа, сколько поступает из других источников, находящихся под влиянием человека, таких как сельское хозяйство и сколько поступает из природных источников, таких как просачивание вулканов.

Откуда он приходит, определяет, что люди могут с этим поделать. Если это нефть и газ, мы можем исправить системы, чтобы производить меньше. Если это вулканы, у нас может быть меньше возможностей управлять выбросами.

«Это похоже на детектив, – говорит Хёглунд Исакссон.

В прошлом ученые делали оценки того, сколько так называемого природного метана поступает из геологических источников, путешествуя к конкретному просачиванию или грязному вулкану и очень тщательно измеряя его выбросы. Затем ученые расширили бы масштабы этих наблюдений, чтобы сделать оценку для всей планеты.Используя эту стратегию, по большинству оценок годовой вклад метана из природных геологических источников составляет около 50 тераграмм в год, что составляет около 10 процентов от общего годового количества выбрасываемого метана. По последним оценкам, общий годовой вклад метана от добычи и сжигания ископаемого топлива составляет чуть менее 200 тераграмм.

Команда Хмиэля подозревала, что геологические источники на самом деле могут быть еще меньше – и у них было место, чтобы проверить это подозрение: широкий плоский ледяной щит Гренландии. Лед там, погребенный на глубине более 100 метров под поверхностью, датируется еще до начала промышленной революции в 1800-х годах, поэтому доиндустриальный метан был захвачен внутри крошечных пузырьков воздуха в его замороженной решетке.

Они выкопали более 2 000 фунтов льда. Затем они высосали метансодержащий воздух из пузырьков, застрявших во льду.

Метан из природных геологических источников имеет несколько иной химический состав, чем метан из других источников, например, из водно-болотных угодий. Метан, высосанный из 250-летнего льда, содержал следы лишь крошечного количества геологического метана. А поскольку образцы были получены до начала промышленной революции и одновременного увеличения количества метана из угля и нефти, следов метана из ископаемого топлива не было.

Напротив, образцы, полученные после начала промышленной революции, показали характерный отпечаток ископаемого топлива.

Но ключевой вывод заключался в том, как мало метана из геологических источников было во льду: не более 5 тераграмм метана, выбрасываемого в атмосферу в год в те дни, когда еще не было ископаемого топлива. Маловероятно, что геология изменилась за такое короткое время, поэтому эта оценка, по словам Хмиля, также является хорошим предположением о том, какой вклад геология вносит сегодня.

Важно отметить, что этот вклад в 10 раз меньше других оценок, включая те, которые используются Агентством по охране окружающей среды США и Межправительственной группой экспертов по изменению климата, которые используются для научных оценок и политических решений.

В целом, ученые давно точно знают, сколько метана содержится в атмосфере. Это число не изменилось: ежегодно в атмосфере собирается около 570 тераграмм метана. Но если природных геологических источников намного меньше, то разницу должен компенсировать какой-то другой источник.Команда также может продемонстрировать, что наиболее вероятным источником являются нефтегазовые операции.

Если нефтегазовые операции оказали гораздо большее влияние на выбросы метана, чем считалось ранее, подумал Хмиэль, это также означает, что они могут очистить эти выбросы – как за счет уменьшения количества используемого газа, так и за счет очистки утечек, факелов, и другие отходы технологического процесса.

«Энергетические компании, которые в настоящее время выбирают, сосредоточиться ли на ветряной и солнечной энергии или на газе, – если они выберут газ, очень важно понимать, что эта установка будет существовать в течение десятилетий», – говорит Олмстед.

«Они обладают реальной выносливостью, значительно превышающей срок годности, указанный на паспортной табличке. Зная это, меняет ли это решения, которые мы принимаем сегодня? Что мы повлияем на выбросы метана на 10, 20, 30, 40 лет в будущем? »

Природный газ: почему он грязный?

Природный газ продается как чистый источник энергии. Но реальность совсем не похожа на маркетинг. Природный газ – это ископаемое топливо, сильно загрязняющее окружающую среду. Его воздействия включают:

Изменение климата

При сжигании ископаемого топлива в атмосферу выделяется углекислый газ, повышая уровень CO2, улавливая тепло и способствуя глобальному изменению климата.

• Хотя природный газ является более чистым ресурсом горения, чем уголь и жидкая нефть, он все же выделяет большое количество углерода в атмосферу в форме как CO2, так и метана.

• CO2 выделяется при сгорании, процессе, используемом для выработки электроэнергии.

• Утечка метана в больших количествах происходит при добыче и транспортировке природного газа. Метан – это парниковый газ, который примерно в 87 раз сильнее CO2 за 20-летний период (1).

• Исследования показывают, что глобальные выбросы метана резко выросли с 2002 года. Это в основном связано с бумом добычи природного газа в США. Утечка метана нивелирует любое сокращение выбросов CO2, вызванное заменой угля природным газом (1,2 ).

Загрязнение воздуха

Загрязнение воздуха – еще один побочный эффект использования ископаемого топлива. Загрязнение воздуха обычно носит более региональный характер, чем воздействие двуокиси углерода, и может иметь разрушительные последствия для местного населения и экосистем.

• При утечке природного газа на участках добычи в атмосферу выбрасываются такие загрязнители, как летучие органические соединения (ЛОС). ЛОС, такие как триметилбензолы, ксилолы и алифатические углеводороды, реагируют с образованием приземного озона, также известного как смог. Смог может вызывать различные респираторные и сердечно-сосудистые заболевания и особенно опасен для пожилых людей, маленьких детей и людей, страдающих астмой (3,4).

• Дизельные пары от работы грузовиков и машин, а также утечки газа на буровых площадках представляют опасность для рабочих и жителей близлежащих районов.Было обнаружено, что люди, живущие вблизи районов с высокой нефтегазовой активностью, подвергаются большему риску хронических заболеваний и рака (5).

Загрязнение воды

Как и загрязнение воздуха, загрязнение воды является еще одним более локальным эффектом использования ископаемого топлива. Вода обычно загрязняется в процессе добычи или при обращении с отходами. Загрязнение воды также может иметь разрушительные последствия для здоровья человека и окружающей среды.

• Гидравлический разрыв пласта, также известный как гидроразрыв, представляет собой процесс добычи природного газа из скважин.Фрекинг является опасной практикой по ряду причин:

• В зависимости от местоположения и типа скважины для гидроразрыва может использоваться от 1,5 до 15,8 миллионов галлонов воды на скважину (6).

• Сточные воды из этих скважин часто закачивают глубоко под землю в так называемые нагнетательные скважины класса II. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что эти колодцы могут вызывать землетрясения в окрестностях. Это не только подвергает опасности людей и здания, но также увеличивает вероятность загрязнения подземных вод сточными водами (7,8)

• Аварии или плохо построенные скважины могут привести к загрязнению подземных вод добавками в жидкости для гидроразрыва (9).Эти добавки могут содержать опасные химические вещества, такие как бензол и свинец, которые токсичны для человека (9,10).

• Добывающие компании не обязаны раскрывать все компоненты жидкости для гидроразрыва. Многие компоненты считаются «коммерческой тайной» и никогда не сообщаются регулирующим органам (10).

• Естественные радиоактивные материалы часто выходят на поверхность, где они могут накапливаться в канализационных трубах. Это может привести к тому, что обслуживающий персонал подвергнется воздействию более высоких, чем обычно, уровней радиации (11).

(1) «Обзор парниковых газов». EPA . Агентство по охране окружающей среды. Интернет. 23 августа 2016 г.

(2) Тернер, А. Дж., Д. Дж. Джейкоб, Дж. Бенмерги, С. К. Вофси, Дж. Д. Маасаккерс, А. Бутц, О. Хасекамп и С. К. Биро. «Значительное увеличение выбросов метана в США за последнее десятилетие, по данным спутниковых данных и наземных наблюдений». Письма о геофизических исследованиях 43,5 (2016): 2218-224

(3) «Влияние загрязнения озоном на здоровье.” EPA.gov . Агентство по охране окружающей среды. Интернет. 23 августа 2016 г.

(4) «Влияние загрязнения воздуха на здоровье». CalEPA.gov. Калифорнийское агентство по охране окружающей среды, Совет по воздушным ресурсам. Интернет. 23 августа 2016 г.

(5) Маккензи, Лиза М., Роксана З. Виттер, Ли С. Ньюман и Джон Л. Адгейт. «Оценка риска для здоровья человека от выбросов в атмосферу от разработки нетрадиционных ресурсов природного газа». Наука об окружающей среде в целом. (2012)

(6) Хейнс, С.С. «Методика оценки количества закачки воды и проппанта, а также добычи воды, связанной с разработкой сплошных залежей нефти». USGS . Геологическая служба США (2015): 1117-18

(7) Ellsworth, W. L. “Инъекционные землетрясения”. Наука 341.6142 (2013): 1225942.

(8). «Минимизация и управление потенциальными воздействиями сейсмичности, вызванной нагнетанием из скважин для захоронения класса II: практические подходы», EPA.gov . Агентство по охране окружающей среды США. (2015)

(9) «Оценка потенциального воздействия гидроразрыва пласта нефти и газа на ресурсы питьевой воды» EPA.gov. Агентство по охране окружающей среды США (2015)

(10) «Химикаты, используемые при ГРП». Палата представителей США, Комитет по энергетике и торговле (2011)

(11) «ТЕНОРМ: Отходы нефтегазового производства». EPA . gov. Агентство по охране окружающей среды США.Интернет. 23 августа 2016 г.

Превращение природного газа в воду

Одно из наименее изученных воздействий разработки природного газа – это его влияние на круговорот воды. Мы часто слышим о том, сколько воды требуется для гидравлического разрыва скважины (до пяти миллионов галлонов) и сколько воды (около 80%) остается под землей. Многие думают, что эта вода безвозвратно потеряна, то есть навсегда исключена из круговорота воды, потому что мы оставляем ее на милю или более под землей.В определенной степени это правда, но это далеко не все, потому что при сгорании природного газа образуется водяной пар, который попадает в атмосферу, причем в большом количестве. Фактически, он дает достаточно воды, чтобы заменить то, что было потеряно всего за несколько месяцев. Все дело в химии, которую мы изучали в средней школе. Если бы вы не уделяли должного внимания в классе, вы могли бы найти всю идею довольно фантастической, как это делают некоторые из наших друзей-противников газа, но она настолько проста, насколько это возможно, и, да, огонь может производить воду!

Мы слышим много небылиц и предположений о том, как использование воды для разработки природного газа и гидроразрыва пласта, в частности, угрожает всем нам потенциальной нехваткой воды. Вот лишь несколько примеров:

«Первая проблема – это огромных объемов воды, необходимых …»
Источник: веб-сайт Marcellus-Shale.us

«… процесс… разрушает и загрязняет огромное количество воды , которая необходима для жизни».
Источник: сайт ShalesShock Media

Это отчет «Фрекинг: новый глобальный водный кризис». Написанный Food and Water Watch, он документирует множество способов, которыми технология, называемая гидравлическим разрывом пласта, угрожает жизненно важным водным ресурсам мира.Это потому, что гидроразрыв – в сочетании с горизонтальным бурением – использует огромное количество воды в качестве шланга высокого давления для разрушения коренных пород. Цель состоит в том, чтобы высвободить струйки масла или пузырьки газа, застрявшие внутри. Источник: д-р Сандра Штайнграбер

«используемая пресная вода… потеряна НАВСЕГДА, захоронена под землей, загрязнена и облучена. Существует ОГРОМНАЯ разница между использованием для отдыха, производства и использования электростанций и одноразовым использованием (гидроразрыв пласта).Сегодня это может составлять 1% от общего использования, но после того, как 50 000 скважин будут построены (и разорваны несколько раз) и поскольку уровень воды постоянно снижается за счет забора буровиков, на это уходит все больший и больший процент доступной пресной воды ».

Источник: Комментарий на форуме PennLive

Все это неправда. Например, мы уже знаем, что количество используемой воды совсем не велико. Комиссия по бассейну реки Саскуэханна (SRBC) указывает, что использование воды Marcellus Shale в целом «составляет немногим более половины того количества, которое в настоящее время потребляется сектором отдыха (поля для гольфа, аквапарки, горнолыжные курорты и т. Д.).). » На диаграмме SRBC ниже показано. Однако наиболее серьезным из ложных предположений, принятых нашими друзьями-противниками газа, является то, что вода потеряна навсегда, а наши общие запасы свежей воды каким-то образом истощены. Это не так, и все это зависит от элементарной химии, которую вы узнали, когда получили тот первый набор для химии на Рождество, как это делали многие из нас на протяжении многих лет. Всегда было сенсацией видеть, как все реагируют и сочетаются друг с другом, и в этом все дело – то, как природный газ реагирует с кислородом.

SRBC Использование воды

Набор химии Гилберта

Однако наиболее серьезное из ложных предположений, принятых нашими друзьями-противниками газа, состоит в том, что вода потеряна навсегда, а наши общие запасы свежей воды каким-то образом истощены. Это не так, и все это зависит от элементарной химии, которую вы узнали, когда получили тот первый набор для химии на Рождество, как это делали многие из нас на протяжении многих лет. Всегда было сенсацией видеть, как все реагируют и сочетаются друг с другом, и в этом все дело – то, как природный газ реагирует с кислородом.

Природный газ в основном состоит из метана (Ch5), природного соединения углерода и водорода. Когда он горит, эти элементы рекомбинируются с кислородом, образуя углекислый газ и воду, два основных ингредиента для жизни. Колледж Элмхерст описывает происходящее следующим образом (курсив наш):

Для метана дана простая реакция горения. Сжигание метана означает, что его можно сжечь. Химически этот процесс горения состоит из реакции между метаном и кислородом в воздухе.Когда эта реакция происходит, результатом является углекислый газ (CO2), воды (h3O) и большое количество энергии. Следующая реакция представляет собой горение метана:

Ch5 [г] + 2 O2 [г] -> CO2 [г] + 2 h3O [г] + энергия

Реакция горения природного газа

Одна молекула метана (упомянутый выше [g] означает, что это газообразная форма) в сочетании с двумя молекулами кислорода вступает в реакцию с образованием молекулы диоксида углерода, и две молекулы воды обычно выделяются в виде пара или водяного пара во время реакция , энергия также развивается.

Природный газ – самое чистое горючее ископаемое. Уголь и нефть, другие виды ископаемого топлива, имеют более сложный химический состав, чем природный газ, и при сжигании выделяют множество потенциально вредных загрязнителей воздуха. При сжигании метана выделяется только углекислый газ и вода. Поскольку природный газ состоит в основном из метана, при его сжигании выделяется меньше побочных продуктов, чем при сжигании других ископаемых видов топлива.

Поскольку это химическая реакция, можно также количественно определить количество воды, образующейся при сжигании метана.Министерство энергетики США описывает этот процесс следующим образом:

При сгорании одной молекулы метана образуются две молекулы водяного пара. Когда моль переводится в фунт / моль, мы обнаруживаем, что каждый сожженный фунт метанового топлива производит 2,25 фунта водяного пара, что составляет около 12% от общего количества выхлопных газов по весу.

Сколько воды получается при сжигании природного газа по сравнению с водой, необходимой для его выработки? Это довольно легко подсчитать, учитывая то, что мы знаем о химическом составе.Как отмечалось выше, для разработки типичной газовой скважины потребуется пять миллионов галлонов воды. Если предположить, что 80% этого количества остается под землей, из круговорота воды удаляется в общей сложности четыре миллиона галлонов. Можно ожидать, что та же самая скважина даст до двух миллиардов кубических футов газа за 10 лет, как показано на следующей диаграмме штата Пенсильвания (учитывая, что кривые со временем улучшаются благодаря более совершенным технологиям):

Перспективная добыча природного газа Marcellus Shale

Математика, связанная с химией, говорит нам, что примерно 11 миллионов галлонов воды добавляются в атмосферу в результате сжигания одного миллиарда кубических футов природного газа.Вот расчет:

1,5 литра (0,053 кубического фута) метана = приблизительно один грамм (0,0022 фунта)

Один кубический фут метана = приблизительно 0,0416 фунта
Один миллиард кубических футов метана = приблизительно 41 620 000 фунтов
Один фунт метана в сочетании с кислородом, дает 2,25 фунта воды
Один миллиард кубических футов метана в сочетании с кислородом дает 93 644 000 фунтов воды
Один миллиард кубических футов метана в сочетании с кислородом дает 11 242 000 галлонов воды
Два миллиарда кубических футов метана, когда в сочетании с кислородом дает 22 484 000 галлонов воды

Таким образом, наша типичная газовая скважина будет давать около 22 миллионов галлонов воды за 10 лет по сравнению с четырьмя миллионами галлонов, которые постоянно отправляются под землю. Четыре миллиона галлонов, временно выведенных из водного цикла, восполняются менее чем за шесть месяцев после сжигания. Если, чтобы быть консервативными, мы предположим, что скважина дает только один миллиард кубических футов природного газа, сгорание этого газа по-прежнему производит около 11 миллионов галлонов воды, добавляемой в круговорот воды, что более чем в два раза превышает объем использованной или удерживаемой в стимуляция трещин. Это потребует сжигания от 12 до 18 месяцев добычи природного газа.Вот вам и дикие обвинения в том, что добыча природного газа истощает наши запасы воды!

Некоторые из наших друзей с другой стороны, несомненно, сочтут все это некой формой ереси, над которой нужно высмеивать, но шутка над ними. При сжигании природного газа образуется вода. Это неоспоримый факт. Это, конечно, не изменит мнения наших друзей. Они просто повернутся и будут утверждать, что вода (и углекислый газ), добавленная в атмосферу, увеличивает риск глобального потепления, но это аргумент на другой день.Более того, мы знаем, что природный газ также является победителем в этой категории. На данный момент мы можем сказать следующее: природный газ не потребляет воду, а, скорее, она ее генерирует.

Следуйте за нами на Facebook и Twitter !

Действительно ли природный газ помогает США сократить выбросы?

Может ли природный газ стать частью решения проблемы изменения климата?

Именно это утверждает Американский институт нефти в своей новой кампании, которую он начал перед выборами в этом году, дав отпор некоторым кандидатам от демократов, которые поддерживают запрет на разработку новых месторождений нефти и газа.Кампания повторяет рефрен, который сторонники обеих политических партий продвигали на протяжении многих лет: газ является более чистым топливом, чем уголь, и может служить мостом к низкоуглеродному будущему.

Промышленность указывает на данные, показывающие, что выбросы парниковых газов в стране находятся на самом низком уровне за десятилетия, поскольку выработка угольной энергии была заменена газом, который производит около половины выбросов углекислого газа при сжигании, и возобновляемыми источниками энергии, такими как ветер и солнце. .

Но эксперты сходятся во мнении, что эти официальные цифры занижают выбросы метана, основного компонента природного газа и сильнодействующего парникового газа, выделяемого в результате утечек по всей цепочке поставок нефтегазового сектора.И хотя есть неуверенность в том, сколько метана утекает, несколько исследований показывают, что выгоды от перехода с угля на газ за последнее десятилетие меньше, чем предполагают правительственные данные, возможно, значительно меньше.

Многие нефтегазовые компании обязались сократить выбросы метана. Но помимо утечек метана, выбросы от новых нефтехимических заводов и предприятий по экспорту сжиженного природного газа в ближайшие годы, вызванные газовым бумом, будут расти.

Поскольку затраты на возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, теперь конкурируют с природным газом, многие эксперты, изучавшие выбросы в отрасли, говорят, что даже несмотря на то, что переход с угля на газ, вероятно, обеспечил некоторые климатические преимущества, какими бы незначительными они ни были, это сложнее утверждать, что это может продолжаться и в будущем.

Дэвид Лайон, ученый из Фонда защиты окружающей среды, который сотрудничал с нефтегазовой промышленностью в работе с метаном, сказал, что вопрос о том, лучше ли газ лучше угля, может быть неправильным. «По сравнению с углем, я думаю, что у природного газа есть много преимуществ», – сказал он. «Но у возобновляемых источников энергии гораздо больше преимуществ».

Джессика Транчик, доцент Института данных, систем и общества Массачусетского технологического института, которая недавно выступила соавтором исследования о переходе с угля на газ, сказала, что продолжать полагаться на природный газ будет все труднее.

«Он служил мостом», – сказала она. «Но мы приближаемся к концу моста».

Насколько сильно снизились выбросы?

По официальным данным EPA, выбросы метана в нефтегазовой отрасли несколько снизились с 2005 по 2017 год и значительно снизились по сравнению с уровнями 1990 года. За тот же период добыча нефти и газа существенно выросла, и промышленность указывает на это как на знак своих усилий по ограничению выбросов.

«Учитывая серьезность и риски изменения климата, операторы природного газа и нефти работают упорнее, чем когда-либо, чтобы улавливать как можно больше метана во время добычи и транспортировки», – сказал Рид Портер, представитель Американского института нефти, в электронном письме.

Тем не менее, хотя EPA не публиковало данных за последние два года, другие источники предполагают, что выбросы метана могут расти. Управление энергетической информации США сообщает, что выбросы и сжигание в факелах – это преднамеренный выброс метана в атмосферу, в то время как при сжигании метан вместо этого сжигается с выделением углекислого газа – в 2018 году подскочили примерно на 66 процентов. Это не включает непреднамеренные утечки из оборудование. Анализ последних данных, проведенный Rhodium Group, показал, что в прошлом году выбросы метана в отрасли выросли.

Что бы ни говорили официальные цифры, фактические выбросы почти наверняка намного выше. Выявление количества утечек метана имеет решающее значение для учета климата: хотя метан остается в атмосфере в течение гораздо более короткого периода времени, чем углекислый газ, он улавливает гораздо больше тепла, пока находится там. Ученые говорят, что на метан приходится около четверти потепления, наблюдаемого на сегодняшний день. И нефтегазовый сектор, похоже, является растущим источником этих выбросов во всем мире.

В 2018 году исследование, проведенное учеными из Фонда защиты окружающей среды и более чем десятка исследовательских институтов, объединило измерения, проведенные по всей стране, и подсчитало, что в отрасли просочилось около двух утечек. 3 процента всего газа, добытого в 2015 году. Это примерно на 60 процентов больше, чем сообщило EPA. Другие предположили, что ставка может быть больше 3%. Лайон, один из авторов исследования, сказал, что масштаб утечек предполагает, что польза от газа намного меньше, чем кажется.

«Вероятно, средний уровень потерь по стране достаточно низок, чтобы получить немедленные климатические выгоды от замены угля газом», – сказал он. «Но это будет близко».

Одна из самых больших неопределенностей исходит от так называемых «суперэмиттеров» – термин, который относится к необычным событиям, которые вызывают выбросы огромных объемов метана.В прошлом году голландские ученые опубликовали исследование, основанное на спутниковых данных, из которых следует, что в результате одной аварии на газовой скважине в Огайо в 2018 году произошла утечка метана больше, чем во всей нефтегазовой отрасли Норвегии за год. ExxonMobil, которая эксплуатировала скважину через дочернюю компанию, сообщила, что внутренние данные показали, что объем утечки газа был меньше.

Американский институт нефти также поддержал шаги администрации Трампа по ослаблению правил, введенных администрацией Обамы для улучшения отчетности и сокращения утечек.Портер сказал, что выбросы метана уже контролируются другими государственными и федеральными постановлениями.

Новые данные свидетельствуют о том, что за пределами США использование природного газа во всем мире растет настолько быстро, что рост выбросов углекислого газа от газа затмил сокращение выбросов от угля. И это даже не считая утечек метана.

Взгляд вперед

Даже если до сих пор газ приносил пользу, появляется все больше свидетельств того, что в будущем он станет все более плохой ставкой.

Насколько плохо, частично зависит от того, как метан сравнивается с двуокисью углерода, основным парниковым газом.Поскольку метан улавливает больше тепла, но распадается гораздо быстрее, ученые используют скользящую шкалу для преобразования выбросов метана в «эквиваленты углекислого газа». Если вы сравните два газа на протяжении столетия, метан примерно в 30 раз сильнее углекислого газа. Если вы посмотрите на 20-летний период, метан более чем в 80 раз сильнее. EPA использует 100-летнюю конверсию.

«Что это значит, так это то, что он значительно обесценивает то, что метан может делать в течение десятилетия или трех, когда он находится в атмосфере», – сказал Роберт Ховарт, профессор экологии Корнельского университета, говоря о подходе EPA.«Я и другие утверждали, что мы должны использовать более короткие временные рамки, потому что мы обеспокоены достижением переломных моментов в климатической системе в течение следующих одного-двух-трех десятилетий, а метан может подтолкнуть нас к этим переломным моментам».

В декабре Транчик и Магдалена Клемун, постдокторант Массачусетского технологического института, опубликовали исследование о том, может ли газ продолжать снижать выбросы парниковых газов путем замены угля в структуре электроэнергии, учитывая утечки метана из цепочки поставок.Они обнаружили, что если сосредоточиться на краткосрочном воздействии метана на потепление, отрасли потребуется устранить до 90 процентов выбросов метана, чтобы помочь достичь цели по сокращению общих выбросов парниковых газов в энергетическом секторе на 32 процента по сравнению с 2005 годом. уровней к 2030 г.

Но утечки метана – лишь часть истории. Хотя электростанция, работающая на природном газе, выделяет только около половины углекислого газа, как угольная электростанция, это все еще далеко от нуля. А рекордно высокая добыча газа привела к резкому падению цен, что привело к буму промышленной активности, связанной с использованием всего этого дешевого газа.

В двух недавних исследованиях использовались данные разрешений для запланированных и недавно завершенных проектов, таких как химические заводы и предприятия по экспорту сжиженного природного газа, чтобы оценить, что этот бум промышленного развития может означать для выбросов. Один из них, представленный организацией «Экологическая целостность», правозащитной группой, обнаружил, что к 2025 году запланированное развитие может обеспечить уровень выбросов, равный уровню выбросов 50 угольных электростанций. Другой, опубликованный в этом месяце исследователями из Техасского университета в Остине, прогнозируется до 2030 года, но ограничивает свои возможности разработками в Техасе и Луизиане.Оказалось еще более высокие цифры. Они определили, что если каждый предлагаемый проект будет продвигаться вперед, расширение отрасли в регионе может привести к дополнительным 541 миллионам тонн эквивалента углекислого газа в год к 2030 году, что равно примерно 8 процентам от общего объема выбросов парниковых газов в США на сегодняшний день.

И утечки метана были только частью этого. Расширение нефтехимических заводов, таких как те, которые производят пластмассу из газа, составляет почти 40 процентов дополнительных выбросов. На новые терминалы для сжиженного природного газа, которые позволяют компаниям экспортировать газ за границу, приходится почти 20 процентов выбросов.Исследование финансировалось Фондом Синтии и Джорджа Митчелл, который был основан бывшим руководителем энергетики, который первым применил гидроразрыв пласта для добычи газа из сланца.

Идея природного газа как связующего звена к более возобновляемому будущему “- это то, о чем говорят”, – сказал Эндрю Ваксман, ведущий автор статьи. «Мой главный ответ состоит в том, что жюри все еще отсутствует».

Другой путь

Вы строите мост ровно столько, сколько нужно. И все чаще многие защитники и эксперты в области энергетики говорят, что в переходе к низкоуглеродной энергии мы уже достигли другой стороны.

Энергия ветра и солнца теперь часто дешевле газа. Стоимость больших батарей также быстро снижается, что может позволить ветровой и солнечной энергии обеспечивать большую долю электроэнергии в сети, даже если они производят энергию с перерывами.