Gas e suo utilizzo. Storia dell'uso del gas naturale

Il gas naturale, di cui la maggior parte è metano (92-98%), è oggi il carburante alternativo più promettente per le automobili. Il gas naturale può essere utilizzato come combustibile sia in forma compressa che liquefatta.

Metano- l'idrocarburo più semplice, gas incolore (in condizioni normali), inodore, formula chimica - CH4. Leggermente solubile in acqua, più leggero dell'aria. Quando vengono utilizzati nella vita di tutti i giorni e nell'industria, al metano vengono solitamente aggiunti odori (solitamente tioli) con uno specifico "odore di gas". Il metano è atossico e innocuo per la salute umana.

Estrazione e trasporto

Il gas si trova nelle viscere della Terra a una profondità compresa tra uno e diversi chilometri. Prima di iniziare la produzione di gas, è necessario effettuare lavori di esplorazione geologica per determinare l'ubicazione dei giacimenti. L'estrazione del gas avviene tramite pozzi perforati appositamente a questo scopo utilizzando una delle modalità possibili. Il gas viene spesso trasportato attraverso gasdotti. La lunghezza totale dei gasdotti in Russia è di oltre 632 mila chilometri: questa distanza è quasi 20 volte la circonferenza della Terra. La lunghezza dei principali gasdotti in Russia è di 162 mila chilometri.

Utilizzo del gas naturale

Il campo di applicazione del gas naturale è piuttosto ampio: viene utilizzato per il riscaldamento degli ambienti, la cucina, il riscaldamento dell'acqua, la produzione di vernici, colle, acido acetico e fertilizzanti. Inoltre, il gas naturale in forma compressa o liquefatta può essere utilizzato come carburante per autoveicoli, macchine speciali e agricole, trasporti ferroviari e fluviali.

Il gas naturale è un carburante ecologico

Il 90% dell’inquinamento atmosferico proviene dai veicoli.

Il passaggio ai trasporti verso un carburante ecologico, il gas naturale, consente di ridurre le emissioni di fuliggine, idrocarburi aromatici altamente tossici, monossido di carbonio, idrocarburi insaturi e ossidi di azoto nell'atmosfera.

Quando si bruciano 1000 litri di carburante liquido per motori a base di petrolio, insieme ai gas di scarico vengono rilasciati nell'aria 180-300 kg di monossido di carbonio, 20-40 kg di idrocarburi e 25-45 kg di ossidi di azoto. Quando si utilizza gas naturale anziché petrolio, il rilascio di sostanze tossiche nell'ambiente è ridotto di circa 2-3 volte per il monossido di carbonio, per gli ossidi di azoto - di 2 volte, per gli idrocarburi - di 3 volte, per il fumo - di 9 volte , ed è assente la formazione di fuliggine, caratteristica dei motori diesel.

Il gas naturale è un carburante economico

Il gas naturale è il carburante per motori più economico. La sua lavorazione richiede costi minimi. In sostanza, tutto ciò che devi fare con il gas prima di fare rifornimento alla tua auto è comprimerlo in un compressore. Oggi il prezzo medio al dettaglio di 1 metro cubo di metano (che nelle sue proprietà energetiche è pari a 1 litro di benzina) è di 13 rubli. Questo è 2-3 volte più economico della benzina o del gasolio.

Il gas naturale è un carburante sicuro

I limiti di infiammabilità di concentrazione* e temperatura** del gas naturale sono significativamente più alti di quelli della benzina e del gasolio. Il metano è due volte più leggero dell'aria e, se fuoriuscito, si dissolve rapidamente nell'atmosfera.

Secondo la "Classificazione delle sostanze infiammabili in base al grado di sensibilità" del Ministero russo per le situazioni di emergenza, il gas naturale compresso è classificato come il più sicuro, la quarta classe, e il propano-butano è classificato come la seconda.

* La formazione di una concentrazione esplosiva avviene quando il contenuto di vapori di gas nell'aria è compreso tra il 5% e il 15%. Nello spazio aperto non si verifica la formazione di una miscela esplosiva.
** Il limite inferiore di autoaccensione del metano è 650°C.

Gas naturale: carburante tecnologico

Il gas naturale non forma depositi nel sistema di alimentazione e non lava via il velo d'olio dalle pareti dei cilindri, riducendo così gli attriti e riducendo
usura del motore.

La combustione del gas naturale non produce particelle solide e ceneri, che causano una maggiore usura dei cilindri e dei pistoni del motore.

Pertanto, l'uso del gas naturale come carburante per motori consente di aumentare la durata del motore di 1,5-2 volte.

La tabella seguente mostra alcuni fatti su GNC e GNL:

Stato sotto forma di gas naturale idrati.

Composizione chimica

La parte principale del gas naturale è il metano (CH 4) - dal 70 al 98%. Il gas naturale può contenere idrocarburi più pesanti - omologhi del metano:

  • etano (C2H6),
  • propano (C3H8),
  • butano (C4H10).

Il gas naturale contiene anche altre sostanze che non sono idrocarburi:

  • elio (He) e altri gas nobili.

Il gas naturale puro è incolore e inodore. Per facilitare l'individuazione delle fughe di gas, in piccole quantità vengono aggiunti odori - sostanze che hanno un forte odore sgradevole (cavolo marcio, fieno marcio, uova marce). Molto spesso, come odorizzante, vengono utilizzati tioli (mercaptani), ad esempio l'etil mercaptano (16 g per 1000 m³ di gas naturale).

Proprietà fisiche

Caratteristiche fisiche approssimative (a seconda della composizione; in condizioni normali, salvo diversa indicazione):

Giacimenti di gas naturale

Enormi depositi di gas naturale sono concentrati nel guscio sedimentario della crosta terrestre. Secondo la teoria dell'origine biogenica (organica) del petrolio, si formano a seguito della decomposizione dei resti di organismi viventi. Si ritiene che il gas naturale si formi nei sedimenti a temperature e pressioni più elevate rispetto al petrolio. Coerente con ciò è il fatto che i giacimenti di gas sono spesso situati a profondità più profonde rispetto ai giacimenti petroliferi.

La Russia (giacimento di Urengoy), l'Iran, la maggior parte dei paesi del Golfo Persico, gli Stati Uniti e il Canada dispongono di enormi riserve di gas naturale. Tra i paesi europei vale la pena notare la Norvegia e i Paesi Bassi. Tra le ex repubbliche dell'Unione Sovietica, il Turkmenistan, l'Azerbaigian, l'Uzbekistan e il Kazakistan (giacimento di Karachaganak) dispongono di grandi riserve di gas.

Il metano e alcuni altri idrocarburi sono diffusi nello spazio. Il metano è il terzo gas più abbondante nell’Universo, dopo l’idrogeno e l’elio. Sotto forma di ghiaccio di metano, partecipa alla struttura di molti pianeti e asteroidi lontani dal Sole, ma tali accumuli, di regola, non sono classificati come depositi di gas naturale e non hanno ancora trovato applicazione pratica. Nel mantello terrestre è presente una quantità significativa di idrocarburi, ma anche questi non sono interessanti.

I gas idrati

Nella scienza, si ritiene da tempo che gli accumuli di idrocarburi con un peso molecolare superiore a 60 si trovino nella crosta terrestre allo stato liquido, mentre quelli più leggeri siano allo stato gassoso. Tuttavia, nella seconda metà del 20 ° secolo, un gruppo di dipendenti A. A. Trofimuk, N. V. Chersky, F. A. Trebin, Yu. F. Makogon, V. G. Vasiliev scoprì la proprietà del gas naturale in determinate condizioni termodinamiche di trasformarsi nella crosta terrestre in solido stato e forma depositi di gas idrati. Successivamente si scoprì che le riserve di gas naturale in questo stato sono enormi.

Il gas passa allo stato solido nella crosta terrestre, combinandosi con l'acqua di formazione a pressioni idrostatiche fino a 250 atm e temperature relativamente basse (fino a +22°C). I depositi di gas idrati hanno una concentrazione di gas per unità di volume di mezzo poroso incomparabilmente più elevata rispetto ai giacimenti di gas convenzionali, poiché un volume di acqua, quando passa allo stato idrato, lega fino a 220 volumi di gas. Le zone di depositi di idrati di gas sono concentrate principalmente nelle aree di permafrost, nonché a profondità basse sotto il fondale oceanico.

Riserve di gas naturale

Estrazione e trasporto

Produzione

Applicazione

Il gas naturale è ampiamente utilizzato come combustibile negli edifici residenziali, privati ​​e condominiali per il riscaldamento, il riscaldamento dell'acqua e la cucina; Come


Il gas è il tipo di carburante più rispettoso dell’ambiente. Si distingue per la combustione completa senza fumo e fuliggine; assenza di ceneri dopo la combustione; facilità di accensione e regolazione del processo di combustione; alta efficienza degli impianti che utilizzano combustibile; convenienza e facilità di trasporto al consumatore; possibilità di stoccaggio allo stato compresso e liquefatto; assenza di sostanze nocive.

Anche il basso costo di produzione del gas rispetto al costo di produzione di altri tipi di combustibile - carbone, torba, petrolio - gioca un ruolo significativo. Se consideriamo il costo del carbone (in termini di 1 tonnellata di carburante standard) pari al 100%, il costo del gas sarà solo del 10%.

Grazie alle sue elevate proprietà di consumo, ai bassi costi di produzione e trasporto e all’ampia gamma di applicazioni in molti settori dell’attività umana, il gas naturale occupa un posto speciale nella base dei carburanti, dell’energia e delle materie prime. A questo proposito, l’aumento delle riserve e dei consumi procede a ritmo sostenuto.

L'industria del gas è il ramo più giovane del complesso dei combustibili. Il gas viene utilizzato nell'economia nazionale come combustibile nell'industria e nella vita di tutti i giorni, nonché come materia prima per l'industria chimica. L'economia nazionale utilizza il gas naturale estratto dai giacimenti di gas, il gas prodotto come sottoprodotto del petrolio e il gas artificiale estratto durante la gassificazione dello scisto dal carbone. Inoltre, viene utilizzato gas ottenuto da processi produttivi in ​​alcuni settori dell'industria metallurgica e della raffinazione del petrolio.

Il gas viene utilizzato in grandi quantità come combustibile nell'industria metallurgica, del vetro, del cemento, della ceramica, leggera e alimentare, sostituendo completamente o parzialmente combustibili come carbone, coke, olio combustibile, oppure costituisce una materia prima nell'industria chimica.

Il più grande consumatore di gas nell'industria è la metallurgia ferrosa. Negli altiforni, l'uso parziale del gas naturale consente di risparmiare fino al 15% sul coke scarso (1 metro cubo di gas naturale sostituisce 0,9 - 1,3 kg di coke), aumenta la produttività del forno, migliora la qualità della ghisa e ne riduce i costi. Nei forni a cubilotto, l'uso del gas riduce della metà il consumo di coke.

Anche il metodo di riduzione diretta del ferro dai minerali si basa sull'uso del gas combustibile.

Nella metallurgia e nell'ingegneria meccanica, il gas naturale viene utilizzato anche per riscaldare forni ed essiccatoi di laminazione, forgiatura, termici e di fusione. Nella lavorazione dei metalli, l'uso del gas ha aumentato l'efficienza dei forni di quasi 2 volte e il tempo di riscaldamento delle parti è stato ridotto del 40%. L'uso del gas nella metallurgia, inoltre, prolunga la durata del rivestimento. La quantità di zolfo nella ghisa è ridotta.

L’uso del gas naturale nell’industria del vetro al posto del gas del generatore aumenta la produttività dei forni per vetro del 10–13% riducendo al contempo il consumo specifico di carburante del 20–30%. Il costo del cemento è ridotto del 20 - 25%. Nella produzione di mattoni il ciclo si riduce del 20% e la produttività del lavoro aumenta del 40%.

Quando si introduce il gas naturale nella fusione del vetro, sono necessarie misure speciali per portare la luminosità del gas (cioè aumentare il trasferimento di calore dal cannello al vetro fuso) al livello di luminosità di un cannello a combustibile liquido, cioè , 2–3 volte, che si ottiene mediante la formazione di fuliggine in un ambiente gassoso.

Nell'industria alimentare, il gas viene utilizzato per essiccare prodotti alimentari, verdure, frutta, prodotti da forno e dolciumi.

Quando si utilizza il gas nelle centrali elettriche, i costi operativi associati allo stoccaggio, alla preparazione e alle perdite di carburante e al funzionamento del sistema di rimozione delle ceneri vengono ridotti, il chilometraggio di revisione delle caldaie aumenta, il terreno per i depositi di cenere non viene occupato, il consumo di elettricità per le proprie esigenze è ridotto, il numero del personale operativo viene ridotto e i costi di capitale vengono ridotti.

Pertanto, i prodotti del settore in esame sono forniti dall'industria (circa il 45% del consumo economico totale), dalla produzione di energia termica (35%) e dai servizi domestici comunali (oltre il 10%). Il gas è il combustibile più rispettoso dell'ambiente e una preziosa materia prima per la produzione di prodotti chimici.

Capitolo 2. Il posto della Russia nelle riserve mondiali di gas naturale

La Russia è al primo posto nel mondo in termini di riserve di gas; 2° posto per volumi di produzione annui; 2° posto nel consumo di gas e fornisce il 21% del commercio mondiale di questo tipo di carburante. Circa il 75% del gas viene utilizzato nel mercato interno; il gas fornisce il 50% dell'elettricità del paese. Grazie alla presenza di un sistema di trasporto del gas unico, la Russia svolge un ruolo importante nel garantire il transito del gas dell’Asia centrale verso l’Europa e i paesi della CSI.

L'industria russa del gas è un insieme di imprese impegnate nell'esplorazione geologica terrestre e offshore, nella perforazione di pozzi di produzione, nella produzione e lavorazione di gas naturale, gas condensato e petrolio, trasporto e distribuzione, stoccaggio sotterraneo, ecc. Nell’industria del gas si verifica la seguente catena di operazioni: esplorazione geologica > produzione > stoccaggio > lavorazione > trasporto > distribuzione. La composizione tematica del mercato del gas comprende produttori di gas, organizzazioni di distribuzione del gas, società di vendita di gas e consumatori di gas. La struttura del complesso del gas russo è mostrata nella Figura 1.

Lo stato attuale delle risorse di gas naturale russo è caratterizzato da un elevato esaurimento dei giacimenti di base. Vi è la tendenza ad aumentare la quota delle riserve complesse e difficili da recuperare. I problemi del loro sviluppo sono associati alle difficili condizioni naturali e climatiche, alla lontananza dei futuri grandi centri di produzione di gas dai centri consolidati di sviluppo dell'industria del gas. L’assenza di un programma statale per la riproduzione e l’uso razionale delle risorse minerarie ha un impatto negativo sull’efficienza dell’esplorazione geologica. La posizione di leader nella produzione di gas è occupata da OJSC Gazprom. La società possiede le riserve di gas naturale più ricche del mondo.

Riso. 1 – Struttura del complesso del gas russo



DEFINIZIONE

Gas naturaleè una miscela di gas (di natura organica e inorganica) che si forma nelle viscere della Terra durante la decomposizione anaerobica delle sostanze organiche. Risorsa minerale.

Una componente significativa del gas naturale è il metano (70 – 98%), seguito da etano, propano e butano; tra i gas inorganici, il gas naturale può includere monossido e biossido di carbonio, azoto, gas inerti, idrogeno e idrogeno solforato. La composizione chimica del gas naturale (contenuto in volume di ciascun gas) può variare a seconda del settore.

Proprietà chimiche del gas naturale

Poiché il gas naturale è una miscela di gas, è impossibile indicare quali proprietà chimiche ne siano caratteristiche, perché Ogni sostanza inclusa nella sua composizione ha le sue proprietà chimiche speciali. Possiamo però dire che il gas naturale è caratterizzato dalla combustione e, tra tutte le sostanze che compongono il gas naturale, bruciano nell'aria solo gli idrocarburi (metano, etano, ecc.) e il monossido di carbonio. Prodotti di reazione alla combustione del gas naturale:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O;

2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O;

2C3H8 + 10O2 = 6CO2 + 8H2O;

2CO + O2 = 2CO2.

Proprietà fisiche del gas naturale

Il gas naturale, quando si trova nelle viscere della Terra, può trovarsi allo stato gassoso (depositi di gas), sotto forma di “tappo” di gas di giacimenti di petrolio e gas, in forma disciolta nel petrolio o nell'acqua. Il gas naturale puro è inodore e incolore. La temperatura di combustione del gas naturale è 650°C. Il gas naturale è 1,8 volte più leggero dell’aria.

Ottenere gas naturale

Il gas naturale viene estratto dalle profondità della Terra mediante pozzi. Il gas esce dalle profondità perché la formazione è sotto una pressione molte volte maggiore della pressione atmosferica. Pertanto, la forza motrice è la differenza di pressione tra il serbatoio e il sistema di raccolta.

Applicazione del gas naturale

L'utilizzo principale del gas naturale è come combustibile per il riscaldamento degli edifici residenziali, per il riscaldamento dell'acqua e per cucinare; come combustibile per automobili, caldaie, centrali termiche, ecc. Il gas naturale viene utilizzato anche nell'industria chimica (materie prime per la produzione di varie sostanze organiche).

Esempi di risoluzione dei problemi

ESEMPIO 1

Esercizio Il gas naturale di uno dei giacimenti contiene l'85% di metano, il 6% di etano, il 3% di monossido di carbonio (II), il 4,5% di anidride carbonica, l'1,5% di azoto e gas inerti in volume. Quale volume d'aria è necessario per bruciare 1 m 3 di questo gas. La frazione volumetrica dell'ossigeno nell'aria è del 21%.
Soluzione La combustione del gas naturale nell'aria avviene a causa della capacità ossidante dell'ossigeno incluso nella sua composizione. Tra i gas che compongono il gas naturale, solo gli idrocarburi e il monossido di carbonio (II) subiscono reazioni di combustione. Scriviamo le equazioni per le reazioni di combustione di questi gas nell'ossigeno.

2CO + O 2 = 2CO 2 (3).

V(CH4) = 1000 × 0,85 = 850 l;

V(C2H6) = 1000 × 0,06 = 60 l;

V(CO) = V gas ×φ (CO)/100%;

V(CO) = 1000×0,03 = 30 l.

Secondo l'equazione 1, n(CH 4) : n(O 2) = 1:2, quindi n(O 2) = 2 × n(CH 4) = 2 × 850 / 22,4 = 76 mol. Quindi il volume di ossigeno necessario per bruciare 850 litri di metano:

V(O2)1 = 76 × 22,4 = 1702 l.

Per l'equazione 2 n(C 2 H 6) : n(O 2) = 2:7, quindi, n(O 2) = 7/2× n(C 2 H 6) = 7/2× 60 /22,4 = 9,4 mol. Quindi il volume di ossigeno necessario per bruciare 850 litri di metano:

V(O2)2 = 9,4 × 22,4 = 210,6 l.

Secondo l'equazione 3 n(CO) : n(O 2) = 2:1, quindi, n(O 2) = 1/2× n(CO) = 1/2× 30 /22,4 = 0,7 mol. Quindi il volume di ossigeno necessario per bruciare 850 litri di metano:

V(O2)3 = 0,7 × 22,4 = 15,7 l.

Somma V = V(O 2) 1 + V(O 2) 2 + V(O 2) 3 = 1702 + 210,6 + 15,7 = 1928,3 l.

Perché la frazione volumetrica di ossigeno nell'aria è del 21%, quindi il volume d'aria necessario per bruciare gas naturale:

V = V(O 2) somma / 0,21 = 1928,3 / 0,21 = 9182 l = 0,9182 m 3.

Risposta Volume d'aria – 0,9182 m.

ESEMPIO 2

Esercizio Il gas naturale proveniente da uno dei giacimenti contiene il 92% di metano, il 4% di etano, il 7% di propano, il 2% di anidride carbonica e l'1% di azoto. Quale volume di ossigeno è necessario per bruciare 200 litri di questo gas.
Soluzione Tra i gas che compongono il gas naturale, solo gli idrocarburi subiscono reazioni di combustione in ossigeno. Scriviamo le equazioni per le reazioni di combustione di questi gas nell'ossigeno.

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O (1);

2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O (2);

2C3H8 + 10O2 = 6CO2 + 8H2O (3).

Troviamo i volumi dei gas di combustione, conoscendo le loro frazioni di volume (vedi la dichiarazione del problema):

V(CH4) = V gas ×φ (CH4)/100%;

V(CH4) = 200 × 0,92 = 184 l;

V(C2H6) = V gas ×φ (C2H6)/100%;

V(C2H6) = 200 × 0,04 = 8 l;

V(C 3 H 8) = V gas ×φ (C 3 H 8)/100%;

V(C 3 H 8) = 200 × 0,01 = 2 l.

Secondo l'equazione 1, n(CH 4) : n(O 2) = 1:2, quindi n(O 2) = 2× n(CH 4) = 2× 184 /22,4 = 16 mol. Quindi il volume di ossigeno necessario per bruciare 850 litri di metano:

V(O2)1 = 16 × 22,4 = 358,4 l.

Per l'equazione 2 n(C 2 H 6) : n(O 2) = 2:7, quindi, n(O 2) = 7/2× n(C 2 H 6) = 7/2× 8 /22,4 = 1,25 mol. Quindi il volume di ossigeno necessario per bruciare 850 litri di metano:

V(O2)2 = 1,25 × 22,4 = 28 l.

Per l'equazione 3 n(C 3 H 8) : n(O 2) = 2:10, quindi, n(O 2) = 5× n(C 3 H 8) = 5× 2 /22,4 = 0,4 mole. Quindi il volume di ossigeno necessario per bruciare 850 litri di metano:

V(O2)3 = 0,4 × 22,4 = 8,96 l.

Il volume totale di ossigeno speso per la combustione del gas naturale sarà:

Somma V = V(O 2) 1 + V(O 2) 2 + V(O 2) 3 = 358,4 + 28 + 8,96 = 395,36 l.

Risposta Volume di ossigeno: 395,36 litri.

Il gas naturale, a cui siamo tutti così abituati nelle nostre cucine, è un parente stretto del petrolio. È costituito principalmente da metano con miscele di idrocarburi più pesanti (etano, propano, butano). In condizioni naturali, spesso contiene anche impurità di altri gas (elio, azoto, idrogeno solforato, anidride carbonica).

Composizione tipica del gas naturale:

Idrocarburi:

  • Metano – 70-98%
  • Etano – 1-10%
  • Propano – fino al 5%
  • Butano – fino al 2%
  • Pentano – fino all'1%
  • Esano – fino allo 0,5%

Impurità:

  • Azoto – fino al 15%
  • Elio – fino al 5%
  • Anidride carbonica – fino all’1%
  • Solfuro di idrogeno – inferiore allo 0,1%

Il gas naturale è estremamente diffuso nelle profondità della terra. Si trova nello spessore della crosta terrestre a una profondità compresa tra diversi centimetri e 8 chilometri. Proprio come il petrolio, il gas naturale, nel processo di migrazione nella crosta terrestre, cade in trappole (strati permeabili limitati da strati rocciosi impermeabili), dando luogo alla formazione di giacimenti di gas.

I cinque maggiori giacimenti di gas in Russia:

  • Urengoyskoe (gas)
  • Yamburgskoe (condensato di petrolio e gas)
  • Bovanenkovskoe (condensato di petrolio e gas)
  • Shtokmanovskoe (gas condensato)
  • Leningradskoe (gas)

Il gas naturale (idrocarburi) è un frequente satellite dei giacimenti petroliferi. Si trova solitamente nel petrolio in forma disciolta e in alcuni casi si accumula nella parte superiore dei giacimenti, formando il cosiddetto gas cap. Per molto tempo il gas rilasciato durante la produzione del petrolio, chiamato gas associato, ha rappresentato una parte indesiderata del processo di estrazione. Molto spesso veniva semplicemente bruciato nelle torce.

Solo negli ultimi decenni l’umanità ha imparato a sfruttare appieno tutti i benefici del gas naturale. Questo ritardo nello sviluppo di questo tipo di carburante estremamente prezioso è in gran parte dovuto al fatto che il trasporto del gas e il suo utilizzo nell'industria e nella vita di tutti i giorni richiedono un livello di sviluppo tecnico e tecnologico piuttosto elevato. Inoltre, il gas naturale, se miscelato con l'aria, forma una miscela esplosiva, che richiede maggiori misure di sicurezza durante il suo utilizzo.

Applicazione del gas

Alcuni tentativi di utilizzare il gas furono fatti già nel XIX secolo. Il gas della lampada, come veniva chiamato allora, serviva come fonte di illuminazione. A quel tempo i giacimenti di gas non erano ancora in fase di sviluppo e il gas prodotto insieme al petrolio veniva utilizzato per l'illuminazione. Pertanto, tale gas veniva spesso chiamato gas di petrolio. Ad esempio, Kazan è stata illuminata a lungo con tale gasolio. Veniva utilizzato anche per illuminare San Pietroburgo e Mosca.

Attualmente il gas ricopre un ruolo sempre più significativo nel settore energetico mondiale. La gamma della sua applicazione è molto ampia. Viene utilizzato nell'industria, nella vita di tutti i giorni, nelle caldaie, nelle centrali termoelettriche, come carburante per automobili e come materia prima nell'industria chimica.


Il gas è considerato un combustibile relativamente pulito. Quando il gas viene bruciato, vengono prodotte solo anidride carbonica e acqua. Allo stesso tempo, le emissioni di anidride carbonica sono quasi due volte inferiori rispetto alla combustione del carbone e 1,3 volte inferiori rispetto alla combustione del petrolio. Per non parlare del fatto che quando si bruciano petrolio e carbone, rimangono fuliggine e cenere. Dato che il gas è il più ecologico tra tutti i combustibili fossili, occupa una posizione dominante nel settore energetico delle moderne megalopoli.

Come viene prodotto il gas

Proprio come il petrolio, il gas naturale viene prodotto utilizzando pozzi distribuiti uniformemente su tutta l’area del giacimento di gas. La produzione avviene a causa della differenza di pressione nella formazione del gas e sulla superficie. Sotto l’influenza della pressione del giacimento, il gas viene spinto attraverso i pozzi verso la superficie, dove entra nel sistema di raccolta. Successivamente, il gas viene fornito a un complesso impianto di trattamento del gas, dove viene purificato dalle impurità. Se la quantità di impurità nel gas prodotto è insignificante, può essere immediatamente inviata all'impianto di trattamento del gas, aggirando il complesso impianto di trattamento.


Come viene trasportato il gas?

Il gas viene trasportato principalmente attraverso gasdotti. I principali volumi di gas vengono trasportati dai principali gasdotti, dove la pressione del gas può raggiungere le 118 atm. Il gas raggiunge i consumatori attraverso la distribuzione e i gasdotti interni. Innanzitutto, il gas passa attraverso una stazione di distribuzione del gas, dove la sua pressione viene ridotta a 12 atm. Successivamente viene fornito attraverso i gasdotti di distribuzione del gas ai punti di controllo del gas, dove la sua pressione viene nuovamente ridotta, questa volta a 0,3 atm. Successivamente il gas raggiunge la nostra cucina attraverso i gasdotti interni alla casa.


Tutta questa enorme infrastruttura di distribuzione del gas è davvero un quadro generale. Centinaia e centinaia di migliaia di chilometri di gasdotti, che coinvolgono quasi l'intero territorio della Russia. Se l'intera rete di gasdotti viene allungata in un'unica linea, la sua lunghezza sarà sufficiente per raggiungere la Terra dalla Luna e ritorno. E questo è solo il sistema di trasporto del gas russo. Se parliamo dell’intera infrastruttura globale di trasporto del gas, parleremo di milioni di chilometri di gasdotti.

Poiché il gas naturale non ha né odore né colore, per individuare rapidamente le fughe di gas gli viene attribuito artificialmente un odore sgradevole. Questo processo è chiamato odorizzazione e avviene nelle stazioni di distribuzione del gas. I composti contenenti zolfo, come l'etantiolo (EtSH), vengono solitamente utilizzati come odoranti, cioè sostanze dall'odore sgradevole.

Il consumo di gas è stagionale. In inverno il suo consumo aumenta e in estate diminuisce. Per attenuare le fluttuazioni stagionali del consumo di gas, vengono creati impianti di stoccaggio sotterraneo del gas (UGS) vicino ai grandi centri industriali. Questi possono essere giacimenti di gas esauriti, adattati per lo stoccaggio del gas o grotte di sale sotterranee create artificialmente. In estate, il gas trasportato in eccesso viene inviato agli impianti di stoccaggio sotterranei, mentre in inverno, al contrario, un'eventuale carenza di capacità del sistema di gasdotti viene compensata prelevando gas dagli impianti di stoccaggio.

Nella pratica mondiale, oltre ai gasdotti, il gas naturale viene spesso trasportato in forma liquefatta attraverso navi speciali: navi gasiere (metano). In forma liquefatta, il volume del gas naturale è ridotto di 600 volte, il che è conveniente non solo per il trasporto, ma anche per lo stoccaggio. Per liquefare il gas, questo viene raffreddato alla temperatura di condensazione (-161,5 °C), trasformandolo in un liquido. Viene trasportato in questa forma refrigerata. I principali produttori di gas naturale liquefatto sono Qatar, Indonesia, Malesia, Australia e Nigeria.


Prospettive e tendenze

Grazie al suo rispetto ambientale e al costante miglioramento delle attrezzature e delle tecnologie, sia nella produzione che nell'uso del gas, questo tipo di carburante sta diventando sempre più popolare. La BP, ad esempio, prevede una crescita più rapida della domanda di gas rispetto ad altri tipi di combustibili fossili.

La crescente domanda di gas porta alla ricerca di nuove fonti di gas, spesso non convenzionali. Tali fonti possono essere:

  • Gas dai giacimenti di carbone
  • Gas di scisto
  • I gas idrati

Gas dai giacimenti di carbone L'attività mineraria è iniziata solo alla fine degli anni '80. Ciò è stato fatto per la prima volta negli Stati Uniti, dove è stata dimostrata la fattibilità commerciale di questo tipo di estrazione mineraria. In Russia, Gazprom ha iniziato a testare questo metodo nel 2003, avviando la produzione sperimentale di metano dai giacimenti di carbone a Kuzbass. La produzione di gas dai giacimenti di carbone viene effettuata anche in altri paesi: Australia, Canada e Cina.

Gas di scisto. La rivoluzione dello shale nella produzione di gas avvenuta negli Stati Uniti nell’ultimo decennio non ha lasciato le prime pagine dei periodici. Lo sviluppo della tecnologia di perforazione orizzontale ha permesso di estrarre gas dallo scisto a bassa permeabilità in volumi che coprono i costi della sua estrazione. Il fenomeno del rapido sviluppo della produzione di shale gas negli Stati Uniti sta spingendo altri paesi a sviluppare quest’area. Oltre agli Stati Uniti, in Canada sono in corso lavori attivi sulla produzione di gas di scisto. La Cina ha anche un potenziale significativo per lo sviluppo della produzione di gas di scisto su larga scala.

I gas idrati. Una parte significativa del gas naturale si trova allo stato cristallino sotto forma dei cosiddetti idrati di gas (idrati di metano). Esistono grandi riserve di gas idrati negli oceani e nelle zone di permafrost dei continenti. Attualmente, le riserve stimate di gas sotto forma di gas idrati superano le riserve combinate di petrolio, carbone e gas convenzionale. Lo sviluppo di tecnologie economicamente fattibili per l'estrazione dei gas idrati viene perseguito intensamente in Giappone, negli Stati Uniti e in alcuni altri paesi. Particolare attenzione presta a questo tema il Giappone, che è privato delle tradizionali riserve di gas ed è costretto ad acquistare questo tipo di risorse a prezzi altissimi.

Il gas naturale ha un grande futuro come combustibile e fonte di elementi chimici. Nel lungo termine, è considerato il principale tipo di combustibile che verrà utilizzato durante la transizione del settore energetico mondiale verso risorse più pulite e rinnovabili.