آهنگ رشد ۲.۴ درصدی مصرف انرژی در جهان

به گزارش پارس به نقل از باشگاه خبرنگاران، " گاز طبیعی" که معمولاً گاز گفته می شود نوعی سوخت فسیلی گازی شکل است.
گازی طبیعی سوختی است که معمولاً اثرات زیان آور کمتری نسبت به سوخت های فسیلی دارد و جزء منابع تجدید ناپذیر می باشد.
در حال حاضر ۲۰ درصد مصرف جهانی انرژی را گاز طبیعی تشکیل می دهد که با آهنگ ۲٫۴ درصد در حال رشد است.
گاز طبیعی دارای تاریخی چند هزار ساله است. تقریباً در سال ۹۴۰ قبل از میلاد، مردمان سرزمین چین با استفاده از نی های تو خالی گاز طبیعی را از محل آن در خشکی به ساحل رسانده و از آن برای جوشاندن آب دریا و استحصال نمک استفاده می کردند.
برخی از صاحب نظران اعتقاد دارند که چینی ها چاه های گاز را حتی تا عمق ۶۰۰ متری نیز حفر می کردند. همچنین حفر چاه های گاز در ژاپن در حدود سال ۶۰۰ قبل از میلاد گزارش شده است.
سایر تمدن های باستانی نیز خروج گاز از زمین را متوجه شده و دریافته بودند که قابل اشتعال است و می سوزد. لذا معابدی برای محصور نگه داشتن این « شعله های جاودان» پر رمز و راز که بازدیدکنندگان به دیده احترام به آنها می نگریستند بنا شد.
گزارش های مختلفی از ستون های آتش و آبی جوشان و سحرآمیز که مانند روغن شعله ور می شد به ثبت رسیده است. اما اهمیت گاز طبیعی به عنوان سوخت مورد استفاده در زندگی بشر از اوایل دهه ۱۹۳۰ آغاز شد. در اواخر قرن بیستم مشخص شد که گاز طبیعی در بخش اعظم جهان صنعتی به یک منبع انرژی بسیار ضروری و حیاتی مبدل شده است. زغال سنگ در قرن نوزدهم انقلاب صنعتی را سبب شد و نفت خام که سوخت قرن بیستم بود باعث توسعه اقتصادی در جهان شد.
ترکیبات" گاز طبیعی"
میلیون ها سال قبل گاز طبیعی و نفت خام در اثر تجزیه و فاسد شدن گیاهان و اجساد حیوانات در ته دریاها و اقیانوس های قدیمی به وجود آمد. بخش اعظم این مواد ارگانیک در هوا تجزیه (اکسیده) و وارد جو شد. ولی بخشی دیگر قبل از تجزیه، مدفون و یا وارد آب های راکد و فاقد اکسیژن شده و از اکسیده شدن آنها جلوگیری به عمل آمد.
گاز طبیعی عمدتاً از متان (CH۴) یعنی ساده ترین نوع هیدروکربن و هیدروکربن های پیچیده تر و سنگین تری چون اتان (C۲H۶) ، پروپان (C۳H۸) و بوتان (C۴H۱۰) تشکیل شده است. در این میان گاز اتان برخی از میدانها درصد قابل ملاحظه ای (تا حدود ۱۰٪ یا کمی بالاتر) را تشکیل می دهد.
حال آنکه گازهای سنگین تر اجزای بسیار کوچکی را در ترکیب گاز طبیعی شامل می شوند همچنین ترکیباتی از قبیل H۲S، CO۲، N۲ نیز همراه گاز طبیعی یافت می شوند که درصد آنها در مخازن مختلف و حتی در قسمتهای مختلف از یک مخزن، با یکدیگر متفاوت است.
همچنین آب نیز همیشه با گاز طبیعی استخراج شده از مخازن همراه است که در پالایشگاه ها در بخشی به نام واحد نم زدائی، آب و ترکیبهای مزاحم که سبب پائین آوردن ارزش حرارتی گاز شده و همچنین مشکلاتی در انتقال و مصرف گاز بوجود میآورند، از گاز طبیعی تفکیک میشوند و پس از آن، گاز به خطوط انتقال و در نهایت به مصرف کنندگان تحویل می شود.
چگالی گاز طبیعی NaturalGasProcessingPlant. jpg
چگالی گاز متان ۵۵ صدم است، ولی با توجه به ترکیبات سنگینتر همراه گاز طبیعی، چگالی آن می تواند به حدود ۶۵صدم نیز برسد. بنا بر این گاز طبیعی از هوا سبکتر بوده و در صورت نشت از خطوط لوله و یا سایر اجزاء شبکه گاز و یا لوله کشی وسائل گاز سوز در منازل بسمت بالا حرکت می کند و در مکانهای مسقف قسمت زیادی از گاز نشت شده در زیر سقف تجمع می کند.
اما سبکتر بودن گاز طبیعی با عث نمی شود که همه گاز نشت یافته از یک محل بسمت بالا برود بلکه بخشی از گاز نیز، بویژه در صورتی که عناصر تشکیل دهنده هوا با آن اختلاط کامل پیدا کنند، بهمراه هوا به اطراف نیز پراکنده می شود. و چون غلظتهای پائین گاز در هوا خطرناکتر است قابلیت انفجار در اطراف محل نشت نیز وجود دارد.

گاز طبیعی بعد از هیدروژن پاک ترین نوع سوخت فسیلی برای طبیعت است. زیرا عمدتاً دی اکسیدکربن و بخار آب تولید می کند. علاوه بر این متان یکی از مواد خام اصلی برای ساخت حلال ها و دیگر مواد شیمیایی ارگانیک است. پروپان و بوتان نیز از گاز طبیعی استخراج می شوند.
گاز نفتی مایع شده (Liquefied Petroleum Gas) یا (LPG) اصولاً همان پروپان است و اغلب به جای گاز طبیعی در مناطق فاقد خطوط لوله مورد استفاده قرار می گیرد.
گاز طبیعی غالباً ناخالصی هایی چون دی اکسیدکربن (گاز اسیدی) ، سولفید هیدروژن (گاز ترش) و آب و همچنین نیتروژن، هلیوم و سایر گازهای نادر را به همراه دارد. دی اکسید را به حوزه های نفتی قدیمی تخلیه شده تزریق می کنند تا تولید آنها افزایش یابد. نیتروژن نیز گازی است قابل تزریق به حوزه های نفتی و هلیوم در صنایع الکترونیک تارتل موارد استفاده ارزشمند و فراوان دارد.
سولفید هیدروژن (H۲S) بسیار سمی است و مقادیر بسیار ناچیز آن نیز می تواند کشنده و مهلک باشد. سولفید هیدروژن بسیار خورنده و فرساینده است و می تواند به لوله ها، اتصالات و شیرهای چاه آسیب و خسارت وارد کند. بنابراین قبل از انتقال گاز طبیعی به خطوط لوله، سولفید هیدروژن جداسازی شده و دی اکسید کربن و آب آن نیز از طریق آب زدایی یا نمک گیری گرفته می شود.
سوختن گاز طبیعی
گاز طبیعی در صورتی که بطور کامل خشک و فاقد مواد زائد باشد و هوای کافی به آن برسد، با شعلهٔ آبی می سوزد. ودر غیر اینصورت شعله های قرمز، نارنجی، زرد یا سبز حاصل خواهد شد.
ارزش حرارتی گاز طبیعی
هر متر مکعب گاز طبیعی بصورت متوسط ده هزار کیلو کالری ارزش حرارتی دارد، امّا این مقدار اسمی است و ارزش حرارتی دقیق گاز طبیعی هر میدان گازی، تابع ترکیبات آن بوده و بطور کلی هر چه درصد متان در گاز طبیعی بیشتر باشد ارزش حرارتی آن پائین تر است.
ارزش یک متر مکعب گاز طبیعی در شرایط استاندارد تقریباً به اندازه یک لیتر بنزین می باشد. مصرف یک بخاری گازی در هر ساعت از نیم تا یک و نیم متر مکعب گاز طبیعی می باشد. گازی که در منازل، محل های کسب و کار و بخش های صنعتی استفاده می شود در واقع متان خالص است که گازی بی رنگ و بی بو و با شعله های کم رنگ و به نسبت روشن می باشد.
دلایل مطلوبیت ویژه گاز طبیعی
تقاضای جهانی انرژی طی دویست سال اخیر به دلیل نگرانی های زیست محیطی به سمت سوخت هایی با محتوای کربن کمتر متمایل شده است. طی این مدت انرژی مورد نیاز انسان از چوب (با محتوای کربن ۲۵/۱ نسبت به هیدروژن موجود در آن) به زغال سنگ سپس به نفت و در حال حاضر به گاز طبیعی (گاز متان با میزان کربن ۶۵٪) تغییر نموده و در این راستا سهم گاز طبیعی به عنوان سوخت در حال افزایش است.
گاز طبیعی منبع انرژی تقریباًً پاکیزه، فراوان و ارزان قیمتی است که هم اکنون نیز به مقیاس وسیع برای مصارف صنعتی و خانگی به کار رفته و در طی دهه های آینده بهره برداری از آن گسترش خواهد یافت. در توسعه اقتصادی جهان، مناطق و کشورهای مختلف، به دلیل منابع و ذخایر عظیم در دسترس و توسعه تکنولوژی های خلاق، باعث کاهش هزینه ها و زمان اجرای پروژه ها و در نتیجه بهبود اقتصاد پروژه های توسعه و انتقال گاز شده است. همچنین تلاش جهانی برای کاهش گازهای گلخانه ای و گاز CO۲ مزیت استفاده از گاز طبیعی در مقایسه با سایر سوخت ها را نشان می دهد.
دولت ها و صاحبان صنایع امروزه به دنبال آن دسته از حامل های انرژی هستند که آلاینده های کمتری تولید می کنند. به همین دلیل جهان به گاز طبیعی روی آورده است. در واقع گاز طبیعی در هر واحد انرژی حدود ۲۴ درصد نسبت به نفت خام و ۴۲ درصد نسبت به زغال سنگ گازهای آلاینده کمتری تولید می کند و این بیان گر آن است که می توان انرژی بیشتری مصرف و در مقایسه با نفت خام و زغال سنگ، آلاینده های کمتری تولید کرد.

مصرف گاز طبیعی در دهه ۱۹۹۰ در اروپا به شدت افزایش یافته، به طوری که در آلمان ۳۰ درصد، در ایتالیا ۵۰ درصد و در انگلیس ۱۰۰ درصد رشد داشته است و در مقابل تولید گاز آلاینده CO۲، به همین نسبت کاهش یافته. هر چند انتشار CO۲ و ذرات معلق در مقایسه با زغال سنگ و نفت قابل چشم پوشی است. لیکن مقادیر متنابهی از NOx انتشار می یابد که نیازمند بررسی و مطالعات بیشتر آثار و تبعات آن در محیط زیست می باشد.
قابلیت اشتعال گاز طبیعی
قابلیت اشتعال گاز طبیعی فقط در محدوده خاصی از نسبتهای اختلاط با هوا اتفاق می افتد که این محدوده را محدوده « قابلیت اشتعال» می نامند مرز پائین این محدوده را اشتعالL. E. L و مقدار بالای این محدوده را، حد بالای اشتعال H. E. L می نامند.
حد پائین اشتعال گاز طبیعی ۵ درصد و حد بالای آن ۱۵ درصد می باشد. بهترین حالت برای اشتعال گاز طبیعی نسبت ۱۰ درصد گاز با هواست که همان نسبتی است در فرمول ترکیب متان و اکسیژن (هوا) دیده می شود.
یک حجم متان برای سوخت کامل نیاز به ۲ حجم اکسیژن دارد و با توجه به اینکه یک حجم اکسیژن تا حدودی در ۵ حجم هوا موجود است. بنا بر این می توان گفت که یک حجم متان نیاز به ۱۰حجم هوا دارد که تا حدودی همان نسبت یک به ۱۰ و یا ده درصد است.
البته برای سوختن کامل نیاز به ۲۰ الی ۳۰ درصد هوای اضافی داریم ولی در انفجارها هر چه به نسبت ۱۰ درصد گاز در هوا نزدیک تر باشیم انرژی حاصل از انفجار بیشتر است.
در صورتی که نسبت های مخلوط گاز و هوا برای اشتعال مناسب باشد در دمایco ۵۹۰خود بخود مشتعل می شود و این دما را دمای احتراق یا دمای خود احتراقی گاز طبیعی می نامند.