Földgáz
A földgáz szénhidrogén alapú gázok gyúlékony elegye. Tiszta formájában színtelen, szagtalan és átlátszó gáz, fosszilis tüzelőanyag.
A földgáz néhány métertől több mint 5000 méteres mélységig található, nyomása némely esetben meghaladja a 300 bart, hőmérséklete pedig a 180 °C-ot, függően a lelőhely mélységétől. Hogy a fogyasztók számára szagról könnyen felismerhető legyen a földgáz, gyakran kellemetlen szagú etil-merkaptánt vagy más nevén etántiolt kevernek hozzá.
A földgáz komponenseit a vegyiparban is széles körben használják. Metánból szintézisgázt állítanak elő, majd ebből metanolt és ammóniát. Az etán dehidrogénezésével etilént állítanak elő, amely az etilén-epoxid, etilén-glikol, acetaldehid,[1] ecetsav és polietilén alapanyaga. A propán dehidrogénezésével propilén nyerhető,[2] amely a polipropilén alapanyaga vagy pedig tovább oxidálható olyan fontos monomerekké mint az akrilsav[3][4] vagy akrilnitril.
Története
szerkesztésA kínaiak már időszámításunk előtt földgázt használtak templomaik megvilágítására. A gázt bambuszcsöveken vezették. Ez volt az első példája a földgáz szervezett kitermelésének és vezetésének. Az újkorban, a 19. században a földgázt az Amerikai Egyesült Államokban kezdték el alkalmazni Fredóniában, fűtési célokra. Nagyobb mértékben 1884 óta alkalmaznak földgázt, amikor 23 kilométeres vezetéken át juttatták el Pittsburghbe, ahol a fűtésen kívül világításra is használták. 1950-ig az USA volt a földgáz szinte egyedüli kitermelője, majd csatlakozott Oroszország, Kanada, Hollandia, Nagy-Britannia, Norvégia, Németország, Románia, Olaszország, Mexikó, Venezuela, Algéria, Nigéria, Indonézia, Malajzia, és nem olyan régen a Közel-Kelet országai.
Összetétele
szerkesztésA földgáz tipikus összetétele:
Metán CH4 | 97% |
Etán C2H6 | 0,919% |
Propán C3H8 | 0,363% |
Bután C4H10 | 0,162% |
Szén-dioxid CO2 | 0,527% |
Oxigén O2 | 0-0,08% |
Nitrogén N2 | 0,936% |
Nemesgázok: Ar, He, Ne, Xe | nyomelemként |
Tulajdonságai
szerkesztésA földgáz nem mérgező, a levegőnél könnyebb (sűrűsége megközelítőleg 0,68 kg/m³, míg a levegőé 1,293 kg/m³). A földgáz mennyiségét Magyarországon gáztechnikai normál köbméterben mérik (1 m³ megfelel annak a gázmennyiségnek, melynek térfogata 1,01325 bar nyomáson és 15 °C fokon 1 m³), de a fogyasztókkal való elszámolásnál a helyi légköri nyomást és az energiatartalmat (MJ) is alapul veszik. Az energiatartalom a gázösszetételtől függő fűtőérték (MJ/m³) és a mennyiség (m³) szorzata. Magyarországon ez az érték átlagosan 34−34,2 MJ/m³ között változik, tehát egy köbméter földgáz tökéletes elégetése hozzávetőleg 34-34,2 MJ energiát nyújt.[5] Kondenzációs gázkazánokban a földgáz égése során keletkező víz kicsapódási hőtartalma is hasznosítható, ezzel 37 MJ feletti hőmennyiséget is ki lehet nyerni.[6]
Fontos az, hogy megkülönböztessük a földgázt a cseppfolyósított gázoktól (LPG vagy propán, propán-bután gáz), amelyek főleg a kőolaj-feldolgozás termékei, tartályokban és palackokban tárolhatók. Ezek a cseppfolyósított gázok elpárologva is nagyobb sűrűségűek a levegőnél. A földgáz tökéletes égése során kék lánggal ég, káros égéstermékek, korom, hamu nélkül, igen kevés szén-monoxid és kén-dioxid kibocsátással – ezáltal környezetvédelmi szempontból a legtisztább energiahordozók egyike.
A földgáz robbanóképes elegyet alkot, ha a levegővel 5 és 15% közötti arányban elegyedik. Függően a gáz összetételétől, a nyomástól és az alsó robbanáshatártól a földgáz legalacsonyabb gyulladási hőmérséklete 595-645 °C.
Kitermelése, előkészítése
szerkesztésA földgázlelőhelyek kitermeléséhez szükséges fúrásokat különböző termelő platformokról végzik el. A telepek feltárása magába foglalja a kitermeléshez szükséges valamennyi műszaki létesítmény tervezését és megépítését. Ide tartozik a termelő platformok felállítása, a mélyfúrások kivitelezése, a gyűjtővezetékek kiépítése, a mérőállomások és gáztisztító-berendezések üzembe helyezése, valamint a szállításhoz szükséges létesítmények megépítése. A kitermelés gazdaságossága érdekében egy platformról több fúrást is mélyítenek ugyanabba a telepbe, függőlegesen vagy kisebb-nagyobb hajlásszöggel. Egy földgázlelőhelyet ily módon több furat segítségével tárnak fel. A kitermelés érdekében a furatba egy hosszú acélcsövet vezetnek, a termelőcsövet. Ez a teleptől egészen a felszínig ér, ahol egy speciális szelepcsoporttal, az úgynevezett karácsonyfával zárható le. Ez a szelepcsoport a földgáz elszállítására szolgáló vezetékek csatlakoztatására és a gáz nyomásának szabályozására szolgál.[7]
A földgáz minőségét ronthatja a vízgőz, a kén-hidrogén és más kénvegyületek, a nitrogén, a szén-dioxid, valamint a tárolókőzetből távozó, homok, por és víz formájában jelenlevő szennyeződés. A kitermelt földgázt ezért a lelőhelyről gyűjtővezetékeken keresztül a földgázkezelő rendszerbe juttatják, ahol a minőségétől függően további nemkívánatos összetevőktől tisztítják meg. Ehhez különböző fizikai és vegyi eljárásokat alkalmaznak.[8]
Tárolás
szerkesztésMagyarországon a gáztároló létesítmények régen földgáztermelő mezők voltak, melyek porózus geológiai szerkezetűek. A legtöbb esetben a kőzet homokkő, egy kivétellel, ahol mészkő. Ezen geológiai képződményeket a termelés befejezését követően átalakították földalatti gáztárolókká. Jelenleg négy földalatti földgáztároló létesítmény üzemel: Pusztaederics, Kardoskút, Hajdúszoboszló és Zsana.[9]
Szállítása
szerkesztésCsővezetékes gázszállítás
szerkesztésA tisztítást (gázelőkészítést) követően a földgáz jellemzően nagy átmérőjű, nagy nyomású, nemzetközi gázszállító vezetékrendszeren, kisebb hányadban folyékony halmazállapotban speciális tartályhajókon jut el a nemzeti gázszállító rendszerekig, majd kereskedők közvetítésével, különböző nyomásfokozatú gázszállító- és gázelosztó vezetékeken, nyomáscsökkentő, nyomásszabályzó állomásokon át jut el egészen az ipari és háztartási fogyasztókig, ahol gázmérővel mérve adják át a fogyasztóknak. A földgáz mint energiahordozó legfontosabb előnye az elektromos árammal szemben, hogy a szállítása nagy távolságra sokkal hatékonyabb (kisebb hálózati veszteség), valamint tárolni is lehet.
A távvezeték-hálózat sok ezer kilométeren keresztül szállítja a földgázt a lelőhelytől – például Szibériából – a nagy európai gázszolgáltatók regionális hálózataiba. A gázvezetékek építéséhez speciális acélcsöveket használnak, melyek átmérője hálózattól függően eltérő lehet. A nagy távolságokat áthidaló távvezetékekhez különösen nagy csőátmérőket szoktak választani. Az itt használt csövek átmérője elérheti a 160 centimétert, falvastagságuk pedig a 16 millimétert. A távvezeték-hálózatba betáplált földgáz hozzávetőlegesen 80 baros nyomással indul útjára. Ez a távvezeték-hálózat úgynevezett üzemi nyomása. Csak a tengerfenéken lefektetett gázvezetékeket tervezik még ennél is nagyobb – maximum 200 baros – nyomásra. A távvezeték-hálózatban történő optimális szállítás érdekében a földgáz utazási sebességének minél magasabbnak kell lennie, és állandónak kell maradnia. Ezt a célt szolgálják a kompresszorállomások. A távvezeték-hálózatban 100–200 kilométerenként találhatók ezek a létesítmények.[10]
LNG, cseppfolyósított földgáz szállítás
szerkesztésA földgázt elsősorban csővezetéken továbbítják a felhasználás helyére, de az utóbbi időben terjed a cseppfolyósított szállítás is. A cseppfolyósított földgáz elterjedt angol rövidítése LNG (Liquefied Natural Gas). Ez a megoldás lényegesen drágább, mint a csővezetékes szállítás. A cseppfolyósított földgáz (LNG) olyan földgáz, amelyet – jellemzően –162 °C hőmérséklet alá – folyadék halmazállapotúra hűtöttek a nyomás nélküli tárolás vagy szállítás megkönnyítése és biztonsága érdekében.
A földgázt gazdaságilag jelentéktelennek tekintették, ahol a gáztermelő olaj- vagy gázmezők távol voltak a gázvezetékektől, vagy olyan tengeri helyeken helyezkedtek el, ahol a csővezetékek nem voltak életképesek. A múltban ez általában azt jelentette, hogy a termelt földgázt jellemzően elégették, főleg, hogy az olajtól eltérően a csővezetékeken kívül nem létezett életképes módszer a földgáz tárolására vagy szállítására.
A termelési folyamatok, a kriogén tárolás és a szállítás fejlődése hatékonyan hozta létre azokat az eszközöket, amelyek szükségesek ahhoz, hogy a földgázt egy globális piacra értékesítsék, amely ma más tüzelőanyagokkal versenyez. Ezenkívül az LNG-tárolók fejlesztése olyan megbízhatóságot is bevezetett a hálózatokban, amelyet korábban lehetetlennek tartottak. LNG szállítására speciálisan kriogén tengeri hajókat (LNG-hordozókat) vagy kriogén közúti tartálykocsikat használnak. Az LNG-t elsősorban a földgázpiacokra történő szállításra használják, ahol folyadékból visszaalakítják gáz halmazállapotúvá és elosztják csővezetékes földgázként.
Gázelosztás, vezetékes földgázellátás
szerkesztésA földgáz az egyik legáltalánosabban elterjedt és legsokoldalúbb fűtőanyag, üzemanyag és vegyészeti alapanyag. Amennyiben lakossági gázellátásra használják, egyéb gázokkal, a tetrahidrotiofén (THT, (CH2)4S) és a terc-butil-merkaptán (TBM, (CH3)3CSH) 50-50 arányú keverékével (közhasználatú, de pontatlan nevén merkaptánnal) keverik, szagosítják – ettől kapja a jellegzetes „záptojás-szagot”.[11] Így az egyébként szagtalan földgáz észlelhető szivárgás esetén.
Magyarország
szerkesztésMagyarország helyileg nagyon jelentős, világméretekben közepes földgázkészletekkel rendelkezik. Kitermelése már az 1910-es évektől folyik, az 1945-ös visszaeséstől eltekintve az 1990-es évekig folyamatosan növekvő ütemben. Ettől kezdve a kutatásra fordítandó összegek csökkenésével és külföldi vásárlási kötelezettségek vállalásával a termelés ismét visszaesett. Ma már Magyarország egyoldalú importfüggőségéről beszélnek. Az ország sosem volt önellátó földgázból, pedig lehetett volna. 1979-ben például az éves földgázkitermelés 6,5 milliárd m3 volt, miközben az az évi fogyasztás 7 milliárd m3. Mégis 1,5 milliárd m3 földgázt vásároltunk abban az évben a Szovjetuniótól.[12] 2021-től kezdve megnyílt egy újabb importlehetőség a magyar-horvát határon felállított összekötőrendszeren keresztül.[13]
A magyar energiatermelés 1988–1990-től stagnál, a 2010-es évek vége felé évente 2,5-2,6 milliárd m³ volt a kitermelés üteme,[14] amely a hazai földgázfogyasztásnak kb. 25%-át fedezi. A Nemzetközi Energiaügynökség felmérése szerint Magyarországon mind a lakossági, mind az ipari szektorban jelentős megtakarítási potenciálok rejlenek (2030-ig akár 1,5-2 milliárd köbméter takarítható meg), viszont 2030-ban a földgázalapú energiatermelés akár 3,4-4 milliárd köbméterrel növelheti a fogyasztást a jelenlegi szinthez képest. Ennek következtében a földgáztalapú energiatermelésnek előreláthatóan 40%-os részesedése lesz Magyarország elektromos energiaigényének fedezésére.
Jelentős készleteink vannak energiahordozókból. Magyarország még ki nem aknázott földgázkészletét mintegy 120 milliárd m³-re becsülik.[15] Ennek egy része nem konvencionális készlet, amelynek feltárása és kitermelése megoldásra vár.[14]
Az Eurostat felmérése szerint 2020-ban a magyarországi lakossági ár a második legalacsonyabb volt az EU-ban (3,19 eurócent kilowattóránként).[16]
Országonként
szerkesztésKitermelése országonként [17] [18]
No. | ország / régió | kontinens | éves gáztermelés (millió m3) |
az adat éve |
---|---|---|---|---|
1 | Egyesült Államok | Észak-Amerika | 766 200 | 2015 est. |
2 | Oroszország | Eurázsia | 635 500 | 2015 est. |
3 | Irán | Ázsia | 184 800 | 2015 est. |
4 | Katar | Ázsia | 188 000 | 2017 est. |
5 | Kanada | Észak-Amerika | 149 900 | 2015 est. |
6 | Kína | Ázsia | 138 400 | 2016 est. |
— | Európai Unió | — | 118,200 | 2016 est. |
7 | Norvégia | Európa | 117 200 | 2015 est. |
8 | Szaúd-Arábia | Ázsia | 102 300 | 2015 est. |
9 | Indonézia | Ázsia | 86 940 | 2016 est. |
10 | Türkmenisztán | Ázsia | 83 700 | 2015 est. |
11 | Algéria | Afrika | 83 290 | 2014 est. |
12 | Malajzia | Ázsia | 65 420 | 2015 est. |
13 | Ausztrália | Óceánia | 62 640 | 2014 est. |
14 | Üzbegisztán | Ázsia | 61 740 | 2014 est. |
15 | Egyesült Arab Emírségek | Ázsia | 54 240 | 2014 est. |
16 | Egyiptom | Afrika | 48 800 | 2014 est. |
17 | Hollandia | Európa | 47 460 | 2016 est. |
18 | Mexikó | Észak-Amerika | 44 370 | 2014 est. |
19 | Bolívia | Dél-Amerika | 48 970 | 2012 est. |
20 | Egyesült Királyság | Európa | 40 990 | 2012 est. |
21 | Trinidad és Tobago | Karib-térség | 40 600 | 2011 est. |
22 | India | Ázsia | 40 380 | 2012 est. |
23 | Pakisztán | Ázsia | 39 150 | 2011 est. |
24 | Argentína | Dél-Amerika | 44 600 | 2017 est. |
25 | Thaiföld | Ázsia | 36 990 | 2011 est. |
26 | Omán | Ázsia | 35 940 | 2012 est. |
27 | Peru | Dél-Amerika | 32 400 | 2012 est. |
28 | Nigéria | Afrika | 31 360 | 2011 est. |
29 | Venezuela | Dél-Amerika | 25 280 | 2012 est. |
30 | Kazahsztán | Ázsia | 20 200 | 2011 est. |
31 | Banglades | Ázsia | 20 110 | 2011 est. |
32 | Ukrajna | Európa | 19 800 | 2011 est. |
33 | Azerbajdzsán | Ázsia | 16 700 | 2013 [19] |
34 | Brazília | Dél-Amerika | 17 030 | 2012 est. |
35 | Kuvait | Ázsia | 13 530 | 2011 est. |
36 | Bahrein | Ázsia | 12 620 | 2011 est. |
37 | Brunei | Ázsia | 12 440 | 2011 est. |
38 | Mianmar | Ázsia | 11 910 | 2011 est. |
39 | Kolumbia | Dél-Amerika | 10 950 | 2011 est. |
40 | Románia | Európa | 10 610 | 2011 est. |
41 | Jemen | Ázsia | 9 620 | 2011 est. |
42 | Vietnam | Ázsia | 9 300 | 2012 est. |
43 | Németország | Európa | 9 000 | 2012 est. |
44 | Szíria | Ázsia | 7 870 | 2011 est. |
45 | Líbia | Afrika | 7 855 | 2011 est. |
46 | Olaszország | Európa | 7 800 | 2012 est. |
47 | Egyenlítői-Guinea | Afrika | 6 880 | 2011 est. |
48 | Izrael | Ázsia | 6 860 | 2013 est. |
49 | Dánia | Európa | 6 412 | 2012 est. |
50 | Lengyelország | Európa | 6 193 | 2012 est. |
51 | Portugália | Európa | 4 904 | 2012 est. |
52 | Új-Zéland | Óceánia | 4 590 | 2012 est. |
53 | Fülöp-szigetek | Ázsia | 3 910 | 2012 est. |
54 | Mozambik | Afrika | 3 820 | 2011 est. |
55 | Japán | Ázsia | 3 273 | 2012 est. |
56 | Magyarország | Európa | 2 462 | 2012 est. |
57 | Tunézia | Afrika | 2 047 | 2018 est. |
58 | Ausztria | Európa | 1 906 | 2012 est. |
59 | Horvátország | Európa | 1 863 | 2013 est. |
60 | Elefántcsontpart | Afrika | 1 500 | 2011 est. |
61 | Dél-afrikai Köztársaság | Afrika | 1 280 | 2011 est. |
62 | Chile | Dél-Amerika | 1 144 | 2012 est. |
63 | Kuba | Karib-térség | 1 030 | 2012 est. |
64 | Kongói Köztársaság | Afrika | 946 | 2012 est. |
65 | Irak | Ázsia | 880 | 2011 est. |
66 | Tanzánia | Afrika | 860 | 2011 est. |
67 | Angola | Afrika | 752 | 2011 est. |
68 | Törökország | Eurázsia | 632 | 2012 est. |
69 | Franciaország | Európa | 508 | 2012 est. |
70 | Szerbia | Európa | 484.7 | 2013 est. |
71 | Dél-Korea | Ázsia | 424.9 | 2012 est. |
72 | Bulgária | Európa | 410 | 2011 est. |
73 | Írország | Európa | 373 | 2012 est. |
74 | Tajvan | Ázsia | 330.2 | 2011 est. |
75 | Ecuador | Dél-Amerika | 240 | 2011 est. |
76 | Jordánia | Ázsia | 230 | 2011 est. |
77 | Fehéroroszország | Európa | 220 | 2011 est. |
78 | Csehország | Európa | 200 | 2012 est. |
79 | Kamerun | Afrika | 150 | 2011 est. |
80 | Afganisztán | Ázsia | 140 | 2011 est. |
81 | Szlovákia | Európa | 105 | 2012 est. |
82 | Pápua Új-Guinea | Óceánia | 100 | 2011 est. |
83 | Gabon | Afrika | 70 | 2011 est. |
84 | Spanyolország | Európa | 61 | 2012 est. |
85 | Marokkó | Afrika | 60 | 2011 est. |
Jegyzetek
szerkesztés- ↑ Parfenov, Mikhail V. (2019. augusztus 1.). „Oxidation of ethylene to acetaldehyde by N2O on Na-modified FeZSM-5 zeolite” (angol nyelven). Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis 127 (2), 1025–1038. o. DOI:10.1007/s11144-019-01610-z. ISSN 1878-5190.
- ↑ Ge, Meng, Yanyong (2020. június 1.). „Perovskite-derived cobalt-based catalyst for catalytic propane dehydrogenation” (angol nyelven). Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis 130 (1), 241–256. o. DOI:10.1007/s11144-020-01779-8. ISSN 1878-5190.
- ↑ Kinetic studies of propane oxidation on Mo and V based mixed oxide catalysts (2011. december 2.)
- ↑ „The reaction network in propane oxidation over phase-pure MoVTeNb M1 oxide catalysts”. J. Catal. 2014 (311), 369-385. o.
- ↑ Mit jelent a földgáz fűtőértéke? – MET Magyarország Zrt.
- ↑ - Kondenzációs gázkazánok I.
- ↑ Termelés – Magyar Földgázkereskedő Zrt.|foldgaz.hu|2021.01.06.
- ↑ A földgáz előkészítése – Magyar Földgázkereskedő Zrt.|foldgaz.hu|2021.01.06.
- ↑ A földgáz tárolása – Magyar Földgázkereskedő Zrt.|foldgaz.hu|2021.01.06
- ↑ A földgáz szállítása – Magyar Földgázkereskedő Zrt.|foldgaz.hu|2021.01.06
- ↑ A földgáz összetétele - MET Magyarország Zrt.
- ↑ Jámbor, 149. old.
- ↑ Hungary secures natural gas supply from 2021 (angol nyelven). Budapest LNG Summit, 2019. október 24. (Hozzáférés: 2020. december 29.)
- ↑ a b Hazai energiaipar és a földgáz helyzete (hu-HU nyelven). Magyar Földgázkereskedő. (Hozzáférés: 2020. december 29.)
- ↑ Földgáztermelés és felhasználás fizikája. [2011. december 16-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. január 31.)
- ↑ Natural gas price statistics - Statistics Explained. ec.europa.eu. (Hozzáférés: 2020. december 30.)
- ↑ IEA. Key World Energy Statistics 2014. Natural Gas.. [2014. október 21-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2019. szeptember 12.)
- ↑ CIA. The World Factbook. Natural gas – production.. [2016. március 15-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2019. szeptember 12.)
- ↑ OPEC Statistical Bulletin 2014, [est.http://www.opec.org/library/Annual%20Statistical%20Bulletin/interactive/current/FileZ/Main.htm Marketed Natural Gas Production], accessed 19 May 2015.
Források
szerkesztés- Jámbor Áron: Ásványi nyersanyagok kutatása és teleptana (mélyfúrás-kutatás), Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1982. ISBN nélkül
További információk
szerkesztés- American Gas Association – kereskedelmi csoport
- CERA
- DOE/EIA
- NGSA
- Mi a földgáz?
- Földgáz
- NGSA
- Olaj, gáz
- Oil and Gas Eurasia -Olaj, gáz, technológia
- Földgázzal kapcsolatos ipari hírek
- Top 20
- Földgázmagazin - Földgázzal kapcsolatos magyar és nemzetközi cikkek
- CNG Forum
- földgáz, járművek Archiválva 2012. április 22-i dátummal a Wayback Machine-ben
- AFTC
- Northeast Sustainable Energy Association - földgázról (PDF)