Природный газ является энергоносителем

Выработка электроэнергии из природного газа

Природный газ является общим термином, используемым для смеси углеводородов, которые являются результатом разложения растительных и животных материалов в течение миллионов лет. Из природного газа сейчас производится порядка 15% всей электроэнергии в мире. Энергия природного газа представляет ископаемое топливо и, следовательно, представляет невозобновляемые источники энергии. Она образовалась, когда доисторические останки животных и растений находились под землей и подвергались высоким температурам и давлениям в течение миллионов лет. Эта энергия наряду с нефтью и углем считается ископаемым топливом и, подобно нефти и углю, встречается в подземных резервуарах, расположенных во многих районах мира.

Основные компоненты природного газа представляют углеводороды: метан с формулой CH₄, а также этан с формулой C₂H₆, пропан с формулой C₃H₈, бутан с формулой C₄H₁₀.

Природный газ самый чистый из всех видов ископаемого топлива. Запасы энергии природного газа, как и другие виды ископаемого топлива, ограничены и поэтому не являются возобновляемым ресурсом. Применение природного газа производит относительно малую долю оксидов азота и углекислого газа по сравнению с нефтью и углем, а также в результатах практически нет твердых частиц или выбросов диоксида серы. Поэтому он становится привлекательным «переходным» топливом по мере того, как энергоснабжение уходит от загрязняющих источников, таких как уголь и ядерные источники в сторону более чистых возобновляемых технологий.

Как генерируется газовая энергия?

Есть два основных типа электростанций, используемых для преобразования энергии природного газа в электричество — открытый цикл и комбинированный цикл.

Открытый цикл

Самое простое: открытый цикл, в котором природный газ горит для создания давления. Давление приводит в действие лопасти газовой турбины, вызывая ее вращение и преобразование тепловой энергии в механическую. Вал соединяет газовую турбину с газотурбинным генератором, поэтому, когда турбина вращается, генератор тоже. Генератор использует электромагнитное поле для преобразования механической энергии в электрическую. Приводя в действие турбину, которая соединена с генератором она заставляет магниты генератора крутиться и создавать электрический ток.

Комбинированный цикл

В электростанции комбинированного цикла, тепло, которое образуется от сгорания приводит в действие турбину назначение которой для того чтобы закипятить воду и создать пар, управляя второй турбиной для того, чтобы произвести даже больше электричества. Это позволяет таким электростанциям преобразовывать до 50% энергии, содержащейся в природном газе — намного больше, чем 33% конверсия угольных электростанций. По этой причине газопоршневые электростанции комбинированного цикла, как правило, используются для обеспечения ежедневной базовой нагрузки, в то время как открытые станции работают во время пикового спроса. Турбины сгорания основаны на принципе реактивных двигателей. С технологией турбины горит природный газ, создавая перегретый воздух, который после этого закачивается в трубы и используется для того чтобы управлять турбиной. Энергия природного газа может также использоваться в технологиях топливных элементов, которые опираются на химические реакции для создания электричества при гораздо более высоких уровнях эффективности, чем это может быть получено при сжигании ископаемого топлива.

Каковы экологические проблемы?

Природный газ оказывает значительно меньшее воздействие на окружающую среду, чем уголь. На основе данных сжигание природного газа генерирует примерно вдвое меньше углекислого газа или CO₂, чем уголь, меньше твердых частиц и очень мало двуокиси серы или токсичных выбросов в атмосферу. Однако сжигание природного газа может привести к образованию оксидов азота и окиси углерода в количествах, сопоставимых со сжиганием угля. Продолжающееся использование этих ресурсов неизбежно приводит к выбросам метана, который является мощным парниковым газом, способствующим глобальному изменению климата. Бурение и разведка природного газа может негативно повлиять на среду обитания дикой природы, дикую природу и общее состояние атмосферы. Среди возможных негативных последствий, связанных с этим топливом, можно назвать эрозию, снижение продуктивности почв, увеличение стока, оползни и наводнения. Если сравнивать природный газ со сжиганием угля, выбросы CO2 значительно ниже, но сжигание природного газа по-прежнему приводит к чистому увеличению выбросов CO2 и, следовательно, может способствовать изменению климата. В зависимости от типа технологии сжигания и конструкции установки газовая установка может оказать значительное воздействие на водные ресурсы. Турбины сгорания не используют значительных количеств воды, но электростанции комбинированного цикла имеют участок для охлаждения пара который может требовать значительных количеств воды.

Подход компаний к энергии газа

Газовые электростанции как источники электрической энергии улучшают надежность нашего общего энергоснабжения. Когда погодные условия ограничивают возможности непостоянных источников энергии, таких как ветер, для выработки электроэнергии, газовые электростанции могут повысить свою производительность, чтобы восполнить дефицит. Это гарантирует, что всегда есть достаточно электричества, чтобы удовлетворить спрос. Сжигание газа также выделяет парниковые газы. Технология улавливания и хранения углерода может представлять собой возможное решение, но пока еще не доказана работа в промышленных масштабах. Ожидается, что технология улавливания и хранения углерода также увеличит стоимости строительства газовой электростанции, а также снизит её эффективность. Вполне вероятно, что в обозримом будущем газовые электростанции будут оставаться частью электроэнергетического комплекса мира, а в долгосрочной перспективе газ может играть заметную роль. Газовые электростанции могут обеспечить гибкую, надежную электрическую мощность, но цены изменчивы и могут резко возрасти или упасть в ответ на международные события, не зависящие от страны.

Преимущества газовых электростанций

Одним из основных преимуществ использования газа для производства электроэнергии является то, что газовые электростанции имеют чрезвычайно быстрое время запуска, поэтому они часто используются для удовлетворения пиковых потребностей в электроэнергии. Газотурбинная электростанция занимает всего 10-20 минут для достижения максимальной мощности по сравнению с несколькими часами для угольных электростанций и до двух дней для ядерных станций.

Выводы

Энергия природного газа является невероятно универсальным топливом, а также используется как эффективный источник в своем собственном праве для отопления, приготовления пищи и горячей воды, это также средство для производства электроэнергии.

Газовые электростанции преобразуют тепловую энергию от сжигания природного газа в электроэнергию, которую можно использовать в жилых домах и на предприятиях.

При большей эксплуатационной гибкости и более чистом сжигании, чем угольные электростанции, все больше и больше газовых электростанций строятся по всему миру, и сегодня природный газ производит около 15% электроэнергии мира.

Источник

Природный газ — перспективный энергоноситель

Природный газ является самым экологически безвредным ископаемым энергоносителем, так как при его сгорании выделяется значительно меньше углекислого газа, чем при сгорании угля или нефти. Природный газ ввиду его высокой теплотворной способности является эффективным энергоносителем с многообразными возможностями применения. Российский природный газ отличается высокой теплотворной способностью. Ввиду высокого содержания метана он является самым высококачественным природным газом в мире.

Особенно эффективно и с наименьшим выделением вредных выбросов природный газ можно использовать для выработки электроэнергии и тепла для отопления.

Кроме того, использование природного газа в качестве моторного топлива дает возможность значительно уменьшить загрязнение окружающей среды выхлопными газами, в особенности в городских и густонаселенных районах.

Энергоноситель — природный газ

Природный газ — надежный, экологичный и эффективный энергоноситель.

В настоящее время наш быт и экономику нельзя представить себе без природного газа и электроэнергии.

Природный газ — это горючее полезное ископаемое, которое, как и нефть добывается из подземных месторождений. Ввиду родственности происхождения залежи природного газа часто располагаются рядом с месторождениями нефти.

Европейские категории качества природного газа

Категории качества природного газа различаются по химическому составу в зависимости от региона добычи.

Основную часть природного газа составляет метан.

В состав природного газа в большом количестве могут входить различные углеводороды (алканы) — этан, пропан, бутан и пентан. Другими, удаляемыми компонентами являются сероводород и диоксид углерода.

В зависимости от содержания метана выделяются две основные группыприродного газа:

• Природный газ группы H (Н–газ, т.е. высококалорийный газ) в связи с высоким содержанием метана (от 87% до 99%) является самым высококачественным. Российский природный газ относится к группе Н и отличается высокой теплотворной способностью. Ввиду высокого содержания метана (~ 98%) он является самым высококачественным природным газом мира.
• Природный газ группы L (L–газ, т.е. низкокалорийный газ) — это природный газ с менее высоким содержанием метана — от 80% до 87%. Если требования по качеству не выполняются (11,1 кВт-ч/куб.м ), то часто газ нельзя поставлять непосредственно конечному потребителю без дополнительной переработки.

Благодаря высокому качеству российского природного газа он нашел универсальное применение во всех областях экономики. Применение таких энергоносителей, как природный газ сопровождается внедрением инновационных достижений и позволяет сократить выбросы CO₂. Роль природного газа как благоприятного для окружающей среды энергоносителя, отвечающего современным экологическим требованиям и в условиях роста потребления энергии в Германии и Европе, имеет растущее значение на энергетическом рынке.

Многосторонние возможности применения природного газа

Обладая такими преимуществами перед другими энергоносителями как, например, экономичность и экологичность, природный газ приобретает все большее значение в промышленности и бытовых хозяйствах.

Природный газ как ископаемый энергоноситель используется главным образом для отопления жилых и промышленных помещений, для приготовления пищи, выработки электроэнергии, а также в промышленно-производственном секторе для выработки тепловой энергии.

В небольшом объеме природный газ используется в качестве моторного топлива. В связи с ростом цен на бензин за последние годы и месяцы возросло количество частного транспорта, переоснащенного на газовые двигатели. Кроме того, осуществляется переоснащение грузовых автомобилей и автобусов для работы на природном газе. Наряду с фактором затрат важным аргументом в пользу природного газа является более низкий уровень выделения в атмосферу вредных веществ.

Запасы природного газа

Запасами природного газа обладают почти все страны мира, однако самые значительные из них сконцентрированы в определенных частях нашей планеты.

Крупные залежи природного газа расположены в России, на Ближнем Востоке, в регионе Персидско-Арабского залива, в Северной Америке включая США, на Дальнем Востоке, в Китае, а также в Африке — Алжире и Нигерии.

Европа также обладает запасами природного газа и, прежде всего, в Северном море и странах, расположенных на его побережье. Крупнейшие европейские запасы природного газа залегают в Норвегии и Нидерландах. Собственная добыча природного газа Германии обеспечивает одну пятую часть ее общей потребности.

Источник