منابع انرژی

گاز طبیعی

مبانی گاز طبیعی
گاز طبیعی چیست؟

گاز طبیعی منبع انرژی فسیلی است که در اعماق سطح زمین شکل گرفته است. گاز طبیعی حاوی ترکیبات مختلفی است. بزرگترین جز of گاز طبیعی متان است، ترکیبی با یک اتم کربن و چهار اتم هیدروژن (CH4). گاز طبیعی همچنین حاوی مقادیر کمتری مایعات گاز طبیعی (NGL ؛ که مایعات گاز هیدروکربن نیز هستند ) و گازهای غیر هیدروکربن، مانند دی اکسید کربن و بخار آب است. ما از گاز طبیعی به عنوان سوخت و ساخت مواد و مواد شیمیایی استفاده می کنیم.

گاز طبیعی چگونه شکل گرفت؟

از میلیون ها تا 100 هزار میلیون سال پیش و طی مدت زمان طولانی، بقایای گیاهان و حیوانات (مانند دیاتوم ها) در لایه های ضخیم در سطح زمین و کف اقیانوس ها ساخته شده اند، که گاهی اوقات با ماسه، لجن و کربنات کلسیم مخلوط می شوند. با گذشت زمان، این لایه ها زیر ماسه، گل و لای و سنگ دفن شدند. فشار و گرما مقداری از این ماده غنی از کربن و هیدروژن را به زغال سنگ، برخی به نفت (نفت) و برخی دیگر به گاز طبیعی تبدیل کرد.

در بعضی از نقاط، گازهای طبیعی که از ترک های زمین به هوا نشت می کنند، می توانند توسط صاعقه یا آتش سوزی شوند. وقتی مردم برای اولین بار این گاز طبیعی سوزان را دیدند، آن را آزمایش کردند و آموختند که می توانند از آن برای گرما و نور استفاده کنند.

گاز طبیعی از کجا یافت می شود؟

در بعضی از نقاط، گاز طبیعی به شکاف ها و فضاهای بزرگ بین لایه های سنگ پوشاننده منتقل می شود. گاز طبیعی موجود در این نوع سازه ها را گاه گاز طبیعی مرسوم می نامند. در جاهای دیگر، گاز طبیعی در منافذ ریز (فضاهای) موجود در برخی سازندهای شیل ، ماسه سنگ و انواع دیگر سنگ رسوبی رخ می دهد. از این گاز طبیعی به عنوان گاز شیل یا گاز فشرده یاد می شود و گاهی اوقات به آن گاز طبیعی غیرمتعارف گفته می شود. گاز طبیعی نیز با رسوبات نفت خام رخ می دهد و این گاز طبیعی را گاز طبیعی همراه می نامند. ذخایر گاز طبیعی در خشکی یافت می شود و برخی از آنها دریایی و در اعماق کف اقیانوس هستند. نوعی گاز طبیعی موجود در ذخایر زغال سنگ نامیده می شودمتان .

چگونه گاز طبیعی پیدا کنیم؟

جستجوی گاز طبیعی با زمین شناسانی آغاز می شود که ساختار و فرایندهای زمین را مطالعه می کنند. آنها انواع سازندهای زمین شناسی را که احتمالاً حاوی رسوبات گاز طبیعی هستند، قرار می دهند.

زمین شناسان اغلب از بررسی های لرزه ای در خشکی و اقیانوس برای یافتن مکان های مناسب برای حفر چاه های گاز طبیعی و نفت استفاده می کنند. بررسی های لرزه ای امواج لرزه ای را در زمین ایجاد و اندازه گیری می کند تا اطلاعاتی در مورد زمین شناسی سازند سنگ بدست آورد. بررسی های لرزه ای در خشکی ممکن است از یک کامیون thumper استفاده کند، که دارای یک بالشتک ارتعاشی است که برای ایجاد امواج لرزه ای در سنگ زیرین زمین را لرزاند. گاهی اوقات مقدار کمی مواد منفجره استفاده می شود. در بررسی های لرزه ای انجام شده در اقیانوس از انفجارهای صوتی استفاده می شود که امواج صوتی را برای کشف زمین شناسی زیر کف اقیانوس ایجاد می کند.

اگر نتایج بررسی های لرزه ای نشان دهد که یک سایت دارای پتانسیل تولید گاز طبیعی است، یک چاه اکتشافی حفاری و آزمایش می شود. نتایج آزمون اطلاعاتی در مورد کیفیت و کمیت گاز طبیعی موجود در منبع فراهم می کند.

حفر چاه های گاز طبیعی و تولید گاز طبیعی

اگر نتایج حاصل از یک آزمایش به خوبی نشان دهد که یک سازند زمین شناسی دارای گاز طبیعی کافی برای تولید و سودآوری است، یک یا چند چاه تولید (یا توسعه ) حفر می شود. چاههای گاز طبیعی را می توان به صورت عمودی و افقی در سازندهای حامل گاز طبیعی حفر کرد. در ذخایر متداول گاز طبیعی، گاز طبیعی معمولاً از طریق چاه ها به سطح بالا سرازیر می شود.

در ایالات متحده و در چند کشور دیگر، با فشار آوردن آب، مواد شیمیایی و شن و ماسه در چاه، گاز طبیعی از شیل و انواع دیگر تشکیلات سنگ رسوبی تولید می شود. این فرایند، به نام های هیدرولیک شکستن و یا استخراج، و گاهی اوقات به عنوان تولید غیر متعارف، می شکند تا تشکیل آن اشاره شد، را منتشر گاز طبیعی از سنگ، و اجازه می دهد تا گاز طبیعی به جریان به و تا چاه به سطح. در بالای چاه سطح، گاز طبیعی در لوله های جمع آوری قرار می گیرد و به کارخانه های فرآوری گاز طبیعی ارسال می شود.

گاز طبیعی حاصل از چاه های گاز طبیعی یا نفت خام قبل از اینکه در خطوط لوله انتقال گاز طبیعی قرار گیرد، در کارخانه های فرآوری گاز طبیعی تصفیه می شود.

در مکانهایی که خطوط لوله گاز طبیعی برای از بین بردن گازهای طبیعی تولیدشده از چاههای نفت در دسترس نیستند ، ممکن است گاز طبیعی مجدداً به درون سازه نفتی تزریق شود، یا ممکن است تخلیه یا سوزانده شود (شعله ور شود). تزریق مجدد گاز طبیعی غیرقابل بازاریابی می تواند به حفظ فشار در چاه های نفت برای بهبود تولید روغن کمک کند.

متان ذغالی را می توان از ذخایر ذغال سنگ قبل یا حین استخراج زغال سنگ استخراج کرد و می توان آن را بدون هیچ گونه درمان خاصی به خطوط لوله گاز طبیعی اضافه کرد.

انتقال گاز طبیعی به کاربران
تحویل گاز طبیعی به مصرف کنندگان

تحویل گاز طبیعی از چاه های گاز طبیعی و نفت به مصرف کنندگان نیاز به دارایی های زیرساختی و مراحل پردازش زیادی دارد و شامل چندین انتقال فیزیکی حضانت است.

زیرساخت های انتقال گاز طبیعی را می توان به سه دسته تقسیم کرد:

  • در حال پردازش
  • حمل و نقل
  • ذخیره سازی
پردازش گاز طبیعی برای حمل و نقل توسط خط لوله

گاز طبیعی حمل شده بر روی سیستم اصلی حمل و نقل گاز طبیعی در ایالات متحده باید اقدامات کیفی خاصی را داشته باشد تا شبکه خط لوله (یا شبکه) بتواند گاز طبیعی با کیفیت یکنواخت را تأمین کند. گاز طبیعی Wellhead ممکن است حاوی آلاینده ها و مایعات گاز هیدروکربن (HGL) باشد که باید قبل از رساندن ایمن گاز طبیعی به خطوط لوله فشار زیاد و مسافت طولانی که گاز طبیعی را به مصرف کنندگان می رساند، از بین برود.

یک کارخانه فرآوری گاز طبیعی معمولاً گاز طبیعی را از سیستم جمع آوری خطوط لوله از چاه های گاز طبیعی و نفت دریافت می کند. پردازش گاز طبیعی می تواند پیچیده باشد و معمولاً شامل چندین فرآیند یا مرحله برای از بین بردن روغن، آب، HGL و سایر ناخالصی ها مانند گوگرد، هلیم، نیتروژن، سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن است. ترکیب گاز طبیعی سرچاهی تعداد مراحل و فرایندهای مورد نیاز برای تولید گاز طبیعی خشک با کیفیت خط لوله را تعیین می کند. این مراحل و فرایندها ممکن است در یک واحد یا عملیات ادغام شوند، به ترتیب دیگری یا در مکان های جایگزین (اجاره / کارخانه) انجام شوند، یا اصلاً نیازی به آنها نیست.

مراحل اساسی فرآوری / تصفیه گاز طبیعی است

  • جداکننده های گاز-روغن-آب: کاهش فشار در یک جدا کننده یک مرحله ای باعث جدا شدن طبیعی مایعات از گازهای موجود در گاز طبیعی می شود. در بعضی موارد، برای جداسازی جریانهای مختلف سیال، به یک فرآیند جداسازی چند مرحله ای نیاز است.
  • جداکننده میعانات: میعانات غالباً از جریان گاز طبیعی در سرچاه با جداکننده هایی مانند جداکننده های گاز-روغن-آب خارج می شوند. جریان گاز طبیعی به جدا کننده مستقیماً از سوراخ چاه می آید. میعانات استخراج شده به مخازن ذخیره سازی ارسال می شود.
  • کمبود آب: یک فرآیند کمبود آب، آبی را که ممکن است باعث ایجاد هیدراتهای نامطلوب و چگالش آب در خطوط لوله شود ، از بین می برد.
  • حذف آلاینده ها: گازهای غیر هیدروکربن – مانند سولفید هیدروژن، دی اکسید کربن، بخار آب، هلیوم، نیتروژن و اکسیژن – نیز باید از جریان گاز طبیعی خارج شوند. متداول ترین روش حذف هدایت گاز طبیعی از طریق یک ظرف حاوی محلول آمین است. آمین ها سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن را از گاز طبیعی جذب می کنند و می توانند برای استفاده مکرر بازیافت و دوباره تولید شوند.
  • استخراج نیتروژن: هنگامی که سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن به میزان قابل قبولی کاهش می یابد، جریان گاز طبیعی به یک واحد رد نیتروژن (NRU) هدایت می شود و در آنجا با استفاده از تخت های غربال مولکولی کم آب می شود.
  • جداسازی متان: فرآیند ماتین سازی جریان گاز طبیعی می تواند به عنوان یک عملیات جداگانه در یک کارخانه پردازش گاز طبیعی یا به عنوان بخشی از عملیات NRU رخ دهد. روشهای فرآوری و جذب برودتی برخی از روشهای مورد استفاده برای جداسازی متان از HGL است.
  • کسر: کسر با استفاده از نقاط مختلف جوش HGL منفرد HGL را به مایعات تشکیل می دهد. HGL از کارخانه فرآوری ممکن است به کارخانه های پتروشیمی، پالایشگاه های نفت و سایر مصرف کنندگان HGL ارسال شود.
خطوط لوله گاز طبیعی را از میادین تولید به بازارها منتقل می کنند

خطوط لوله انتقال گاز طبیعی خطوط لوله ای با قطر گسترده هستند و اغلب بخشی از سیستم های خط لوله گاز طبیعی در مسافت طولانی هستند که سیستم های جمع آوری در مناطق تولید کننده، کارخانه های پردازش گاز طبیعی، سایر نقاط دریافت و مناطق اصلی خدمات مصرف کننده را به هم متصل می کنند. سه نوع خط لوله انتقال هستند

  • خطوط لوله گاز طبیعی بین ایالتی از طریق مرزهای ایالتی فعالیت و انتقال گاز طبیعی را انجام می دهند.
  • خطوط لوله گاز طبیعی متقابل کار می کنند و گاز طبیعی را در مرزهای ایالتی حمل می کنند.
  • خطوط لوله گاز طبیعی Hinshaw گاز طبیعی را از خطوط لوله بین ایالتی دریافت می کنند و آن را برای مصرف در مرزهای ایالتی به دست مصرف کنندگان می رسانند.

وقتی گاز طبیعی به مکانهایی که از آن استفاده می شود می رسد (معمولاً از طریق خطوط لوله بزرگ)، به داخل خطوط لوله با قطر کوچکتر به نام شبکه اصلی و سپس به خطوط خدمات کوچکتر که مستقیماً به خانه ها یا ساختمانها می روند، جریان می یابد .

گاز طبیعی را می توان برای زمان اوج تقاضا ذخیره کرد

تقاضا برای گاز طبیعی روزانه و فصلی در نوسان است، در حالی که تولید و واردات خط لوله در کوتاه مدت نسبتاً ثابت است. ذخیره گاز طبیعی در دوره های کم تقاضا به اطمینان از وجود منابع کافی گاز طبیعی در دوره های تقاضای زیاد کمک می کند. گاز طبیعی در مقادیر زیاد در تأسیسات زیرزمینی و در حجم کمتری در مخازن بالای زمین یا زیر زمین ذخیره می شود.

ایالات متحده از سه نوع اصلی ذخیره سازی گاز طبیعی در زیر زمین استفاده می کند:

  • گاز طبیعی یا میادین نفتی تهی شده – که در نزدیکی مناطق مصرف کننده است که بیشتر گاز طبیعی در ایالات متحده ذخیره می شود.
  • غارهای نمکی – که نسبت به ظرفیت کارکرد گاز طبیعی بالا، میزان برداشت و تزریق بالایی را ارائه می دهند. گاز مورد نیاز پایه طبیعی نسبتاً کم است. بیشتر امکانات ذخیره سازی غار نمک در سازندهای گنبد نمکی در ایالات همسایه خلیج مکزیک است. غارهای نمکی نیز از سازه های نمکی بستر در ایالت های غرب میانه، شمال شرقی و جنوب غربی شسته شده اند.
  • سفره های زیرزمینی – که به مخازن ذخیره گاز طبیعی تبدیل می شوند، به ویژه در غرب میانه، جایی که سازه های سنگی رسوبی حامل آب با سنگ کلاه نفوذناپذیر پوشانده می شوند.
گاز طبیعی مایع شده چیست؟

گاز طبیعی مایع شده (LNG) گاز طبیعی است که برای حمل و ذخیره سازی به حالت مایع در حدود -260 درجه فارنهایت خنک شده است. حجم گاز طبیعی در حالت مایع آن حدود 600 برابر کمتر از حجم آن در حالت گازی است. این فرآیند که در قرن نوزدهم توسعه یافته است، امکان انتقال گاز طبیعی به مکانهایی که خطوط لوله به آن دسترسی ندارند و استفاده از گاز طبیعی به عنوان سوخت حمل و نقل را فراهم می کند.

LNG در کشتی های ویژه اقیانوس پیمای (تانکرها) بین پایانه های صادراتی، جایی که گاز طبیعی مایع می شود، و پایانه های وارداتی حمل می شود، جایی که LNG به حالت گازی خود برگردانده یا دوباره احیا می شود. از یک ترمینال وارداتی، LNG احیا شده توسط خطوط لوله گاز طبیعی به نیروگاه های گازسوز، تاسیسات صنعتی و مشتریان مسکونی و تجاری منتقل می شود.

بیشتر ال.ان.جی توسط کشتی ها / تانکرهای بزرگ موسوم به حامل های ال.ان.جی در تانکهای درون سرد، فوق خنک (برودتی) حمل می شود. LNG همچنین با استفاده از کانتینرهای سازگار با سازمان بین المللی استاندارد (ISO) و کامیون ها در حجم نسبتاً کمی با کشتی حمل می شود. در تأسیسات واردات، LNG معمولاً قبل از احیا مجدد و ورود به خطوط لوله ای که LNG دوباره احیا شده را به مصرف کنندگان منتقل می کند، در محل نگهداری مخازن برودتی مخصوص ذخیره می شود.

ایالات متحده LNG را وارد و صادر می کند

LNG تا سال 1995 وارد کرد و سپس واردات LNG به طور کلی هر ساله افزایش یافت تا اینکه در سال 2007 به حدود 771 میلیارد فوت مکعب (Bcf) رسید. افزایش تولید گاز طبیعی ایالات متحده و گسترش شبکه خط لوله گاز طبیعی، نیاز به واردات گاز طبیعی را کاهش داده است. واردات LNG از سال 2007 در بیشتر سالها کاهش یافته است.

در سال 2018، ایالات متحده حدود 76.5 Bcf LNG – کمترین میزان از سال 1997 – از پنج کشور وارد کرده است.

 

کشورهای منبع، مقدار و درصد سهم واردات LNG در سال 2018 بوده است.

 

  • ترینیداد و توباگو 65.8 Bcf 86٪
  • پادشاهی متحده 3.1 Bcf
  • نیجریه 2.9 Bcf
  • فرانسه 2.8 Bcf
  • کانادا 1.9 Bcf

در سال 2018، صادرات LNG آمریکا به بالاترین رکورد، حدود 1083 بشکه برای 37 کشور رسیده است.

 

پنج کشور مقصد برتر، مبالغ صادراتی و درصد سهام کل صادرات LNG آمریکا در سال 2018 بوده است.

 

  • کره جنوبی 252.2 Bcf 23٪
  • مکزیک 182.8 Bcf 17٪
  • ژاپن 125.5 Bcf 12٪
  • چین 90.5 Bcf
  • هند 57.6 Bcf
گاز طبیعی ما از کجا می آید
ایالات متحده اکنون تقریباً تمام گاز طبیعی مورد استفاده خود را تولید می کند

vU.S. تولید گاز طبیعی در سال 2018 حدود 30.6 تریلیون فوت مکعب (Tcf) بود که بالاترین میزان سالانه ثبت شده است. بیشتر تولیدات افزایش یافته از سال 2005 در نتیجه حفاری افقی و روشهای شکست هیدرولیک، به ویژه در شیل، ماسه سنگ، کربنات و سایر سازندهای زمین شناسی محکم است. گاز طبیعی از چاه های گاز طبیعی و دریایی خشکی و دریایی و از بسترهای زغال سنگ تولید می شود. در سال 2018، تولید گاز طبیعی خشک ایالات متحده حدود 2٪ بیشتر از کل مصرف گاز طبیعی ایالات متحده بود.

پنج ایالت حدود 68٪ از کل تولید گاز طبیعی خشک ایالات متحده در سال 2018 را به خود اختصاص داده اند.

 

پنج ایالت برتر تولید کننده گاز طبیعی و سهم آنها از کل تولید گاز طبیعی آمریکا در سال 2018 است.

 

  • تگزاس 22٪
  • پنسیلوانیا 20٪
  • اوکلاهما 9٪
  • لوئیزیانا 9٪
  • اوهایو

حدود 3٪ از گاز طبیعی خشک ایالات متحده در سال 2018 در خلیج فدرال مکزیک تولید شد.

شیل چیست؟

شیل یک سنگ رسوبی دانه ریز است که با فشرده شدن ذرات معدنی گل و لای و اندازه آن رس می شود و به راحتی به لایه های نازک و موازی شکسته می شود. شیل سیاه حاوی مواد آلی است که می تواند روغن و گاز طبیعی تولید کند که در منافذ سنگ به دام افتاده است.

تولید گاز طبیعی دریایی

اگرچه بیشتر چاه های گاز طبیعی و نفت در ایالات متحده خشکی است، اما برخی از چاه ها در کف اقیانوس در آبهای ساحل ایالات متحده حفر می شوند. بیشتر تولید گاز طبیعی دریایی ایالات متحده در آبهای فدرال در خلیج مکزیک اتفاق می افتد که منبع حدود 3٪ از تولید گاز طبیعی خشک ایالات متحده در سال 2018 است.

گاز متان و سوختهای گازی مکمل

متان ذغال دار ، متان حاصل از درزهای زغال سنگ یا بسترها ، منبعی از متان است که به منبع گاز طبیعی ایالات متحده اضافه می شود. در سال 2018 ، تولید متان ذغالی ایالات متحده معادل 3٪ از کل تولید گاز طبیعی خشک ایالات متحده بود.

منابع اضافی گازهای هیدروکربنی که در تولید و مصرف گاز طبیعی ایالات متحده وجود دارد، سوختهای گازی مکمل هستند که شامل گاز کوره بلند، گاز تصفیه، گاز زیست توده، مخلوط پروپان-هوا و گاز طبیعی مصنوعی (گاز طبیعی ساخته شده از هیدروکربنهای نفتی یا از ذغال سنگ) این سوختهای گازی مکمل برابر با تقریباً 0.2٪ مصرف گاز طبیعی ایالات متحده در سال 2018 بود. بزرگترین منبع گاز طبیعی مصنوعی، کارخانه تولید سوخت بزرگ Great Plains Synfuels در Beulah، داکوتای شمالی است، جایی که ذغال سنگ به گاز طبیعی با کیفیت خط لوله تبدیل می شود.

واردات و صادرات گاز طبیعی

اگرچه بیشتر گاز طبیعی مصرفی در ایالات متحده تولید می شود ، اما ایالات متحده مقداری گاز طبیعی وارد می کند تا به تقاضای داخلی کمک کند. ایالات متحده همچنین گاز طبیعی صادر می کند. بیشتر واردات و صادرات گاز طبیعی از طریق خط لوله به عنوان گاز و از طریق کشتی به عنوان گاز طبیعی مایع (LNG) انجام می شود . مقادیر کمی گاز طبیعی توسط کامیون ها به صورت LNG و به صورت گاز طبیعی فشرده (CNG) وارد و صادر می شود.

بیشتر واردات گاز طبیعی آمریکا از کانادا انجام می شود

در سال 2018، حدود 97٪ از کل واردات سالانه گاز طبیعی ایالات متحده از کانادا و تقریباً همه از طریق خطوط لوله بوده است. مقدار کمی CNG با کامیون از کانادا تأمین می شود – کمتر از 0.1 درصد از کل واردات. حدود 3٪ از کل واردات گاز طبیعی ایالات متحده به صورت LNG انجام شد که 86٪ آن از ترینیداد و توباگو بود. واردات گاز طبیعی ایالات متحده معمولاً در زمستان بیشترین میزان واردات را دارد، وقتی واردات به تأمین افزایش تقاضای گاز طبیعی برای گرم شدن کمک می کند.

واردات گاز طبیعی در حال کاهش است

واردات کل سالانه گاز طبیعی از سال 2007 به طور کلی کاهش یافته است، دلیل اصلی این امر این است که افزایش تولید گاز طبیعی ایالات متحده نیاز به واردات را کاهش داده است. واردات کل سالانه در حدود 5 تریلیون فوت مکعب (Tcf) در سال 2007 به اوج خود رسید. در سال 2018، کل واردات سالانه گاز طبیعی ایالات متحده 2.91 Tcf بوده است.

صادرات گاز طبیعی در حال افزایش است

تا سال 2000، ایالات متحده حجم نسبتاً کمی گاز طبیعی و بیشتر از طریق خط لوله به مکزیک و کانادا صادر می کرد. کل صادرات سالانه به طور کلی از سال 2000 هر ساله افزایش یافته است زیرا افزایش تولید گاز طبیعی ایالات متحده به کاهش قیمت گاز طبیعی و رقابت گاز طبیعی ایالات متحده در بازارهای بین المللی کمک کرده است. در سال 2018، ایالات متحده گاز طبیعی را به 33 کشور صادر کرد.

در سال 2018، کل صادرات سالانه گاز طبیعی ایالات متحده 3.61 Tcf بود – بالاترین میزان در صادرات ، و ایالات متحده برای دومین سال متوالی صادر کننده خالص گاز طبیعی بود.

بیشترین – 70٪ – از کل صادرات گاز طبیعی ایالات متحده در سال 2018 از طریق خط لوله انجام شده است که 67٪ آن به مکزیک صادر شده است. صادرات LNG به طور قابل توجهی در سال های 2016، 2017 و 2018 همراه با افزایش زیادی در ظرفیت صادرات از سال 2015 افزایش یافته است.

موارد استفاده از گاز طبیعی

ایالات متحده در سال 2018 حدود 30 تریلیون فوت مکعب (Tcf) گاز طبیعی استفاده کرده است که معادل 31 واحد چهار گرم میلیارد گرم بریتانیا (Btu) و 31٪ کل انرژی اولیه مصرف شده در ایالات متحده است.

  • استفاده از گاز طبیعی توسط بخشهای مصرف کننده ایالات متحده بر اساس مقدار و سهم کل مصرف گاز طبیعی ایالات متحده در سال 2018
  • برق 10.59 Tcf 35٪
  • صنعتی 10.06 Tcf 33٪
  • مسکونی 4.99 Tcf 17٪
  • 3.52 Tcf تجاری 12٪
  • حمل و نقل 0.91  Tcf

توجه: ممکن است مجموع سهام به دلیل گرد کردن مستقل 100٪ برابر نباشد.

نحوه استفاده از گاز طبیعی در ایالات متحده

بیشترین استفاده از گاز طبیعی ایالات متحده برای گرمایش و تولید برق است ، اما برخی از بخشهای مصرفی از سایر موارد برای گاز طبیعی استفاده می کنند.

نیروگاه های برق با استفاده از گاز طبیعی برای تولید برق. در سال 2018 بخش انرژی الکتریکی حدود 35٪ از کل مصرف گاز طبیعی ایالات متحده را به خود اختصاص داده است و گاز طبیعی منبع حدود 29٪ از انرژی اصلی مصرف برق در بخش برق آمریکا بوده است. بیشتر برق تولید شده توسط بخش برق به سایر بخشهای مصرف کننده ایالات متحده فروخته می شود و مورد استفاده قرار می گیرد و مصرف برق در کل انرژی مصرفی هر بخش گنجانده شده است. سایر بخشهای مصرف کننده نیز از گاز طبیعی برای تولید برق استفاده می کنند و تقریباً خودشان از همه این برق استفاده می کنند.

بخش صنعت با استفاده از گاز طبیعی به عنوان سوخت برای گرم کردن فرایند، در سیستم های حرارت از ترکیب برق ، و به عنوان یک ماده خام (مواد خام) به مواد شیمیایی تولید، کود، و هیدروژن است. در سال 2018، بخش صنعت حدود 33٪ از کل مصرف گاز طبیعی ایالات متحده را تشکیل می داد و گاز طبیعی منبع حدود 32٪ از کل انرژی مصرفی بخش صنعت ایالات متحده بود.

بخش مسکونی با استفاده از گاز طبیعی به ساختمان گرما و آب، به طبخ، و برای خشک کردن لباس. حدود نیمی از خانه ها در ایالات متحده از گاز طبیعی برای این اهداف استفاده می کنند. در سال 2018، بخش مسکونی حدود 17٪ از کل مصرف گاز طبیعی ایالات متحده را به خود اختصاص داد و گاز طبیعی منبع حدود 24٪ از کل انرژی مصرفی بخش مسکونی ایالات متحده بود.

بخش تجاری با استفاده از گاز طبیعی به ساختمان گرما و آب، به کار تبرید و سردخانه و تجهیزات، به طبخ، برای خشک کردن لباس، و برای تامین روشنایی در فضای باز. برخی از مصرف کنندگان در بخش تجاری نیز از گاز طبیعی به عنوان سوخت در سیستم های ترکیبی گرما و برق استفاده می کنند. در سال 2018 ، بخش تجاری حدود 12٪ از کل مصرف گاز طبیعی ایالات متحده را تشکیل می داد و گاز طبیعی منبع حدود 19٪ از کل انرژی مصرفی بخش تجاری ایالات متحده بود.

بخش حمل و نقل از گاز طبیعی به عنوان سوخت به کار کمپرسور که حرکت گاز طبیعی از طریق خط لوله و به عنوان سوخت خودرو در صورت گاز طبیعی فشرده و گاز طبیعی مایع. تقریباً همه وسایل نقلیه ای که از گاز طبیعی به عنوان سوخت استفاده می کنند در ناوگان وسایل نقلیه دولتی و خصوصی هستند. در سال 2018 ، بخش حمل و نقل حدود 3٪ از کل مصرف گاز طبیعی ایالات متحده را تشکیل داده است. گاز طبیعی منبع حدود 3٪ کل انرژی مصرفی بخش حمل و نقل ایالات متحده در سال 2018 بود که 95٪ آن مربوط به خطوط انتقال گاز طبیعی و عملیات توزیع بود.

جایی که از گاز طبیعی استفاده می شود

از گاز طبیعی در سراسر ایالات متحده استفاده می شود، اما پنج ایالت حدود 37٪ از کل مصرف گاز طبیعی ایالات متحده را در سال 2018 به خود اختصاص داده اند.

  • پنج ایالت بزرگ مصرف کننده گاز طبیعی و سهم آنها از کل مصرف گاز طبیعی ایالات متحده در سال 2018 بوده است.

 

  • تگزاس 14.7٪
  • کالیفرنیا 7.1٪
  • لوئیزیانا 5.8٪
  • فلوریدا 4.9٪
  • پنسیلوانیا 4.8٪
گاز طبیعی و محیط زیست

گاز طبیعی دارای کیفیت بسیاری است که آن را به یک منبع انرژی کارآمد، نسبتاً تمیز و با صرفه اقتصادی تبدیل می کند. با این حال، تولید و استفاده از گاز طبیعی برخی از موارد زیست محیطی و ایمنی را باید در نظر گرفت.

گاز طبیعی یک سوخت فسیلی نسبتاً تمیز است

سوزاندن گاز طبیعی برای انرژی منجر به انتشار کمتر تقریباً انواع آلاینده های هوا و دی اکسید کربن (CO2) در مقایسه با سوزاندن زغال سنگ یا فرآورده های نفتی برای تولید مقدار مساوی انرژی می شود. حدود 117 پوند دی اکسید کربن در هر میلیون واحد حرارتی انگلیس (MMBtu) معادل گاز طبیعی در مقایسه با بیش از 200 پوند CO2 در هر MMBtu ذغال سنگ و بیش از 160 پوند در هر MMBtu مازوت تقطیر تولید می شود. خصوصیات سوختن پاک گاز طبیعی به افزایش استفاده از گاز طبیعی برای تولید برق و به عنوان سوخت حمل و نقل برای وسایل نقلیه ناوگان در ایالات متحده کمک کرده است.

گاز طبیعی عمدتا متان است – یک گاز گلخانه ای قوی

مقداری گاز طبیعی از چاه های نفت و گاز طبیعی، مخازن ذخیره سازی، خطوط لوله و کارخانه های فرآوری به جو نشت می کند. آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده تخمین می زند که در سال 2017، انتشار متان از سیستم های گاز طبیعی و نفت و چاه های متروک نفت و گاز طبیعی منبع حدود 32٪ از کل انتشار متان و حدود 4٪ از کل انتشار گازهای گلخانه ای ایالات متحده باشد. صنعت نفت و گاز طبیعی برای جلوگیری از نشت گاز طبیعی اقداماتی انجام می دهد.

اکتشاف، حفاری و تولید گاز طبیعی بر محیط زیست تأثیر می گذارد

وقتی زمین شناسان برای یافتن ذخایر گاز طبیعی در خشکی جستجو می کنند، ممکن است با وسایل نقلیه خود گیاهان و خاک را مختل کنند. حفاری یک چاه گاز طبیعی در خشکی ممکن است به پاکسازی و تسطیح یک منطقه در اطراف محل چاه نیاز داشته باشد. فعالیت های حفاری چاه آلودگی هوا را ایجاد می کنند و ممکن است مردم، حیات وحش و منابع آب را مختل کنند. تخمگذار خطوط لوله انتقال گاز طبیعی از چاه ها معمولاً برای دفن لوله نیاز به پاکسازی زمین دارد. تولید گاز طبیعی همچنین می تواند حجم زیادی آب آلوده تولید کند. این آب به کارگیری، ذخیره سازی و تصفیه مناسب نیاز دارد تا باعث آلودگی زمین و آبهای دیگر نشود. چاه ها و خطوط لوله گاز طبیعی اغلب دارای موتورهایی برای کارکرد تجهیزات و کمپرسورها هستند که باعث تولید آلاینده های هوا و صدا می شوند.

در مناطقی که گاز طبیعی در چاه های نفت تولید می شود اما حمل و نقل برای فروش اقتصادی نیست یا حاوی غلظت بالایی از سولفید هیدروژن (یک گاز سمی) است، در محل های چاه می سوزد (شعله ور می شود). شعله ور شدن گاز طبیعی بسته به ترکیب شیمیایی گاز طبیعی و میزان سوختن گاز طبیعی در شراره، CO2، مونوکسیدکربن

پیشرفت در فن آوری های حفاری و تولید تأثیرات مثبت و منفی بر محیط زیست دارد

فن آوری های جدید حفاری و بازیابی گاز طبیعی به طور قابل توجهی زمینی را که برای توسعه منابع نفت و گاز آشفته است، کاهش می دهد. تکنیک های حفاری افقی و جهت دار تولید بیشتر گاز طبیعی از یک چاه را نسبت به گذشته امکان پذیر می کند، بنابراین تعداد بیشتری چاه برای توسعه یک میدان گاز طبیعی لازم است.

شکست هیدرولیک (که معمولاً هیدروفراکینگ، شکستن یا تقسیم بندی ) سازه های سنگ های شیل، ماسه سنگ و کربنات نامیده می شود، ذخایر زیادی از گاز طبیعی را که قبلاً برای تولید بسیار گران بودند، باز می کند. فراکینگ شامل پمپاژ مایعات تحت فشار زیاد به داخل چاه برای شکستن سنگ است که باعث می شود گاز طبیعی از سنگ خارج شود. تولید گاز طبیعی با این تکنیک تأثیراتی بر محیط زیست دارد:

  • شکستگی چاه ها به مقدار زیادی آب نیاز دارد. در برخی از مناطق کشور، استفاده قابل توجه از آب برای شکستن قطعه ممکن است روی زیستگاه های آبزی و در دسترس بودن آب برای سایر مصارف تأثیر بگذارد.
  • در صورت سو mis مدیریت، مایع شکست هیدرولیکی – که ممکن است حاوی مواد شیمیایی بالقوه خطرناکی باشد – می تواند از طریق نشت، نشت، ساخت معیوب چاه یا سایر مسیرهای مواجهه آزاد شود. این انتشار می تواند مناطق اطراف را آلوده کند.
  • شکستگی هیدرولیکی مقادیر زیادی پساب در سطح تولید می کند که ممکن است حاوی مواد شیمیایی محلول و سایر آلاینده هایی باشد که قبل از دفع یا استفاده مجدد نیاز به تصفیه دارند. به دلیل مقادیر آب تولید شده و پیچیدگی های ذاتی در تصفیه برخی از اجزای فاضلاب، تصفیه و دفع صحیح فاضلاب مهم است.
  • طبق سازمان زمین شناسی ایالات متحده، شکستگی هیدرولیکی “… باعث زمین لرزه های کوچک می شود، اما تقریباً همیشه بسیار کوچک هستند و نگران کننده ایمنی نیستند. علاوه بر گاز طبیعی، مایعات ترکیبی و آبهای سازنده به سطح زمین برمی گردند. تزریق فاضلاب به سطح زیر زمین می تواند زمین لرزه هایی را ایجاد کند که به اندازه کافی بزرگ باشند و احساس آسیب کنند. “
  • در حین حفاری چاه و پس از آن می توان گاز طبیعی به جو رها کرد و میزان این ترشحات در دست بررسی است.
تولید، حمل و نقل، توزیع و ذخیره سازی گاز طبیعی نیاز به مقررات و استانداردهای سختگیرانه ایمنی دارد

از آنجا که نشت گاز طبیعی می تواند باعث انفجار شود، مقررات سختگیرانه دولت و استانداردهای صنعت برای اطمینان از حمل و نقل، ذخیره سازی، توزیع و استفاده از گاز طبیعی در دسترس است. از آنجا که گاز طبیعی فرآوری شده هیچ بویی ندارد، شرکت های تولید گاز طبیعی ماده ای قوی، بوی تخم مرغ و فاسد به نام مرکاپتان به گاز طبیعی اضافه می کنند تا افراد بوی نشت را از آن بگیرند. دی اکسید گوگرد، اکسیدهای نیتروژن و بسیاری از ترکیبات دیگر تولید می کند. با این حال، شعله ورتر شدن از انتشار گاز طبیعی در هوا ایمن تر است و منجر به کاهش انتشار کلی گازهای گلخانه ای می شود زیرا CO2 به اندازه گاز متان قوی نیست.