Przejdź do zawartości

Przejdź do spisu treści

Gaz ziemny — naturalne źródło energii

Gaz ziemny — naturalne źródło energii

Z GAZU ziemnego uzyskuje się ponad 20 procent energii wytwarzanej na świecie. Jakie jest pochodzenie tego surowca? Jak przebiega proces jego oczyszczania? I ile go jeszcze pozostało?

Zdaniem wielu naukowców gaz ziemny powstawał przez niezliczone wieki z gnijących szczątków roślin i zwierząt, w tym planktonu. Według tej teorii materia organiczna przekształciła się w paliwa kopalne — węgiel, gaz i ropę — wskutek działania drobnoustrojów, ciśnienia wywieranego przez osady nagromadzone w wyższych warstwach oraz wewnętrznego ciepła Ziemi. Stopniowo gaz zbierał się w przestrzeniach między porowatymi skałami, tworząc ogromne pokłady izolowane od góry warstwą skał nieprzepuszczalnych. Niektóre złoża są naprawdę gigantyczne — zawierają biliony metrów sześciennych tego surowca. Jak się poszukuje takich złóż?

Poszukiwania gazu ziemnego

Prowadzenie prac poszukiwawczych ułatwiają satelity teledetekcyjne, globalny system lokalizacji, sejsmika refleksyjna (odbiciowa) oraz komputery. Sejsmika refleksyjna to metoda pomiarowa pozwalająca rejestrować odbicia fal dźwiękowych od warstw skał w głębi ziemi i tworzyć ich obraz akustyczny. Fale te zazwyczaj generuje się za pomocą materiałów wybuchowych bądź wibratorów instalowanych na specjalnych pojazdach. Powstałe fale sejsmiczne wnikają w głąb skorupy ziemskiej i po odbiciu docierają do instrumentów pomiarowych, dzięki czemu łatwiej opracować trójwymiarowe modele komputerowe formacji skalnych. Modele te mogą wskazywać ewentualne złoża gazu.

Gdy gazu szuka się pod dnem morskim, fale dźwiękowe wytwarza się przez wystrzelenie w morze sprężonego powietrza, pary wodnej lub samej wody. Powstałe fale sejsmiczne penetrują dno morskie, a po odbiciu wracają do hydrofonów, które statek badawczy ciągnie na długiej linie. Również w tym wypadku naukowcy sporządzają na podstawie otrzymanych  sygnałów modele komputerowe, poddawane następnie analizie.

Eksploatacja danego złoża jest opłacalna, jeśli zawiera ono odpowiednio dużo gazu. Dlatego geolodzy muszą ustalić ciśnienie i rozmiary złoża. Ciśnienie można dość precyzyjnie zmierzyć urządzeniami pomiarowymi. Trudniej natomiast ocenić wielkość złoża. Jedna z metod polega na zmierzeniu ciśnienia początkowego, upuszczeniu pewnej ilości gazu i ponownym sprawdzeniu ciśnienia. Niewielki jego spadek wskazuje na spore złoże, a duży spadek — na małe.

Obróbka gazu

Po wydobyciu gaz ziemny jest przesyłany rurociągami do rafinerii, gdzie eliminuje się z niego niepożądane substancje, między innymi dwutlenek węgla, siarkowodór, dwutlenek siarki oraz wodę, która powoduje korozję rur. Następnie w bardzo niskich temperaturach przeprowadza się destylację gazu ziemnego, żeby usunąć z niego niepalny azot, natomiast uzyskać cenny hel, butan, etan i propan. Końcowym produktem jest niemal czysty metan — gaz bezbarwny, bezwonny i palny.

Aby z gazu ziemnego można było bezpiecznie korzystać w domu, nawania się go związkami chemicznymi o mocnym zapachu, zawierającymi siarkę. Dzięki temu łatwo wykryć nieszczelności w instalacjach gazowych i zapobiec wybuchowi. Gaz ziemny jest znacznie czystszy ekologicznie od innych paliw kopalnych, na przykład węgla czy ropy.

Gaz ten łatwiej transportować, gdy się go schłodzi do bardzo niskich temperatur i przekształci w postać ciekłą (LNG). Wyodrębnione z niego butan i propan też są zwykle zamieniane w gaz płynny (LPG), wykorzystywany w kuchenkach i grillach gazowych i powszechnie używany jako paliwo do pojazdów: autobusów, ciężarówek, samochodów osobowych czy traktorów. Ponadto butan i propan znajdują zastosowanie w produkcji różnych wyrobów, między innymi tworzyw sztucznych, rozpuszczalników oraz włókien syntetycznych.

Ograniczone zasoby

Zasoby gazu ziemnego, podobnie jak pozostałych paliw kopalnych, są ograniczone. Według szacunków nie odnaleziono jeszcze około 45 procent światowych rezerw gazu nadającego się do wydobycia. Jeśli te oceny są trafne, to przy dzisiejszym zapotrzebowaniu na ten surowiec zapasy wystarczą na jakieś 60 lat. Jednak w wielu krajach zużycie energii wzrasta, więc obecne przewidywania mogą być wysoce niedokładne.

Obserwując szybkie tempo uprzemysłowienia w niektórych krajach, można by wysnuć wniosek, że zasoby naturalne Ziemi są niewyczerpane. Co prawda istnieje jeszcze energetyka jądrowa, dostępne są też odnawialne źródła energii — energia słoneczna i wiatrowa. Ale czy zaspokoją one wciąż rosnące potrzeby? I czy te alternatywne źródła nie będą zanieczyszczać środowiska ani mu zagrażać? Czas pokaże.

[Ilustracja na stronie 14]

[Patrz publikacja]

Wydobyty gaz ziemny jest transportowany do rafinerii, skąd po obróbce trafia do mieszkań i zakładów przemysłowych

odwiert gazowy

rafineria

zakład gazowniczy

[Ilustracja na stronie 13]

Do wytwarzania fal dźwiękowych, rejestrowanych przez urządzenia pomiarowe, używa się specjalistycznego sprzętu

[Ilustracja na stronie 13]

Geolodzy analizują trójwymiarowe modele stworzone na podstawie odbitych fal dźwiękowych

[Prawa własności do ilustracji, strona 13]

U góry: © Lloyd Sutton/​Alamy; u dołu: © Chris Pearsall/​Alamy