Madini: Gesi asilia. Jinsi gesi asilia inavyozalishwa na kutumika

Gesi asilia, sehemu kuu ambayo ni methane (92-98%), leo ndiyo mafuta mbadala ya kuahidi zaidi kwa magari. Gesi asilia inaweza kutumika kama mafuta katika mifumo iliyobanwa na iliyoyeyushwa.

Methane- hidrokaboni rahisi zaidi, gesi isiyo na rangi (in hali ya kawaida) isiyo na harufu, formula ya kemikali- CH4. Kidogo mumunyifu katika maji, nyepesi kuliko hewa. Inapotumiwa katika maisha ya kila siku na sekta, harufu (kawaida thiols) yenye "harufu ya gesi" maalum huongezwa kwa methane. Methane haina sumu na haina madhara kwa afya ya binadamu.

Uchimbaji na usafirishaji

Gesi hiyo hupatikana kwenye matumbo ya Dunia kwa kina cha kilomita moja hadi kadhaa. Kabla ya kuanza uzalishaji wa gesi, ni muhimu kufanya kazi ya uchunguzi wa kijiolojia ili kuamua eneo la amana. Gesi hutolewa kwa kutumia visima vilivyopigwa mahsusi kwa kusudi hili kwa kutumia mojawapo ya njia zinazowezekana. Gesi mara nyingi husafirishwa kupitia mabomba ya gesi. Urefu wa jumla wa mabomba ya usambazaji wa gesi nchini Urusi ni zaidi ya kilomita 632,000 - umbali huu ni karibu mara 20 ya mzunguko wa Dunia. Urefu mabomba kuu ya gesi kwenye eneo la Urusi - kilomita 162,000.

Matumizi ya gesi asilia

Upeo wa maombi gesi asilia pana kabisa: inatumika kwa kupokanzwa majengo, kupikia, kupokanzwa maji, kutengeneza rangi, gundi, asidi asetiki na mbolea. Kwa kuongeza, gesi asilia katika fomu iliyoshinikizwa au kioevu inaweza kutumika kama mafuta ya gari kwenye usafiri wa magari, mashine maalum na za kilimo, usafiri wa reli na majini.

Gesi asilia ni mafuta ya gari ambayo ni rafiki wa mazingira

90% ya uchafuzi wa hewa hutoka kwa magari.

Kubadilisha usafiri kwa mafuta ya injini ambayo ni rafiki kwa mazingira - gesi asilia - inaruhusu kupunguza utoaji wa masizi, yenye sumu kali. hidrokaboni yenye kunukia, monoksidi kaboni, hidrokaboni isokefu na oksidi za nitrojeni.

Wakati wa kuchoma lita 1000 za mafuta ya petroli ya kioevu, kilo 180-300 ya monoksidi kaboni, kilo 20-40 za hidrokaboni, na kilo 25-45 za oksidi za nitrojeni hutolewa angani pamoja na gesi za kutolea nje. Wakati gesi asilia inatumiwa badala ya mafuta ya petroli, vitu vyenye sumu hutolewa ndani mazingira imepunguzwa kwa takriban mara 2-3 kwa monoxide ya kaboni, kwa oksidi za nitrojeni - mara 2, kwa hidrokaboni - mara 3, kwa moshi - mara 9, na malezi ya soti, tabia ya injini za dizeli, haipo.

Gesi asilia ni mafuta ya kiuchumi ya gari

Gesi asilia ni mafuta ya injini ya kiuchumi zaidi. Ili kuichakata unahitaji gharama za chini. Kimsingi, unachohitaji kufanya na gesi kabla ya kuongeza mafuta kwenye gari lako ni kuibana kwenye compressor. Leo, bei ya wastani ya rejareja ya methane 1 ya ujazo (ambayo katika mali yake ya nishati ni sawa na lita 1 ya petroli) ni rubles 13. Hii ni mara 2-3 nafuu kuliko petroli au mafuta ya dizeli.

Gesi asilia ni mafuta salama ya gari

Mkusanyiko* na halijoto** Vikomo vya kuwaka kwa gesi asilia ni kubwa zaidi kuliko vile vya petroli na mafuta ya dizeli. Methane ni nyepesi mara mbili kuliko hewa na, ikiwa imevuja, huyeyuka haraka katika angahewa.

Kulingana na "Uainishaji wa vitu vinavyoweza kuwaka kwa kiwango cha unyeti" wa Wizara ya Hali ya Dharura ya Urusi, gesi asilia iliyoshinikizwa imeainishwa kama salama zaidi, darasa la nne, na propane-butane - kwa pili.

* Uundaji wa mkusanyiko wa mlipuko hutokea wakati maudhui ya mvuke wa gesi katika hewa ni kutoka 5% hadi 15%. KATIKA nafasi wazi hakuna mchanganyiko wa kulipuka hutengenezwa.
** Kikomo cha chini cha kuwasha kiotomatiki kwa methane ni 650°C.

Gesi asilia - mafuta ya kiteknolojia ya gari

Gesi asilia haifanyi amana ndani mfumo wa mafuta, haina kuosha filamu ya mafuta kutoka kwa kuta za silinda, na hivyo kupunguza msuguano na kupunguza
kuvaa injini.

Mwako wa gesi asilia haitoi chembe ngumu na majivu, ambayo husababisha kuvaa kwa mitungi ya injini na pistoni.

Kwa hivyo, matumizi ya gesi asilia kama mafuta ya gari hukuruhusu kuongeza maisha ya huduma ya injini kwa mara 1.5-2.

Jedwali hapa chini linaonyesha mambo machache kuhusu CNG na LNG:

Mchanganyiko wa hidrokaboni, somo la ibada ya kidini, mzozo wa kisayansi na muhimu zaidi rasilimali ya malighafi. Haionekani na haina harufu. Kuna mengi zaidi nchini Urusi kuliko mahali pengine popote ulimwenguni.

Je, gesi asilia inajumuisha nini?

Msingi wa gesi asilia ni methane (CH 4) - hidrokaboni rahisi zaidi ( kiwanja cha kikaboni, yenye atomi za kaboni na hidrojeni). Kawaida pia ina hidrokaboni nzito, homologues ya methane: ethane (C 2 H 6), propane (C 3 H 8), butane (C 4 H 10) na baadhi ya uchafu usio na hidrokaboni.

Gesi ya asili inaweza kuwepo kwa namna ya amana za gesi ziko katika tabaka fulani za miamba, kwa namna ya vifuniko vya gesi (juu ya mafuta), na pia katika fomu ya kufutwa au fuwele.

Harufu ya gesi

Inashangaza, hakuna hata moja ya gesi hizi iliyo na rangi au harufu. Tabia harufu mbaya, ambayo karibu kila mtu amekutana nayo katika maisha ya kila siku, huongezwa kwa bandia kwa gesi na inaitwa odorization. Misombo iliyo na salfa kwa kawaida hutumiwa kama harufu, yaani, vitu vyenye harufu mbaya. Mtu anaweza kunusa moja ya harufu ya kawaida - ethanethiol - hata kama sehemu moja ya dutu hii iko katika sehemu milioni 50 za hewa. Ni shukrani kwa harufu kwamba uvujaji wa gesi unaweza kutambuliwa kwa urahisi.

Hatua ya kuongeza harufu
na harufu isiyofaa.

Gesi asilia isiyo na harufu

Gesi asilia
na harufu isiyofaa

Mzozo wa wanasayansi

Kuhusu asili ya gesi asilia (pamoja na mafuta) kati ya wanasayansi bado hakuna makubaliano. Dhana kuu mbili - biogenic na madini - madai sababu mbalimbali malezi ya madini ya hidrokaboni kwenye matumbo ya Dunia.

Nadharia ya madini

Uundaji wa madini katika tabaka za miamba ni sehemu ya mchakato wa kufuta Dunia. Kwa sababu ya mienendo ya ndani Hydrocarbons ziko kwenye kina kirefu hupanda hadi eneo la shinikizo la chini, na kusababisha malezi ya amana za gesi na mafuta.

Nadharia ya kibiolojia

Viumbe hai vilivyokufa na kuzama chini ya hifadhi vilioza katika nafasi isiyo na hewa. Kuzama zaidi na zaidi kwa sababu ya harakati za kijiolojia, mabaki ya vitu vya kikaboni vilivyooza yalibadilishwa chini ya ushawishi wa mambo ya thermobaric (joto na shinikizo) kuwa madini ya hidrokaboni, pamoja na gesi asilia.

Pores zisizoonekana

Dhana potofu ya kawaida ni kwamba gesi iko chini ya ardhi katika aina fulani ya utupu, ambayo hutolewa kwa urahisi kabisa. Kwa kweli, gesi inaweza kuwa ndani ya mwamba ambao una muundo wa porous ambao hauwezi kuonekana kwa jicho la mwanadamu. Kushikilia kipande cha mchanga mikononi mwako, kilichotolewa kutoka kwa kina kirefu, ni ngumu kufikiria kuwa gesi asilia iko ndani.

Ibada ya Gesi

Ubinadamu umejua juu ya uwepo wa gesi asilia kwa muda mrefu. Na, ingawa tayari katika karne ya 4 KK. e. nchini China walijifunza kuitumia kwa ajili ya joto na taa; kwa muda mrefu, moto mkali usioacha majivu ulikuwa mada ya ibada ya fumbo na ya kidini kwa watu wengine. Kwa mfano, kwenye Peninsula ya Absheron ( eneo la kisasa Azerbaijan) katika karne ya 7, hekalu la waabudu moto Ateshgah lilijengwa, huduma ambazo zilifanyika hadi karne ya 19.

Kwa njia, sio mbali na hekalu la Ateshgah mnamo 1859, jaribio la kwanza nchini Urusi (badala ya muda mfupi) la kutumia gesi asilia huko Urusi. madhumuni ya viwanda- kwenye kiwanda cha kusafisha mafuta huko Baku.

Taa ya joto na gesi ya kwanza nchini Urusi

Historia ya tasnia ya gesi ya Urusi huanza mnamo 1811. Kisha mvumbuzi Pyotr Sobolevsky aliunda ufungaji wa kwanza kwa ajili ya kuzalisha gesi ya bandia - taa za joto. Baada ya kutoa ripoti juu ya hili katika mkutano wa Jumuiya ya Wapenzi wa Fasihi, Sayansi na Sanaa ya Urusi-Yote, kwa amri ya Alexander I, Sobolevsky alikuwa. alitoa agizo hilo kwa uvumbuzi wake. Miaka michache baadaye, mwaka wa 1819, taa za kwanza za gesi ziliwekwa kwenye Kisiwa cha Aptekarsky huko St. Kwa hiyo, historia ya sekta ya gesi nchini Urusi ilianza karibu miaka 200 iliyopita - mwaka 2011 iliadhimisha kumbukumbu ya miaka yake.

Katikati ya miaka ya 1920, mita za ujazo milioni 227.7 za gesi zilitolewa kote USSR. Mnamo 2010, Kikundi cha Gazprom kilizalisha mita za ujazo bilioni 508.6 za gesi.

Urusi inashika nafasi ya kwanza ulimwenguni kwa suala la hifadhi ya gesi asilia. Sehemu ya Gazprom katika hifadhi hizi ni karibu 70%. Kwa hivyo, Gazprom ina akiba tajiri zaidi ya gesi asilia.

Pamoja na ujio wa karne ya 20, maendeleo ya kazi ya sekta ya gesi ya Kirusi ilianza: mashamba ya gesi yalitengenezwa kwa mara ya kwanza, gesi inayohusishwa (petroli) ilitumiwa.

Ujanja wa Kirusi

Hata hivyo, hadi karne ya 20 nchini Urusi, gesi asilia ilikuwa bidhaa ya uzalishaji wa mafuta na iliitwa gesi inayohusiana. Hata dhana yenyewe ya mashamba ya gesi au gesi ya condensate haikuwepo. Waligunduliwa kwa bahati, kwa mfano, wakati wa kuchimba visima vya sanaa. Hata hivyo, kuna kesi inayojulikana wakati, wakati wa kuchimba kisima vile, mfanyabiashara wa Saratov mwenye rasilimali, akiona moto badala ya maji, alijenga kioo na kiwanda cha matofali mahali hapa. Wataalamu wa viwanda polepole walianza kutambua kwamba gesi asilia inaweza kuwa muhimu sana.

Gesi safi ya asili haina rangi na haina harufu. Ili kuweza kugundua uvujaji kwa harufu, kiasi kidogo cha vitu ambavyo vina harufu mbaya kali (kabichi iliyooza, nyasi iliyooza, mayai yaliyooza) (kinachojulikana kama harufu). Mara nyingi, ethyl mercaptan hutumiwa kama harufu (16 g kwa kila mita za ujazo 1000 za gesi asilia).

Ili kuwezesha usafirishaji na uhifadhi wa gesi asilia, hutiwa maji kwa kupozwa kwa shinikizo la juu.

Tabia za kimwili

Takriban sifa za kimaumbile (kulingana na muundo; katika hali ya kawaida, isipokuwa ikiwa imeelezwa vinginevyo):

Mali ya gesi kuwa katika hali ngumu katika ukoko wa dunia

Katika sayansi, imeaminika kwa muda mrefu kuwa mkusanyiko wa hidrokaboni na uzani wa Masi ya zaidi ya 60 hukaa kwenye ukoko wa dunia. hali ya kioevu, na nyepesi - katika fomu ya gesi. Hata hivyo, wanasayansi wa Kirusi A. A. Trofim4uk, N. V. Chersky, F. A. Trebin, Yu. F. Makogon, V. G. Vasiliev waligundua mali ya gesi asilia chini ya hali fulani ya thermodynamic ili kubadilika kuwa hali imara katika ukanda wa dunia na kuunda amana za hydrate ya gesi ya gesi. Jambo hili lilitambuliwa kama ugunduzi wa kisayansi na liliingia kwenye Daftari ya Jimbo la Uvumbuzi wa USSR chini ya Nambari 75 na kipaumbele kutoka 1961.

Gesi hubadilika kuwa hali dhabiti kwenye ukoko wa dunia, ikichanganyika na maji ya uundaji kwa shinikizo la hydrostatic (hadi 250 atm) na kwa kiasi. joto la chini(hadi 295°K). Amana za hidrati za gesi zina mkusanyiko wa juu zaidi wa gesi kwa kila kitengo cha kati ya vinyweleo kuliko katika maeneo ya kawaida ya gesi, kwa kuwa kiasi kimoja cha maji, kinapopita kwenye hali ya hidrati, hufunga hadi kiasi cha 220 cha gesi. Kanda za amana za hydrate ya gesi hujilimbikizia hasa katika maeneo ya permafrost, na pia chini ya chini ya Bahari ya Dunia.

Viwanja vya gesi asilia

Amana kubwa za gesi asilia zimejilimbikizia kwenye ganda la sedimentary la ukoko wa dunia. Kulingana na nadharia ya asili ya biogenic (kikaboni) ya mafuta, huundwa kama matokeo ya mtengano wa mabaki ya viumbe hai. Gesi asilia inaaminika kuunda kwenye mchanga kwenye joto na shinikizo la juu kuliko mafuta. Sambamba na hili ni ukweli kwamba mashamba ya gesi mara nyingi iko ndani zaidi kuliko mashamba ya mafuta.

Gesi hutolewa kutoka kwa kina cha dunia kwa kutumia visima. Wanajaribu kuweka visima sawasawa katika eneo lote la shamba. Hii imefanywa ili kuhakikisha kushuka kwa sare katika shinikizo la hifadhi kwenye hifadhi. Vinginevyo, gesi inapita kati ya maeneo ya shamba, pamoja na kumwagilia mapema ya amana, inawezekana.

Gesi hutoka kwa kina kutokana na ukweli kwamba malezi ni chini ya shinikizo mara nyingi zaidi kuliko shinikizo la anga. Kwa hivyo, nguvu ya kuendesha gari ni tofauti ya shinikizo kati ya hifadhi na mfumo wa kukusanya.

Tazama pia: Orodha ya nchi kwa uzalishaji wa gesi

Maandalizi ya gesi asilia kwa usafirishaji

Panda kwa ajili ya maandalizi ya gesi asilia.

Gesi inayotoka kwenye visima lazima iwe tayari kwa usafiri kwa mtumiaji wa mwisho - mmea wa kemikali, nyumba ya boiler, kituo cha nguvu cha mafuta, mitandao ya gesi ya jiji. Uhitaji wa maandalizi ya gesi unasababishwa na uwepo ndani yake, pamoja na vipengele vinavyolengwa (vipengele tofauti vinalengwa kwa watumiaji tofauti), pia uchafu unaosababisha matatizo wakati wa usafiri au matumizi. Kwa hivyo, mvuke wa maji ulio katika gesi, chini ya hali fulani, unaweza kuunda hydrates au, condensing, kujilimbikiza ndani. maeneo mbalimbali(kwa mfano, kupiga bomba), kuingilia kati na mtiririko wa gesi; Sulfidi ya hidrojeni husababisha ulikaji sana vifaa vya gesi(mabomba, mizinga ya kubadilishana joto, nk). Mbali na kuandaa gesi yenyewe, ni muhimu pia kuandaa bomba. Vitengo vya nitrojeni hutumiwa sana hapa, ambayo hutumiwa kuunda mazingira ya inert katika bomba.

Gesi huandaliwa kulingana na miradi mbalimbali. Kwa mujibu wa mmoja wao, katika maeneo ya karibu ya shamba, kitengo cha matibabu ya gesi jumuishi (CGTU) kinajengwa, ambacho hutakasa na kufuta gesi katika safu za kunyonya. Mpango huu umetekelezwa katika uwanja wa Urengoyskoye.

Ikiwa gesi ina kiasi kikubwa heliamu au sulfidi hidrojeni, basi gesi inasindika kwenye mmea wa usindikaji wa gesi, ambapo heliamu na sulfuri hutenganishwa. Mpango huu umetekelezwa, kwa mfano, kwenye uwanja wa Orenburg.

Usafirishaji wa gesi asilia

Hivi sasa, njia kuu ya usafiri ni bomba. Gesi chini ya shinikizo la atm 75 hutupwa kupitia mabomba yenye kipenyo cha hadi 1.4 m gesi inapopita kwenye bomba, inapoteza nishati inayoweza kutokea, kushinda nguvu za msuguano kati ya gesi na ukuta wa bomba, na kati ya tabaka za gesi. , ambayo hutolewa kwa namna ya joto. Kwa hiyo, kwa vipindi fulani ni muhimu kujenga vituo vya compressor (CS), ambapo gesi ni shinikizo hadi 75 atm na kilichopozwa. Ujenzi na matengenezo ya bomba ni ghali sana, lakini hata hivyo ni njia ya gharama nafuu ya kusafirisha gesi kwa umbali mfupi na wa kati kwa suala la uwekezaji wa awali na shirika.

Mbali na usafiri wa bomba, meli maalum za gesi hutumiwa sana. Hizi ni vyombo maalum ambavyo gesi husafirishwa katika hali ya kioevu katika vyombo maalum vya isothermal kwa joto kutoka -160 hadi -150 °C. Wakati huo huo, uwiano wa compression hufikia mara 600, kulingana na mahitaji. Kwa hivyo, kusafirisha gesi kwa njia hii, ni muhimu kunyoosha bomba la gesi kutoka shamba hadi pwani ya bahari ya karibu, kujenga terminal ya pwani, ambayo ni ya bei nafuu zaidi kuliko bandari ya kawaida, ili kufuta gesi na kuisukuma kwenye meli, na meli zenyewe. Uwezo wa kawaida wa meli za kisasa ni kati ya 150,000 na 250,000 m³. Njia hii ya usafirishaji ni ya kiuchumi zaidi kuliko bomba, kuanzia umbali hadi kwa watumiaji gesi kimiminika zaidi ya kilomita 2000-3000, kwa kuwa gharama kuu sio usafiri, lakini shughuli za upakiaji na upakuaji, lakini inahitaji uwekezaji wa juu wa awali katika miundombinu kuliko mabomba. Faida zake pia ni pamoja na ukweli kwamba gesi iliyoyeyuka ni salama zaidi wakati wa usafirishaji na uhifadhi kuliko gesi iliyoshinikizwa.

Mnamo 2004, usambazaji wa gesi wa kimataifa kupitia mabomba ulifikia bilioni 502 m³, gesi iliyoyeyuka - bilioni 178 m³.

Pia kuna teknolojia nyingine za kusafirisha gesi, kwa mfano kutumia mizinga ya reli.

Pia kulikuwa na miradi ya kutumia ndege za anga au katika hali ya hydrate ya gesi, lakini maendeleo haya hayakutumiwa kwa sababu mbalimbali.

Ikolojia

Kwa mtazamo wa mazingira, gesi asilia ni aina safi zaidi ya mafuta ya kisukuku. Inapowaka, kiasi kidogo sana cha vitu vyenye madhara huundwa ikilinganishwa na aina zingine za mafuta. Walakini, kuchomwa kwa idadi kubwa na ubinadamu aina mbalimbali mafuta, ikiwa ni pamoja na gesi asilia, yamesababisha ongezeko kidogo la kaboni dioksidi ya angahewa, gesi chafu, zaidi ya nusu karne iliyopita. Kwa msingi huu, wanasayansi wengine huhitimisha kwamba kuna hatari ya athari ya chafu na, kwa sababu hiyo, ongezeko la joto la hali ya hewa. Katika suala hili, mnamo 1997, baadhi ya nchi zilitia saini Itifaki ya Kyoto ili kupunguza athari ya chafu. Kufikia Machi 26, 2009, Itifaki hiyo ilikuwa imeidhinishwa na nchi 181 (nchi hizi kwa pamoja zinachangia zaidi ya 61% ya uzalishaji wa hewa chafu duniani).

Hatua iliyofuata ilikuwa ni utekelezaji katika msimu wa kuchipua wa 2004 wa mpango mbadala wa kimataifa ambao haujatamkwa ili kuharakisha kushinda matokeo ya mzozo wa teknolojia na ikolojia. Msingi wa mpango huo ulikuwa uanzishwaji wa bei ya kutosha kwa rasilimali za nishati kulingana na maudhui ya kalori ya mafuta. Bei imedhamiriwa kulingana na gharama ya nishati iliyopokelewa kwa matumizi ya mwisho kwa kila kitengo cha kipimo cha mtoa huduma wa nishati. Kuanzia Agosti 2004 hadi Agosti 2007, uwiano wa $0.10 kwa kilowati-saa ulipendekezwa na kuungwa mkono na wadhibiti (wastani wa mafuta hugharimu $68 kwa pipa). Tangu Agosti 2007, uwiano umethaminiwa hadi $0.15 kwa kilowati-saa (gharama ya wastani ya mafuta ni $102 kwa pipa). Mgogoro wa kifedha na kiuchumi umefanya marekebisho yake mwenyewe, lakini uwiano huu utarejeshwa na wasimamizi. Ukosefu wa udhibiti katika soko la gesi unachelewesha uanzishwaji wa bei ya kutosha. Gharama ya wastani gesi kwa uwiano maalum - $648 kwa 1000 m³.

Maombi

Basi linaloendeshwa na gesi asilia

Gesi asilia hutumiwa sana kama mafuta katika makazi, kibinafsi na majengo ya ghorofa kwa inapokanzwa, inapokanzwa maji na kupikia; kama mafuta ya magari (mfumo wa mafuta ya gesi ya gari), nyumba za boiler, mitambo ya nguvu ya mafuta, nk. Sasa inatumika katika sekta ya kemikali kama malighafi kwa ajili ya kupata aina mbalimbali jambo la kikaboni, kwa mfano, plastiki. Katika karne ya 19, gesi asilia ilitumiwa katika taa za kwanza za trafiki na kwa taa (taa za gesi zilitumika)

Vidokezo

Viungo

• Utungaji wa kemikali ya gesi asilia kutoka nyanja mbalimbali, thamani yake ya kalori, wiani

Ubinadamu umejua juu ya uwepo wa gesi asilia kwa muda mrefu. Makadirio ya kihafidhina yanaonyesha kuwa gesi asilia ilitumiwa nchini Uchina kupasha joto na kuwasha mwanga mapema katika karne ya 4 KK. Ili kuipata, visima vilichimbwa, na mabomba yalitengenezwa kwa mianzi. Kwa kuongezea, kwa muda mrefu, moto mkali ambao hauachi majivu ulikuwa mada ya ibada ya fumbo na ya kidini kwa watu wengine. Kwa mfano, kwenye Peninsula ya Absheron (eneo la kisasa la Azabajani) katika karne ya 7, hekalu la waabudu moto Ateshgah lilijengwa, huduma ambazo zilifanyika hadi karne ya 19.

Neno "gesi" lenyewe lilibuniwa mwanzoni mwa karne ya 17 na mwanasayansi wa asili wa Flemish Jan Baptist van Helmont kurejelea "hewa iliyokufa" aliyopata (kaboni dioksidi). Helmont aliandika hivi: “Niliita gesi hiyo ya mvuke kwa sababu karibu haina tofauti na machafuko ya watu wa kale.” Lakini katika kesi hii tunashughulika na mojawapo ya aina za kuwepo kwa maada.

Bado hakuna makubaliano kati ya wanasayansi kuhusu asili ya gesi asilia. Dhana kuu mbili - biogenic na madini - zinadai sababu tofauti za malezi ya madini ya hidrokaboni kwenye matumbo ya Dunia.

• Nadharia ya madini. Uundaji wa madini katika tabaka za miamba ni sehemu ya mchakato wa kufuta Dunia. Kwa sababu ya mienendo ya ndani ya Dunia, hidrokaboni ziko kwenye kina kirefu hupanda hadi eneo la shinikizo la chini, na kusababisha malezi ya amana za gesi.
• Nadharia ya kibiolojia. Viumbe hai vilivyokufa na kuzama chini ya hifadhi vilioza katika nafasi isiyo na hewa. Kuzama zaidi na zaidi kwa sababu ya harakati za kijiolojia, mabaki ya vitu vya kikaboni vilivyooza yalibadilishwa chini ya ushawishi wa mambo ya thermobaric (joto na shinikizo) kuwa madini ya hidrokaboni, pamoja na gesi asilia.

Hivi majuzi, kikundi cha wanasayansi kutoka Taasisi ya Matatizo ya Mafuta na Gesi ya Chuo cha Sayansi cha Urusi, chini ya uongozi wa Daktari wa Sayansi ya Jiolojia na Madini Azaria Barenbaum, walianzisha dhana mpya ya asili ya mafuta na gesi. Kulingana na nadharia hii, amana kubwa za hidrokaboni zinaweza kutoonekana kwa mamilioni ya miaka, kama ilivyofikiriwa hapo awali, lakini kwa miongo kadhaa tu.

Gesi ya asili inaweza kuwepo kwa namna ya amana za gesi ziko katika tabaka fulani za miamba, kwa namna ya vifuniko vya gesi (juu ya mafuta), na pia katika fomu ya kufutwa au fuwele. Gesi asilia pia inaweza kuwa katika mfumo wa hidrati za gesi (hydrates gesi asilia- haya ni hydrates ya gesi au clathrates - misombo ya fuwele inayoundwa chini ya hali fulani ya thermobaric kutoka kwa maji na gesi).

Gesi asilia ina faida kadhaa ikilinganishwa na aina zingine za mafuta na malighafi:

• gharama ya uzalishaji wa gesi asilia ni chini sana kuliko aina zingine za mafuta; tija ya kazi wakati wa uchimbaji wake ni kubwa kuliko wakati wa uchimbaji wa mafuta na makaa ya mawe;
• kutokuwepo kwa monoxide ya kaboni katika gesi asilia huzuia uwezekano wa sumu kwa watu kutokana na uvujaji wa gesi;
• saa gesi inapokanzwa miji na makazi bonde la hewa ni kidogo sana unajisi;
• wakati wa kufanya kazi kwenye gesi asilia, inawezekana kuelekeza michakato ya mwako na kufikia ufanisi wa juu;
• joto la juu wakati wa mwako (zaidi ya 2000 ° C) na joto maalum mwako hufanya iwezekane kutumia vizuri gesi asilia kama nishati na mafuta ya kiteknolojia.

Gesi ni mafuta mdogo kuliko mafuta. Enzi ya gesi asilia kimsingi ilianza na ugunduzi wa uwanja wa Groningen huko Uholanzi mnamo 1959 na uvumbuzi uliofuata wa hifadhi ya gesi na Uingereza katika bonde la kusini la Bahari ya Kaskazini katikati ya miaka ya 1960.

Kulingana na IEA, tangu miaka ya 70 ya mapema. Sehemu ya gesi katika usawa wa nishati duniani iliongezeka kutoka 16 hadi 21% mwaka 2008. Kulingana na Mapitio ya Takwimu ya BP ya Nishati ya Dunia, sehemu hii katika 2008-2010. katika matumizi ya nishati duniani ilikuwa kubwa zaidi - karibu 24%. Mtazamo wa BP wa Nishati Ulimwenguni hadi 2030 unasema kuwa gesi asilia itakuwa mafuta yanayokua kwa kasi zaidi katika miaka 25 ijayo. Wakati huo huo, wataalam kutoka Shirika la Nishati la Kimataifa wanaamini kuwa sehemu ya gesi katika usawa wa nishati duniani itaongezeka kutoka 21% hadi 25% ifikapo 2035, gesi itakuwa carrier wa pili wa nishati baada ya mafuta, na kuhamisha makaa ya mawe hadi nafasi ya tatu.

Muundo wa kemikali

Muundo wa kemikali ya gesi asilia ni rahisi sana. Sehemu kuu ya aina hii ya gesi ni methane (CH4) - hidrokaboni rahisi zaidi (kiwanja cha kikaboni kilicho na atomi za kaboni na hidrojeni), sehemu yake inazidi 92%.

Kulingana na yaliyomo kwenye methane, vikundi viwili kuu vya gesi asilia vinatofautishwa:

• Kikundi cha gesi asilia H(H-gesi, yaani gesi yenye kalori nyingi) kutokana na maudhui yake ya juu ya methane (kutoka 87% hadi 99%) ni ubora wa juu zaidi. Gesi ya asili ya Kirusi ni ya kundi H na ina thamani ya juu ya kalori. Kutokana na kiwango cha juu cha methane (~98%) ni gesi asilia yenye ubora wa juu zaidi duniani.
• Kikundi cha gesi asilia L(L-gesi, yaani gesi ya chini ya kalori) ni gesi ya asili yenye maudhui ya chini ya methane - kutoka 80% hadi 87%. Ikiwa mahitaji ya ubora hayakufikiwa (11.1 kWh/mita za ujazo), basi gesi mara nyingi haiwezi kutolewa moja kwa moja kwa watumiaji wa mwisho bila usindikaji wa ziada.

Mbali na methane, gesi asilia inaweza kuwa na hidrokaboni nzito zaidi, homologues za methane: ethane (C2H6), propane (C3H8), butane (C4H10) na baadhi ya uchafu usio na hidrokaboni. Wakati huo huo, ni muhimu kwamba muundo wa gesi asilia sio mara kwa mara na hutofautiana kutoka shamba hadi shamba.

Tabia za kimwili

Takriban sifa za kimwili (kulingana na muundo):

• Uzito wiani: kutoka 0.7 hadi 1.0 kg/m3 (gesi kavu, chini ya hali ya kawaida) au 400 kg/m3 (kioevu).
• Halijoto ya kuwasha: t = 650°C.
• Thamani ya kaloriki ya m3 moja ya gesi asilia katika hali ya gesi katika hali ya kawaida: 28-46 MJ, au 6.7-11.0 Mcal.
• Nambari ya Octane inapotumiwa katika injini za mwako wa ndani: 120-130.
• Ni mara 1.8 nyepesi kuliko hewa, hivyo wakati kuna uvujaji, haukusanyi katika nyanda za chini, lakini huinuka.

Maombi

Kuwa na faida hizo juu ya vyanzo vingine vya nishati kama, kwa mfano, ufanisi na urafiki wa mazingira, gesi asilia inazidi kuwa muhimu katika sekta na kaya.

Gesi asilia kama carrier wa nishati ya mafuta hutumiwa hasa kwa ajili ya kupokanzwa makazi na majengo ya viwanda, kwa kupikia, kuzalisha umeme, na pia katika sekta ya uzalishaji viwandani kwa ajili ya kuzalisha nishati ya joto.

Gesi asilia hutumiwa kwa idadi ndogo kama mafuta ya gari. Kwa sababu ya kupanda kwa bei ya petroli juu miaka ya hivi karibuni na idadi ya magari ya kibinafsi yanayobadilishwa kuwa injini za gesi imeongezeka kwa miezi. Kwa kuongeza, vifaa vya upya vinafanywa malori na mabasi ya kuendeshea gesi asilia. Pamoja na sababu ya gharama, hoja muhimu inayopendelea gesi asilia ni kiwango cha chini cha utoaji wa vitu vyenye madhara kwenye angahewa.

Nchi 20 zinazoongoza duniani kwa hifadhi ya gesi iliyothibitishwa (kulingana na matokeo ya 2010)

Chanzo

Nchi 20 zinazoongoza duniani kwa matumizi ya gesi (kulingana na matokeo ya 2010)

Chanzo: Mapitio ya Takwimu ya BP ya Nishati Ulimwenguni 2011

Nchi 20 zinazoongoza duniani katika uzalishaji wa gesi (kulingana na matokeo ya 2010)

Chanzo: Mapitio ya Takwimu ya BP ya Nishati Ulimwenguni 2011

Gesi ni aina ya mafuta ambayo ni rafiki kwa mazingira zaidi. Inatofautishwa na mwako kamili bila moshi na masizi; kutokuwepo kwa majivu baada ya mwako; urahisi wa kuwasha na udhibiti wa mchakato wa mwako; ufanisi mkubwa wa mitambo ya kutumia mafuta; gharama nafuu na urahisi wa usafiri kwa walaji; uwezekano wa kuhifadhi katika hali iliyokandamizwa na kioevu; kutokuwepo kwa vitu vyenye madhara.

Gharama ya chini ya uzalishaji wa gesi ikilinganishwa na gharama ya uzalishaji wa aina nyingine za mafuta - makaa ya mawe, peat, mafuta - pia ina jukumu kubwa. Ikiwa tunachukua gharama ya makaa ya mawe (kwa tani 1 ya mafuta ya kawaida) kama 100%, basi gharama ya gesi itakuwa 10% tu.

Shukrani kwa juu mali za watumiaji, gharama za chini za uzalishaji na usafiri, aina mbalimbali za maombi katika maeneo mengi ya shughuli za binadamu, gesi asilia inachukua nafasi maalum katika msingi wa mafuta, nishati na malighafi. Katika suala hili, ongezeko la hifadhi na matumizi yake yanaendelea kwa kasi ya juu.

Sekta ya gesi ni tawi la mdogo zaidi la tata ya mafuta. Gesi hutumiwa katika uchumi wa kitaifa kama mafuta katika tasnia na katika maisha ya kila siku, na pia kama malighafi kwa tasnia ya kemikali. Uchumi wa taifa hutumia gesi asilia inayotolewa kutoka kwa maeneo ya gesi, gesi inayozalishwa kama bidhaa ya ziada ya mafuta, na gesi bandia inayotolewa wakati wa uwekaji gesi wa shale kutoka kwa makaa ya mawe. Aidha, gesi iliyopatikana kutoka michakato ya uzalishaji katika baadhi ya sekta za viwanda vya metallurgiska na kusafisha mafuta.

Gesi hutumiwa kwa wingi kama mafuta katika tasnia ya metallurgiska, glasi, saruji, kauri, mwanga na chakula, kubadilisha kabisa au kwa kiasi mafuta kama vile makaa ya mawe, coke, mafuta ya mafuta, au ni malighafi katika tasnia ya kemikali.

Mtumiaji mkubwa wa gesi katika tasnia ni madini yenye feri. Katika tanuu za mlipuko, matumizi ya sehemu ya gesi asilia huokoa coke adimu kwa hadi 15% (mita 1 ya ujazo ya gesi asilia inachukua nafasi ya kilo 0.9 - 1.3 ya coke), huongeza tija ya tanuru, inaboresha ubora wa chuma cha kutupwa, na kupunguza gharama yake. Katika tanuu za cupola, matumizi ya gesi hupunguza matumizi ya coke kwa nusu.

Njia ya kupunguza moja kwa moja ya chuma kutoka kwa ores pia inategemea matumizi ya mafuta ya gesi.

Katika uhandisi wa madini na mitambo, gesi asilia pia hutumiwa kwa kupokanzwa rolling, forging, thermal na kuyeyuka tanuu na kavu. Katika utengenezaji wa chuma, matumizi ya gesi yaliongeza ufanisi wa tanuu kwa karibu mara 2, na wakati wa kupokanzwa wa sehemu ulipunguzwa kwa 40%. Matumizi ya gesi katika madini, kwa kuongeza, huongeza maisha ya huduma ya bitana. Kiasi cha sulfuri katika chuma cha kutupwa hupunguzwa.

Matumizi ya gesi asilia katika tasnia ya glasi badala ya gesi ya jenereta huongeza uzalishaji wa tanuu za glasi kwa 10-13% huku ikipunguza matumizi maalum ya mafuta kwa 20-30%. Gharama ya saruji imepunguzwa kwa 20 - 25%. Katika uzalishaji wa matofali, mzunguko umepungua kwa 20%, na uzalishaji wa kazi huongezeka kwa 40%.

Wakati wa kuanzisha gesi asilia katika kuyeyuka kwa glasi, hatua maalum zinahitajika ili kuleta mwangaza wa gesi (ambayo ni, kuongeza uhamishaji wa joto kutoka kwa tochi hadi kuyeyuka kwa glasi) hadi kiwango cha mwangaza wa tochi ya mafuta ya kioevu, ambayo ni. , Mara 2-3, ambayo hupatikana kwa malezi ya soti katika mazingira ya gesi.

Katika sekta ya chakula, gesi hutumiwa kukausha bidhaa za chakula, mboga mboga, matunda, mkate wa kuoka na bidhaa za confectionery.

Wakati wa kutumia gesi kwenye mitambo ya umeme, gharama za uendeshaji zinazohusiana na uhifadhi, maandalizi na upotezaji wa mafuta na uendeshaji wa mfumo wa kuondolewa kwa majivu hupunguzwa, mileage ya ukarabati wa boilers huongezeka, ardhi kwa ajili ya utupaji wa majivu haichukuliwi, matumizi ya umeme kwa mahitaji yako mwenyewe hupunguzwa. kupunguzwa, idadi ya wafanyakazi wa uendeshaji imepunguzwa, na gharama za mtaji zimepunguzwa.

Kwa hivyo, bidhaa za tasnia inayozingatiwa hutolewa na tasnia (karibu 45% ya jumla ya matumizi ya kiuchumi ya kitaifa), uzalishaji wa nishati ya mafuta (35%), na huduma za kaya za manispaa (zaidi ya 10%). Gesi ni mafuta ya kirafiki zaidi ya mazingira na malighafi yenye thamani kwa ajili ya uzalishaji wa bidhaa za kemikali.

Sura ya 2. Nafasi ya Urusi katika hifadhi ya gesi asilia duniani

Urusi inachukua nafasi ya 1 ulimwenguni kwa suala la hifadhi ya gesi; Nafasi ya 2 katika viwango vya uzalishaji wa kila mwaka; Nafasi ya 2 katika matumizi ya gesi na hutoa 21% ya biashara ya ulimwengu katika aina hii ya mafuta. Asilimia 75 ya gesi inatumika katika soko la ndani ya gesi inayotoa 50% ya umeme wa nchi. Shukrani kwa uwepo wa mfumo wa kipekee wa usafiri wa gesi, Urusi ina jukumu muhimu katika kuhakikisha usafiri wa gesi ya Asia ya Kati hadi Ulaya na nchi za CIS.

Sekta ya gesi ya Kirusi ni mkusanyiko wa makampuni ya biashara yanayohusika katika uchunguzi wa kijiolojia kwenye ardhi na pwani, visima vya uzalishaji wa kuchimba visima, uzalishaji na usindikaji wa gesi asilia, condensate ya gesi na mafuta, usafiri na usambazaji, hifadhi ya chini ya ardhi, nk. Mlolongo ufuatao wa shughuli hufanyika katika tasnia ya gesi: uchunguzi wa kijiolojia > uzalishaji > hifadhi > usindikaji > usafirishaji > usambazaji. Muundo wa somo la soko la gesi ni pamoja na wazalishaji wa gesi, mashirika ya usambazaji wa gesi, kampuni za uuzaji wa gesi na watumiaji wa gesi. Muundo wa tata ya gesi ya Urusi imeonyeshwa kwenye Mchoro 1.

Hali ya sasa ya msingi wa rasilimali ya gesi ya asili ya Kirusi ina sifa ya upungufu mkubwa wa mashamba ya msingi. Kuna tabia ya kuongeza sehemu ya akiba ngumu na ngumu kurejesha. Shida za maendeleo yao zinahusishwa na hali ngumu ya asili na hali ya hewa na umbali wa vituo vikubwa vya uzalishaji wa gesi kutoka kwa vituo vilivyoanzishwa vya maendeleo ya tasnia ya gesi. Kutokuwepo kwa mpango wa serikali wa kuzaliana na matumizi ya busara ya msingi wa rasilimali ya madini kuna athari ushawishi mbaya juu ya ufanisi wa uchunguzi wa kijiolojia. OJSC Gazprom inachukua nafasi ya kuongoza katika uzalishaji wa gesi. Jamii ina akiba tajiri zaidi ya gesi asilia.

Mchele. 1 - Muundo wa tata ya gesi ya Urusi