Газ это топливный ресурс

Обновлено: 03.05.2024

Природный газ как топливо

Почему же всё большего внимания заслуживает именно природный газ? Запасов природного газа больше, чем запасов угля или нефти. Следовательно, запасов природного газа хватит нынешним потребителям и их потомкам.

Технология получения энергии из природного газа постоянно развивается.

Природный газ относится к самым экономичным энергоносителям для отопления, приготовления пищи и прочих хозяйственных нужд. Запасов природного газа больше, чем запасов угля или нефти.

Перейдя на современную систему отопления природным газом, можно сэкономить до 30% предыдущего потребления топлива.

Преимущества природного газа по сравнению с другими видами топлива:

Единственное первичное топливо, подача которого потребителю не требует дорогостоящей переделки;
Самое чистое топливо среди углеводородных. Выход парникового углекислого газа при сжигании природного газа самый низкий, за что он получил название «зеленое топливо»;
При газовом отоплении городов и населенных пунктов гораздо меньше загрязняется воздух;
Высокие температуры в процессе горения (более 2000° С) и удельная теплота сгорания позволяют эффективно применять природный газ как энергетическое и технологическое топливо.

Транспорт

Стоит отметить, что природный газ используется вместо бензина или дизельного топлива для автотранспорта.

Сжатый (или компримированный) метан дешевле бензина, он продлевает ресурс двигателя и улучшает экологию. Двигатель на природном газе соответствует экологическому стандарту Евро-4.

Газ можно использовать для обычных автомобилей, сельскохозяйственного, водного, воздушного и железнодорожного транспорта. Газ находится в автомобиле в специальном баллоне в сжатом состоянии, благодаря чему он занимает гораздо меньший объем.

Природный газ: свойства, состав, технология добычи и применение

Природный газ — это ресурс, который пользуется большим спросом, в результате чего его запасы быстро уменьшаются. Страны-лидеры по наличию его залежей — Россия и США. По оценкам ученых, интенсивная добыча этого исчерпываемого ресурса приведет к тому, что его запасы будут истощены через 50–70 лет.

Происхождение

У ученых до сих пор нет единого мнения по поводу возникновения природного газа. Есть 2 теории, объясняющие его появление:

минеральная (неорганическая);
биогенная (органическая).

Сторонники первой, минеральной, теории считают, что химические элементы, присутствующие в составе ископаемого, были заложены в мантии Земли. По мнению ученых, эти соединения располагаются в глубоких слоях горных пород и представляют собой часть процесса дегазации нашей планеты.

Внутренние движения Земли вызывают поднятие углеводородов, которые образовались в ее глубоких слоях в результате действия высоких температур и давления, ближе к поверхности, где давление наименьшее. Результат таких изменений — появление газовых и нефтяных залежей.

Сторонники минеральной теории подчеркивают, что описанный процесс постоянный, поэтому беспокоиться об истощении запасов природного газа не стоит.

Суть органической теории выражается в следующем: газ образовался из остатков животных и растительных организмов, которые под влиянием высоких температур, а также давления и бактерий, превратились в соединение газообразных углеродов. Последние проникали в пустоты земной коры, формируя пласты газа и нефти. Таким образом, биогенная теория подчеркивает, что природный газ — исчерпываемый природный ресурс.

Состав

Химический состав природного газа представлен метаном (CH4) — его содержание достигает 98 %. Допускается присутствие более тяжелых углеводородов, к которым относятся:

бутан (C4H10);
пропан (C3H8);
этан (C2H6);
неуглеводородные вещества: водород (H2), гелий (Не), азот (N2).

Физические свойства вещества:

бесцветное, без запаха (в чистом виде);
плотность — 0,7 кг/м3 (в сухом газообразном виде) либо 400 кг/м3 (в жидком виде);
температура возгорания — 650 градусов.

Природный газ, находящийся в виде пластовых залежей в недрах Земли, имеет газовое состояние в виде отдельных скоплений. В нефти или воде пребывает в растворенном состоянии.

Месторождения

В зависимости от количества запасов, пласты этого природного ресурса классифицируют на:

супергигантские (более 5 триллионов м3);
гигантские (от 1 до 5 триллионов м3);
крупные (100 миллиардов м3 — 1 триллион м3);
средние (10–100 миллиардов м3);
мелкие (до 10 миллиардов м3).

Крупнейшие месторождения природного газа находятся в территориальных водах Катара и Ирана, России, Туркмении и США.

Выделяют несколько разновидностей природного газа.

Сухой

В составе сухого газа преобладает метан, и в относительно небольших количествах содержатся этан и тяжелые углеводороды. Сухой газ также называют нефтяным, так как он является попутным на месторождениях нефти.

Бедный

Бедный газ получают на каждой стадии гидрогенизации. Его очищают от сероводорода и углекислого газа. В нем содержится около 55 % водорода, 30 % метана, до 6 % этана.

Полученная фракция отправляется на установку глубокого охлаждения и разделения газа.

Тощий

Тощий газ — еще одно название сухого газа, в котором преобладает метан на фоне невысокого содержания этана.

Жирный

Это нефтерастворенный газ, в составе которого присутствует большое количество гомологов метана и тяжелых углеводородов (от С3 и выше). Жирный газ в естественном виде не подходит в качестве топлива: он подлежит переработке на заводах.

Сырой

Сырой газ — природное горючее вещество, относящееся к группе углеводородных. Отличительная особенность — повышенное содержание тяжелых углеводородов (более 15 %). К сырым газам относятся попутные газы нефтяных залежей, а также газоконденсатных.

Сырой газ подлежит осушке, отбензиниванию и последующей очистке на газоперерабатывающих заводах.

Компоненты

В составе природного газа присутствуют:

Метан — бесцветное горючее вещество, легче воздуха, устойчив к температурам, без характерного запаха. Метан опасен для здоровья. Им заправляют газовые плиты. Газ может находиться в твердом агрегатном состоянии в виде газовых гидратов.
Этан. Бесцветный газ, без запаха. Немного тяжелее воздуха. Растворяется в спирте. Газ горюч, но не подлежит использованию по назначению. Этан применяют в химической реакции, чтобы в итоге получить этилен. Малотоксичен, представляет опасность для здоровья.
Пропан. Газ без запаха и цвета, обладает высокой степенью токсичности, плохо растворяется водой. Имеет свойство сжижаться, если показатели температуры находятся в пределах комнатной, а также в условиях невысокого давления. Благодаря этому он без труда транспортируется и хранится. Пропан используют в качестве топлива в некоторых автомобилях.
Бутан. Бесцветный газ, который имеет специфический запах. Токсичен. Тяжелее воздуха в 2 раза. Плотность его выше, чем у пропана. Используется для заправки некоторых автомобилей.
Углекислый газ. Без цвета, практически не имеет запаха. Не горюч. В 1,5 раза тяжелее воздуха. Опасен для здоровья человека, хотя является одним из наименее токсичных газов.
Гелий. Бесцветный газ, очень легкий и инертный, специфического запаха не имеет. В нормальных условиях не вступает в реакцию ни с одним из веществ. В отличие от любого другого газа, не существует в твердом состоянии. Не горюч, не токсичен. Представляет опасность для здоровья. Гелием заполняют дирижабли, аэростаты.
Сероводород. Тяжелый бесцветный газ, имеет специфический запах тухлых яиц. Горючий, взрывоопасный, опасен для здоровья.

Наиболее ценный элемент в составе газа — метан.

Химический состав природного газа зависит от того, на каком месторождении он был добыт.

Добыча природного газа

Прежде чем приступить к добыче газа, выполняют геологоразведочные работы, которые позволяют оценить объемы и характер залежей.

Основные способы добычи природного газа:

Бурение. После разведочных работ скважины бурят на глубину, где размещаются пласты полезного ископаемого, а затем укрепляют при помощи обсадных труб и цементирования. Подъем газа на поверхность осуществляется естественным путем: он перемещается к зоне меньшего давления.
Метод гидроразрыва. В этом случае бурят скважины, а затем нагнетают в них мощный водный или воздушный поток, который разрушает перегородки в горной породе. В результате газ под действием давления выходит наружу. В некоторых государствах такой способ добычи природного газа запрещен, так как гидроразрыв может стать причиной сейсмической неустойчивости разрушенных пород.
Подводная добыча. Если газовые запасы находятся под водой, то для их добычи прибегают к использованию гравитационных платформ с бетонным основанием, которое упирается в дно. Оно содержит колонны, с помощью которых осуществляется бурение. На этих же платформах есть резервуары для временного хранения добытого газа. После завершения работ топливо подают на сушу через трубопровод.

После добычи газ отправляют на предприятия по очистке и переработке, чтобы избавиться от различных примесей в его составе.

Применение и использование природного газа

Природный газ обеспечивает потребности государства в обеспечении отопления, производства электроэнергии и бытовых нужд населения.

Природный газ используется в следующих отраслях:

металлургическая промышленность (экономит до 15 % кокса, снижает себестоимость стали и чугуна, повышает производительность труда на 10 % и более);
электроснабжение (природный газ, используемый на электростанциях, уменьшает затраты на топливо и тем самым снижает себестоимость электроэнергии);
цементная, текстильная, стекольная, пищевая (газ повышает производительность труда и снижает себестоимость продукции).

На основе газа изготавливают:

моторное топливо;
полимеры и каучуки (сырьем для них становятся выделенные из газа легкие углеводороды);
сложные химические вещества (лаки, краски, изоляционные материалы, формальдегид).

Используемый как топливо, природный газ намного дешевле и безопаснее для экологии, чем нефтепродукты.

Хранение и способы транспортировки добытого топлива

Распространенный и относительно недорогой способ транспортировки добытого природного газа — перемещение по трубам. Предварительно его обязательно очищают от различных примесей, которые отрицательно влияют на оборудование. Также газ освобождают от влаги, которая в процессе транспортировки переходит в состояние кристаллогидратов и становится причиной закупорки труб.

Современные трубопроводы выдерживают давление в 75 атмосфер и более. Крупные магистрали транспортируют газ даже в отдаленные регионы страны.

Преимущества данного способа:

высокая скорость перемещения газа;
бесперебойная работа;
минимальные потери газа в процессе транспортировки;
автоматический режим перемещения ресурса.

Трубопроводы современной конструкции способны перекачивать около 45 миллиардов м3 газа в год.

Также газ перевозят с помощью автоцистерн. Для этого он должен быть в сжиженном состоянии. Этот способ транспортировки требует особой внимательности и осторожности, и оправдан только в том случае, если газ нужно переместить на небольшое расстояние.

Еще один способ перемещения газа — перевозка танкерами (специальными суднами). Вещество в них также транспортируют в сжиженном виде. Его температура должна находиться в пределах 160 градусов. Это безопасный и относительно недорогой, но медленный способ транспортировки.

Природный газ может храниться как в сжиженном состоянии, так и в форме гидратов. Практикуется подземное хранение газа в емкостях и газгольдерах низкого, среднего и высокого давления.

Влияние на экологию

Природный газ относится к наиболее чистым веществам по сравнению с остальными видами углеводородного топлива. Его сгорание не сопровождается образованием золы и копоти с последующим выбросом в атмосферу, что характерно для нефтепродуктов.

Но и полностью безопасным для экологии это вещество назвать нельзя. При сгорании природного газа образуется углекислый газ, который в больших объемах вреден и при выбрасывании в атмосферу может стать причиной парникового эффекта и изменения климата.

Газ против Бензина. Какое топливо выбрать?

В своё время это была довольно шумная тема. Иногда она "всплывает" и сейчас. Сегодня рассмотрим плюсы и минусы обоих видов горючего, которые помогут определиться с выбором.

Говорим о легковых автомобилях.

Итак, газ против бензина. Какое топливо выбрать?

Газ

Начнём с первого "участника". В общем-то, все споры "из-за" него. В качестве топлива обычно применяется пропан, бутан, метан (первый - чаще всего).

Получают это газообразное вещество в результате переработки нефтепродуктов.

+ Стоимость . Как ни крути, а газ существенно выгоднее бензина. На заправках он может обходиться до 2 - 2.5 раз дешевле оппонента

+ Отсутствие нагара. В процессе эксплуатации бензин может попадать на стенки цилиндров (до воспламенения), тем самым смывая масляную плёнку. При работе газа это явление исключается

Стоит отметить, что современное оборудование на газе работает без потерь мощности мотора, а также с повышенными мерами безопасности . В случае возникновения утечки газа специальный клапан отсекает поток горючего, чтобы не спровоцировать взрыв/пожар.

Минусы газового топлива:

- Цена оборудования . Стоимость всего комплекта с установкой может обойтись в несколько десятков тысяч рублей. Конечно, из-за цены самого топлива всё со временем окупается. Обычно срок окупаемости - до полугода, однако если автомобиль проезжает в день не более 30 км, то срок увеличится существенно

- Расход. Газ "улетучивается" быстрее бензина. Если проведена правильная настройка оборудования, то разница будет не более +20% в сравнении с бензином, что не так уж и много

- Габариты баллона и комплектов. Нужно ведь куда-то разместить все эти вещи. Существуют комплекты компактные, которые преспокойно помещаются в пространство под капотом и не мешают. Однако если имеем дело с баллонами побольше, то придётся задействовать багажный отсек или ещё что-то

Резервное топливо как инструмент энергобезопасности: состояние и перспективы

На современном этапе для выработки тепловой энергии основным видом топлива является природный газ, поставляемый по газопроводу. Его доля в потреблении энергетических объектов около 80 % [2]. Бесперебойность подачи данного топлива в котельные установки, как показывает практика, зависит напрямую от надежности каждого элемента, входящего в систему обеспечения топлива [1].
Очевидно, что строительство дополнительных газо-трубопроводов является трудоемким и длительным процессом, требующим огромных финансовых затрат. Для их минимизации предусмотрены резервные топливные хозяйства. Резервное топливное хозяйство – комплекс оборудования и устройств, предназначенных для хранения, подачи и использования резервного (аварийного) топлива.
В отечественном законодательстве поддержание исправного состояния и безопасной работы энергетического оборудования обеспечивается надзорными органами [5]. За предыдущие годы реформирования произошло серьезное ослабление контроля соблюдения требований нормативов по обеспечению теплоисточников резервным топливом [3]. Возникли проблемы с преемственностью ряда функций органами власти.
Однако, в нормативно-правовой документации сохраняются обязательные требования по обеспечению теплоисточников резервным и аварийным топливом на случай нештатных ситуаций, поскольку теплоснабжение потребителей не должно быть нарушено, а теплоснабжающее предприятие не должно понести убытки от затрат на устранение аварийных ситуаций и от невыполнения своих обязательств по обеспечению потребителей тепловой энергией в требуемом объеме.
На современном этапе институт резервного топливного хозяйства основан на следующей нормативно-правовой базе:

Постановление Правительства РФ от 5 февраля 1998 г. № 162 «Об утверждении Правил поставки газа в Российской Федерации».
Указания по оформлению брони газопотребления предприятия и графиков перевода потребителей на резервные виды топлива при похолоданиях, утвержденные руководителем Департамента государственного энергетического надзора и энергосбережения Минтопэнерго России от 11 июня 2000 г.
Постановление Правительства РФ от 17 мая 2002 г. № 317 «Об утверждении Правил пользования газом и предоставления услуг по газоснабжению в Российской Федерации».
Приказ Минэнерго России от 16 декабря 2002 г. № 448 «Об утверждении нормативных актов, необходимых для реализации правил пользования газом и предоставления услуг по газоснабжению».
Приказ Минэнерго РФ от 24 марта 2003 г. № 115 «Об утверждении Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок».

Согласно ст. 4 Федерального закона от 31.03.1999 г. № 69-ФЗ «О газоснабжении в Российской Федерации» одним из принципов государственной политики в области газоснабжения в России является государственное регулирование рационального использования запасов газа и обеспечение энергетической безопасности Российской Федерации.
В соответствии с законодательством тепловые электростанции для запуска газа должны обеспечить работоспособность резервного топливного хозяйства и готовность газоиспользующего оборудования к работе на резервном топливе, а также создавать запасы топлива в соответствии с нормативами.
Порядок обеспечения потребителей газом в периоды похолоданий и в случае аварийных ситуаций на газотранспортных системах устанавливается Министерством энергетики России.
Органы исполнительной власти субъектов РФ утверждают графики перевода потребителей на резервные виды топлива при похолодании и порядок ввода этих графиков в действие, а также графики ограничения снабжения газом покупателей и очередности их отключения в случае нарушения технологического режима работы газотранспортной системы при аварии.
Обеспечение поставок газа коммунально‑бытовым организациям и населению в периоды похолоданий при максимальных отборах газа из газотранспортной системы может осуществляться за счет перевода ряда потребителей на резервные виды топлива. Объемы высвобождаемых ресурсов газа для этих целей определяются графиками перевода организаций на резервные виды топлива при похолоданиях. Графики перевода разрабатываются региональными газовыми компаниями, филиалами «Межрегионгаза», газотранспортными организациями, газораспределительными организациями, согласовываются органами государственного энергетического надзора и утверждаются органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации раздельно на первый и четвертый кварталы.
Броня газопотребления также рассчитывается и подписывается представителем органа государственного энергетического надзора в субъектах РФ и руководителем организации-потребителя газа. Броня газопотребления – минимальный объем потребления газа, необходимый для безаварийной, при условии максимального использования резервных видов топлива, работы технологического оборудования покупателей, поставки газа которым в соответствии с законами и иными нормативными правовыми актами не могут быть прекращены или уменьшены ниже определенного предела.
Для выполнения полномочий в сфере резервного топливного хозяйства в декабре 2004 г. Минэнерго РФ были учреждены Федеральные государственные учреждения – Управления по обеспечению энергоэффективности и энергосбережения на основе газовых и нефтяных инспекций Госэнергонадзора. Управления по обеспечению энергоэффективности и энергосбережения входили в перечень подведомственных Минэнерго организаций. В 2015 г. в соответствии с приказом Минэнерго РФ № 605 от 15.12.2011 г. они реорганизованы путем присоединения к Федеральному государственному бюджетному учреждению «Российское энергетическое агентство» Минэнерго России, в устав которого были внесены виды деятельности, связанные с резервным топливным хозяйством, расчетом брони газопотребления.
Основными субъектами деятельности в сфере резервного топливного хозяйства являются (рис. 1): Правительство РФ, Минэнерго РФ, органы исполнительной власти субъекта РФ, ПАО «Газпром», ООО «Газпром межрегионгаз», филиалы ООО «Межрегионгаз», ФГБУ «Российское энергетическое агентство» Минэнерго России и его филиалы в субъектах РФ, Ростехнадзор и его ТУ, организации-потребители газа.
Вопрос ежегодной подготовки резервных топливных хозяйств к осенне-зимнему периоду находится под контролем руководства «Газпрома» и премьер-министра РФ.
В Министерстве энергетики под руководством Н. Г. Шульгинова прорабатывается вопрос о способах мониторинга технического состояния резервных топливных хозяйств субъектов электроэнергетики, в т. ч. внесения изменений в законодательство в части сбора информации, необходимой для указанного мониторинга [4].
Актуальность проблем института резервного топливного хозяйства обуславливается рядом причин:

Низкий уровень работоспособности резервного топливного хозяйства и запасов резервного топлива на современном этапе создают риски для «Газпрома», органов исполнительной власти субъектов РФ.
Ненадлежащее состояние резервного топливного хозяйства и отсутствие необходимых запасов резервного топлива, в случае аварийной ситуации на газопроводе приведет к остановке работы организаций, негативным социальным последствиям, если организация является социальным объектом (больница, школа, роддом и пр.) и значительным экономическим ущербам на коммерческих предприятиях, особенно на производствах с непрерывным циклом.
Снижение эффективности исполнения органами власти субъектов РФ полномочий по составлению графиков перевода организаций на резервные виды топлива при похолоданиях (п. 19 Постановления Правительства № 162 от 05.02.1998 г.).

В процессе проектирования систем теплоснабжения промышленных предприятий и других энергетических объектов, важнейшим вопросом является надежность обеспечения подачи топлива на объект. Постановлением Правительства РФ № 679 от 08.08.2013 г. отменены ранее обязательные для начала отбора газа разрешения на использование газа в качестве топлива, так называемые «лимиты газа» или топливный режим. Топливный режим – это разрешение, выдаваемое в установленном порядке и предоставляющее право на использование какого-либо топлива в качестве резервного или основного. Поэтому согласно обновленной редакции Правил пользования газом и предоставления услуг по газоснабжению в РФ, сооружение резервного топливного хозяйства и создание запасов топлива должен предусматривать проект газоснабжения. Однако, в последние годы при проектировании энергетических объектов, заказчики, в целях экономии на капитальных затратах при строительстве, стараются не вкладывать деньги в систему резервного топливоснабжения.

Школы и другие социально значимые объекты должны обеспечиваться резервным топливом в первую очередь
Источник: ufaved.info

На современном этапе в сфере резервного топливного хозяйства сложилась ситуация, когда предусмотренные проектами резервные топливные хозяйства для обеспечения резервным топливом котельных либо были законсервированы, либо не функционируют из-за неисправности оборудования, либо вообще ликвидированы. Инвестиции в поддержание и обновление резервного топливного хозяйства на низком уровне.
В Волгоградской области согласно выданным в предыдущие годы топливным режимам в графики перевода организаций на резервные виды топлива при похолоданиях включены 105 организаций, из которых в 2020 г. только 62 (59 %) проводили независимое обследование готовности к работе на резервном виде топлива, 38 (36 %) отказались от обследования и 5 (5 %) провели самообследование.

Рис. 2. Модель функционирования института резервного
топливного хозяйства в субъектах Российской Федерации

В Астраханской области в графики перевода включены 12 организаций, из которых в 2020 г. 6 (50 %) проводили независимое обследование готовности к работе на резервном виде топлива, 5 (42 %) отказались от обследования, 1 (8 %) провела самообследование.
Такая ситуация в сфере резервного топливоснабжения котельных характерна для многих регионов России.
Для организации системной работы в сфере резервного топливного хозяйства предлагается следующий алгоритм функционирования института резервного топливного хозяйства в субъектах РФ (рис. 2).
Факторами снижения эффективности функционирования данного алгоритма являются:

Отмена п. 5. Постановления Правительства № 317 о том, что надзор за рациональным и эффективным использованием газа осуществляется Министерством энергетики РФ в лице уполномоченных им подразделений государственного энергетического надзора (Постановление Правительства № 727 от 19.06.2017 г.).
Отмена топливного режима (Постановлением Правительства № 679 от 08.08.2013 г.).
Отсутствие в Приказе Минэнерго РФ от 16 декабря 2002 г. № 448 прямой ссылки на обязанность согласования графиков перевода филиалами Российского энергетического агентства (п. 1 в современной редакции – «согласовываются органами государственного энергетического надзора»).
Отсутствие четкой позиции у органов исполнительной власти ряда субъектов, филиалов «Газпром межрегионгаз» по вопросу самообследования и обследования готовности резервного топливного хозяйства и расчета брони негосударственными организациями.

Для обсуждения проблем института резервного топливного хозяйства 22 апреля 2021 г. Волгоградским ЦНТИ – филиалом ФГБУ «РЭА» Минэнерго России проведен I Всероссийский вебинар «Резервное топливное хозяйство и броня газопотребления в отопительном сезоне 2021–2022 гг.».
В ходе семинара для повышения эффективности функционирования института резервного топливного хозяйства в современных условиях выработаны следующие предложения:

Еще раз про газ

Рис. 1. Динамика продаж автомобилей на альтернативном топливе в Европе [3]

сжиженный углеводородный газ (СУГ), представляющий собой смесь пропана и бутана, получаемый в основном из нефти;
компримированный природный газ (КПГ) – преимущественно метан, сжатый до давления 20…25 МПа;
сжиженный природный газ (СПГ) – преимущественно метан в жидком состоянии, что обеспечивается следующими условиями: давление до 0,5 МПа и температура до –161,5°С.

существенно более низкой ценой на КПГ и СПГ по срав-нению с СУГ, бензином и дизельным топливом – цены различаются в 2–4 раза [5–7];
более низким удельным расходом топлива – на 10–15% меньше по сравнению с расходом жидкого топлива [6,8].

Рис. 2. Сравнение экологических характеристик моторных топлив [8]

уменьшение мощности двигателя и максимальной скорости движения автомобиля, работающего на ГМТ;
увеличение массы транспортного средства и уменьшение его багажного отделения (для легковых автомобилей) из-за необходимости установки газового баллона;
уменьшение запаса хода автомобиля на одной заправке;
необходимость периодического освидетельствования баллонов высокого давления.

температура самовоспламенения метана 537°С, в то время как температура самовоспламенения бензина 250…370°С;
нижний предел взрываемости метана составляет 5% против 1% для автомобильного бензина;
метан легко улетучивается в случае утечки, так как он легче воздуха.

Энергетическая стратегия России: к 2020 г. газовые виды топлива должны заменять до 10…12 млн. т нефтепродуктов/год;
ФЗ № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…» от 23.11.2009;
Постановление Правительства Российской Федерации и инициатива ПАО «Газпром» по финансированию создания необходимой инфраструктуры в 2013 г.

обязательное приобретение бюджетными организациями, а также предприятиями общественного транспорта автомобилей на ГМТ;
применение налоговых и кредитных льгот ко всем участникам рынка газомоторного топлива;
субсидирование переоборудования автомобилей под ГМТ, а также частичная или полная компенсация разницы в стоимости автомобилей на жидком и газовом топливе.

Рис. 3. Принцип работы совмещенной ГРС и АГНКС [16,17]

Природный газ

Содержание

Химический состав

₂

₆

₃

₈

₄

₁₀

а также другие неуглеводородные вещества:

₂

Для облегчения транспортировки и хранения природного газа его сжижают, охлаждая при повышенном давлении.

Физические свойства

Ориентировочные физические характеристики (зависят от состава; при нормальных условиях, если не указано другое):

Плотность:

от 0,68 до 0,85 кг/м³ относительно воздуха (сухой газообразный);
400 кг/м³ (жидкий).

Свойство газа находиться в твердом состоянии в земной коре

Газ переходит в твердое состояние в земной коре, соединяясь с пластовой водой при гидростатических давлениях (до 250 атм) и сравнительно низких температурах (до 295°К). Газогидратные залежи обладают несравненно более высокой концентрацией газа в единице объема пористой среды, чем в обычных газовых месторождениях, так как один объем воды при переходе ее в гидратное состояние связывает до 220 объемов газа. Зоны размещения газогидратных залежей сосредоточены главным образом в районах распространения многолетнемерзлых пород, а также под дном Мирового океана. [3]

Месторождения природного газа

В осадочной оболочке земной коры сосредоточены огромные залежи природного газа. Согласно теории биогенного (органического) происхождения нефти, они образуются в результате разложения останков живых организмов. Считается, что природный газ образуется в осадочной оболочке при бо́льших температурах и давлениях, чем нефть. С этим согласуется тот факт, что месторождения газа часто расположены глубже, чем месторождения нефти.

Огромными запасами природного газа обладают Россия (Уренгойское месторождение), Иран, большинство стран Персидского залива, США, Канада. Из европейских стран стоит отметить Норвегию,Нидерланды. Среди бывших республик Советского Союза большими запасами газа владеет Туркмения, Азербайджан,Узбекистан а также Казахстан (Карачаганакское месторождение)

Добыча и транспортировка

Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения. Это делается для равномерного падения пластового давления в залежи. Иначе возможны перетоки газа между областями месторождения, а также преждевременное обводнение залежи.

Газ выходит из недр вследствие того, что в пласте находится под давлением, многократно превышающем атмосферное. Таким образом, движущей силой является разность давлений в пласте и системе сбора.

Подготовка природного газа к транспортировке

Газ подготавливают по различным схемам. Согласно одной из них, в непосредственной близости от месторождения сооружается установка комплексной подготовки газа (УКПГ), на которой производится очистка и осушка газа в абсорбционных колоннах. Такая схема реализована на Уренгойском месторождении.

Если газ содержит в большом количестве гелий либо сероводород, то газ обрабатывают на газоперерабатывающем заводе, где выделяют гелий и серу. Эта схема реализована, например, на Оренбургском месторождении.

Транспортировка природного газа

Также есть и другие технологии транспортировки газа, например с помощью железнодорожных цистерн.

Были так же проекты использования дирижаблей или в газогидратном состоянии, но эти разработки не нашли применения в силу различных причин.

Экология

Применение

Природный газ широко применяется в качестве горючего в жилых, частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи; как топливо для машин (газотопливная система автомобиля), котельных, ТЭЦ и др. Сейчас он используется в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например, пластмасс. В XIX веке природный газ использовался в первых светофорах и для освещения (применялись газовые лампы)

Топливный газ

Топливные газы - это газы, которые используются в качестве эдуктов , т.е. ЧАС. служат исходными материалами для реакций горения . При сгорании образуются газы, которые, как конечные продукты реакций сгорания , также называются выхлопными газами .

Горючие газы - это горючие газы , которые также часто используются в качестве топлива в домашних условиях или на промышленных предприятиях. Самым известным топливным газом сегодня является природный газ , который состоит в основном из метана и который также может использоваться в качестве топлива для газовых двигателей, и его также называют « топливным газом ».

Семейство газов и типы газа

Семейство газов (GF) - это названия типов топливного газа, схожих по своим физическим свойствам и характеристикам горения. Эта сортировка в основном используется для идентификации газовых приборов в бытовых газовых установках .

В рабочем листе DVGW G 260 топливные газы делятся на следующие группы газов:

Семья газа	Топливные газы	Происхождение / Примечания
1	S (городской, междугородный и коксовый газы)	Городские газы ( угольные газы )	Угольные газы (такие как коксовый газ / газ Монд , доменный газ / доменный газ , шахтный газ , водяной газ / синтез-газ , генераторный газ , древесный газ и т. Д.) Раньше не использовались в качестве природного газа, в больших количества в результате процессов газификации образовались или попали в угольную ( горнодобывающую ) и сталелитейную промышленность в качестве побочных продуктов. Эти газы часто содержат значительные количества токсичного CO и поэтому нежелательны. С упадком вышеупомянутых отраслей промышленности они теряют важность и сегодня больше не подключаются к общественным сетям.
2	N (природный, нефтяной и природный газы, в основном состоящие из метана )	Природные и нефтяные газы	ископаемое топливо из природных месторождений , шахтный газ .
		водород	я. d. Обычно получают путем синтеза ; приобретает все большее значение как накопитель энергии , как топливо, не содержащее CO ₂ , и как топливо с низким уровнем выбросов для автомобилей в городах.
		Натуральный газ	Био / компогаз (в виде газа из биогазовых установок или установок для компостирования, либо в виде свалочного газа или газа сточных вод ) приобретает все большее значение в качестве регенеративного топлива
3	F (сжиженные газы)	Сжиженные газы	Нефтеперерабатывающие газы , побочные продукты переработки нефти, большинство из которых содержат пропан и бутан
4-й	L ( воздушные газы )	Смеси газовоздушные	«Аэрогенный газ» (имеет историческое значение)
5	водород	Семейство 5 газов включает водород двух различных уровней чистоты. Водород группы A имеет чистоту ≥ 98%, а водород группы D ≥ 99,97%.

Монтаж инженерных систем здания 1-го, 2-го и 4-го семейства газов регулируется TRGI , а 3-го семейства - техническим правилом сжиженный газ .

Семейство газов 2 ( газ ) будет продолжено в группах L и LL (для L-газа) и разделенных группах H и E (для H-газа). Альтернативные обозначения LL и E обозначают тестовый газ, используемый при калибровке газовых устройств . Группа газов 3 ( сжиженный нефтяной газ ) относится к подгруппам P (для пропана ) и B (для бутана ).

характеристики

состав

Большинство топливных газов состоит из следующих основных компонентов в разном составе:

Водород H ₂
газообразные и летучие углеводороды , особенно низшие алканы ( метан CH ₄ , этан C ₂ H ₆ , пропан C ₃ H ₈ и т. д.)
Окись углеродаCO ( токсично , поэтому нежелательно в сетях общего пользования!)

Компоненты воздуха :
- Азот N ₂
- Кислород O ₂
- Двуокись углерода CO ₂
- другие инертные газы , особенно благородные газы ( гелий , аргон и т. д.)
Физико-термические свойства

Наиболее важной характеристикой топливного газа, как и любого другого топлива, является теплотворная способность или теплотворная способность . Кроме того, большое количество других переменных очень важно для топливного газа, который практически не играют роли с твердым или жидким топливом: плотность , индексом Вобба , точки росы , взрывами пределами , и т.д.

заявление

Транспортировка и хранение

Топливный газ в больших масштабах распределяется по трубопроводам и трубопроводным сетям, поэтому они являются транспортировочными энергоносителями . Сети общего пользования находятся под контролем поставщиков газа и Федерального сетевого агентства .

Его хранят в газометрах или подземных пещерах . В меньших количествах, особенно для специальных применений и мобильного использования, используется сжиженный топливный газ (особенно СПГ ), который можно хранить и транспортировать в резервуарах высокого давления .

горение

Горючие газы обычно сжигают в газовых горелках, которые за счет заранее определенной смеси с воздухом обеспечивают сжигание с низким содержанием остатков.

Вредные ингредиенты, особенно сероводород , уже удалены поставщиком.

В нормальных условиях дымовые газы производят меньше загрязнителей воздуха и золы, чем твердое или жидкое топливо. Это делает топливные газы особенно ценными видами топлива.

безопасность

Из-за значительного риска взрыва при обращении с топливными газами действуют особые правила техники безопасности. В Германии это, прежде всего, соответствующие технические правила и правила DVGW , в частности, технические правила для газовых установок и технические правила для сжиженного газа .

Испытано на себе: почему метан называют топливом будущего?

Природный газ — это фактически готовое моторное топливо, поэтому он гораздо дешевле бензина и дизельного топлива. Природный газ у всех на слуху, и его преимущества очевидны, но далеко не все торопятся переходить на него.
Основную долю природного газа составляет метан — более 90%. Он без цвета и запаха, легче воздуха. Метан можно использовать в сжатом (компримированном) и в сжиженном виде. Метановый газ является наиболее безопасным при использовании. Нижние пределы воспламенения метана + 650 °С, в то время как температура воспламенения бензина + 250 °С, а дизельного топлива — около + 200 °С.
Природный газ является экологичным видом топлива. Что это всё-таки значит? Автомобили, работающие на компримированном природном газе, выделяют в 2–3 раза меньше вредных токсичных веществ, меньше задымляют окружающий воздух. Кроме того, при сгорании не образуется сажа, в отличие от автомобилей, работающих на дизельном топливе.
Во многих регионах страны постепенно на этот вид топлива переводят пассажирский, легковой транспорт и коммунальную технику.
На территории Российской Федерации по состоянию на 1 января 2019 года действует 419 автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС), 304 из которых принадлежит Группе «Газпром» и ООО «Газпром газомоторное топливо».
Наше предприятие продолжает реализацию Программы по расширению использования компримированного природного газа в качестве моторного топлива. На настоящий момент в нашем автопарке 737 единиц техники на газомоторном топливе, 94 из них приобретены в прошлом году. Целевой показатель потребления компримированного природного газа на собственном транспорте по Обществу на 2019 год составляет более 4,6 миллионов кубических метров.

Заправка авто компримированным природным газом — дело нехитрое

Полный бак метана обойдется в 204 рубля — выгода очевидна

Только плюсы

Так почему метан? Во-первых, метан не зря называют самым перспективным топливом. И, пожалуй, в первую очередь из-за его привлекательной цены. Заправка машины обходится в 2–3 раза дешевле, чем бензином или дизелем. Низкая стоимость метана отчасти обусловлена тем, что это единственное в России топливо, стоимость которого законодательно регулируется. Она не может превышать 50% от цены бензина А-92. На сегодняшний день средняя стоимость 1 кубического метра метана по Республике Коми — 17 рублей.
Во-вторых, метан — это очищенный от примесей газ в отличие от пропан-бутана, который со временем образует парафин. Чистый газ при сгорании в двигателе не образует нагара на цилиндропоршневой группе, плюс к этому высокое октановое число (

110) и отсутствие детонации. Природный газ не образует отложений в топливной системе, не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, тем самым снижая трение и уменьшая износ двигателя.
Таким образом, использование природного газа в качестве моторного топлива позволяет увеличить срок службы двигателя в 1,5–2 раза. В-третьих, это действительно экологично и безопасно. Преимущества природного газа очевидны — чем не топливо будущего? Кроме того, запасов газа в России хватит на десятки лет.

Вопреки расхожему мнению, на метане успешно работает не только спецтехника

От первого лица

— На сегодняшний день я третий год использую автомобиль на газу и особых проблем у меня не возникало. Бывает, выезжаю на дальние расстояния, и газа мне хватает приблизительно на 200 км. По трассе есть места для дозаправки, к тому же всегда можно переключиться на бензин и продолжить путь. После установки было немного непривычно, и показалось, что машина потеряла в динамике, но в процессе эксплуатации удалось решить эту проблему путем прошивки контроллера, — поделился Сергей.
Итак, срок окупаемости оборудования у нашего коллеги составил 10 месяцев. С учетом нынешних цен на светлые нефтепродукты, можно предположить, что газ — это действительно альтернативное топливо, на котором можно экономить. Газозаправочная инфраструктура в России активно развивается и, учитывая появление заводских автомобилей на природном газе, переход на метан станет массовым. А начать экономить, используя современное топливо, можно уже сегодня.

Топливо СУГ – применение сжиженных газов

Общее сокращение СУГ объединяет несколько видов сжиженных углеводородных газов, используемых в различных областях промышленности. Наибольшую известность СУГ получили в автотранспортной сфере – как альтернатива бензиновому и дизельному топливу. Для заправки авто чаще применяются смеси пропана и бутана. Также в качестве топлива используется метан – справедливости ради, его нельзя назвать сжиженным газом, поскольку это только сжатый под большим давлением, компримированный природный газ (КПГ).

Такие виды топлива заметно выгоднее, оптимально безопасны при правильном подключении системы ГБО (газобаллонного оборудования). Кроме того, после отработки сжиженные газы, а также метан, наносят минимальный ущерб экологии, в отличие от дизтоплива и бензина. Владельцев автотранспорта привлекает и отсутствие дорогостоящих технических проектов для монтажа газовой топливной системы.

Стоит учесть, что газовые пропан-бутановые смеси на АЗС стоят почти в два раза дешевле бензина, а расход СУГ только немногим выше жидких топлив с расчётом на идентичный пробег:

✔ Зимний состав – 1,25 л газовой смеси против 1 литр бензина;

✔ Летний газ – 1,19 л СУГ против 1 литра бензина.

Совокупность всех свойств и возможностей этих смесей вызывает вполне обоснованный интерес водителей к переходу на альтернативный вид топлива. Условным ограничением может стать пока ещё не такая широкая сеть автозаправок, продающих углеводородное топливо. Но владельцы топливных карт и авто с газовым оборудованием успешно пользуются информацией с АЗС-локатора – все точки со сжиженными газами и маршруты к ним по территории России можно найти буквально за секунды, а число газозаправочных станций постоянно увеличивается.

Характеристики сжиженных газов

Применение газовых смесей как топлива для авто нельзя назвать новым явлением в автомобильной сфере. Российская часть истории применения такого ресурса длится уже более 80 лет, и к настоящему времени заслужила право называться безопасной. Метан, пропан и бутан – главные игроки сегмента газового топлива, и все эти три вида объединяют общие характеристики:

✔ Отсутствие запаха – для установки на авто топливным газам намеренно придают ароматический маркер, с помощью которого можно быстро обнаружить утечку;

✔ Устойчивость к воспламенению – при равных концентрациях бутан возгорается при +429 С, пропан при +466 С, метан при +537С, в то время как бензин и дизтопливо воспламеняются уже при t +250-300;

✔ Предельно полное сгорание газов – одновременно достигается высокий топливный КПД и минимизируется объём вредных выбросов в атмосферу;

✔ Низкое образование нагара – сохранение качества поршней в цилиндрах, свечей, камеры сгорания мотора;

✔ Высокое октановое число сжиженных газов – у метана 110, у пропан-бутановой смеси 100.

Официальные стандарты качества для СУГ

Опасения водителей о взрывоопасности газового оборудования происходят чаще от некорректной, произведенной с нарушениями установки системы ГБО, отсутствия контроля состояния баллонов. Технические регламенты и условия, разъясняющие порядок и нормы переоборудования можно найти, например, в ТР ТС 018/2011, прил. №9 О специализированных транспортных средствах (работающих на сжиженных углеводородных газах), также в Правилах ЕЭК ООН №115 относительно разных классов транспортных средств.

С помощью пропан-бутанового или метанового состава достигается баланс между экономичностью, надёжностью и возможностью применения в разных климатических условиях:

✔ Бутан в сжиженном виде и метан не морозоустойчив, но невосприимчив к жаркому климату;

✔ Пропан летом реагирует на высокие температуры и может привести к повышению давления в газовом баллоне;

В смеси же пропан и бутан, на фоне индивидуальных температурнозависимых характеристик дополняют друг друга, газы в разных объемах образуют стабильную, надёжную субстанцию, которая и снабжает топливную систему автомобиля. В зависимости от сезона на АЗС продаются зимние и летние газовые смеси с разными пропорциями содержимого. Например, для зимних сортов СУГ объём бутана составляет 40%, в летних 60%.

СУГ для автомобилей – газобалонное топливо

Если следовать точности определения, в категории СУГ нужно учитывать только пропан и бутан – именно они являются сжиженными газами. Несмотря на «метанизацию» автотранспорта и правительственные субсидии для всех, кто решит перейти с бензина и дизеля на газовое топливоснабжение категории КПГ, внимание автовладельцев к пропан-бутановым СУГ остаётся по-прежнему высоким. Споры между приверженцами метанового топлива и пропан-бутановой смеси решить невозможно, поскольку обе группы топлива имеют внушительный список достоинств, но также и ряд ограничений.

Выбор той или другой газовой схемы топливного снабжения необходимо делать с учетом вида автотранспорта, интенсивности и дальности его эксплуатации. На случай активных поездок на дальние расстояния владельцы большегрузных авто чаще ориентируются по объёму расходов на топливо, поскольку размер затрат на установку ГБО довольно быстро. И напротив, если возникает вопрос перевода легкового авто с небольшой или средней степенью использования в городе, основным параметром станет не цена затрат на установку и последующие заправки машины газом, а конструкция двигателя и топливной системы авто.

Марки сжиженных углеводородных газов

Сегодня разработаны и активно применяются в различных сферах деятельности четыре вида СУГ, и только два их вида применяются по климатическим условиям (согласно ГОСТ Р52087-2003):

✔ ПБА – пропан-бутан автомобильный (разрешен к применению при t окружающей среды не ниже минус 20С);

✔ ПА – пропан автомобильный.

Кроме автомобильной сферы применение сжиженным природным газам находится в промышленности, системах отопления, для коммунально-бытовых нужд и др. В этих областях применяются технические марки топлива: ПБТ, БТ и ПТ (пропан, бутан и пропан-бутан технические).

Что касается именно топливных систем для автомобилей, упомянутый ГОСТ подробно описывает актуальность смесей в зависимости от климатических условий и регионов.

Читайте также: