Gas natural

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Extracción de gas natural de los países de metros cúbicos por año.

El gas natural es una forma natural de hidrocarburos de gas mezcla compuesta principalmente de metano , pero que incluye habitualmente cantidades variables de otros hidrocarburos, dióxido de carbono , nitrógeno y sulfuro de hidrógeno . [1] la generación de electricidad gas natural es una fuente de energía a menudo utilizado para calefacción, cocción y . También se utiliza como combustible para vehículos y como materia prima química en la fabricación de plásticos y otros comercialmente importantes productos químicos orgánicos .

El gas natural se encuentra en formaciones de roca naturales subterráneas profundas o asociada con otros yacimientos de hidrocarburos en lechos de carbón y como clatratos de metano . Petróleo es también otro recurso que se encuentra en la proximidad a y con gas natural. La mayoría del gas natural fue creado a través del tiempo por dos mecanismos: biogénicas y termogénico. Gas biogénico es creado por metanogénicas organismos en las marismas , pantanos , vertederos y sedimentos superficiales. Más profundo en la tierra, en mayor temperatura y presión, se crea gas termogénico de material orgánico enterrado. [2] [3]

Antes de que el gas natural puede ser utilizado como un combustible, que debe someterse a procesamiento para eliminar las impurezas, incluyendo el agua, para satisfacer las especificaciones de gas natural comercializable. Los subproductos de procesamiento incluyen etano , propano , butanos , pentanos , y de mayor peso molecular hidrocarburos , sulfuro de hidrógeno (que puede ser convertido en pura azufre ), dióxido de carbono , vapor de agua , y, a veces helio y nitrógeno .

El gas natural es a menudo conocida informalmente simplemente como gas, especialmente en comparación con otras fuentes de energía tales como petróleo o carbón.

Contenido

[ editar ] Fuentes

[ editar ] El gas natural

El gas natural de perforación equipo de perforación en Texas.

En el siglo 19, el gas natural se obtiene normalmente como un subproducto de la producción de aceite , ya que las pequeñas cadenas de carbono de gas ligero, salieron de la solución como los fluidos extraídos fueron sometidos a reducción de la presión desde el depósito a la superficie, similar a destapar una botella de sosa, donde el dióxido de carbono efervescencia . Gas natural no deseado era un problema de eliminación en los campos petroleros activos. Si no había un mercado para el gas natural cerca de la boca del pozo era prácticamente sin valor, ya que tuvo que ser canalizado al usuario final. En el siglo 19 y siglo 20, este gas no deseados por lo general se quema en los campos petroleros. Hoy en día, el gas no deseada (o de gas trenzado sin un mercado) asociados con la extracción de petróleo a menudo se devuelve al depósito con pozos 'inyección' a la espera de un posible futuro mercado o para volver a presurizar la formación, lo que puede mejorar las tasas de extracción de otros pozos. En regiones con una alta demanda de gas natural (como los EE.UU.), las tuberías se construyen cuando es económicamente viable para el transporte de gas de un pozo a un consumidor final .

Otra posibilidad es exportar gas natural como un líquido . gas a líquidos (GTL) es una tecnología en desarrollo que convierte gas natural varados en gasolina sintética , diesel o combustible para aviones a través de la Fischer-Tropsch proceso desarrollado en Alemania antes de la Primera Guerra Mundial II. Dicho combustible puede ser transportado a los usuarios a través de tuberías convencionales y buques cisterna. Sus defensores afirman que GTL limpiador quema de combustibles derivados del petróleo comparables. Las principales compañías petroleras internacionales utilizan tecnología sofisticada para producir GTL. A escala mundial (140.000 barriles (22.000 m 3) al día) de la planta de GTL en Qatar entró en producción en 2011.

El gas natural puede ser "asociado" (que se encuentra en los campos de petróleo ), o "no asociado" (aislados en campos de gas natural ), y también se encuentran en las capas de carbón (como el metano en capas de carbón ). A veces contiene una cantidad significativa de etano , propano , butano , y pentano hidrocarburos más pesados-retirados para uso comercial antes del metano que se venden como un combustible de consumo o materias primas planta química. Los no hidrocarburos tales como dióxido de carbono , nitrógeno , helio (raramente), y sulfuro de hidrógeno también deben ser eliminados antes de que el gas natural puede ser transportado. [4]

El gas natural extraído de los pozos de petróleo se llama gas casinghead o gas asociado. La industria del gas natural es la extracción de una cantidad cada vez mayor de gas de desafiantes tipos de recursos : de gas amargo , tight gas , el gas de esquisto y metano en capas de carbón .

Mayores reservas probadas de gas del mundo se encuentran en Rusia , con 4.757 × 10 13 m³ (1,68 × 10 15 metros cúbicos). Con Gazprom , Rusia es con frecuencia el más grande del mundo extractor de gas natural. Recursos probados principales (en miles de millones de metros cúbicos) son mundialmente 175.400 (2006), Rusia 47570 (2006), Irán 26.370 (2006), Qatar 25 790 (2007), Arabia Saudita 6568 (2006) y los Emiratos Árabes Unidos 5823 (2006).

Se estima que hay alrededor de 900 billones de metros cúbicos de gas "no convencional", como el gas de esquisto , de los cuales 180000000000000 pueden ser objeto de reembolso. [5] Por su parte, muchos estudios de MIT , Negro & Veatch y el DOE gas natural-ver -representarán una porción más grande de la generación de electricidad y calor en el futuro. [6]

Yacimiento de gas más grande del mundo es Qatar 's costa norte del campo , que se estima tendrá 25 billones de metros cúbicos [7] (9,0 × 10 14 metros cúbicos) de gas en el lugar, lo suficiente para durar más de 420 años [ cita requerida ] en la extracción óptima niveles. El segundo mayor yacimiento de gas natural es el yacimiento de gas de Pars del Sur en Irán en aguas del Golfo Pérsico . Situado junto al Campo Norte de Qatar, que tiene una reserva estimada de 8-14 billion metros cúbicos [8] (2,8 × 10 14 a 5,0 × 10 14 metros cúbicos) de gas.

Dado que el gas natural no es un producto puro, como la presión del depósito cae cuando el gas no asociado se extrae de un campo bajo supercríticos condiciones (presión / temperatura), los componentes de mayor peso molecular pueden condensan parcialmente en isotérmica despresurización-un efecto llamado condensación retrógrada . El líquido formado de esta manera puede quedar atrapado como los poros del depósito de gas se depositan. Un método para hacer frente a este problema consiste en reinyectar gas seco libre de condensado para mantener la presión subterránea y para permitir la re-evaporación y extracción de condensados. Más frecuentemente, los líquido se condensa en la superficie, y una de las tareas de la planta de gas es para recoger este condensado. El líquido resultante se llama líquido de gas natural (LGN) y tiene un valor comercial.

[ editar ] Gas ciudad

El gas ciudad , es un combustible gaseoso inflamable hecha por la destilación destructiva del carbón y contiene una variedad de gases caloríficos incluyendo hidrógeno , monóxido de carbono , metano y otros volátiles hidrocarburos junto con pequeñas cantidades de gases no caloríficos tales como dióxido de carbono y nitrógeno , es utilizado en una manera similar al gas natural. Esta es una tecnología histórica, no suele ser económicamente competitivo con otras fuentes de gas combustible en la actualidad. Pero todavía hay algunos casos específicos en los que es la mejor opción y que puede ser tan en el futuro.

La mayoría de la ciudad "gashouses", ubicado en el este de los EE.UU. a finales de los 19 y principios de siglo 20 eran simples subproductos del coque hornos que calientan el carbón bituminoso en cámaras herméticas. Los gases expulsados ​​del carbón fue recogido y distribuido a través de redes de tuberías a viviendas y otros edificios donde se usaba para cocinar y la iluminación. (Calefacción de gas no entró en uso extenso hasta la última mitad del siglo 20.) El alquitrán de hulla (o asfalto ) que recoge en el fondo de los hornos gashouse se utiliza a menudo para otros fines impermeabilizantes para techos y, y cuando se mezclan con la arena y la grava se utilizó para la pavimentación de calles.

[ edit ] Biogas

Cuando rica en metano gases se producen por la descomposición anaeróbica de no fósil orgánica materia ( biomasa ), estos se conocen como biogás (biogás o naturales). Fuentes de biogás incluyen pantanos , marismas y rellenos sanitarios (véase el biogás ), así como las aguas residuales de lodos y estiércol [9] a través de digestores anaeróbicos , además de la fermentación entérica , sobre todo en el ganado .

Arqueas metanogénicas son responsables de todas las fuentes biológicas de metano, otros en relaciones simbióticas con otras formas de vida, como las termitas , rumiantes y cultivos cultivados. Metano liberado directamente a la atmósfera se considera un contaminante . Sin embargo, el metano en la atmósfera se oxida, produciendo dióxido de carbono y agua. El metano en la atmósfera tiene una vida media de siete años, lo que significa que si una tonelada de metano se emite hoy, a 500 kilogramos se han roto en dióxido de carbono y agua, después de siete años.

Extracción de gas natural de EE.UU., 1900-2005. Fuente: EIA.

Otras fuentes de metano , el principal componente del gas natural, como el biogás , el biogás y los hidratos de metano . El biogás, y en especial de gas de vertedero, ya se utilizan en algunas áreas, pero su uso podría ampliarse considerablemente. El gas de vertedero es un tipo de biogás, biogás, pero por lo general se refiere al gas producido a partir de material orgánico que no ha sido mezclado con otros residuos.

El biogás se crea a partir de la descomposición de los residuos en los vertederos . Si no se elimina el gas, la presión puede llegar tan alto que se abre camino a la superficie, causando daño a la estructura de vertedero, olor desagradable, la vegetación mortandad, y una explosión peligro. El gas puede ser ventilado a la atmósfera, quemado o quemado para producir electricidad o calor . Sistemas experimentales se han propuesto para su uso en zonas de Hertfordshire , Reino Unido, y el Lyon en Francia.

Una vez que el vapor de agua se retira, alrededor de la mitad del gas de vertedero es el metano. Casi todo el resto es dióxido de carbono , pero también hay pequeñas cantidades de nitrógeno , oxígeno y el hidrógeno . Hay por lo general pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno y siloxanos , pero su concentración varía ampliamente. El biogás no puede ser distribuido a través de servicios públicos tuberías de gas natural, a menos que se limpia a menos del 3 por ciento de CO 2, y unas pocas partes por millón de H 2 S, porque el CO 2 y H 2 S se corroen las tuberías. [10] La presencia de CO2 bajará el nivel de energía del gas por debajo de los requisitos para la tubería. Siloxanes en el gas formarán depósitos de quemadores de gas y deben ser removidos antes de entrar en cualquier distribución de gas o sistema de transmisión.

Por lo general, es más económico para quemar el gas en el lugar oa corta distancia del vertedero mediante una tubería dedicada. El vapor de agua se elimina a menudo, incluso si el gas se quema en el sitio. Si las temperaturas bajas del agua se condensan fuera del gas, siloxanos se pueden reducir, así, ya que tienden a condensar a cabo con el vapor de agua. Otros componentes distintos del metano también pueden ser eliminados para cumplir las normas de emisiones , para evitar el ensuciamiento de los equipos o de las consideraciones ambientales. Co-combustión de biogás a gas natural mejora la combustión, lo que reduce las emisiones.

Gas generado en el tratamiento de aguas residuales plantas se suele utilizar para generar electricidad. Por ejemplo, la planta de aguas residuales de Hyperion en Los Ángeles quema 8 millones de pies cúbicos (230.000 m 3) de gas por día para generar energía [11] Ciudad de Nueva York utiliza gas para hacer funcionar el equipo en las plantas de aguas residuales, para generar electricidad, y en las calderas . [12] El uso de gas de aguas residuales para producir electricidad no se limita a las grandes ciudades. La ciudad de Bakersfield, California , utiliza la cogeneración en sus plantas de alcantarillado. [13] California tiene 242 plantas de tratamiento de aguas residuales de aguas residuales, 74 de los cuales han instalado digestores anaeróbicos. La generación total de biopoder de las plantas 74 es de aproximadamente 66 MW. [14]

El biogás se produce generalmente utilizando residuos agrícolas materiales, tales como partes de otro modo inutilizables de cultivos y estiércol . El biogás también se pueden producir mediante la separación de materiales orgánicos de los residuos que de otro modo va a los vertederos. Este método es más eficiente que simplemente capturando el gas de vertedero que produce. El uso de materiales que de otro modo no produce ingresos, o incluso costar dinero para deshacerse de, mejora la rentabilidad y el balance energético de la producción de biogás.

Las lagunas anaeróbicas producen biogás a partir de estiércol, mientras que los reactores de biogás se puede utilizar para abono o partes de plantas. Como gas de relleno, el biogás es principalmente metano y dióxido de carbono, con pequeñas cantidades de nitrógeno, oxígeno e hidrógeno. Sin embargo, con la excepción de los pesticidas, no son por lo general más bajos niveles de contaminantes.

La planta de procesamiento de gas natural de McMahon en Taylor, Columbia Británica , Canadá . [15]

[ edit ] cristalizado gas natural - hidratos

Existen grandes cantidades de gas natural (principalmente metano) en forma de hidratos de bajo sedimentos en las plataformas continentales en alta mar y en tierra en las regiones árticas que la experiencia permafrost , como los de Siberia . Hidrata requieren una combinación de alta presión y baja temperatura para formar. Sin embargo, a partir de 2010 ninguna tecnología ha sido desarrollado para extraer gas natural económicamente de hidratos.

En 2010, el uso de la tecnología actual, el costo de la extracción de gas natural del gas natural cristalizado se estima a 100-200 por ciento del coste de la extracción de gas natural a partir de fuentes convencionales, e incluso superior de los depósitos en alta mar. [16]

[ editar ] El gas de esquisto

El gas de esquisto en los Estados Unidos está aumentando rápidamente como una fuente de gas natural. Dirigido por nuevas aplicaciones de fracturamiento hidráulico y la tecnología de perforación horizontal , el desarrollo de nuevas fuentes de gas de esquisto ha compensado la disminución en la producción de los yacimientos de gas convencionales, y ha dado lugar a un importante aumento de las reservas de gas natural de EE.UU.. En gran parte debido a los descubrimientos de gas de esquisto, las reservas estimadas de gas natural en los Estados Unidos en 2008 fueron 35% más altos que en 2006. [17] Tras el éxito en los Estados Unidos, las operaciones de gas están empezando a brotar en otros países de todo el mundo , sobre todo Polonia, China y Sudáfrica. [18] [19] [20]

El gas de esquisto se extrajo por primera vez como un recurso en Fredonia, Nueva York en 1825, [21] en las fracturas superficiales, de baja presión. El trabajo en la producción de gas de esquisto a escala industrial no comenzó hasta la década de 1970, cuando la disminución del potencial de producción de los yacimientos de gas convencionales en los Estados Unidos estimuló el gobierno federal para invertir en I + D y demostración [22] que en última instancia condujo a la perforación direccional y horizontal, imágenes microsísmico y fracturamiento hidráulico masivo. Hasta los proyectos públicos y privados de I + D y demostración de los años 1970 y 1980, la perforación de esquisto no se consideró para ser comercialmente viable.

Las inversiones del gobierno federal Early American en shale gas se inició con el Proyecto de lutitas gasíferas del Este en 1976 y el informe anual FERC presupuesto de investigación aprobado por el Instituto de Investigación del Gas. El Departamento de Energía más tarde se asoció con las empresas privadas de gas para completar el primer éxito de aire perforados múltiples fracturas pozo horizontal en la pizarra en el año 1986. El gobierno federal incentiva nuevas perforaciones en la pizarra a través de la Sección 29 de crédito de impuesto para el gas no convencional 1.980-2.000. Imágenes microsísmica, una entrada crucial tanto para el fracturamiento hidráulico en la pizarra y la extracción de petróleo en alta mar , se originó a partir de la investigación sísmica en Sandia National Laboratories . En 1991, el Departamento de la primera perforación horizontal Energy subsidiado Tejas gas compañía Mitchell Energy en el Barnett Shale en el norte de Texas. [23]

Mitchell Energy utiliza todas estas tecnologías y técnicas de los componentes para lograr la primera fractura económica de esquisto en 1998 mediante un innovador proceso llamado fractura mancha de agua. [24] [25] Desde entonces, el gas natural de esquisto ha sido el contribuyente más rápido crecimiento a un total de primaria energía (TPE) en los Estados Unidos, y ha llevado a muchos otros países para perseguir depósitos de esquisto. Según la AIE, la extracción económica de gas de esquisto es más del doble de la capacidad de producción proyectada de gas natural, de 125 años de más de 250 años. [26]

[ edit procesamiento de gas natural]

La imagen de abajo es un esquema diagrama de flujo de bloques de una planta típica de procesamiento de gas natural. Muestra los diferentes procesos unitarios utilizados para convertir gas natural en bruto en gas pipeline de ventas a los mercados de usuarios finales.

El diagrama de flujo de bloques también muestra cómo el tratamiento de los rendimientos de gas natural en bruto subproducto azufre, etano subproducto, y líquidos de gas natural (LGN) de propano, butano y gasolina natural (denotado como pentanos +). [27] [28] [29] [ 30] [31]

Diagrama de flujo esquemático de una planta típica de procesamiento de gas natural.

[ editar ] El agotamiento

Ver artículo principal, el agotamiento de Gas

[ editar ] Usos

[ editar ] La generación de energía

El gas natural es una fuente importante de generación de electricidad mediante el uso de la cogeneración , turbinas de gas y turbinas de vapor . El gas natural es también muy adecuado para un uso combinado en asociación con energía renovables fuentes tales como el viento o solar [32] y para alimenting de carga máxima centrales eléctricas que funcionan en tándem con hidroeléctricas plantas. La mayoría de la red en horas pico centrales y algunos fuera de la red de motores generadores de utilizar gas natural. Particularmente altas eficiencias se pueden lograr a través de la combinación de turbinas de gas con una turbina de vapor en ciclo combinado modo. El gas natural se quema más limpia que otros combustibles de hidrocarburos , tales como petróleo y carbón, y produce menos dióxido de carbono por unidad de energía liberada. Por una cantidad equivalente de calor, la combustión de gas natural produce un 30 por ciento menos de dióxido de carbono de la quema de petróleo y un 45 por ciento menos que la quema de carbón . [33] [34] la generación de energía eléctrica a carbón emite alrededor de 2.000 libras de dióxido de carbono por cada megavatio hora generado, que es casi el doble del dióxido de carbono emitido por una planta eléctrica a gas natural por megavatio-hora generado. Debido a esta eficiencia de carbono más alto de generación de gas natural, como la mezcla de combustible en los Estados Unidos ha cambiado para reducir carbón y aumentar la generación de gas natural, las emisiones de dióxido de carbono de forma inesperada han caído. Los medidos en el primer trimestre de 2012 fueron los más bajos de toda registrado en el primer trimestre de cada año desde 1992. [35]

Generación de energía de ciclo combinado con gas natural es actualmente la fuente más limpia de energía disponible que utiliza combustibles de hidrocarburos, y esta tecnología es ampliamente utilizada y cada vez que el gas natural se puede obtener a un costo cada vez más razonables. Pila de combustible la tecnología puede llegar a ofrecer opciones más limpias para la conversión de gas natural en electricidad, pero todavía no es el precio competitivo. Electricidad producida localmente y el calor que utilizan gas natural combinada de calor alimentado y plantas de energía (cogeneración o cogeneración de la planta) se considera la eficiencia energética y una manera rápida de reducir las emisiones de carbono. [36]

[ editar ] El uso doméstico

El gas natural distribuido desde una simple estufa puede generar calor de más de 2000 ° F (1093 ° C) por lo que es un poderoso cocina doméstica y el combustible de calefacción. [37] En gran parte del mundo desarrollado, que se suministra a los hogares a través de las tuberías en los que es usado para muchos propósitos incluyendo rangos a gas natural y horno, a gas natural con calefacción secadoras de ropa , calefacción / refrigeración y calefacción central . Home u otra calefacción del edificio pueden incluir calderas, hornos y calentadores de agua . gas natural comprimido (GNC) se utiliza en las zonas rurales los hogares sin conexiones con hilo en servicios públicos servicios, o con portátiles parrillas . [ cita requerida ] También se suministra gas natural por los proveedores de gas natural independientes a través de Gas Natural en otros programas en los Estados Unidos. Sin embargo, debido a GNC ser menos económico que el GLP , GLP (propano) es la principal fuente de gas de las zonas rurales.

A Washington, DC Metrobus , que funciona con gas natural.

[ editar ] Transporte

GNC es una alternativa más limpia a otros automóviles combustibles como la gasolina (gasolina) y diesel . A partir de 2012 había 16,4 millones de vehículos de gas natural en todo el mundo, dirigidos por el Pakistán (3,1 millones), Irán (2,9 millones), Argentina (2,1 millones), Brasil (1,7 millones), India (1,5 millones) y de China (1,2 millones) . [38] [39] [40] La eficiencia energética es generalmente igual a la de los motores de gasolina, pero menor en comparación con los motores diesel modernos. Vehículos de gasolina / gasolina convertidos para funcionar con gas natural, sufren a causa de la baja relación de compresión de sus motores, lo que resulta en un recorte de potencia de salida durante el funcionamiento a gas natural (10% -15%). Motores CNG específicos, sin embargo, usan una relación de compresión más alta debido a la mayor de este combustible octanaje de 120 a 130. [41] [42]

[ editar ] Fertilizantes

El gas natural es una materia prima importante para la producción de amoniaco , a través del proceso de Haber , para su uso en fertilizantes de producción.

[ editar ] Aviación

Rusa fabricante de aviones Tupolev se está ejecutando un programa de desarrollo para producir gas natural licuado y de hidrógeno aviones de propulsión. [43] El programa ha estado funcionando desde mediados de 1970, y busca desarrollar GNL y variantes de hidrógeno del Tu-204 y Tu- 334 aviones de pasajeros, y también el Tu-330 avión de carga. Afirma que a los precios actuales del mercado, un avión a GNL costaría 5.000 rublos (~ $ 218 / £ 112) menos para operar por tonelada, equivalente a 60 por ciento, con reducciones considerables en monóxido de carbono , hidrocarburos y óxidos de nitrógeno de las emisiones.

Las ventajas de metano líquido como un combustible de motor a reacción son que tiene más energía específica que el estándar de queroseno y mezclas de hacer que su baja temperatura puede ayudar a enfriar el aire que el motor comprime para una mayor eficiencia volumétrica, en efecto, la sustitución de un refrigerador intermedio . Alternativamente, puede ser utilizado para bajar la temperatura de los gases de escape.

[ editar ] El hidrógeno

El gas natural puede ser utilizado para producir hidrógeno , con un método común es el reformador de hidrógeno . El hidrógeno tiene muchas aplicaciones: se trata de una materia prima principal para la industria química, un agente de hidrogenación, un producto importante para las refinerías de petróleo, y la fuente de combustible en los vehículos de hidrógeno .

[ editar ] Otros

El gas natural también se utiliza en la fabricación de telas , vidrio , acero , plásticos , pintura , y otros productos.

[ editar ] Almacenamiento y transporte

Polietileno plástico principal está colocado en una zanja .

Debido a su baja densidad, no es fácil de almacenar el gas natural o el transporte por vehículo. Gas natural tuberías no son prácticos en los océanos . Muchas tuberías existentes en América están a punto de alcanzar su capacidad, lo que llevó a algunos políticos que representan a los estados del norte para hablar de la posible escasez. En Europa , la red de gasoductos ya es denso en Occidente. [44] Nuevas tuberías están en proyecto o en construcción en Europa del Este y entre los campos de gas en Rusia , Cercano Oriente y África del Norte y Europa Occidental. Véase también la lista de las tuberías de gas natural .

LNG compañías de transporte de gas natural licuado (GNL) a través de los océanos, mientras que camiones cisterna puede transportar licuado o gas natural comprimido (GNC) en distancias más cortas. El transporte marítimo utilizando portadoras de GNC barcos que están ahora en fase de desarrollo puede ser competitivo con el transporte de GNL en condiciones específicas.

De gas se convierte en líquido a una licuefacción de la planta, y se devuelve a la forma de gas en regasificación planta en el terminal de . También se utilizan equipos de regasificación a bordo de buques. El GNL es la forma preferida de larga distancia, el transporte de gran volumen de gas natural, mientras que se prefiere la tubería de transporte para distancias de hasta 4.000 kilometros (2.485 millas) sobre la tierra, y aproximadamente la mitad de esa distancia de la costa.

GNC se transporta a alta presión, típicamente por encima de 200 bares . Compresores y equipos de descompresión es menos intensiva en capital y puede ser económico en unidades de menor tamaño que las plantas de licuefacción / regasificación. Camiones de gas natural y las compañías pueden transportar gas natural directamente a los usuarios finales o los puntos de distribución, tales como tuberías.

Peoples Gas Campo Manlove almacenamiento de gas natural en el área de Newcomb Township, condado de Champaign, Illinois . En el primer plano (a la izquierda) es uno de los numerosos pozos de la zona de almacenamiento subterráneo, con una planta de GNL, y los tanques de almacenamiento sobre tierra están en el fondo (a la derecha).

En el pasado, el gas natural que se recuperó en el curso de la recuperación de petróleo podría no ser rentable vendido, y fue simplemente quemado en el campo de petróleo en un proceso conocido como la quema . Quema de ahora es ilegal en muchos países. [45] Además, el aumento de la demanda en los últimos 20-30 años ha hecho que la producción de gas asociado con petróleo económicamente viable. Otra opción es el gas está a veces volver a inyectar en la formación para la recuperación mejorada de petróleo por el mantenimiento de la presión, así como las inundaciones miscibles o inmiscibles. Conservación, re-inyección, o la quema de gas natural asociado con el petróleo es el principal depende de la proximidad a los mercados (tuberías), y las restricciones regulatorias.

Un "sistema de gas maestro" fue inventado en Arabia Saudí a finales de 1970, poniendo fin a cualquier necesidad de la quema. La observación por satélite, sin embargo, muestra que la quema [46] y la ventilación [47] todavía se practica en algunos países la extracción de gas.

El gas natural se utiliza para generar electricidad y calor para la desalinización . Del mismo modo, algunos rellenos sanitarios que ejercen además gases de metano se han creado para capturar el metano y generación de electricidad.

El gas natural se almacena a menudo subterránea dentro depósitos agotados de gas de los pozos de gas anteriores, minas de sal , o en tanques como gas natural licuado . El gas se inyecta en un momento de baja demanda y se extrae cuando la demanda se recupere. Almacenamiento usuarios finales cercanas ayuda a satisfacer las demandas volátiles, pero tal almacenamiento no siempre puede ser posible.

Con 15 países que representan el 84 por ciento de la extracción de todo el mundo, el acceso a gas natural se ha convertido en un tema importante en la política internacional, y los países compiten por el control de los oleoductos. [48] En la primera década del siglo 21, Gazprom , el estado propiedad de la empresa de energía de Rusia, dedicada a disputas con Ucrania y Bielorrusia sobre el precio del gas natural, los cuales han creado temor de que los suministros de gas a partes de Europa podrían ser cortados por razones políticas. [49]

Flotante de gas natural licuado (FLNG) es una tecnología innovadora diseñada para permitir el desarrollo de los recursos de gas en alta mar que de otro modo permanecen sin explotar debido a factores ambientales o económicos, es inviable para desarrollarlas a través de una operación de GNL en tierra. La tecnología FLNG también proporciona un número de ventajas medioambientales y económicas:

  • Ambiental - Debido a que todo el procesamiento se realiza en el campo de gas, no hay ningún requisito para tuberías de gran longitud para apuntalar, unidades de compresión para bombear el gas a la orilla, el dragado y la construcción de amarre, y la construcción en tierra de una planta de procesamiento de GNL, lo que reduce significativamente el medio ambiente huella. [50] Evitar la construcción también ayuda a conservar los ambientes marinos y costeros. Además, la perturbación ambiental será mínimo durante la clausura porque la instalación puede ser fácilmente desconecta y se retira antes de ser reformado y re-desplegados en otro lugar.
  • Económico - Cuando el bombeo de gas a la costa puede ser muy caro, FLNG hace que el desarrollo económicamente viable. Como resultado de ello, se abren nuevas oportunidades de negocio para los países para desarrollar campos de gas costa afuera que de otro modo permanecerían cadena, como las costas de África Oriental. [51]

Muchas compañías de gas y petróleo están considerando los beneficios económicos y ambientales de flotante de gas natural licuado (FLNG) . Sin embargo, por el momento, la única instalación FLNG ahora en el desarrollo está siendo construida por Shell, [52] que se finalizará en torno a 2017. [53]

[ editar ] Efectos ambientales

[ editar ] Las emisiones de CO 2

El gas natural es a menudo descrito como el fósil más limpia de combustible , producen menos dióxido de carbono por efecto Joule entrega de carbón o petróleo [33] y muchos menos contaminantes que otros combustibles de hidrocarburos [ cita requerida ]. Sin embargo, en términos absolutos, se compone de un porcentaje considerable de humanos las emisiones de carbono , y esta contribución se prevé que crezca. Según el Cuarto Informe de Evaluación del IPCC (Informe del Grupo de Trabajo III, capítulo 4), en 2004, el gas natural produce unos 5,3 millones de toneladas al año de emisiones de CO 2, mientras que el carbón y el petróleo producidos 10,6 y 10,2 millones de toneladas, respectivamente (gráfico 4.4). De acuerdo con una versión actualizada del SRES B2 escenario de emisiones para el año 2030 el gas natural será la fuente de 11 millones de toneladas al año, con el carbón y el petróleo ahora 8,4 y 17,2 millones, respectivamente, porque la demanda está aumentando 1,9 por ciento al año. [54] ( total las emisiones globales para 2004 se estimaron en más de 27.200 millones de toneladas.)

Además, el propio gas natural es un gas de efecto invernadero más potente que el dióxido de carbono. Aunque el gas natural es liberado a la atmósfera en cantidades mucho más pequeñas, el metano es oxidado en la atmósfera en CO 2, y el gas natural, por lo tanto, afecta a la atmósfera durante aproximadamente 12 años, en comparación con CO 2, que ya se oxida, y tiene efecto para 100 a 500 años. El gas natural se compone principalmente de metano, que tiene un forzamiento radiativo veinte veces mayor que el dióxido de carbono. Based on such composition, a ton of methane in the atmosphere traps as much radiation as 20 tons of carbon dioxide; however, it remains in the atmosphere for 8–40 times less time. Carbon dioxide still receives the lion's share of attention concerning greenhouse gases because it is released in much larger amounts. Still, it is inevitable when natural gas is used on a large scale that some of it will leak into the atmosphere. (Coal methane not captured by coal bed methane extraction techniques is simply lost into the atmosphere. Current estimates by the EPA place global emissions of methane at 3 trillion cubic feet (85 km 3 ) annually, [ 55 ] or 3.2 per cent of global production. [ 56 ] Direct emissions of methane represented 14.3 per cent of all global anthropogenic greenhouse gas emissions in 2004. [ 57 ]

[ edit ] Other pollutants

Natural gas produces far lower amounts of sulfur dioxide and nitrous oxides than any other hydrocarbon fuel (fossil fuels). [ 58 ] Carbon dioxide produced is 117,000 ppm vs 208,000 for burning coal. Carbon monoxide produced is 40 ppm vs 208 for burning coal [ citation needed ] . Nitrogen oxides produced is 92 ppm vs 457 for burning coal. Sulfur dioxide is 1 ppm vs 2,591 for burning coal. Mercury is 0 vs .016 for burning coal. [ 59 ] Particulates are also a major contribution to global warming. Natural gas has 7ppm vs coal's 2,744ppm. [ 60 ] Natural gas also has Radon , from 5 to 200,000 Becquerels per cubic meter. [ 61 ]

[ edit ] Extraction

According to Business Week , scientists at the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), which conducts much of the climate science of the United States , then surprised nearly everyone in February when they revealed that air samples from an area of Colorado with a lot of wells contained twice the amount of methane the United States Environmental Protection Agency (EPA) estimated came from that production method. [ 62 ]

[ edit ] Safety concerns

A pipeline odorant injection station

[ editar ] Producción

In mines , where methane seeping from rock formations has no odor, sensors are used, and mining apparatus such as the Davy lamp has been specifically developed to avoid ignition sources.

Some gas fields yield sour gas containing hydrogen sulfide (H 2 S). This untreated gas is toxic . Amine gas treating , an industrial scale process which removes acidic gaseous components, is often used to remove hydrogen sulfide from natural gas. [ 63 ]

Extraction of natural gas (or oil) leads to decrease in pressure in the reservoir . Such decrease in pressure in turn may result in subsidence , sinking of the ground above. Subsidence may affect ecosystems, waterways, sewer and water supply systems, foundations, and so on.

Another ecosystem effect results from the noise of the process. This can change the composition of animal life in the area, and have consequences for plants as well in that animals disperse seeds and pollen.

Releasing the gas from low-permeability reservoirs is accomplished by a process called hydraulic fracturing or "hydrofracking". To allow the natural gas to flow out of the shale, oil operators force 1 to 9 million US gallons (34,000 m 3 ) of water mixed with a variety of chemicals through the wellbore casing into the shale. The high pressure water breaks up or "fracks" the shale, which releases the trapped gas. Sand is added to the water as a proppant to keep the fractures in the shale open, thus enabling the gas to flow into the casing and then to the surface. The chemicals are added to the frack fluid to reduce friction and combat corrosion. During the extracting life of a gas well, other low concentrations of other chemical substances may be used, such as biocides to eliminate fouling, scale and corrosion inhibitors, oxygen scavengers to remove a source of corrosion, and acids to clean the perforations in the pipe.

Dealing with fracking fluid can be a challenge. Along with the gas, 30 per cent to 70 per cent of the chemically laced frack fluid, or flow back, returns to the surface. Additionally, a significant amount of salt and other minerals, once a part of the rock layers that were under prehistoric seas, may be incorporated in the flow back as they dissolve in the frack fluid.

[ editar ] Uso

In order to assist in detecting leaks , a minute amount of odorant is added to the otherwise colorless and almost odorless gas used by consumers. The odor has been compared to the smell of rotten eggs, due to the added tert-Butylthiol (t-butyl mercaptan). Sometimes a related compound, thiophane may be used in the mixture. Situations in which an odorant that is added to natural gas can be detected by analytical instrumentation, but cannot be properly detected by an observer with a normal sense of smell, have occurred in the natural gas industry. This is caused by odor masking, when one odorant overpowers the sensation of another. As of 2011, the industry is conducting research on the causes of odor masking. [ 64 ]

Gas network emergency vehicle responding to a major fire in Kiev , Ukraine

Explosions caused by natural gas leaks occur a few times each year. Individual homes, small businesses and other structures are most frequently affected when an internal leak builds up gas inside the structure. Frequently, the blast will be enough to significantly damage a building but leave it standing. In these cases, the people inside tend to have minor to moderate injuries. Occasionally, the gas can collect in high enough quantities to cause a deadly explosion, disintegrating one or more buildings in the process. The gas usually dissipates readily outdoors, but can sometimes collect in dangerous quantities if flow rates are high enough. However, considering the tens of millions of structures that use the fuel, the individual risk of using natural gas is very low.

Natural gas heating systems are a minor source of carbon monoxide deaths in the United States. According to the US Consumer Product Safety Commission (2008), 56 per cent of unintentional deaths from non-fire CO poisoning were associated with engine-driven tools like gas-powered generators and lawn mowers. Natural gas heating systems accounted for 4 per cent of these deaths. Improvements in natural gas furnace designs have greatly reduced CO poisoning concerns. Detectors are also available that warn of carbon monoxide and/or explosive gas (methane, propane, etc.).

[ edit ] Energy content, statistics, and pricing

Natural gas prices at the Henry Hub in US dollars per million BTUs ($/mmbtu).

Quantities of natural gas are measured in normal cubic meters (corresponding to 0 °C at 101.325 kPa ) or in standard cubic feet (corresponding to 60 °F (16 °C) and 14.73 psia ). The gross heat of combustion of one cubic meter of commercial quality natural gas is around 39 megajoules (≈10.8 kWh ), but this can vary by several percent. This comes to about 49 megajoules (≈13.5 kWh ) for one kg of natural gas (assuming 0.8 kg/m^3, an approximate value). [ citation needed ]

The price of natural gas varies greatly depending on location and type of consumer. In 2007, a price of $7 per 1,000 cubic feet (28 m 3 ) was typical in the United States. The typical caloric value of natural gas is roughly 1,000 British thermal units (BTU) per cubic foot, depending on gas composition. This corresponds to around $7 per million BTU, or around $7 per gigajoule . In April 2008, the wholesale price was $10 per 1,000 cubic feet (28 m 3 ) ($10/MMBTU). [ 65 ] The residential price varies from 50 per cent to 300 per cent more than the wholesale price. At the end of 2007, this was $12–$16 per 1,000 cu ft (28 m 3 ). [ 66 ] Natural gas in the United States is traded as a futures contract on the New York Mercantile Exchange . Each contract is for 10,000 MMBTU (~10,550 gigajoules ), or 10 billion BTU. Thus, if the price of gas is $10 per million BTUs on the NYMEX, the contract is worth $100,000.

[ editar ] Unión Europea

Gas prices for end users vary greatly across the EU. [ 67 ] A single European energy market, one of the key objectives of the European Union, should level the prices of gas in all EU member states.

[ editar ] Estados Unidos

US Natural Gas Marketed Production 1900 to 2012, source US EIA

In US units , one standard cubic foot 1 cubic foot (28 L) of natural gas produces around 1,028 British thermal units (1,085 kJ). The actual heating value when the water formed does not condense is the net heat of combustion and can be as much as 10 per cent less. [ 68 ]

In the United States, retail sales are often in units of therms (th); 1 therm = 100,000 BTU. Gas meters measure the volume of gas used, and this is converted to therms by multiplying the volume by the energy content of the gas used during that period, which varies slightly over time. Wholesale transactions are generally done in decatherms (Dth), or in thousand decatherms (MDth), or in million decatherms (MMDth). A million decatherms is roughly a billion cubic feet of natural gas. Gas sales to domestic consumers may be in units of 100 standard cubic feet ( Ccf ).

[ editar ] Canadá

Canada uses metric measure for internal trade of petrochemical products. Consequently, natural gas is sold by the Gigajoule , a measure approximately equal to 1/2 of a barrel (250 lbs) of oil, or 1 million BTUs, or 1000 cu ft of gas, or 28cu metres of gas.

[ editar ] En otros lugares

In the rest of the world, natural gas is sold in Gigajoule retail units. LNG ( liquefied natural gas ) and LPG ( liquefied petroleum gas ) are traded in metric tons or mmBTU as spot deliveries. Long term natural gas distribution contracts are signed in cubic metres, and LNG contracts are in metric tonnes (1,000 kg). The LNG and LPG is transported by specialized transport ships , as the gas is liquified at cryogenic temperatures. The specification of each LNG/LPG cargo will usually contain the energy content, but this information is in general not available to the public.

In the Russian Federation, Gazprom sold approximately 250 billion cubic metres of natural gas in 2008.

[ edit ] Natural gas as an asset class for institutional investors

Research conducted by the World Pensions Council (WPC) suggests that large US and Canadian pension funds and Asian and MENA area SWF investors have become particularly active in the fields of natural gas and natural gas infrastructure, a trend started in 2005 by the formation of Scotia Gas Networks in the UK by OMERS and Ontario Teachers' Pension Plan .

[ editar ] Véase también

[ editar ] Referencias

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