Природный газ — состав, свойства, добыча¶

Природный газ — это горючее природное газообразное ископаемое, представляющее собой смесь углеводородов и примесей, добываемое из недр Земли и используемое как энергетическое сырьё и химическое сырьё. Основной компонент природного газа — метан (CH₄), содержание которого в «сухом» газе составляет 70–98 %; пропан (C₃H₈) и другие тяжёлые углеводороды присутствуют в нём лишь в незначительных количествах и выделяются отдельно при переработке. Поэтому на вопрос, является ли природный газ метаном или пропаном, ответ однозначен: природный газ — это преимущественно метан, тогда как пропан относится к сжиженному нефтяному газу (СНГ), добываемому в основном из нефти.

¶Состав природного газа

Природный газ формируется в земной коре в результате разложения органических остатков при высоких температурах и давлениях (термогенный газ) либо биогенным путём (биогенный газ, образуемый бактериями в болотах и отложениях). Химический состав газа зависит от месторождения, но в целом выделяют следующие компоненты:

В промышленной добыче различают «сухой» газ (метан с примесями азота и CO₂) и «жирный» газ, обогащённый этаном, пропаном и бутаном. Именно из «жирного» газа на газоперерабатывающих заводах извлекают пропан, бутан и бензиновые фракции, которые затем поставляются потребителям в виде СНГ.

¶Метан и пропан: различия

Метан — простейший углеводород, бесцветный газ без запаха, в 1,8 раза легче воздуха, горит синим пламенем. Он является основным компонентом природного газа и добывается вместе с ним. Метан применяется для производства электроэнергии и тепла, в металлургии, как сырьё для синтеза аммиака и метанола.

Пропан — углеводород с формулой C₃H₈, при нормальных условиях газ, но сжижается при давлении около 2,2 МПа или при температуре −42 °C. Пропан добывают в основном из нефти и из попутного нефтяного газа, а также выделяют из природного газа. Он используется как топливо для газовых плит, обогревателей, двигателей внутреннего сгорания, а также как сырьё в нефтехимии. Бутан-пропановая смесь распространена в баллонах и бытовых газовых системах.

Ключевое различие: природный газ в магистральных трубопроводах транспортируется преимущественно в виде метана, а пропан поставляется в сжиженном виде в баллонах и на газонаполняющих станциях.

¶Добыча и транспортировка

Мировая добыча природного газа превышает 4 трлн м³ в год; крупнейшие производители — Россия, США, Иран, Катар, Канада. Россия занимает одно из ведущих мест в мире по запасам и добыче газа; основные месторождения сосредоточены в Западной Сибири (Уренгойское, Ямбургское, Бованенковское), на шельфе Карского моря, в Ямало-Ненецком автономном округе.

Добычу ведут буровыми скважинами, газ поднимается на поверхность под собственным давлением, после чего очищается от примесей (воды, сероводорода, CO₂) на установках подготовки газа. Транспортировка осуществляется по магистральным газопроводам — в России это «Северный поток», «Сила Сибири», «Силой поток» и другие магистрали. Для морских поставок газ сжижают до −162 °C и перевозят танкерами-газовозами; крупнейшие производители СПГ — Катар, США, Австралия, Россия («Ямал СПГ», «Арктик СПГ-2»).

¶Применение

Природный газ используется в нескольких направлениях:

• Энергетика — сжигание газа в теплоэлектростанциях и котельных, производство электроэнергии и тепла. Газовые ТЭС и ГЭС-ТЭС-котельные составляют значительную часть российской генерации.
• Коммунальное хозяйство — отопление и горячее водоснабжение городов, снабжение населения газом через распределительные сети.
• Нефтехимия — производство метанола, аммиака, синтетических каучуков, пластмасс; пиролиз метана даёт этилен и пропилен.
• Металлургия — восстановление железа из руды, нагрев металла в печах.
• Транспорт — сжатый (КПГ) и сжиженный (СПГ) природный газ применяются как моторное топливо для автобусов, грузовиков, железнодорожного и речного транспорта.

¶Экологические аспекты

При сжигании природного газа образуется меньше углекислого газа и твёрдых частиц по сравнению с углём и мазутом, что делает его относительно более чистым ископаемым топливом. Однако утечки метана при добыче и транспортировке представляют серьёзную проблему: метан — сильный парниковый газ, его потепляющий эффект в десятки раз выше, чем у CO₂. В России действуют программы по контролю утечек и модернизации газораспределительных сетей.

¶История

Промышленная добыча природного газа началась в XIX веке: в 1821 году в штате Нью-Йорк (США) пробурили первую газовую скважину, а к концу века газ стал использоваться для освещения. В России крупномасштабная добыча началась после открытия в 1930-х годах Дашавского месторождения в Западной Украине, а в 1960-х — гигантских сибирских месторождений, что превратило страну в ведущего мирового газодобытчика.

¶Источники

• Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации»
• «Газовая энциклопедия», под ред. В. А. Соколова
• БСЭ, статья «Природный газ»
• Мировой энергетический отчёт (World Energy Outlook), IEA