Doğalgaz
Doğalgaz nedir?
Doğal gaz, başlıca olarak metan içeren ve doğal olarak oluşan bir hidrokarbon gaz karışımıdır. Ancak yaygın olarak, değişen miktarlarda diğer yüksek alkanlar (hidrokarbonların genel adı) ve bazen küçük yüzdelerde karbondioksit, nitrojen (Azot), hidrojen sülfür ve helyum içerir. Doğal gaz çürümüş bitki ve hayvan kalıntılarının milyonlarca yıl boyunca dünya yüzeyinin altında yoğun ısı ve basınca maruz kalmasıyla oluşur. Bitkilerin aslında güneşten elde ettikleri enerji, gaz içinde kimyasal bağlar şeklinde depolanır.
Doğal gaz, ısıtma, pişirme ve elektrik üretiminde bir enerji kaynağı olarak kullanılan fosil bir yakıttır. Ayrıca araçlar için yakıt, plastik ve diğer önemli ticari organik kimyasalların üretiminde bir kimyasal hammadde olarak kullanılır. Doğal gaz yenilenemez bir enerji kaynağıdır.
Doğal gaz, özellikle petrol ve kömür gibi diğer enerji kaynakları ile karşılaştırıldığında, genellikle gayrı resmi olsa da basitçe "gaz" olarak adlandırılır. Bununla birlikte,''Gasoline'' kelimesi ile karıştırılmamalıdır, Çünkü özellikle kuzey Amerika'da günlük konuşma dilinde kullanılan ''gasoline'' (benzin) kelimesi kısaltılarak ''gas'' gaz olarak kullanılmaktadır.
Doğalgaz nasıl oluşur?
Doğal gaz, derin yeraltı kaya oluşumlarında veya kömür yataklarındaki diğer hidrokarbon rezervuarlarında ve metan klatratlarında (Sıkışmış kimyasal bileşikler) bulunur. Petrol, doğal gazla yakın bir yerde bulunan başka bir fosil yakıt ve enerji kaynağıdır. Çoğu doğal gaz zaman içerisinde iki mekanizma ile yaratılmıştır: Biyojenik (Canlı organizma aktiviteleri) ve termojenik (Isısal). Biyojenik gaz, bataklıklar, bataklık benzeri yerler, çöplük alanları ve sığ çökeltilerde metanojenik (Metan üreten) organizmalar tarafından üretilmiştir. Yeryüzünün daha derin daha yüksek ısısı ve basıncıyla, gömülü organik maddelerden termojenik (Isısal) gaz oluşur.
Gaz, petrol üretimi ile ilişkilendirildiğinde, bir yan ürün olarak görülebilir ve alevli bir gaz olarak yakılabilir. Dünya Bankası, yılda 150 kübik kilometreden fazla doğal gazın yakıldığı veya havaya karıştığını tahmin etmektedir. Doğal gaz yakıt olarak kullanılmadan önce, pazarlanabilir doğal gazın niteliklerini karşılaması için, tamamen olmasa da çoğu, su dahil olmak üzere yabancı maddelerden arındırılması için işlenmek zorundadır. Bu işlemin yan ürünleri olarak; etan, propan, bütanlar, pentanlar ve daha yüksek moleküler ağırlıklı hidrokarbonlar, hidrojen sülfür (saf kükürt haline dönüştürülebilir), karbon dioksit, su buharı ve bazen helyum ve azot ortaya çıkar.
Doğalgaz tarihçesi
Doğal gaz yaklaşık MÖ 500'de (hatta muhtemelen MÖ 1000) Çinliler tarafından kullanılmıştır. Topraktan doğal bir şekilde sızan gazı bambu borularla taşımanın bir yolunu keşfederek, Sichuan'ın Ziliujing Bölgesi'nde tuz elde etmek için tuzlu suları kaynatmada kullandılar. Dünyanın ilk endüstriyel doğal gaz çıkarma yöntemi, 1825 yılında Fredonia, New York, Amerika Birleşik Devletleri'nde başlamıştır. 2009 yılı itibariyle, doğal gazın elde edilebilir toplam 850.000 km³ rezervinin ancak 66.000 km³ (%8'i) kullanılabilmişti. 2015 yılı dünya tüketim oranına dayanılarak yapılan tahmine göre, bugünkü yıllık 3400 km³ tüketim oranı ile, geri kalan ekonomik olarak çıkarılabilir doğal gaz rezervlerinin toplam 250 yıl süreceği tahmin edilmektedir. Yıllık %2-3'lük bir artış, şu anda geri kalan çıkarılabilir rezervlerin, belki de 80 ila 100 yıl kadar daha az sürmesine neden olabilir.
Doğalgaz çeşitleri
Doğalgaz
19. yüzyılda, doğal gaz genellikle petrol üretiminin bir yan ürünü olarak elde edilmekteydi, zira, hafif karbon gaz zincirleri çözüm olarak ortaya çıkmıştı. Çünkü çıkarılan petrolün yer altından yüzeye basıncını düşüren yumuşak kabarcıklı olarak çıkmasına yardımcı olmaktaydı; aynı kapağı açılan bir gazoz şişesindeki Karbondioksit kabarcıkları gibi. İstenmeyen doğal gaz, aktif petrol sahalarında ortadan kaldırılması gereken bir problemdi. Eğer kuyunun yakınında doğal gaz için bir pazar yoksa, son kullanıcıya ulaştırmak için boru hattı döşemek fahiş derecede pahalıydı.
19. yüzyılda ve 20. yüzyılın başında, istenmeyen gaz genellikle petrol sahalarında yakılmaktaydı. Günümüzde, petrol ile birlikte çıkan istenmeyen gaz (ya da pazarlanmamış gaz), gelecekte olası satış piyasasını beklemek ya da diğer kuyulardaki çıkarma oranlarını güçlendirmek amacıyla yeniden basınçlandırma için "enjeksiyon" yöntemi ile kuyuların kurulduğu rezervuara geri pompalanmaktadır. Yüksek doğal gaz talebi olan bölgelerde (ABD gibi) boru hatları, ekonomik olarak makul olduğu zaman, kuyulardan son tüketiciye gaz taşınması için inşa edilirler.
Enerji üretimi için boru hatları vasıtasıyla doğal gazın taşınmasına ilaveten, doğal gaz için diğer kullanım alanları, sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) olarak ihraç edilmesini veya gazın likid gaz teknolojileri (GTL: Gazın sıvıya dönüştürülmesi) ile diğer sıvı ürünlere dönüştürülmesini içerir. GTL teknolojileri, doğal gazı, benzin, dizel veya jet yakıtı gibi sıvı ürünlere dönüştürebilir. Fischer-Tropsch (F-T), benzinden methanola (MTG) ve STG + gibi çeşitli GTL teknolojileri geliştirilmiştir. MTG doğal gazdan sentetik benzin üretirken F-T, nihai ürünlerde daha da rafine edilebilir sentetik bir hammadde üretir. STG +, benzin, dizel, jet yakıtı ve aromatik kimyasalları doğrudan doğal gazdan tek döngülü bir süreçle üretebilir. 2011'de Royal Dutch Shell'in günde 140 bin varil (16 dam³) üretimli F-T tesisi Katar'da faaliyete geçti.
Doğal gaz, "ilişkili" (petrol sahalarında bulunur) veya "ilişkili olmayan" ( sade doğal gaz alanlarında) kömür yataklarında (kömürleşmiş metan olarak) bulunabilir. Bazen doğal gaz, önemli miktarlarda etan, propan bütan ve pentane içerebilir. Bu ağır hidrokarbonlar ticari kullanım için ayrıştırılır, başta metan olmak üzere, tüketici yakıtı veya kimyasal tesislere hammadde olarak satılır. Karbondioksit, azot (nitrojen), helyum (nadiren) ve hidrojen sülfür gibi hidrokarbon olmayan gazlar da doğal gaz nakledilmeden önce ayrıştırılmalıdır.
Petrol kuyularından çıkarılan doğal gaza, casinghead gazı (bir kuyudan ve ana gövdeden çıkartılmış olsun olmasın) ya da casinghead ile ilişkili gazlar denir. Doğal gaz endüstrisi zorlu kaynak türlerinden artan miktarda gaz çıkarmaktadır: Asit gazı, kum gazı, kaya gazı ve kömür yatağı metan gazı gibi.
Hangi ülkenin en büyük kanıtlanmış doğal gaz rezervine sahip olduğuna dair bazı anlaşmazlıklar vardır. Rusya'nın bugüne kadar en fazla kanıtlanmış rezerve sahip olduğunu düşünen kaynaklar arasında ABD CIA (47 600 km³), ABD Enerji Bilgi İdaresi (47 800 km³) ve OPEC (48 700 km³) vardır. Bununla birlikte, BP Rusya'yı yalnızca 32 900 km³ ile kredilendirmektedir ve bu miktar Rusya'yı İran'ın (Kaynaklara göre 33100 ile 33800 km³) biraz gerisine ikinci sıraya yerleştirmektedir. Gazprom ile Rusya dünyanın en büyük doğal gaz üreticisidir. Dünyada kanıtlanmış başlıca kaynaklar (kübik kilometre cinsinden) 187 300 km³'tür (2013), İran'da 33 600 km³ (2013), Rusya'da 32 900 km³ (2013), Katar'da 25 100 km³ (2013), Türkmenistan'da 17 500 km³ (2013) ve Amerika Birleşik Devletleri'nde 8500 km³ (2013) )'dür.
Sıra dışı bir kaynak olan Kaya gazının 900 000 km³ rezervinin bulunduğu ve bunun 180.000 km³ elde edilebilir olduğu tahmin edilmektedir. Buna karşılık, MIT, Black & Veatch ve DOE tarafından yapılan bir çok çalışma, doğal gazın gelecekte elektrik üretiminin ve ısının daha büyük bir bölümünü sağlayacağını öngörmektedir.
Dünyanın en büyük gaz sahası, İran ve Katar arasında paylaşılan açık deniz Güney Pars / Kuzey Kubbe Gaz yoğuşma sahasıdır. 51 000 kübik kilometre doğal gaz ve 50 milyar varil (6 km³) doğal gaz yoğunluğuna sahip olduğu tahmin edilmektedir.
Doğal gaz, süperkritik (basınç / sıcaklık) koşulları altında bir alandan çıkarıldığından rezervuar basıncı düştükçe, doğal gaz katışıksız bir ürün olmadığından, yüksek molekül ağırlıklı bileşenleri, izotermik (sabit ısı) basıncın da azalması sebebiyle kısmen yoğunlaşabilir; bu, retrograd (Geriye doğru) yoğuşma olarak adlandırılan bir etkidir. Bu şekilde oluşan sıvı, gaz rezervuarının gözenekleri tükenince içeride sıkışabilir. Bu sorunun üstesinden gelmenin bir yolu, yeraltı basıncını korumak ve yoğuşan sıvının yeniden buharlaştırılması ve çıkarılabilmesine imkan vermek için kurutulmuş gazın yeniden içeriye enjekte etmektir. Çoğu kez, sıvı yüzeyde yoğunlaşır ve gaz tesisinin görevi bu yoğuşmayı toplamaktır. Elde edilen sıvıya doğal gaz sıvısı (NGL) denir ve ticari değeri vardır.
Kaya gazı
Kaya gazı, kayadan üretilen doğal gazdır. Kaya gazının ekonomik miktarlarda çıkartılmasını mümkün kılmak için çok düşük matrix (Madde içi boşluk) geçirgenliğine sahip olduğundan, kaya gazı kuyuları, gazın çıkmasına izin veren doğal kırıklara bağlıdır. İlk kaya gazı kuyuları doğal akışkan çatlaklara bağlıydı; günümüzde hemen hemen tüm kaya gazı kuyuları, yapay olarak hidrolik kırma ile oluşan kırıkları gerektirmektedir. 2000 yılından beri, kaya gazı, Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'da önemli bir doğal gaz kaynağı haline gelmiştir. Birleşik Devletler'deki başarının ardından, kaya gazı araştırması Polonya, Çin ve Güney Afrika gibi ülkelerde de başlamıştır. Kaya gazı üretimindeki bu artıştan dolayı, Birleşik Devletler şu anda dünyanın bir numaralı doğal gaz üreticisidir.
Kömür gazı
Hava gazı (Karbonmonoksit ve hidrojenden oluşan mutfak ve ısınmada kullanılan bir gaz) kömürün tahrip edici damıtımı ile elde edilen yanıcı gaz halindeki bir yakıttır. Karbondioksit ve azot gibi az miktarda ısıtıcı olmayan gazlar ile birlikte hidrojen, karbonmonoksit, metan ve diğer uçucu hidrokarbonları içeren çeşitli ısıtıcı gazlar içerir ve doğal gaza benzer şekilde kullanılır. Bu, tarihi bir teknolojidir ve bugün diğer yakıt kaynaklarıyla ekonomik olarak rekabet edebilir halde değildir. Yine de, bazı özel durumlarda en iyi seçenek olmayı sürdürmektedir ve gelecekte de öyle olabilir.
19. yüzyılın sonu ve 20. yüzyılın başlarında ABD'nin doğusundaki pek çok kasabada bulunan "Gazhaneler: Hava gazı fabrikaları", hava geçirmez odalarda katranlı kömürü (Taş kömürü) kok fırınlarında ısıtarak elde ettiği basit bir yan üründür. Kömürden çekilen gaz toplanıp, pişirme ve ışıklandırma için kullanılan konutlara ve diğer binalara boru ağları vasıtasıyla dağıtılmaktaydı. (Gazlı ısıtma, 20. yüzyılın son yarısına kadar yaygın şekilde kullanılmadı). Gazhanelerin fırınlarının diplerinde biriken kömür katranı (veya asfalt) genellikle çatı ve diğer su geçirmezlik amaçları için kullanıldı ve kum ve çakıl karıştırılarak Sokakları döşemek için kullanıldı.
Bio gaz
Metanojenik arkealar (Bakteri türü), tüm biyolojik metan kaynaklarından sorumludur. Bazıları termitler, geviş getirenler ve ekili bitkiler de dahil olmak üzere diğer canlılarla birlikte ortak yaşam ilişkileri içinde yaşarlar. Doğal gazın ana bileşenini oluşturan diğer metan kaynakları arasında, çöplük gazı, biyogaz ve metan hidrat bulunmaktadır. Metan bakımından zengin gazların, fosil olmayan organik maddenin (biyokütle) oksijensiz yaşayan bakterilerin (anaerobikler) çürütmesi ile üretilmesine, biyogaz (veya doğal biyogaz) denir. Biyogaz kaynakları arasında, özellikle sığırlarda bağırsaklara ait mayalanmaya ek olarak, anaerobik sindiriciler tarafından hazırlanan gübre gibi tarımsal atıklar, kanalizasyon çamuru, yanı sıra bataklıklar, bataklık benzeri alanlar ve çöplükler de dahildir. Çöplük gazı, atıkların düzenli depolama sahalarında çürümesiyle oluşmaktadır. Su buharı hariç tutulduğunda, çöp gazının yaklaşık yarısı metandır, geri kalanının çoğu karbondioksit olmakla beraber az miktarlarda azot, oksijen, hidrojen ve eser miktarlarda değişik hidrojen sülfit ve siloksanlar mevcuttur. Eğer gaz çıkartılmazsa, basınç aşırı yükselerek yüzeye doğru basınç yaparak çöp alanının hasar görmesine, hoş olmayan bir kokuya, bitki örtüsünü yok eden kirlenmeye ve patlama tehlikesi oluşmasına sebep olacaktır. Gaz, atmosfere serbest bırakılabilir, elektrik veya ısı üretimi için yakılabilir. Biyogaz, organik maddeleri atıklardan ayrıştırarak üretilebilir, aksi takdirde çöp olacaklardır. Bu yöntem çöplüğün ürettiği gazı toplamaktan daha verimlidir. Anaerobik lagünler (hayvansal atık su gölcükleri) hayvan gübresinden biyogaz üretirken, biyogaz reaktörleri gübre veya bitki için kullanılabilir. Çöplük gazı gibi, biyogaz çoğunlukla metan ve karbondioksit, az miktarda azot, oksijen ve hidrojenden oluşur. Bununla birlikte, pestisitler (Zirai ilaçlar) hariç olmak üzere, genellikle daha düşük kirletici seviyeleri vardır.
Çöplük gazı, doğal gaz boru hatları vasıtasıyla, yüzde 3'ün altında CO2'ye ve her bir milyon birim hidrojen içinde bir kaç parçacığa kadar temizlenmedikçe dağıtılamaz H2S, çünkü CO2 ve H2S boru hatlarını korozyona uğratır. CO2'nin varlığı, boru hattı için talep edilen gazın enerji seviyesini aşağı düşürecektir. Gazdaki siloksanlar gaz brülörlerinde çökelti oluşturacak ve herhangi bir gaz, dağıtım veya iletim sistemine girmeden önce temizlenmesi gerekecektir. Sonuç olarak, çıkarıldığı alanda ya da düzenli bir boru hattı kullanarak depolama alanından kısa bir mesafede gazı yakmak daha ekonomik olabilir. Gaz o alanda yakılmış olsa bile, su buharı genellikle çıkarılır. Eğer düşük sıcaklıklar gazın suyunu yoğunlaştıracak olursa, siloksanlar da azalabilir, çünkü Siloksanlar su buharı ile yoğunlaşma eğilimi gösterirler. Emisyon standartlarını karşılamak, ekipmanın kirlenmesini önlemek veya çevresel hususlar için diğer metan dışı bileşenler de çıkarılabilir. Çöplük gazı ve doğal gaz'ı birlikte yakmak, emisyonları düşüren yanmayı sağlar.
Biyogaz ve özellikle çöplük gazı, bazı alanlarda zaten kullanılmaktadır, ancak bunların kullanımı daha da genişletilebilmektedir. Deneysel sistemler İngiltere Hertfordshire, Fransa, Lyon bölgelerinde kullanılmak üzere kurulmuştur. Gelir getirmeyecek ve hatta kurtulmak için daha çok paraya mal olacak maddeleri kullanmak, biyogaz üretiminin enerji dengesini ve karlılığını arttırmaktadır. Atık su arıtma tesislerinde üretilen gaz genellikle elektrik üretmek için kullanılır. Örneğin, Los Angeles'taki Hyperion kanalizasyon tesisi gücünü üretmek için günde 8 milyon kübik (230.000 m3) atık yakmaktadır. New York City kanalizasyon tesislerinde ekipman çalıştırmak ve elektrik üretmek için kazanlarda gaz kullanmaktadır. Elektrik üretmek için kanalizasyon gazı kullanımı büyük şehirlerle sınırlı değildir. Kaliforniya, Bakersfield kenti, kanalizasyon tesislerinde ''cogeneration' (Birleşik enerji sistemleri) kullanmaktadır. Kaliforniya'da 242 kanalizasyon atık su arıtma tesisi bulunmaktadır; bunların 74'ünde anaerobik (oksijensiz ortam bakterileri) sindiriciler kullanılmaktadır. 74 tesisten toplam biyogaz üretimi yaklaşık 66 MW'dır.
Kristalize doğal gaz - hidratlar
Büyük miktarlarda doğal gaz (öncelikli olarak metan), açık deniz kıta sahanlarındaki çökelti tabakaları altındaki hidrat oluşumlarında, karada da kutup bölgelerinde bulunur. Sibirya'da olduğu gibi kuzeydoğu bölgelerindeki donmuş topraklarda bulunur. Hidratlar oluşmak için yüksek basınç ve düşük sıcaklık kombinasyonuna ihtiyaç duyar.
2010 yılında, kristalize doğal gazdan doğal gaz çıkarma maliyetinin, alışıldık kaynaklardan doğal gaz çıkarma maliyetinin iki katı kadar olduğu, hatta açık denizlerdeki kaynaklardan daha yüksek olduğu tahmin edilmektedir.
2013 yılında, Japonya Petrol, Gaz ve Metaller Ulusal Anonim Şirketi (JOGMEC), ticaretle alakalı miktarlarda doğal gazı metan hidrattan elde ettiklerini açıkladı.
Doğalgaz üretimi
Aşağıdaki resim, tipik bir doğalgaz işletme tesisinin şematik bir blok akış şemasıdır. Ham doğalgazın son kullanıcı pazarına yönlendirilen satılacak kısmının dönüştürülmesinde kullanılan çeşitli birim süreçlerini gösterir.
Blok akış şeması, aynı zamanda, Ham doğal gazın işlenmesinin, yan ürünleri sülfür, etan, doğal gaz sıvıları (NGL) propan, butanlar ve doğal benzinin (pentanlar olarak adlandırılan +) nasıl üretildiğini de gösterir.
Doğalgaz tükenmesi
ABD'de doğal gaz üretimi 1973'te zirveye ulaştı ve 2001'de ikinci en düşük seviyesine geriledi, ancak son zamanlarda tekrar zirveye ulaştı ve yükselmeye devam etmektedir.
Doğalgaz kullanım alanları
Doğal gaz ağırlıklı olarak kuzey yarımkürede kullanılır. Kuzey Amerika ve Avrupa büyük tüketicilerdir.
Orta akım doğal gaz
Dağıtım hatlarında ve doğal gaz kuyusu başında akan doğal gaz genellikle doğal gazla çalışan motorlara güç sağlamak için kullanılır. Bu motorlar, doğal gaz nakliyesini kolaylaştırmak için kompresörleri döndürür. Bu kompresörlerin, gaz dolaşırken nakil hattındaki doğal gazı basınçlandırmak ve orta akış hattında yeniden basınçlandırmak için gereklidir. Doğal gaz nakil hatları, 950 ila 1050 BTU arasında İngiliz ısıl birimi değeri üretmek için daha yüksek molekül ağırlıklı doğal gaz hidrokarbonlarını ortadan kaldıran doğal gaz işleme tesisi veya bir birimini kapsar. İşlenmiş doğal gaz daha sonra konut, ticari ve endüstriyel kullanımlar için kullanılabilir.
Genellikle orta-akış ve kuyu başı gazları ve doğal gaz içinde bulunan çeşitli hidrokarbon türlerinin çoğunun arıtılması gerekir. Heptan, pentan, propan ve diğer hidrokarbonlar ile moleküler ağırlığı metan üstü olan (CH4) olan bu gazlar, doğal gaz naklinde daha yüksek basınç sağlamak için doğal gaz motorlarında kullanılan yakıtı üretmede kullanılırlar. Tipik olarak, doğal gaz kompresörleri, her kübik³ doğal gaz nakli için 950 ila 1050 BTU enerjiye gereksinim duyar.
Doğal gaz motorunda kullanılan bu yüksek moleküler ağırlıklı gazları arıtmak için çeşitli yöntemler kullanılır. Birkaç teknoloji şu şekildedir:
- Joule-Thomson kızak yöntemi
- Kriyojenik (Soğuk) veya chiller (Buz) sistemi
- Kimyasal enzimoloji (Enzimleri araştıran bilim) sistemi
Güç üretiminde doğalgaz
Doğal gaz, kojenerasyon yöntemleriyle (birleşik enerji sistemleri), gaz ve buhar türbinleri vasıtasıyla elektrik üretiminde önemli bir kaynaktır. Doğal gaz, rüzgar veya güneş gibi yenilenebilir enerji kaynakları ve hidroelektrik santralleri ile birlikte tandem çalışan aşırı yüklü santrallerin takviyesi için birleşik kullanıma da uygundur. Çoğu şebekeye bağlı enerji santralleri ve bazı şebekeden bağımsız jeneratörler doğal gaz kullanır. Birleşik döngü modunda gaz türbinleri bir buhar türbini ile birleştirilerek yüksek verim elde edilebilir. Doğal gaz, diğer hidrokarbon yakıtlarına (yağ ve kömür gibi) göre daha temiz yanar ve elde edilen enerji birimi başına daha az karbon dioksit üretir. Taşımacılıkta doğal gaz yakmak, petrol yakmaktan %30 daha az karbondioksit üretir. Eşdeğer bir ısı miktarı için, doğal gaz yakarken, güç için yanan kömürden % 45daha az karbondioksit üretir. ABD Enerji Bilgi İdaresi, 2012'de dünyadaki şu emisyonları milyon metrik ton karbondioksit cinsinden bildirmekteydi:
- Doğalgaz: 6.799
- Petrol: 11.695
- Kömür: 13.787
Kömürle elektrik enerjisi üretilen her megawatt saat için yaklaşık 2.000 libre karbondioksit salınır; bu, üretilen megawatt başına, bir doğal gaz elektrik tesisi tarafından salınan karbondioksitin neredeyse iki katıdır. Doğal gaz üretiminde bu kadar yüksek karbon verimliliği nedeniyle, Birleşik Devletler'de kullanılan yakıt karışımında kömür azalmaya ve doğal gaz üretimi artmaya başlamasıyla, karbondioksit emisyonları beklenmedik şekilde düşmüştür. 2012 yılının ilk çeyreğinde ölçülen değerler, 1992 yılından bu yana herhangi bir yılın ilk çeyreğinde kaydedilenlerin en düşük seviyesinde yer alıyordu.
Doğalgaz kullanan birleşik döngülü enerji üretimi, şu anda hidrokarbon yakıtları kullanan en temiz güç kaynağıdır ve bu teknoloji gittikçe makul maliyetlerle elde edilebildiğinden doğal olarak kullanımı gittikçe artmaktadır. Yakıt hücresi teknolojisi doğal gazı elektriğe dönüştürmek için daha temiz seçenekler sunmaktadır ancak fiyat açısından henüz rekabetçi seviyede değildir. Yerel bölgelerde doğal gaz kullanarak ısınma ve enerji üreten birleşik döngülü Isı ve Enerji santralleri (CHP veya Kojenerasyon tesisi) verimli enerji üretimi ve karbon emisyonlarını hızla azaltmanın bir yolu olarak görülmektedir.
Doğal gaz ile üretilen enerji 1973 yılında 740 Tw'den 2014 yılında 5140 Tw'ye çıkmıştır ve dünya toplam elektriğinin %22'sini oluşturmaktadır. Kömür ile elde edilenin elektriğin yaklaşık yarısıdır. Kömür kullanımını azaltmak için dünya çapında yapılan çalışmalar bazı bölgelerin doğal gaza geçmesine neden olmuştur.
Evlerde doğalgaz kullanımı
Bir konut ortamına ulaşan doğal gaz, 1100 ° C'yi (2000 ° F) aşan sıcaklıklara ulaşabilir ve onu güçlü bir mutfak tipi pişirme ve ısıtma yakıtı haline getirir. Gelişmiş ülkelerin çoğunda borular yoluyla evlere ulaşmaktadır. Ocak, fırın, gazla ısıtılan giysi kurutucuları, ısıtma / soğutma ve merkezi ısıtma gibi birçok amaçla kullanılır. Evlerde ve diğer binalarda su ısıtıcılarında, fırınlarda kullanılmaktadır. Kuzey Amerika ve Avrupa, doğal gazın önemli tüketicileridir. Su ısıtma kazanları genellikle 6 ila 7 inç su (6 "ila 7" WC) arasında düşük basınç kullanır ki bu da yaklaşık 0,25 psig'dir. Sokaklar altındaki doğal gaz hatlarındaki basınçlar ya kullanım basıncı (UP, yukarıda belirtildiği gibi 6 "ila 7"İnç WC) ya da yüksek basınçtır (EP) ki bu da 1 psig ila 120 psig arasında değişebilir. EP (yüksek basınç) kullanan sistemlerin, servis girişinde UP tuşuna basılması için bir regülatörü bulunmaktadır.
ABD'de Sıkıştırılmış doğal gaz (CNG: Compressed natural gas), kırsal alanlardaki meskenlerde, kamu hizmeti verilen tesislere veya taşınabilir şebekelere bağlı olmadan kullanılmaktadır. Doğal gaz aynı zamanda bağımsız doğal gaz tedarikçileri tarafından Amerika Birleşik Devletleri Doğal Gaz Seçimi programlarıyla sağlanmaktadır. Bununla birlikte, CNG'nin LPG'den daha pahalı olması nedeniyle, kırsal bölgelerde LPG (propan) kullanımı daha yaygındır.
Ulaşım'da doğalgaz kullanımı
CNG, benzin ve dizel gibi diğer otomobil yakıtlarına göre daha temiz ve daha ucuz bir alternatiftir. 2012 sonunda İran (3,3 milyon), Pakistan (3,1 milyon), Arjantin (2,18 milyon), Brezilya (1,73 milyon), Hindistan (1,5 milyon) ve Çin (1,5 milyon), toplamda dünya çapında 17,25 milyon doğal gazlı araç bulunmaktadır. CNG'nin enerji verimliliği genellikle benzinli motorlara eşit, ancak modern dizel motorlara kıyasla daha düşüktür. Doğal gazlıya dönüştürülen benzinli araçlar, motorlarının düşük sıkıştırma oranından dolayı zorlanmaktadır ve gazla çalışırken ürettikleri güç (%10-15) düşmektedir. Bununla birlikte, CNG'ye özgü motorlar, bu yakıtın 120-130'luk daha yüksek oktan sayısına bağlı olarak daha yüksek bir sıkıştırma oranı kullanmaktadırlar.
Kara yolu araçlarında kullanılmasının yanı sıra hava araçlarında da kullanılır. Sıkıştırılmış doğal gaz (CNG), Aviat Hustler 200 CNG ve Chromarat VX-1 KittyHawk gibi bazı uçaklarda kullanılmıştır
LNG de uçakta kullanılmıştır. Örneğin Rus uçak üreticisi Tupolev, LNG ve hidrojenle çalışan uçaklar üretmek için bir geliştirme programı yürütmektedir. Program, 1970'lerin ortalarından beri çalışmakta ve Tu-204 ile Tu-334 yolcu uçakları, ayrıca Tu-330 kargo uçağının LNG ve hidrojen yakıt türevlerini kullanmasını geliştirmeyi amaçlıyor. Mevcut piyasa fiyatlarında LNG yakıtla çalışan bir hava taşıtı ton başına, karbonmonoksit, hidrokarbon ve azot oksit emisyonlarında kabaca %60'a eşdeğer düşüşler ve 5.000 ruble (yaklaşık US $ 218 / £ 112) daha ucuza mal olacağını iddia etmektedirler.
Sıvı metanın bir jet motoru yakıtı olarak avantajları, standart yakıt karışımlarına kıyasla daha kendine özgü enerjiye sahip olması ve düşük sıcaklığının, motorun daha sıkı hacimsel verimlilik için sıkıştırdığı havanın soğutulmasına yardımcı olabilmesidir, diğer bir deyişle bir iç soğutucu görevi görmektedir. Alternatif olarak, egzoz sıcaklığını düşürmek için de kullanılabilir.
Gübrelerde doğalgaz
Doğal gaz, ''Haber-Bosch işlemi: Azot ve hidrojenin yüksek basınçla birbirine bağlanması'' aracılığıyla gübre üretiminde kullanılan amonyağın üretilmesinde önemli bir hammaddedir.
Hidrojen üretiminde doğalgaz
Doğal gaz, hidrojen üretmek için kullanılabilir, ortak bir yöntem hidrojen reformattır. Hidrojen birçok uygulamaya sahiptir: Kimyasal endüstride birincil hammade kaynağıdır. Bir hidrojenleştirici petrol rafinerileri için önemli bir madde ve hidrojen araçlarındaki yakıt kaynağıdır.
Doğalgazın diğer kullanım alanları
Doğal gaz aynı zamanda kumaş, cam, çelik, plastik, boya ve diğer ürünlerin imalatında da kullanılmaktadır.
Doğalgaz depolama ve nakliyesi
Düşük yoğunluğundan dolayı, doğal gazın depolanması veya araçla taşınması kolay değildir. Doğal gaz boru hatları okyanuslardan geçirmek için de pratik bir çözüm değildir; boru hattındaki sürtünme gazın ısınmasına neden olmakta bundan dolayı gazın soğutulması ve sıkıştırılması gerekmektedir. Amerika'daki birçok mevcut boru hattı son kapasitelerine yaklaşmakta ve Kuzey eyaletlerini temsil eden bazı politikacıların olası kesintilerden bahsetmesine neden olmaktadır. Yüksek ticari maliyeti ve doğal gaz piyasalarının küresel olarak daha az entegre olması, ülkeler arasında önemli fiyat farklılıklarına sebep olmaktadır. Batı Avrupa'da, doğal gaz boru hatları zaten yoğunluk yaşamaktadır. Doğu Avrupa,Yakın Doğu, Kuzey Afrika ,Batı Avrupa ve Rusya'daki doğal gaz sahaları arasında yeni boru hatları planlanmakta veya yapım aşamasındadır.
Boru hatlarındaki gaz, transfer noktalarında satıldığında ya da alındığında, satış ile ilgili kurallar ve sözleşmeler gazın kalitesine göre yapılır. Bu kurallar CO2, H2S ve H2O'nun kabul edilebilir azami miktarlarını gösterir. Genellikle kirliliğinin giderilmesi için müdahale edilmiş olan satılabilecek kalitedeki gaz "kuru gaz" olarak nitelendirilir. Ayrıca ticari açıdan hoş olmayan kokulardan, nesnelerden, tozdan, diğer katı veya sıvı maddelerden, parafinden, katran ve katran yapıcı unsurlardan arındırılmış olması gerekir, Bunların yapılmaması transfer noktasında gaz akımını gerçekleştiren ekipmanlara zarar verebilir veya olumsuz yönde etkileyebilir.
LNG taşıyıcıları, sıvılaştırılmış doğal gazı (LNG) okyanuslar üzerinden naklederken, tanker kamyonlar daha kısa mesafelere sıvılaştırılmış veya sıkıştırılmış doğal gazı (CNG) taşıyabilir. Günümüzde gelişmekte olan CNG taşıyıcı gemileri kullanarak yapılan deniz taşımacılığı, belirli koşullarda LNG taşımacılığı ile rekabet edebilir.
Sıvılaştırma tesisinde gaz sıvı hale getirilir ve nihai noktada bulunan gaza dönüştürme tesisinde yeniden gaz formuna döndürülür. Gemi üzerindeki yeniden gaza dönüştürme ekipmanı da kullanılabilir. LNG, doğal gazın yüksek hacimli nakliyesi ve uzun mesafeler için tercih edilen yöntem iken, yaklaşık yarısı kıyı açıklarından geçen 4.000 km'lik (2.485 mi) mesafelere kadar karadan nakil için boru hatları tercih edilmektedir.
CNG yüksek basınçta, tipik olarak 200 barın üstünde taşınır. Kompresörler ve dekompresyon ekipmanları daha az sermaye gerektirmektedir, bunun yanında fiziki küçük üniteler olmalarıyla, sıvılaştırma / yeniden gaza dönüştürme tesislerine göre, daha ekonomik olabilirler. Doğal gaz kamyonları ve taşıyıcıları doğal gazın doğrudan son kullanıcılara veya boru hatları gibi dağıtım noktalarına taşınmasını sağlayabilirler.
Geçmişte, petrol çıkartma işlemi sırasında elde edilen doğal gaz, karlı bir şekilde satılamamaktaydı ve bundan dolayı ( Alevleme) adı verilen bir işlemle petrol sahasında yakılıyordu. Alevleme şimdi birçok ülkede yasa dışıdır. Ek olarak, son 20-30 yıldaki yüksek talep artışı, petrol ile ilişkili gaz üretimini ekonomik açıdan verimli hale getirmiştir. Başka bir seçenek olarak, günümüzde bazen, basınç yardımıyla, petrol çıkarımını güçlendirmek için kuyu oluşumuna gerisin geriye pompalanmaktadır. Petrol ile birlikte çıkan doğal gazın korunması, kuyuya pompalanması veya yakılması öncelikle piyasalara (boru hatları) yakınlığına ve düzenleyici kısıtlamalara bağlıdır.
Doğal gaz diğer somut ürünlere dahil edilerek dolaylı olarak ihraç edilebilir. Yakın tarihli bir araştırma, ABD'de kaya gazı üretiminin artmasının diğer ülkelere göre fiyatların düşmesine neden olduğunu öne sürmektedir. Bu, enerji yoğun imalat sektörünün yaptığı ihracatta patlamaya neden oldu ve ABD imalat ihracatının ortalama dolar başına düşen, enerji tüketimini 1996 ile 2012 yılları arasında neredeyse üç katına çıkardı.
1970'lerin sonunda Suudi Arabistan'da bir "ana gaz sistemi" icat edildi ve alevleme için herhangi bir ihtiyaca gerek kalmadı. Bununla birlikte, uydu görüntüleri, bazı gaz çıkartan ülkelerin yakma ve havaya salımı hala uyguladığını göstermektedir.
Doğal gaz, tuzdan arındırma için elektrik ve ısı üretmede kullanılır. Benzer şekilde, metan gazlarını çıkartan bazı çöp depolama alanları metan gazını tutmak ve elektrik üretmek üzere kurulmuştur.
Doğal gaz genellikle, tükenmiş gaz kuyuları içinde, tuz kubbeleri veya sıvılaştırılmış doğal gaz olarak tanklarda depolanmaktadır. Gaz, talebin düşük olduğu zamanlarda yukarıda sayılan depolara pompalanır ve talep geldiğinde çıkarılır. Nihai kullanıcılara yakın depolama alanları, değişken talepleri karşılamaya yardımcı olur, ancak bu depolama her zaman çözüm sağlamayabilir.
Dünya çapındaki doğal gaz çıkarımının %84'ünü on beş ülkenin karşılamasıyla, Uluslararası politikada doğal gaza erişim önemli bir konu haline geldi. Ülkeler boru hatlarının kontrolü için birbirleriyle rekabet halindedirler. Rusya'nın devlete ait enerji şirketi olan Gazprom, 21. yüzyılın ilk on yılında, doğal gaz fiyat anlaşmazlığı konusunda Ukrayna ve Beyaz Rusya ile çatıştı ve bu da Avrupa'nın bir bölümüne yapılan gaz dağıtımlarının kesilebileceği endişesini doğurdu. Siyasi sebeplerden dolayı Birleşik Devletler doğal gaz ihraç etmeye hazırlanmaktadır.
Yüzen sıvılaştırılmış doğal gaz (FLNG), çevresel veya ekonomik faktörlerden dolayı karasal tabanlı bir LNG operasyonu gibi geliştirmenin mümkün olmadığı, açık denizdeki doğal gaz kaynaklarının geliştirilmesini mümkün kılmak için tasarlanmış yenilikçi bir teknolojidir. FLNG teknolojisi de bir takım çevresel ve ekonomik avantajlar sağlar:
Çevresel: Tüm işlemler gaz sahasında yapıldığından, kıyıya kadar uzanan uzun boru hatlarına gereksinim duyulmamaktadır, gazın kıyıya pompalanması için sıkıştırma ünitelerine, su altı kazısına, dalgakıran ve karada LNG işleme tesisi inşa edilmesine gerek yoktur. Bu da önemli ölçüde çevresel (Karbon) ayak izini azaltır. İnşaattan kaçınılması, deniz ve kıyı alanlarının korunmasına da yardımcı olur. Buna ek olarak, tesisin hizmet dışı bırakılması sırasında çevresel bozulmalar en aza indirilecek, çünkü tesis yenilenmeden ve başka yerlere yeniden yerleştirilmeden önce kolayca sökülebilir ve çıkarılabilir.
Ekonomik: Gazın kıyıya pompalanmasının fahiş derecede pahalı olabileceği yerlerde, FLNG, gelişmeyi ekonomik açıdan uygun hale getirir. Sonuç olarak, ülkeler için, açık denizlerdeki gaz sahalarını geliştirmeleri için yeni iş fırsatları doğuracaktır, aksi halde Doğu Afrika'nın açıklarında olduğu gibi çıkmaza girecektir.
Birçok gaz ve petrol şirketi, yüzen sıvılaştırılmış doğal gazın (FLNG) ekonomik ve çevresel faydalarını düşünmektedir. Şu anda beş FLNG tesisi inşa etmek için çalışmalar devam etmektedir. Petronas, Daewoo Gemi İnşa ve Deniz Mühendisliği'ndeki FLNG-1'i tamamlamaya yakın olup, Samsung ağır sanayideki FLNG-2 projesine de devam etmektedir. Shell Prelude 2017'de üretimine başlamak üzeredir ve Browse LNG projesi FEED'i 2016 yılının ortalarında tamamlanması beklenen nihai yatırım kararlarıyla tamamladı.
Doğalgazın çevreye zararları
Doğalgaz salınımının etkisi
Doğal gaz esas olarak metandan oluşur. Atmosfere bırakıldıktan sonra troposfer ya da stratosferde oluşan hidroksil radikalleri (* OH) tarafından su ve karbondioksite kademe kademe oksitlenerek yokedilir, yani genel kimyasal reaksiyonla CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O olur. Yarı ömrü 7 yıl olmasına rağmen, atmosferdeki metanın ömrü, karbondioksit ile karşılaştırıldığında nispeten kısadır. Ancak atmosferde ısıyı hapsetmede daha etkilidir, bu yüzden belli bir miktarda metanın küresel ısınmaya etkisi, 20 yıllık bir dönemde karbondioksite göre 84 kat, 100 yıllık bir dönemde 28 kat daha fazladır. Bu yüzden, metanın, küresel ısınmaya olası büyük etkisi sebebiyle, doğal gaz karbondioksitten daha güçlü bir sera gazıdır, Ancak, yakıldığı zaman karbondioksitten daha fazla su üretir; esas olarak karbondioksit çıkartan kömürün aksine metan, kömürün ürettiği her kilovat saate mukabil çıkardığı karbondioksitin yalnızca yaklaşık yarısı kadar karbondioksit çıkartır. EPA tarafından yapılan şu andaki tahminler, yılda 85 milyar metreküp küresel metan emisyonları olduğunu ya da dünya üretiminin yüzde 3,2'sini oluşturduğunu ortaya koymaktadır. Doğrudan metan kaynaklı emisyonlar, 2004 yılında tüm küresel insan kaynaklı sera gazı emisyonlarının %14,3'lük hacmini oluşturmaktadır.
Çıkarma, depolama, nakliye ve dağıtım esnasında doğal gazın özellikle çıkarma işlemi sırasında atmosfere sızdığı bilinmektedir. 2011'de yapılan bir Cornell Üniversitesi çalışmasında, metan kaçak oranının, kömüre kıyasla, gazın küresel ısınmadaki avantajını tehlikeye atacak kadar yüksek olabileceği ortaya konmuştur. Bu çalışma daha sonra metan kaçağı değerlerinin aşırı yüksek tahmin edilmesi nedeniyle eleştirilmiştir. Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi tarafından yapılan uçaklardan alınan bazı hava numunelerinin ön sonuçları, bazı bölgelerdeki gaz kuyuları tarafından bırakılan metanın tahmin edilenden daha yüksek olduğunu göstermekteydi ancak genel sonuçlar, metan emisyonlarının daha önceki EPA tahminleriyle aynı olduğunu göstermiştir.
Doğal gaz çıkarma işleminde, her metre küp başına 5 ila 200.000 bekerel arasında değişen bir radon izotopu da serbest kalır.
CO2 emisyonları
Doğal gaz sıklıkla en temiz fosil yakıt olarak tanımlanır. Üretilen her Jul enerji birimi için; petrole göre %29, kömüre göre %44 daha az karbondioksit üretir ve diğer hidrokarbon yakıtlarına göre daha az kirlilik potansiyeline sahiptir. Bununla birlikte, kesin verilere göre, insanların ürettiği karbon emisyonlarının önemli bir yüzdesini oluşturmaktadır ve bu oranın daha da büyüyeceği öngörülmektedir. IPCC ( Hükümetler arası iklim değişikliği paneli) dördüncü Değerlendirme Raporuna göre, 2004 yılında doğal gaz yılda yaklaşık 5,3 milyar ton CO2 emisyonu üretirken, kömür 10,6, petrol 10,2 milyar ton CO2 üretmiştir. 2030 yılına kadarki emisyon durumunu gösteren Özel Raporun güncellenmiş bir versiyonuna göre, yılda yüzde 1,9 artışla doğal gazın 11, kömürün 8,4 ve petrolün 17,2 milyar ton CO2 üreteceği tahmin edilmektedir.
Diğer kirleticiler
Doğal gaz, diğer fosil yakıtlara kıyasla çok daha düşük miktarda kükürtdioksit ve azot oksit üretir. Doğal gaz yanmasına bağlı oluşan diğer kirleticiler aşağıda her bir milyar BTU (İngiliz enerji birimi) başına pound (İngiliz ağırlık birimi: 453,59 gram) olarak listelenmiştir:
- Karbonmonoksit - 40
- Kükürtdioksit - 1
- Azotoksit - 92
- Parçacıklar - 7
Doğalgaz tehlikesi
Üretim
Bazı gaz alanları hidrojen sülfür (H2S) içeren keskin bir gaz üretir. Bu müdahale edilmemiş gaz zehirlidir. Asit gazlı bileşenleri ortadan kaldıran endüstriyel ölçekli bir işlem olan ''amine'' gaz iyileştirme tekniği, doğal gazdan hidrojen sülfidi çıkarmak için sıklıkla kullanılır.
Doğal gazın (veya petrolün) çıkarılması, rezervuardaki basıncın azalmasına neden olur. Bu şekilde yer altındaki basınçtaki düşüş, yüzeyde çöküntüye sebep olabilir. Bu çöküntüler ekosistemleri, su yollarını, kanalizasyon ve su tedarik sistemlerini, tesisleri vb. etkileyebilir.
Kırılma
Yüzey altı gözenekli kaya oluşumlarından doğal gazın çıkarılması, hidrolik kırma veya "kırılma" adı verilen bir işlemle yapılmaktadır. Hidrolik kırılmanın Kuzey Amerika'daki doğal gaz üretiminin yaklaşık %70'ini oluşturacağı tahmin edilmektedir. 1949'daki ilk ticari hidrolik kırma işleminden bu yana, yaklaşık 1 milyon kuyu, Birleşik Devletler'de hidrolik kırma yöntemiyle açılmıştır. Hidrolik kırma yöntemiyle açılmış kuyulardan doğal gaz üretimi, sert kaya oluşumlarındaki doğal gaza erişimi arttıran dikey ve yatay delme teknolojik gelişmelerini de kullanmaktadır. Hidrolik kırma yöntemiyle açılmış kuyulardan elde edilen gaz üretiminde 2000-2012 yılları arasında güçlü bir artış meydana gelmiştir.
Hidrolik kırmalarda, kuyu işletmecileri çeşitli kimyasallarla karıştırılmış suyu, kuyu borusu içerisinden kayaya püskürtür, yüksek basınçlı su, kayayı parçalayarak veya "kırarak" içerisindeki gazı çıkarır. Kum ve diğer maddeler, kaya içindeki açılan kırıkları tutmak, gazın kuyu borusuna ve daha sonra da yüzeye akmasını sağlamak için bir dolgu maddesi olarak, suya katılır. Sürtünmeyi azaltmak ve korozyonu önlemek için sıvıya kimyasallar da ilave edilir. "Kırma" işleminden sonra, petrol veya gaz çıkarıldıktan sonra, çatlağa püskürtülen su, kimyasallar ve kumdan oluşan sıvının yaklaşık yüzde 30 ila yüzde 70'ine yakın kısmı da yüzeye tekrar çekilir. Birçok gaz ihtiva eden oluşumlar ayrıca su da barındırırlar. Bu su, hem hidrolik olarak kırılmış hem de hidrolik olarak kırılmamış kuyularda, gazla birlikte yüzeye çıkar. Bu su genellikle kaya yapısı içerisinde oluşmuş yüksek miktarda tuz ve diğer çözünmüş minerallere sahiptir.
Hidrolik kırma yöntemiyle açılan kuyularda kullanılan suyun miktarı, hidrolik kırım tekniğine göre değişir. Birleşik Devletler'de, her bir hidrolik kırımda kullanılan ortalama su miktarı, 1953 yılından önce, dikey petrol ve gaz kuyuları için yaklaşık 7.375 galon (Amerikan ve İngiliz sıvı ölçüm birimi: 1 galon=3,7 litre) iken, 2000-2010 yılları arasında dikey petrol ve gaz kuyuları için yaklaşık 197.000 galona yükselmiştir. Aynı yıllarda yatay gaz kuyularında ki kullanım ise yaklaşık 3 milyon galon olarak rapor edilmiştir.
Kuyu verimliliği için hangi kırma tekniğinin uygun olduğunun belirlenmesi büyük oranda petrol veya gazın çıkarıldığı rezervuar kaya oluşumunun özelliğine bağlıdır. Eğer kaya, maddenin yani gazın geçmesine izin verdiği anlamına gelen düşük geçirgenlik ile nitelendirilirse, kaya bir gaz kaynağı olarak görülebilir. Şimdilik alışılagelmiş olmayan bir gaz kaynağı olarak bilinen kaya gazı için kırma işlemi, bir yanal kaya oluşumuna kadar dikey olarak sondaj yapılarak bir kuyu açılmasını içerir; bu noktadan sonra matkap, kaya oluşumu içerisinde yatay olarak yüzlerce hatta binlerce metre dolaşır. Buna karşın, geleneksel petrol ve gaz kaynakları, daha yüksek kaya geçirgenliği ile karakterize edilir; bu da, kaya gazı üretiminden daha az yoğun hidrolik kırma tekniklerini gerektirir. Petrol ve doğal gazın kolaylıkla kuyunun içinde akmasını sağlar. Geleneksel ve geleneksel olmayan yöntemlerle elde edilen petrol ve gaz için sondaj teknolojisinin geliştirilmesindeki on yıllar, düşük geçirgenlikli rezervuar kayalarında doğal gaza erişimi artırmakla kalmamış aynı zamanda çevresel ve halk sağlığı üzerinde olumsuz etkiler oluşturmuştur.
Amerika Birleşik Devletleri EPA ajansı (Çevre Koruma), toksik, kanserojen kimyasalların, yani benzen ve etilbenzenin, yüksek hacimli yatay kırma (HVHF) için suda ve kimyasal karışımlarda jelleştirici maddeler olarak kullanıldığını bildirmiştir. HVHF'deki hidrolik kırma işlemini takiben, yüzeydeki kuyu başına geri dönen, geri akış veya atık su olarak adlandırılan, su, kimyasallar ve elde edilen sıvıların içerisinde, kaya oluşumlarında doğal olarak bulunan radyoaktif maddeler, ağır metaller, doğal tuzlar ve hidrokarbonlar bulunabilmektedir. Kimyasalların, radyoaktif maddelerin ve ağır metallerin kuyu işletmecileri tarafından HVHF kuyuları içinde, karıştırıldıkları sudan ayrıştırılmaları oldukça zordur. Bu süreçte kullanılan su ağır bir şekilde kirlenmektedir; HVHF'nin hidrolojik döngüden alarak kullandığı bu su yok edilmek için ya diğer kırma işlemlerine ya da derin yer altı kuyularına enjekte edilmektedir.
Doğalgaz kokusu
Sızıntıları tespit etmede yardımcı olması için, tüketiciler tarafından kullanılan renksiz ve hemen hemen kokusuz gaza ufak bir miktar koku eklenir. Bu koku tert-Butiltiol (t-bütil merkaptan) nedeniyle çürük yumurta kokusuna benzer. Bazen benzer bir bileşik, tiyofan da, karışıma eklenebilir. Doğal gaza ilave edilen koku, tahlil edici cihazlarla tespit edilebilir, ancak doğal gaz endüstrisinde normal bir koku duyusu bulunan bir gözlemci tarafından uygun şekilde tespit edilemez. Bunun sebebi bir koku diğer bir kokuyu baskıladığında ortaya çıkan koku maskelenmesidir. 2011 yılından bu yana, gaz endüstrisi koku maskeleme nedenleri üzerine araştırma yürütmektedir.
Doğalgaz patlama riski
Doğal gaz sızıntısının neden olduğu patlamalar her yıl birkaç kez meydana gelir. Bireysel evler, küçük işletmeler ve diğer yapılar, iç sızıntı yapı içinde gaz biriktiğinde en sık etkilenen yerlerdir. Patlama, binayı önemli derecede hasara uğratacak kadar güçlüdür, ancak yıkıma sebep olmaz. Bu gibi durumlarda, içerideki insanlar hafif ve orta derecede yaralanmaktadır. Bazen gaz, bir veya daha fazla binayı parçalayarak ölümcül bir patlamaya neden olacak kadar yüksek miktarda da birikebilir. Gaz genelde açık havada dağılır gider, ancak akış oranı yüksekse bazen tehlikeli miktarlarda toplanabilir. Bununla birlikte, yakıtı kullanan on milyonlarca yapı göz önüne alındığında, bireysel doğal gaz kullanımındaki risk çok düşüktür.
Karbon monoksit teneffüs etme riski
Doğal gaz ısıtma sistemleri, havalandırılma yapılmadığında veya az havalandırıldığında karbonmonoksit zehirlenmesine neden olabilir. 2011'de doğal gaz fırınları, yerden ısıtma cihazları, su ısıtıcıları ve sobalar ABD'de 11 karbonmonoksit ölümüne sebep olmuştur. Sıvılaştırılmış petrol gazıyla çalışan cihazlardan 22 ve belirlenememiş gaz türlerinden 17 kişi zehirlenerek ölmüştür. Doğal gaz fırın tasarımlarındaki iyileştirmeler CO zehirlenmesi vakalarını büyük ölçüde azaltmıştır. Karbonmonoksit ve / veya patlayıcı gazları (metan, propan vb.) haber vererek uyaran dedektörler de mevcuttur.
Doğalgaz içeriği, istatistikleri ve fiyatları
Doğal gaz miktarı, normal ''kübik metre'' (101.325 kPa'da 0 ° C'ye karşılık gelir) veya standart ''kübik feet'' (16 ° C'ye ve 14.73 psia'ya karşılık gelir) cinsinden ölçülür. Ticari kalite doğal gazın 1 m3'ünün yanma ısısı 39 MJ civarındadır (≈10.8 kWh), ancak bunun yüzdesi çokça değişebilir. 1 kg doğal gaz için yaklaşık 49 MJ (≈13.5 kWh) gelir (yaklaşık olarak 0.8 kg m-3 yoğunluğunu varsayarsak).
Doğalgazın fiyatı, tüketicinin bulunduğu yere ve tipine bağlı olarak büyük ölçüde değişir. 2007'de, ABD'de 1000 kübik feet başına 7 dolarlık bir fiyat (m3 başına yaklaşık 25 cent) normaldi. Doğal gazın tipik ısı değeri, gaz bileşimine bağlı olarak, her 1 kübik başına kabaca 1000 (BTU) kadardır. Bu, her 1 milyon BTU'ya yaklaşık 7 $, veya gigajoule başına yaklaşık 7 $ 'ye karşılık gelir. Nisan 2008'de, 1.000 kübik fit (28 m3) başına toptan satış fiyatı 10 $ (10 $ / MMBTU) oldu. Konutlarda kullanılan gazın fiyatı, toptan satış fiyatından %50'den %300'e kadar değişir. 2007 yılı sonunda bu, 1000 kübik feet başına 12- 16 dolar (m3 başına yaklaşık 50 cent) idi. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki doğal gaz, New York Ticaret Borsası'nda vadeli işlem sözleşmesi olarak satılmaktadır. Her sözleşme 10.000 MMBTU (~ 10.550 gigajoule) veya 10 milyar BTU'yu kapsar. Dolayısıyla, eğer gaz fiyatı NYMEX'de milyon BTU başına 10 $ ise, sözleşme 100.000 $ değerindedir.
Avrupa Birliği'nde doğalgaz fiyatları
Son kullanıcılar için gaz fiyatları AB genelinde büyük farklılıklar göstermektedir. AB'nin temel hedeflerinden biri olan tek bir Avrupa enerji piyasası, tüm AB üyesi ülkelerdeki doğal gaz fiyatlarının seviyesini ayarlayacaktır. Ayrıca, arz ve küresel ısınma sorunlarının çözümlenmesine yardımcı olmasının yanı sıra diğer Akdeniz ülkeleriyle olan ilişkileri güçlendirecek ve bölgedeki yatırımları teşvik edecektir.
Amerika Birleşik Devletleri'nde doğalgaz fiyatları
ABD ölçülerinde, bir standart kübik 1 kübik (28 L) doğal gaz yaklaşık 1,028 BTU ısı (1,085 kilojul) üretir. Gerçek ısı değeri, suyun yoğuşmadığı zamanki net yanma ısısıdır ve %10 daha az olabilir.
Amerika Birleşik Devletleri'nde, perakende satışlar sıklıkla therms (th) birimindendir; 1 therm = 100.000 BTU' dur. Gaz sayaçları kullanılan gaz hacmini ölçer ve dönem boyunca kullanılan gazın enerji içeriği ile hacim çarpılarak therm'e dönüştürülür. Toptan satış işlemleri genellikle dekatherm (Dth), ya da bin dekatherm (MDth), ya da milyon dekatherm (MMDth) olarak yapılır. Bir milyon dekatherm yaklaşık bir milyar kübik feet doğal gaza eşittir. Yerel tüketicilere yapılan gaz satışları 100 standart kübik feet (scf) şeklinde ölçümlenebilir. Bir aile konutunun tipik olarak yıllık tüketimi 1000 therm veya bir RCE'dir.
Kanada'da doğalgaz fiyatları
Kanada, petrokimyasal ürünlerin iç ticareti için metrik ölçüt kullanır. Dolayısıyla, doğal gaz, gigajoule, metreküp (m3) veya bin metreküp (E3m3) olarak satılmaktadır. Dağıtım altyapısı ve sayaçlar her zaman hacmi (kübik veya metreküp) metre olarak ölçer. Saskatchewan gibi bazı yönetim bölgeleri, gazı sadece hacim ölçüsüyle satarlar. Alberta gibi diğer yönetim bölgelerinde, gaz hacim ölçüsü (Gigajoule) ile satılmaktadır. Bu bölgelerde, konut ve küçük ticari müşteriler için neredeyse tüm sayaçlar hacim (m3 veya ft3) ölçmekte ve faturalar, tüketilen hacmi hesaplamada kullanılan bir çarpan içermektedir.
Bir gigajoule (GJ) yaklaşık olarak yarım varil (250 lbs) petrol ya da 1 milyon BTU, 1000 cu ft (Feet küp) ya da 28 m3 gaza eşit bir ölçüdür. Kanada'daki gaz arzının enerji içeriği, kuyu başı ve müşteri arasındaki işleme ve gaz arzına bağlı olarak her metreküpte 37 mJ ila 43 MJ arasında değişebilir.
Dünyada doğalgaz fiyatları
Dünyanın geri kalanında, doğalgaz, gigajoule perakende ölçüleriyle satılmaktadır. LNG (sıvılaştırılmış doğal gaz) ve LPG (sıvılaştırılmış petrol gazı), spot teslimatlar olarak metrik ton veya MMBTU cinsinden işlem görmektedir. Uzun vadeli doğal gaz dağıtım sözleşmeleri metreküp cinsinden, LNG sözleşmeleri metrik ton (1.000 kg) cinsindendir. LNG ve LPG, özel nakliye gemileri ile taşınır, çünkü gaz kriyojenik sıcaklıklarda sıvılaştırılır. Her bir LNG / LPG kargosu genelde enerji içeriğini kapsar, ancak bu bilgi genel olarak halka açık değildir.
Rusya Federasyonu'nda, Gazprom 2008'de yaklaşık 250 milyar metreküp doğal gaz sattı. 2013 yılında Grup 487,4 milyar metreküplük doğal ve benzeri gaz üretti. Gazprom, 2013 yılında Avrupa'ya 161,5 milyar metreküp doğal gaz tedarik etti.
Ağustos 2015'te, muhtemelen tarihin en büyük doğal gaz keşfi bir İtalyan gaz şirketi ENI tarafından yapıldı ve ilan edildi. Enerji şirketi, Akdeniz'de 40 mil kareyi kapsayan "süper devasa" bir gaz sahası bulduğunu belirtti. Ayrıca, gaz alanının potansiyel 30 trilyon kübik feet doğal gaza sahip olabileceğini bildirdi. ENI, bunun 5,5 milyar varil petrol enerjisine eşdeğer olduğunu söyledi. Saha, Mısır'ın kuzey kıyılarındaki derin sularda bulundu ve ENI, bu sahanın Akdeniz'deki ve hatta dünyanın en büyüğü olacağını iddia etmektedir.
Doğalgaz yatırımı
Dünya Emeklilik Konseyi (WPC) tarafından yapılan araştırmalar, 2005 yılında OMERS VE Ontario emekli öğretmenleri tarafından İngiltere'de İskoçya gaz şebekesi kurmalarıyla başlayan bir akımla, büyük ABD ve Kanada emeklilik fonlarının, Asya ve MENA bölgesi SWF yatırımcılarının doğal gaz ve doğal gaz altyapısı alanlarında özellikle faal olduklarını göstermektedir.
Adsorplanmış doğalgaz (ANG)
Doğalgazın depolanmasının bir başka yolu, onu emici madde (Sorbent) olarak adlandırılan gözenekli katı maddelere adsorbe etmektir. Metan depolamasının en iyi şartı oda sıcaklığı ve atmosferik basınçtır. Kullanılan basınç, daha fazla depolama kapasitesine sahip olmak için 4 MPa (yaklaşık 40 kat atmosferik basınç) kadar olabilir. ANG (Adsorbed natural gas: Emdirilmiş doğal gaz) için kullanılan en yaygın emici madde aktif karbon (AC) dur. ANG için aktifleştirilmiş üç ana karbon türü: Aktif Karbon Fiber (ACF), Toz Aktif Karbon (PAC) ve Aktif Karbon monolittir.