Gaz ziemny

Gaz ziemny jest najbardziej rozpowszechnionym gazowym paliwem kopalnym. Jest wygodny w użyciu, łatwy w przesyle i nieźle się spala. Nic dziwnego, że jest wykorzystywany nie tylko do ogrzewania, napędzania samochodów, ale także do syntezy chemicznej czy ogrzewania urządzeń przemysłowych (pieców do wypału ceramiki, kotłów grzewczych, itd.).

Niniejszy artykuł stanowi zaktualizowaną wersję wpisu z 21.05.2008 r.

Podstawowym składnikiem gazu ziemnego jest metan, najprostszy węglowodór (CH4). Dokładna jego zawartość jest zmienna i mocno zależy od złoża, z którego prowadzone jest wydobycie. Przykładowo, w Polsce mamy do czynienia z tzw. gazem ziemnym wysokometanowym i gazem ziemnym zaazotowanym. O nich będzie więcej nieco niżej, w głębi artykułu.

W jego skład wchodzą również cięższe węglowodory: etan (C2H6), propan (C3H8) i butan (C4H10), azot, dwutlenek węgla, a także różne związki siarki, na przykład H2S. Gaz ziemny jest surowcem pochodzenia organicznego. Jego złoża występują samodzielnie lub towarzyszą pokładom węgla kamiennego czy ropy naftowej. Powstaje on w sytuacji, gdy warstwy biomasy pochodzenia roślinnego i zwierzęcego poddawane są oddziaływaniu wysokich temperatur i ciśnień w głębi ziemi. Mimo to, uważany jest za paliwo kopalne, bowiem w skali ludzkiej działalności nie następuje odnowienie jego zasobów.

Gaz ziemny jest paliwem bardzo wygodnym w użyciu, jednak przy transporcie i przechowywaniu sprawia większą trudność, niż np. w przypadku węgla czy ropy naftowej. Przesyła się go głównie gazociągami (tłoczony jest za pomocą dużych sprężarek, napędzanych zresztą w znacznej części turbinami gazowymi opalanymi tym samym gazem ziemnym). Można również przewozić go tankowcami w skroplonej postaci (LNG). Gaz ziemny wydobywany razem z ropą naftową czasami jest po prostu spalany w miejscu wydobycia, bo nie opłaca się jego sprzedaż. W niektórych krajach jest to zakazane, z racji produkowania gazów cieplarnianych, w związku z tym gaz jest niekiedy wtłaczany z powrotem do złoża celem późniejszego wykorzystania.

Gaz ziemny jest przechowywany w sprężonej postaci (CNG) w podziemnych zbiornikach, budowanych w starych solnych wyrobiskach lub w postaci skroplonej (LNG), w zbiornikach kriotonicznych.

Gaz ziemny zastąpił w budownictwie, przemyśle i energetyce gaz miejski, który wytwarzany był z węgla kamiennego w miejskich gazowniach.

Gazociąg, którym będzie przesyłany gaz ziemny, w czasie budowy w USA.

Gazociąg do transportu gazu ziemnego w czasie budowy w USA. Budowa sieci przesyłowej i dystrybucyjnej gazu ziemnego jest poważnym wyzwaniem. Foto: WabbyTwaxx, Flickr.

Rodzaje gazu ziemnego na polskim rynku

Na polskim rynku gazowym mamy 3 rodzaje gazu ziemnego, różniące się od siebie znacząco składem, a co za tym idzie — także parametrami.

Podstawowym i najlepszym jest gaz ziemny wysokometanowy typu E, w dawniejszej nomenklaturze określany mianem GZ-50. Zgodnie z taryfami PGNiG jego ciepło spalania nie może być mniejsze, niż 38 MJ/m³. Zawiera on ok. 98% metanu, oraz łącznie ok. 1% etanu, propanu i butanu.

Gorsze parametry ma gaz ziemny zaazotowany typu Lw (dawniej GZ-41,5). Posiada on ciepło spalania (wg taryfy) nie niższe, niż 32,8 MJ/m³. Zawiera on ok. 20% azotu, przez co ma mniejszą wartość opałową i mniejszą zawartość metanu. Mamy także gaz ziemny zaazotowany typu Ls (dawniej GZ-35), zawierający ok. 27% azotu, o cieple spalania (wg taryfy) nie niższym niż 28,8 MJ/m³. Niższa kaloryczność zaazotowanych rodzajów gazu ziemnego sprawia, że są one wykorzystywane raczej w przemyśle. A ponieważ przesył jego na duże odległości jest mniej opłacalny (bo przesyłamy 20-27% niepalnego balastu), wykorzystywany jest raczej bezpośrednio w pobliżu źródła.

Gaz ziemny a ogrzewanie i gotowanie

Ze względu na dość rozbudowaną sieć dystrybucji gazu ziemnego w Polsce, jest on powszechnie wykorzystywany w domach do ogrzewania, przygotowywania ciepłej wody użytkowej, oraz przygotowywania posiłków.

Domowe kotłownie centralnego ogrzewania często wyposażone są właśnie w kotły gazowe. Nowoczesne kotły na gaz ziemny (tzw. kotły kondensacyjne) są w stanie skroplić parę wodną występującą w spalinach. Dzięki temu ich sprawność przekracza 100%. W dodatku palniki gazowe posiadają duży zakres modulacji (pracy przy mniejszej lub większej mocy), a więc kocioł może pracować z niepełną mocą w sposób ciągły, a nie przerywany.

Nawet w miastach, w blokach zaopatrywanych w ciepło do celów grzewczych z sieci ciepłowniczych trafiają się jeszcze tzw. piecyki kąpielowe, czyli przepływowe gazowe podgrzewacze wody. Mieszkania zaś bardzo często wyposażane są w kuchenki gazowe właśnie na gaz ziemny.

Pojazdy na gaz ziemny

Gaz ziemny może być wykorzystywany w motoryzacji, głównie jako paliwo zastępujące benzynę w silnikach z zapłonem iskrowym. W zdecydowanej większości przypadków stosuje się w nich instalacje na sprężony gaz ziemny.

Paliwo to spala się w sposób bardziej czysty, niż benzyna, ale jednocześnie objętość zbiornika paliwa musi być większa. Z tego względu pojazdów na CNG jest niewiele.

Nie wspominam już nawet o tym, że stacji do tankowania CNG w Polsce prawie nie ma…

Teoretycznie gaz ziemny mógłby być także wykorzystywany do pojazdów z ogniwami paliwowymi.

Wykorzystanie gazu ziemnego w energetyce i przemyśle

W Polsce gaz ziemny bardzo rzadko jest wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej. Szkoda, bo nowoczesne układy elektrowni gazowo-parowych (tzw. combined cycle — najpierw mamy klasyczny układ z turbiną gazową, a później odpadowe ciepło zza turbiny odparowuje wodę w kotle, a para trafia do turbiny parowej) mają najwyższą sprawność ze wszystkich komercyjnie opracowanych.

Za to sporo gazu zużywamy w przemyśle, m.in. do produkcji nawozów sztucznych, ale także do wytwarzania ciepła w małych kotłach gazowych. No i do wytwarzania ciepła w liniach technologicznych do produkcji szkła (piece do wytopu), ceramiki (piece do wypału) czy papieru.

Biorąc pod uwagę oddziaływanie na środowisko, gaz ziemny jest paliwem czystszym niż ropa naftowa czy węgiel. Przy spalaniu powstaje znacznie mniej gazów cieplarnianych — o ok. 45% mniej niż przy spalaniu węgla kamiennego. Sam metan zawarty w gazie ziemnym jest jednak dość agresywnym gazem cieplarnianym (o potencjale tworzenia efektu cieplarnianego ponad 20 razy wyższym, niż dla CO2).

Komentarzy do wpisu “Gaz ziemny”: 9.

  1. yarross says:

    Warto by jeszcze wspomnieć o względnie świeżej metodzie przechowywania metanu – ANG (Absorbed Natural Gas), w której metan pod umiarkowanym ciśnieniem do ok. 4MPa jest pochłaniany w wypełniaczach butli (np. węglowych). Metoda pozwalająca na podobne osiągi jak CNG, ale przy znacznie niższych i bezpieczniejszych ciśnieniach (bezpieczeństwo porównywalne z przechowywaniem wodoru w wodorkach, np. pzredziurawienie zbiornika powoduje względnie stały spokojny wypływ, nie rozwałkę) oraz ze znacznie bardziej płaską charakterystyką ciśnienia od napełnienia.

  2. Anna says:

    Gaz ziemny jest spoko i należy go szukać w Polsce jak robi Jan Kulczyk !!!

  3. Pingback: Imitacja kominka? Po co to komu » Ogrzewanie kominkowe

  4. Piotr B says:

    ciekawe czy sytuacja z gazem w naszym regionie zmieni się w obliczu aktualnej sytuacji z Rosją i Ukrainą

  5. Ja bym powiedział, jaka szkoda, że ileś lat temu nikt nie miał na tyle dużej determinacji, aby uniezależnić się od dostaw gazu od wschodniego sąsiada – tyle było gadania. Niestety, teraz brak dewersyfikacji dostawców gazu w obliczu trudnej sytuacji Rosji z Ukrainą nie będzie nam służył, a może sprawić wiele kłopotów.

  6. Darek says:

    Nie jest tak źle jak było jeszcze kilka lat temu. Przy obecnym wydobyciu, stanie magazynów oraz możliwości realnego importu z kierunku zachodniego możemy spokojnie przetrzymać pół roku bez dostaw z Rosji. Problem byłby dopiero po tym, jakby Rosja odcięła dostawy do Niemiec, wtedy zostaje jedynie nasz gaz i magazyny. Ale gazoport jest budowany i chociaż ma opóźnienia, to w przyszlym roku powinni go skończyć. Nawiasem mówiąc jakiś kretyn wpadł na pomysł budowy w nim instalacji do SAKRAPLANIA gazu – to na kilometr capi korupcją! Istnieją zaawansowane plany budowy gazociągu przecinającego Europę północ-południe: Świnoujście-Krk. Już ruszyły prace nad budową połączenia ze Słowacją o przepustowości 2 mld m3 rocznie. Turcja wyraziła chęć podłączenia się do niego, co byłoby znacznie ważniejsze niż łacze z Norwegią. Po prostu byłaby wtedy możliwośc importu z Kaukazu lub Iranu, a mało mkto wie, że to wlaśnie on ma największe potwierdzone rezerwy gazu.

    Jest też inna sprawa, używanie gazu staje się coraz mniej opłacalne. Już obecnie przy małym zużyciu oplaty stałe tak bardzo wpływają na koszt, że zamiast gotować na gazie lepiej używać kuchenki indukcyjnej. Ciągle opłaca się używac gazu do ogrzewania wody, ale wraz z rozwojem instalacji z kolektorami długo to się nie utrzyma. Na razie nie ma wygodnej i taniej alternatywy dla ogrzewania gazem. Tzn tańszych alternatyw jest sporo, ale nie ma w nich takiej wygody.

  7. investor says:

    A co polityka będzie robić jak już się skończą te magazyny kopalne?
    Gazu, ropy czy węgla? Zamiast od razu inwestować w energie odnawialne, to
    Wolimy być Putinami dla naszych wnuków? Zjeść wszystko co jest i nic nie zostawić, nawet odkręcanie, odkręconego kurka nic nie pomoże.
    Wnuki będą marzyć o dźwięku silnika spalinowego i wprowadzą ten termin „paliwo kopalne” do książek historycznych w podstawówce, 🙁 na hehe już chyba za późno.

  8. Darek says:

    Masz troche racji, ale tylko trochę. To nie jest kwestia dużej polityki ale naszych wyborow życiowych. 8 lat temu na forum Peak Oil zaproponowałem energetyczną wersję zakładu Pascala, co w skrocie oznacza, iż każdy kto inwestuje w oszczędzanie energii nie może przegrać. Od tego czasu często słyszałem, że to bzdura, że mamy czas, że kopaliny są po to by używać itd. Ale ja gdy 7 lat temu kupilem stary dom do remontu robilem swoje. Dzisiaj jestem o krok od OPŁACALNEJ energetycznej niezależności. Wodę ogrzewam kolektorem lub wężownicą w kominku. Dom drewnem kominkowym jakie za grosze sprzedają w okolicy + prąd. Po ociepleniu kosztuje mnie to poniżej 1 tys zł rocznie, ale to nie koniec. Od września ub. roku instaluję PV, na razie mam zgrane 600W + prawie 200W „luzem”. Efekt jest taki, że cały ub. tygodzień nie tylko ogrzewałem pół domu fotowoltaiką, ale także gotowałem obiady 🙂 I to wszystko na ten temat – jak ktoś chce być zależny od humorów Putina jego sprawa. My możemy robić swoje zupełnie spokojnie, bo w/g energetycznego zakładu Pascala po prostu nie możemy stracić 😀

  9. Pingback: Jak się uniezależnić od ropy i gazu z Rosji?

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *