Földgáz – A háztartások energiája

A VILÁG energiaszükségletének több mint a 20 százalékát a földgázkészletek fedezik. Hogyan keletkezett a földgáz? Mennyire tiszta? Mekkora készletek állnak még rendelkezésre?

Sok tudós szerint a földgáz hosszú korszakokkal ezelőtt keletkezett rothadó növényi és állati maradványok, így például planktonok bomlási termékeként. Elméletük szerint ezek a szerves anyagok hosszú időszakok alatt a föld felsőbb rétegeiben lerakódott üledék nyomásának és a föld mélyén lévő hőnek a hatására, mikrobák segítségével fosszilis tüzelőanyaggá alakultak – szénné, gázzá és kőolajjá. Idővel a földgáz nagy része porózus kőzetekbe szivárgott, gyakran hatalmas földgázmezőket hozva létre az áthatolhatatlan kőzetrétegek alatt. Néhány földgázmező több billió köbméter gázt rejt magában. Hogyan találnak rá a földgázmezőkre?

A földgáz nyomában

Távérzékelő műholdak, globális helymeghatározó rendszerek, szeizmikus mérések és számítógépek segítségével ma már könnyebb behatárolni, hogy hol van földgáz. A szeizmológia arra az elvre épül, hogy a hang visszaverődik a földben lévő kőzetrétegekből, és egy akusztikus képet ad a tudósoknak arról, hogy mi található a föld felszíne alatt. A hangokat mesterségesen gerjesztik, általában kis robbantásokkal vagy speciális teherautókra szerelt vibrátorokkal. Az így keletkezett rengéshullámok behatolnak a földkéregbe, és visszaverődnek a rezgésérzékelő műszerekbe, melyek feldolgozzák az adatokat, a tudósok pedig ezek alapján háromdimenziós számítógépes modelleket készítenek a kőzetrétegekről. A modellek elemzésével ki tudják következtetni, hogy hol lehetnek földgázlelőhelyek.

A tenger alatti földgázlelőhelyek feltérképezésekor a hanghullámokat különleges puskákkal keltik, melyek sűrített levegőt, gőzt vagy vizet lövellnek a vízbe. A nyomáshullámok áthatolnak a tengerfenéken, és visszaverődnek a hidrofonokba (vízben terjedő hanghullámok észlelésére szolgáló mikrofonok), melyeket egy hosszú kábellel húznak a felderítő hajó mögött. A kutatók ebben az esetben is számítógépes modelleket  készítenek a kapott adatokból, hogy elemezni tudják azokat.

Hogy a kitermelés költségei megtérüljenek, egy földgázmezőnek nagynak kell lennie. A geológusoknak ezért meg kell állapítaniuk, hogy mekkora a földgázmező, és mekkora benne a nyomás. A nyomást egész pontosan meg lehet határozni mérőeszközökkel, a mező nagyságát azonban már nehezebb megbecsülni. Az egyik módszer a földgázmező nagyságának a meghatározására az, hogy megmérik a nyomást, kiengednek egy bizonyos mennyiségű gázt, majd újra végeznek egy nyomásmérést. Ha a nyomás alig esett vissza, akkor nagy a földgázlelőhely, ha a visszaesés jelentős, akkor kevés földgáz van a talajban.

A földgáz feldolgozása

A földgázt kifejtés után csővezetékeken keresztül finomítókba szállítják, ahol megtisztítják a nem kívánatos kémiai elemektől, így a szén-dioxidtól, a kén-hidrogéntől, a kén-dioxidtól, valamint a vízgőztől, mely korrodálhatja a vezetékeket. A földgázt ezután nagyon alacsony hőmérsékleten desztillálják, hogy eltávolítsák belőle a nem éghető nitrogént, és kinyerjék az értékes héliumot, butánt, etánt és propánt. A végtermék tiszta metán, amely egy színtelen, szagtalan, jól éghető gáz.

Hogy a háztartásokban biztonságosan lehessen használni a földgázt, a feldolgozók kis mennyiségben szúrós szagú kéntartalmú vegyületet adnak hozzá. Ennek köszönhetően könnyen észre lehet venni és meg lehet szüntetni a gázszivárgást, még mielőtt robbanás történne. De a földgáz még a hozzáadott vegyülettel együtt is sokkal tisztább tüzelőanyag a többi fosszilis tüzelőanyaghoz, például a szénhez vagy az olajhoz képest.

A könnyebb szállíthatóság érdekében a földgázt esetenként cseppfolyósítják nagyon alacsony hőmérsékleten. A propánból és a butánból gyakran cseppfolyósított propán-bután gázt (PB-gázt) állítanak elő. A PB-gázt jól ismerik azok, akik gázpalackot használtak vagy használnak a főzéshez. PB-gázzal üzemeltetnek buszokat, traktorokat, teherautókat, és más járműveket is. A vegyiparban műanyagokat, oldószereket, szintetikus rostszálakat és más szerves termékeket állítanak elő propánból és butánból.

A készletek végesek

Mint minden más fosszilis tüzelőanyagból, a földgázból is korlátozott mennyiségű készletek állnak rendelkezésre. A becslések szerint a világ kitermelhető földgázkészleteinek körülbelül a 45 százaléka vár még feltérképezésre. Ha ez az adat pontos, és a földgázfogyasztás a jelenlegi ütemben folytatódik, akkor még nagyjából 60 évre elegendő gázunk van. Sok országban azonban növekszik az energiafelhasználás, így elképzelhető, hogy a jelenlegi becslések meglehetősen pontatlanok.

A szinte őrült tempóban folyó iparosítás, mely néhány országban tapasztalható, elhitetheti velünk, hogy a föld energiaforrásai soha nem apadnak ki. Persze ott van az atomenergia is, vagy az önmegújuló energiaforrások, mint például a nap és a szél. De vajon fedezni lehet majd velük a növekvő energiaszükségletet? És tiszták és biztonságosak környezetvédelmi szempontból? Ennek csak az idő a megmondhatója.

[Ábra/​kép a 14. oldalon]

(A teljes beszerkesztett szöveget lásd a kiadványban.)

Kifejtés után a földgázt csővezetékeken keresztül finomítókba szállítják, ahol feldolgozzák háztartási és üzemi használatra

[Ábra]

Fúrótorony

Finomító

Gázszolgáltató cég

[Kép a 13. oldalon]

Speciális eszközökkel hanghullámokat keltenek, melyek visszaverődnek a rezgésérzékelő műszerekbe

[Kép a 13. oldalon]

A geológusok a hanghullámok rezgései alapján háromdimenziós modelleket elemeznek

[Képek forrásának jelzése a 13. oldalon]

Fent: © Lloyd Sutton/​Alamy; lent: © Chris Pearsall/​Alamy