Роль природного газа в фазе энергетического перехода

Быстрый рост населения мира, обусловленный развитием промышленного сектора, привел к увеличению антропогенных выбросов парниковых газов. В атмосфере была обнаружена беспрецедентная, по крайней мере, за последние 800 000 лет, концентрация углекислого газа (рисунок 1-1). Это событие, наряду с другими антропогенными факторами, рассматривается как основная причина явлений “глобального потепления”, наблюдаемых с середины 20-го века.

Глобальные антропогенные выбросы CO2

Для решения проблемы, возникшей в связи с соображениями о концентрации CO2, в апреле 2016 года было подписано первое всемирное соглашение о выбросах парниковых газов. 196 стран, на долю которых приходится 55% общих выбросов CO2, согласились на Конференции Сторон в ноябре 2015 года взять на себя обязательство ограничить глобальное потепление максимум 1.5 ° C (относится к глобальной средней температуре поверхности суши и океана, GMST), что является более сложной задачей, чем ограничение в 2 ° C, первоначально предложенное на Всемирной климатической конференции в Париже. Учитывая это обязательство, странам, подписавшим соглашение, необходимо пересмотреть свои энергетические стратегии в целях сокращения выбросов путем активного продвижения политики низкоуглеродной экономики[2].

Природный газ представляет собой смесь ископаемых газов, состоящую в основном из метана (C1). Остальное - более тяжелые углеводороды: этан (C2), пропан (C3), изобутан (iC4), н-бутан (nC4) и небольшие количества более тяжелых компонентов вплоть до C7s. Типичные значения процентной доли мольной доли метана в природном газе могут варьироваться от 87% до 97%[3].

Среди всех ископаемых первичных источников энергии природный газ обеспечивает самое высокое соотношение водорода и углерода. Эта характеристика имеет чрезвычайное значение, поскольку приводит к следующим двум основным свойствам:

Самая низкая теплотворная способность, выраженная в МДж / кг, по сравнению со всеми другими ископаемыми видами топлива. (Как описано на рисунке ниже [4])

Наименьшая масса CO2, образующаяся на массу горючего.

Более низкая теплотворная способность [МДж / кг] для различных типов углеводородов

Согласно правилам, описанным выше, природный газ играет фундаментальную роль в борьбе с изменением климата. Замена ископаемого топлива с высоким содержанием углерода, такого как уголь, природным газом может стать первым шагом к сокращению выбросов CO2.

Основными секторами, которые немедленно выиграют от замены низкоуглеродистого углеродного топлива на метан с точки зрения выбросов CO2, являются:

Производство энергии. Все теплоэлектростанции относятся к этому сектору. Они могут легко вводить метан в качестве топлива в горелку для производства пара высокого давления. Эта стратегия, принятая уже многими компаниями, сокращает выбросы CO2, экономя эксплуатационные расходы на установке улавливания углерода после сжигания.

Транспорт. На автомобильные перевозки уже влияет присутствие транспортных средств, работающих на метане. В этом случае двигатели рассчитаны на использование такого вида топлива, и это является положительным направлением для снижения содержания CO2

Очевидно, что замена “обычного” топлива метаном - это лишь временное решение, хитроумный способ “занять время”, установив переходную фазу, пока во всем мире не произойдет разработка возобновляемых источников энергии с нулевым уровнем выбросов.