Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Khí thiên nhiên”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Không có tóm lược sửa đổi |
Không có tóm lược sửa đổi |
||
Dòng 11:
Khí thiên nhiên được sử dụng làm [[nguyên vật liệu|nguyên liệu]] đầu vào cho ngành [[hóa dầu]] để tạo ra các chất hóa dầu. Các chất hóa dầu này được sử dụng làm sản phẩm cơ sở cho việc sản xuất [[phân đạm]], [[bột giặt]], [[dược phẩm]], [[chất dẻo]] và nhiều loại hàng hóa khác.Khí tự nhiên có thể được sử dụng để tạo ra khí [[hydro]], với một phương pháp phổ biến là hydro reformer. Khí hydro có nhiều ứng dụng: nó là nguyên liệu chính cho ngành công nghiệp hóa chất, tác nhân hydro hóa, một mặt hàng quan trọng cho các nhà máy lọc dầu và nguồn nhiên liệu trong các phương tiện sử dụng bằng khí hydro.
Ngân hàng Thế giới ước tính rằng hơn 150 km3 khí đốt tự nhiên được đốt hoặc thông hơi hàng năm.<ref>{{cite web|url=http://go.worldbank.org/ESORQZPSJ0 |title=World Bank, GGFR Partners Unlock Value of Wasted Gas |publisher=World Bank Group |date=14 December 2009 |accessdate=17 March 2010}}</ref> Trước khi khí thiên nhiên có thể được sử dụng như một loại nhiên liệu, hầu hết, nhưng không phải tất cả, khí thiên nhiên phải được xử lý để loại bỏ các tạp chất, kể cả nước, để đáp ứng các thông số kỹ thuật. Các sản phẩm phụ của quá trình này bao gồm: ethane, propane, butanes, pentanes và các hydrocarbon có trọng lượng phân tử cao hơn, hydrogen sulfide (có thể được chuyển thành lưu huỳnh tinh khiết), carbon dioxide, hơi nước và đôi khi heli và nitơ.
Thức ăn giàu đạm và thức ăn cho cá được sản xuất bằng cách cho thêm khí thiên nhiên vào vi khuẩn [[Methylococcus capsulatus]] trên quy mô thương mại.
Dòng 33:
Khí tự nhiên còn dư là một vấn đề xử lý trong các mỏ dầu đang hoạt động. Nếu không được tiêu thụ gần đầu giếng thì nó cực kỳ tốn kém. Thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, khí dư thường được đốt cháy tại các mỏ dầu. Ngày nay, khí dư (hoặc khí bị tồn đọng trong thị trường) liên quan đến việc khai thác dầu thường được trả lại hồ chứa với các giếng phun trong khi chờ thị trường trong tương lai có thể hoặc kìm nén sự hình thành, có thể tăng cường tỷ lệ khai thác từ các giếng khác. Ở những khu vực có nhu cầu khí tự nhiên cao (như Mỹ), đường ống được xây dựng khi có khả năng kinh tế để vận chuyển khí từ giếng khoan đến một người tiêu dùng.
Ngoài việc vận chuyển khí qua đường ống để sử dụng trong việc phát điện, các mục đích sử dụng khác cho khí thiên nhiên bao gồm xuất khẩu khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) hoặc chuyển khí thiên nhiên thành các sản phẩm lỏng khác thông qua công nghệ khí hóa lỏng (GTL). Công nghệ GTL có thể chuyển đổi khí thiên nhiên thành các sản phẩm chất lỏng như xăng, dầu diesel hoặc nhiên liệu máy bay phản lực. Một loạt các công nghệ GTL đã được phát triển, bao gồm Fischer – Tropsch (F – T), methanol để xăng (MTG) và syngas cho xăng cộng (STG +). F-T sản xuất một loại dầu thô tổng hợp có thể được tinh chế thêm thành các sản phẩm hoàn chỉnh, trong khi MTG có thể sản xuất xăng tổng hợp từ khí thiên nhiên. STG + có thể sản xuất xăng, dầu diesel, nhiên liệu máy bay phản lực và hóa chất thơm trực tiếp từ khí thiên nhiên thông qua một quá trình đơn.<ref name="STG+">{{cite web |url=http://www.primusge.com/press-room/white-papers/ |title=Introduction to STG+ Technology |website=Primus Green Energy |date=February 2013 |access-date=5 March 2013}}</ref> Trong năm 2011, nhà máy F – T của Royal Dutch Shell (140.000 thùng) mỗi ngày đã đi vào hoạt động tại Qatar.<ref>{{cite web |url=http://www.shell.com/media/news-and-media-releases/2011/first-cargo-pearl.html |title=First cargo of Pearl GTL products ship from Qatar |website=Shell Global |date=13 June 2011 |access-date=19 November 2017 |df=dmy-all}}</ref>
Khí thiên nhiên có thể được “liên kết” (được tìm thấy trong các mỏ dầu), hoặc "không liên quan" (được phân lập trong các mỏ khí tự nhiên), và cũng được tìm thấy trong các mỏ than (như mêtan than).<ref>{{cite web |title=Extraction |url=http://www.naturalgas.org/naturalgas/extraction.asp |publisher=NaturalGas.org |archive-url=https://web.archive.org/web/20130708145258/http://www.naturalgas.org/naturalgas/extraction.asp |archive-date=8 July 2013}}</ref> Đôi khi nó chứa một lượng đáng kể etan, propan, butan và pentane - các hydrocacbon nặng được loại bỏ để sử dụng trong thương mại trước khi mêtan được bán dưới dạng nhiên liệu tiêu dùng hoặc nguyên liệu thực vật hóa học không chứa hydrocacbon như carbon dioxide, nitơ, helium (hiếm khi) và hydrogen sulfide cũng phải được loại bỏ trước khi khí thiên nhiên có thể được vận chuyển.<ref>{{cite web |url=http://www.naturalgas.org/overview/background.asp |title=Natural gas overview |publisher=Naturalgas.org |date= |accessdate=6 February 2011 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110101063224/http://naturalgas.org/overview/background.asp |archivedate=1 January 2011 |df=dmy-all }}</ref>
Khí thiên nhiên được chiết xuất từ giếng dầu được gọi là khí vỏ bọc (đã hoặc không thực sự tạo ra các lò xo và thông qua một đầu ra của vỏ bọc) hoặc khí liên quan. Ngành công nghiệp khí thiên nhiên đang khai thác một lượng khí ngày càng tăng từ các loại tài nguyên: khí chua, khí chặt, khí đá phiến và khí mê-tan.
Có một số bất đồng ở các quốc gia có trữ lượng khí lớn nhất. Các nguồn tin cho rằng Nga có trữ lượng lớn nhất đã được chứng minh thông qua CIA Hoa Kỳ (47 600 km³),<ref>{{cite encyclopedia |url=https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/rankorder/2253rank.html |title=Natural Gas – Proved Reserves |encyclopedia=The World Factbook |publisher=Central Intelligence Agency |access-date=1 December 2013}}</ref> Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (47 800 km³),<ref>US Energy Information Administration, International statistics, accessed 1 Dec. 2013.</ref> và OPEC (48 700 km³).<ref>{{cite web |publisher=OPEC |url=http://www.opec.org/library/Annual%20Statistical%20Bulletin/interactive/current/FileZ/XL/T32.HTM |title=Table 3.2 — World Proven Natural Gas Reserves by Country |access-date=1 Dec 2013}}</ref> Tuy nhiên, BP ghi nhận Nga chỉ với 32 900 km³,<ref>{{cite web |website=BP |url=http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/statistical-review/statistical_review_of_world_energy_2013.pdf |title=BP Statistical Review of World Energy June 2013 |archive-url=https://web.archive.org/web/20131204120328/http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/statistical-review/statistical_review_of_world_energy_2013.pdf |archive-date=4 December 2013}}</ref> nó ở vị trí thứ hai, sau Iran (33 100 đến 33 800 km³, tùy thuộc vào nguồn gốc). Với Gazprom, Nga thường là nhà khai thác khí tự nhiên lớn nhất thế giới. Các nguồn tài nguyên chính đã được chứng minh (tính bằng km khối) là trên thế giới 187 300 (2013), Iran 33 600 (2013), Nga 32 900 (2013), Qatar 25 100 (2013), Turkmenistan 17 500 (2013) và Hoa Kỳ 8500 (2013).
Người ta ước tính có khoảng 900 000 km³ khí "mới" như khí đá phiến, trong đó có 180 000 km³ <ref>{{cite web |url=https://www.newscientist.com/article/mg20627641.100-wonderfuel-welcome-to-the-age-of-unconventional-gas.html?full=true |title=Wonderfuel: Welcome to the age of unconventional gas |author=Helen Knight |website=[[New Scientist]] |date=12 June 2010 |pages=44–47 |url-access=subscription}}</ref> có thể phục hồi được. Đổi lại, nhiều nghiên cứu từ MIT, Black & Veatch và DOE dự đoán rằng khí tự nhiên sẽ chiếm một phần lớn hơn của phát điện và nhiệt trong tương lai. <ref>{{cite web |author=Michael Kanellos |website=Greentech Media |url=http://www.greentechmedia.com/articles/read/with-natural-gas-will-we-swap-oil-imports-for-gas-imports/ |title=In Natural Gas, U.S. Will Move From Abundance to Imports |date=9 June 2011}}</ref>
Lĩnh vực khí đốt lớn nhất thế giới là khu vực South Pars / North Dome Gas-Condensate ngoài khơi, được chia sẻ giữa Iran và Qatar. Ước tính có 51.000 km khối khí tự nhiên và 50 tỷ thùng (7,9 tỷ mét khối) khí ngưng tụ tự nhiên.
Hàng 46 ⟶ 48:
=== Khí đá phiến ===
Khí đá phiến là khí thiên nhiên được sản xuất từ đá phiến sét. Bởi vì đá phiến có độ thấm ma trận quá thấp, không cho phép khí chảy với số lượng kinh tế, các giếng khí đá phiến phụ thuộc vào các khe nứt để cho phép khí chảy. Các giếng khí đá phiến sớm phụ thuộc vào các đứt gãy tự nhiên thông qua đó dòng khí chảy ra; gần như tất cả các giếng khí đá phiến ngày nay yêu cầu “gãy xương nhân tạo” được tạo ra bằng cách bẻ gãy thủy lực. Từ năm 2000, khí đá phiến đã trở thành nguồn khí thiên nhiên chính ở Hoa Kỳ và Canada.<ref>{{cite web |first=Jad |last=Mouawad |url=https://www.nytimes.com/2009/06/18/business/energy-environment/18gas.html |title=Estimate places natural gas reserves 35% higher |website=New York Times |date=17 June 2009 |access-date=25 October 2009}}</ref> Do sản lượng khí đá phiến tăng cao, Hoa Kỳ hiện là nhà sản xuất khí tự nhiên số một trên thế giới.<ref>{{cite web |title=U.S. Now World's Leading Natural Gas Producer |website=Desert Sun |url=http://www.desertsun.com/story/money/industries/morrisbeschlosseconomics/2014/09/02/u-s-now-worlds-leading-natural-gas-producer/14976767/ |author=Morris Beschloss |date=2 September 2014 |accessdate=4 November 2014}}</ref> Sau thành công tại Hoa Kỳ, thăm dò khí đá phiến đang bắt đầu ở các nước như Ba Lan, Trung Quốc và Nam Phi.<ref>{{cite web |website=Financial Times |title=Poland Seeks to Boost Shale Gas Industry |year=2012 |url=http://www.ft.com/intl/cms/s/0/76c6ec14-17ad-11e2-9530-00144feabdc0.html#axzz29foGuSzc |accessdate=2012-10-18 |url-access=subscription}}</ref><ref>{{cite web |author=Catherine T. Yang |website=National Geographic |title=China Drills Into Shale Gas, Targeting Huge Reserves Amid Challenges |date=9 August 2012 |url=http://news.nationalgeographic.com/news/energy/2012/08/120808-china-shale-gas/ |accessdate=2012-10-18}}</ref><ref>{{cite web |website=Bloomberg |author1=Franz Wild |author2=Andres R. Martinez |title=South Africa Allows Exploration of Shale Gas Resources |date=7 September 2012 |url=https://www.bloomberg.com/news/2012-09-07/south-africa-allows-exploration-of-shale-gas-resources.html |accessdate=2012-10-18 |url-access=subscription}}</ref>
=== Khí đốt nhà máy ( khí đốt )===
Hàng 57 ⟶ 59:
Khí bãi rác không thể được phân phối thông qua đường ống dẫn khí thiên nhiên trừ khi nó được làm sạch tới dưới 3% CO2, và một vài phần triệu H2S, vì CO2 và H2S ăn mòn các đường ống. Sự hiện diện của CO2 sẽ làm giảm mức năng lượng của khí yêu cầu đối với đường ống. Siloxanes trong khí sẽ hình thành trong việc đốt khí và cần phải được loại bỏ trước khi đi vào bất kỳ hệ thống phân phối hoặc truyền tải khí nào. Do đó, để tiết kiệm khí đốt tại chỗ hoặc trong khoảng cách ngắn của bãi rác ta có thể sử dụng một đường ống chuyên dụng. Hơi nước thường được loại bỏ, ngay cả khi khí được đốt cháy tại chỗ. Nếu nhiệt độ thấp ngưng tụ nước ra khỏi khí, siloxan có thể được hạ xuống cũng bởi vì chúng có xu hướng ngưng tụ với hơi nước. Các thành phần phi mêtan khác cũng có thể được loại bỏ để đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải, để ngăn chặn sự bẩn thỉu của thiết bị hoặc để xem xét môi trường. Đồng đốt khí bãi rác với khí tự nhiên cải thiện quá trình đốt cháy, làm giảm lượng khí thải.
Khí sinh học, và đặc biệt là khí bãi rác, đã được sử dụng ở một số khu vực, nhưng việc sử dụng chúng có thể được mở rộng đáng kể. Các hệ thống thử nghiệm đã được đề xuất sử dụng ở các vùng của Hertfordshire (Anh) và Lyon ở Pháp. Khí được tạo ra trong các nhà máy xử lý nước thải thường được sử dụng để tạo ra điện. Ví dụ, nhà máy xử lý nước thải Hyperion ở Los Angeles đốt cháy 8 triệu feet khối (230.000 mét khối) khí mỗi ngày để tạo ra điện cho Thành phố New York sử dụng khí để chạy thiết bị trong các nhà máy xử lý nước thải, để sản xuất điện và trong lò hơi. Sử dụng khí thải để sản xuất điện không chỉ giới hạn ở các thành phố lớn, thành phố Bakersfield, California, sử dụng đồng phát tại các nhà máy thoát nước của nó. California có 242 nhà máy xử lý nước thải, 74 trong số đó đã lắp đặt các thiết bị kỵ khí. Tổng công suất sinh học từ 74 nhà máy là khoảng 66 MW.<ref>{{cite web |author1=Orta, Jason |author2=Zhiqin Zhang |author3=et al |url=http://www.energy.ca.gov/2010publications/CEC-500-2010-007/CEC-500-2010-007.PDF |date=2010 |title=2009 Progress to Plan – Bioenergy Action Plan for California |publisher=California Energy Commission |docket=CEC‐500‐2010‐007}}</ref>
=== Khí tự nhiên tinh thể - hydrat ===
Một lượng lớn khí tự nhiên (chủ yếu là mêtan) tồn tại ở dạng hydrat dưới trầm tích trên các thềm lục địa ngoài khơi và trên đất ở các vùng bắc cực trải qua băng vĩnh cửu, chẳng hạn như ở Siberia. Hydrat đòi hỏi một sự kết hợp của áp suất cao và nhiệt độ thấp để hình thành.
Trong năm 2010, chi phí chiết xuất khí thiên nhiên từ khí tự nhiên kết tinh được ước tính bằng gấp đôi chi phí chiết xuất khí thiên nhiên từ các nguồn thông thường, và thậm chí cao hơn từ các mỏ ngoại lai.
Trong năm 2013, Tổng công ty Dầu khí Quốc gia Nhật Bản (JOGMEC) đã thông báo rằng họ đã thu hồi lượng khí thiên nhiên có liên quan đến mặt thương mại từ mêtan hydrat.<ref>{{cite web |work=The New York Times |url=https://www.nytimes.com/2013/03/13/business/global/japan-says-it-is-first-to-tap-methane-hydrate-deposit.html |title=An Energy Coup for Japan: 'Flammable Ice' |first=Hiroko |last=Tabuchi |date=12 March 2013}}</ref>
== Sự hình thành khí thiên nhiên ==
Hàng 114 ⟶ 117:
Khí thiên nhiên chủ yếu bao gồm mêtan. Sau khi thải ra bầu khí quyển, nó được loại bỏ bằng cách oxy hóa dần dần thành cacbon dioxit và nước bằng các gốc hydroxyl (OH−)) được hình thành ở tầng đối lưu hoặc tầng bình lưu, cho phản ứng hóa học tổng thể:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O. <ref name="Manahan">{{cite book |title=Environmental Chemistry |edition=9th |publisher=CRC press |year=2010 |ISBN=978-1-4200-5920-5 |author=Stanley Manahan}}</ref><ref name="NASA GISS">{{cite web |title=Methane: A Scientific Journey from Obscurity to Climate Super-Stardom |author=Gavin Schmidt |url=http://www.giss.nasa.gov/research/features/200409_methane/ |date=September 2004 |website=National Aeronautics and Space Administration. Goddard Institute for Space Studies |accessdate=11 June 2013}}</ref>
Trong khi tuổi thọ của mêtan trong khí quyển tương đối ngắn khi so sánh với carbon dioxide, với chu kỳ bán rã khoảng 7 năm, nó có hiệu quả hơn trong việc giữ nhiệt trong khí quyển. Khí tự nhiên là một khí nhà kính mạnh hơn carbon dioxide do tiềm năng nóng lên toàn cầu của mêtan lớn hơn. Ước tính năm 2009 của EPA đặt khí thải mêtan toàn cầu ở mức 85 km khối (3,0 nghìn tỷ feet khối) mỗi năm <ref name="Ny times">{{cite news |title=Curbing Emissions by Sealing Gas Leaks |url=https://www.nytimes.com/2009/10/15/business/energy-environment/15degrees.html?_r=3&hpw& |publisher=The NY Times |date=14 October 2009 |accessdate=11 June 2013}}</ref> hoặc 3% sản lượng toàn cầu, 3,0 nghìn tỷ mét khối hoặc 105 nghìn tỷ feet khối (năm 2009).<ref>{{cite web |url=http://www.wolframalpha.com/input/?i=world+natural+gas+production |website=Wolfram Alpha |title=World Natural Gas Production |accessdate=2011-02-06}}</ref> Phát thải khí mêtan trực tiếp chiếm 14,3% tổng lượng phát thải khí nhà kính nhân tạo toàn cầu vào năm 2004.
Trong quá trình khai thác, lưu trữ, vận chuyển và phân phối, khí tự nhiên được biết là rò rỉ vào khí quyển, đặc biệt là trong quá trình khai thác. Một nghiên cứu của Đại học Cornell năm 2011 đã chứng minh rằng tỷ lệ rò rỉ khí mê-tan có thể đủ cao để gây nguy hiểm cho lợi thế nóng lên toàn cầu của nó đối với than đá. Nghiên cứu này đã bị chỉ trích sau này vì đã ước lượng quá mức lượng khí meetan bị rò rỉ. Kết quả sơ bộ của một số mẫu không khí từ máy bay do Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia thực hiện cho thấy các phát thải mêtan cao hơn ước tính bởi các giếng khí ở một số khu vực.
Hàng 122 ⟶ 125:
=== Khí thải carbon dioxit ===
Khí tự nhiên thường được mô tả là nhiên liệu hóa thạch sạch nhất. Nó tạo ra 25% –30% và ít hơn 40% –45% carbon dioxide trên mỗi joule được phân phối so với dầu và than tương ứng và có khả năng gây ô nhiễm ít hơn các nhiên liệu hydrocacbon khác.<ref name=NGandE/><ref name=NGinASIA>{{cite web |url=http://www.nbr.org/downloads/pdfs/eta/PES_2011_Herberg.pdf |title=Natural Gas in Asia: History and Prospects |author=Mikkal Herberg |others=(written for 2011 Pacific Energy Summit) |website=The National Bureau of Asian Research}}</ref> Tuy nhiên, về mặt tuyệt đối, nó bao gồm một tỷ lệ phần trăm đáng kể lượng khí thải carbon của con người thải ra, và sự phát thải này được dự báo sẽ tăng lên.
Theo Báo cáo đánh giá lần thứ tư của IPCC, năm 2004, khí tự nhiên tạo ra khoảng 5,3 tỷ tấn CO2 thải ra trong vòng một năm, trong khi than và dầu sản xuất lần lượt là 10,6 và 10,2 tỷ tấn. Theo Báo cáo đặc biệt về kịch bản phát thải (Special Report on Emissions Scenario) vào năm 2030, khí thiên nhiên sẽ là 11 tỷ tấn mỗi năm, với than và dầu hiện nay là 8,4 và 17,2 tỷ tương ứng do nhu cầu tăng 1,9% một năm.
| |||