Данной публикацией мы начинаем цикл статей, посвященных горючим газам, используемым в качестве топлива, а также как технологическое сырье. В первой статье расскажем: откуда берется природный газ, как добывается, где находятся его мировые запасы и об истории появления горючих газов.
Газообразное топливо применяется в энергетике и промышленности, в коммунальных котельных и в быту, в качестве моторного топлива. Все больше автомобилей используют газ вместо бензина и дизеля. Привычными стали городские автобусы на компримированном метане. Сжиженный природный газ набирает популярность в качестве судового топлива для кораблей. Его используют контейнеровозы и круизные лайнеры, танкеры и паромы.
Еще в 80-е годы прошлого века в СССР разрабатывался самолет ТУ-155 с двигателем на криогенном топливе: применялся водород и все тот же сжиженный природный газ. В настоящее время криопланами занимаются в России и на Западе, где разработку производит концерн Airbus. Перспективы применения газового топлива велики, в ближайшие несколько десятилетий оно будет занимать важное место в мировом топливно-энергетическом балансе.
Из горючих газов, применяемых человечеством, в настоящее время самым популярным и востребованным является природный газ. Общий объем мировой добычи голубого топлива в 2021 году составил более 3,9 трлн м³. Из них 762 млрд м³ получено в России. Это второй показатель, здесь наша страна уступает только США. В то же время, по данным ОПЕК, по доказанным запасам Россия занимает первое место в мире. В наших месторождениях около 50 трлн м³ природного газа. На втором месте — Иран, где запасы оцениваются в 34 трлн м³. Третий — Катар, 24 трлн м³. А все доказанные запасы природного газа в традиционных месторождениях, согласно ОПЕК, составляют около 200 трлн м³.
О горящих недрах
Первые сведения о горючих газах встречаются в рукописях древних историков. Геродот писал о «вечных огнях» на горе Химера, расположенной на территории современной Турции. О ней сказано в «Илиаде» Гомера как о месте проживания ужасного чудовища. О горящих факелах, выходящих из земли, было известно в Азербайджане, Иране, Индии, что привело к появлению в этих регионах огнепоклонства.
До сих пор сохранились памятники древности в местах «вечных огней». Один из них — храм огнепоклонников в Сураханах на Апшеронском полуострове в 30 км от столицы Азербайджана Баку. Он построен в XVII–XVIII вв. на месте горящих выходов природного газа. Храм носит название Атешгях, что может быть переведено как «Дом огня». Кстати, по заявлению президента Азербайджана Ильхама Алиева, подтвержденные запасы природного газа в этой стране оцениваются в 2,6 трлн м³. ОПЕК дает цифру в 2 раза меньше — 1,2 трлн м³.
На территории России еще в 50-е годы на волжских островах в районе Саратова горели природные «вечные огни». В настоящее время в мире самым известным горящим факелом природного газа является кратер Дарваза, находящийся в Туркменистане. Еще во времена СССР, в 1971 году, геологи при бурении разведочной скважины попали в подземную пустоту. В нее провалились верхние слои грунта вместе с буровой вышкой. Газ подожгли надеясь, что пожар быстро потухнет, но ошиблись. С 1971 года по настоящее время газ горит непрерывно. Диаметр кратера — 60 м, глубина доходит до 20 м. Запасы природного газа в Туркменистане — 19,5 трлн м³. Это четвертый показатель в мире. Среди туркменских месторождений — одно из крупнейших в мире, Галкыныш. Его объем составляет 2,8 трлн м³.
Откуда берется природный газ
В настоящее время из нескольких гипотез большинство ученых придерживается версии происхождения нефти и газа при разложении органических останков растений и животных. Природный газ добывают из подземных месторождений. Углеводородные газы содержатся в различных типах залежей. Чисто газовые состоят в основном из метана. Газоконденсатные, кроме газообразных углеводородов, содержат значительные объемы пентановых и более высоких фракций. В нефтяных месторождениях также имеются значительные объемы газообразных углеводородов. Добыча и подготовка нефти сопровождается выделением попутных нефтяных газов, утилизация которых зачастую представляет серьезную экологическую проблему.
Кроме того, в последние десятилетия ведется активная добыча газового топлива из иных, альтернативных источников. Метан получают при дегазации угольных пластов, в которых он содержится в трещинах. Технология позволяет повысить безопасность работ при разработке угольных месторождений. В США используется технология, которая позволяет извлечь до 80 % содержащегося газа. Годовая добыча метана на угольных месторождениях США находится в пределах 60 млрд м³. Более 200 американских фирм работают в этой отрасли. По отдельным оценкам, мировые запасы шахтного метана составляют 260 трлн м³.
Сланцевый газ — другая альтернатива природному газу, добываемому из традиционных месторождений. Он добывается из горючих сланцев, самой распространенной осадочной породы. Сланцевый газ явился причиной прорывного роста добычи газового топлива в США, в результате которого североамериканцы вышли на первое место в мире. Сланцевая революция началась с месторождения Barnett в Техасе. Добыча 2006 года — 20 млрд м³, 2007–2008 годы — 43 млрд м³, 2009 год — 51 млрд м³. Благодаря нетрадиционным источникам газового топлива США в 2009 году возглавили список газодобывающих стран. Добыв 624 млрд м³ газа, они опередили Россию, где в том же году получили 582,3 млрд м³.
И, наконец, метан содержится в кристаллогидратах, образующихся при определенных термобарических условиях из воды и газа, а именно при низкой температуре и повышенном давлении. Гидрат метана стабилен при температуре 0 °C и давлении порядка 2,5 МПа. Такие условия имеются на морском дне при глубине 250 м и более. Другое место скопления кристаллогидратов — районы вечной мерзлоты. Мировые запасы метана в его гидратах определяются пока весьма приблизительно. По отдельным оценкам, они составляют 23 000 трлн м³ . В настоящее время не разработана технология, позволяющая получать газовое топливо из кристаллогидратов в промышленных масштабах с приемлемой себестоимостью. Разработка способов добычи газа из гидратов ведется. Но с учетом стремительного развития энергетики возобновляемых ресурсов такая технология может и не понадобиться. Лауреат Нобелевской премии академик Жорес Иванович Алферов утверждал, что к концу XXI века большая часть энергии будет получаться человечеством прямым преобразованием солнечного излучения в электричество. Но до конца века надо еще как-то дожить.
Что относится к главным месторождениям природного газа в РФ и где они находятся, а также о том, какое место занимает Россия по объемам залежей природного газа вы узнаете в нашей следующей статье.
