Úvod Trendy vo využívaní energie Zemný plyn

Zemný plyn

Zemný plyn je zo strategického hľadiska jedným z najdôležitejších primárnych zdrojov energie. Zásoby zemného plynu sú pomerne veľké. Z environmentálneho hľadiska predstavuje zemný plyn spomedzi fosílnych palív najmenšiu záťaž. Jeho význam sa bude v budúcnosti globálne zvyšovať z dôvodu jeho dostupnosti a širokého potenciálu využitia.

Foto: Depositphotos.com/Brozova

Zemný plyn – modrý plameň

Zemný plyn pokrýva približne 21 % energetických potrieb na svete. V porovnaní s ropou a uhlím je šetrný k životnému prostrediu, preto sa niekedy označuje aj ako „zelený“ zdroj energie.

Popis a zloženie

Tvoril sa v priebehu mnohých fáz vývoja Zeme a vznikal postupným rozkladom organického materiálu spoločne s ropou a uhlím a často sa tiež s ropou vyskytuje.

Zemný plyn je prírodný horľavý plyn. Prirodzene je bez farby a zápachu, ale aby bolo možné rozoznať jeho prítomnosť vo vzduchu (z bezpečnostných dôvodov), pridáva sa do neho chemikália, ktorá spôsobuje jeho charakteristický intenzívny zápach.

Zemný plyn tvorí zmes uhľovodíkov, z ktorých vyše 90 % tvorí metán a nehorľavé zložky (najmä dusík a oxid uhličitý). Okrem metánu obsahuje aj propán, bután a ďalšie látky. Propán-bután je skvapalnená zmes propánu a butánu. Používa sa ako palivo, samostatne alebo ako významná časť skvapalneného ropného plynu (LPG - liquid petroleum gas).

Neobsahuje takmer žiadnu síru a má väčšiu výhrevnosť ako uhlie alebo ropa, takže na jednotku vyrobenej energie uvoľňuje menej oxidu uhličitého.

Použitie

Zemný plyn sa používa  ako palivo na vykurovanie a vo forme stlačeného zemného plynu (CNG) ako palivo pre motorové vozidlá, ďalej je surovinou pre priemysel (výroba hnojív, plastov, látok, farieb, ocele) a v domácnostiach sa okrem vykurovania používa aj na prípravu teplej vody a na varenie.

Zásoby

Na konci roku 2009 boli svetové zásoby zemného plynu odhadované na 6 621.2 triliónov kubických metrov, z toho 85.5 má EÚ, 571.2 OECD a 2067.1 bývalé krajiny ZSSR. Pri súčasnej ročnej ťažbe 2 618 miliárd m3 a spotrebe 2 591 miliárd m3 by zásoby mali vydržať na 68 rokov (v prípade, že sa mení ročná ťažba a spotreba, mení sa množstvo odhadovaných zásob). Zemný plyn sa podieľa v SR asi na 30 % spotreby primárnych zdrojov energie. Skoro všetok ho dovážame plynovodom z Ruska -  ročne ide o  6 795 miliónov m3, pretože z domácej ťažby máme len 197 miliónov m3. (Zdroj: GTL TECHNOLÓGIE, Martin Bajus, STU, 2007). Okrem Ruska má veľké zásoby zemného plynu Kanada a USA. Irak má 2. najväčšie zásoby.

 

Mapa objemu ťažby zemného plynu v metroch kubických za rok

Zdroj: EIA - Natural Gas Issues and Trends 1998

Zdroj obrázku: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Natural_gas_production_world.PNG#globalusage

 

Environmentálne a zdravotné riziká

Zemný plyn je často opisovaný ako najčistejší fosílny zdroj, ktorý produkuje menej oxidu uhličitého na joul ako uhlie a ropa a výrazne menej znečisťujúcich látok ako iné fosílne palivá.

Kvôli vysokému obsahu metánu (93 – 98%) však aj zemný plyn prispieva ku globálnym emisiám skleníkových plynov. Metán je 20-krát účinnejší skleníkový plyn ako oxid uhličitý, čo znamená, že tona metánu v atmosfére zachytí rovnaké množstvo slnečnej radiácie ako 20 ton oxidu uhličitého. (Zdroj: KEY WORLD ENERGY STATISTICS, Medzinárodná energetická agentúra, 2009).

Oxid uhličitý má však stále najväčší podiel na emisiách skleníkových plynov, pretože sa uvoľňuje v oveľa väčšom množstve než metán.  Zemný plyn produkuje oveľa menšie množstvo oxidu siričitého a oxidov dusíka než akékoľvek iné fosílne palivá.

Ďalšie environmentálne riziká zemného plynu sú spojené s prieskumom ložísk (devastácia krajiny) a s únikmi metánu v zariadeniach na prepravu zemného plynu (skleníkový efekt).

Zdravotné riziká súvisia s nedokonalým spaľovaním plynu, kedy vzniká aj nebezpečný oxid uhoľnatý (CO), ktorý pri úniku ohrozuje zdravie. Preto je nevyhnutné dodržiavať bezpečnostné opatrenia pri používaní plynových spotrebičov, pravidelne vetrať a robiť pravidelnú revíziu zariadení na plyn (kotol, bojler, ohrievač, sporák...).

 

A(E)ko ďalej?

Zemný plyn je relatívne čistým zdrojom energie. V pôvodnej forme, bez potreby ďalšieho spracovania, je vhodný na priame použitie v domácnosti či vo výrobe. Vďaka svojím vlastnostiam (je k dispozícii 24 hodín denne bez ohľadu na klimatické podmienky, nevyžaduje skladovacie priestory, je cenovo výhodný a plynové spotrebiče sa ľahko ovládajú) je komfortným zdrojom na vykurovanie domácností.

Zdroj: SPP

Kritickým faktorom do budúcnosti je, že najväčšie zásoby plynu sa nachádzajú v politicky nestabilných oblastiach. V súčasnosti pokrýva plyn z Ruska asi 25 % potrieb EÚ (a toto číslo by sa malo do budúcna zvyšovať), pričom 80 % ruského plynu putuje na európsky kontinent cez Ukrajinu. Európa zažila šok v januári 2009, keď Rusko zastavilo dodávky plynu na Ukrajinu, pretože sa nedohodli o cenách plynu. Milióny európskych domácností tak žili 13 dní v strachu ohľadne vykurovania v domácnostiach a nútene boli zavreté stovky škôl a podnikov. Situácia bola veľmi zlá napr. v metropole Bosny a Hercegoviny Sarajevo, kde bolo náhle odstavených od kúrenia 72 500 domov a bytov, pričom teplota v noci klesala na mínus 10°C. Vlády protestovali proti prerušeniu dodávok plynu, ktoré nebolo vopred ohlásené. Strategicky je preto do budúcna nevyhnutné diverzifikovať zdroje zemného plynu a vymaniť sa tak spod závislosti na Rusku. Aj z tohto dôvodu SPP má dnes k dispozícii know-how aj technické riešenie pre spätný tok zemného plynu zo západu. Vďaka podpisu dlhodobých zmlúv o spoločnosťami E.ON Ruhrgas a GDF SUEZ na začiatku jesene 2009 je dnes SPP pripravený zabezpečiť až 20 percent svojej ročnej spotreby z diverzifikovaných zdrojov z týchto spoločností.

 

V júni 2010 začal Irán, krajina s druhými najväčšími zásobami zemného plynu po Rusku, s výstavbou plynovodu do Európy s kapacitou 110 miliónov m3. Zdroj: Tehran Times, http://www.tehrantimes.com/index_View.asp?code=220872

Zemný plyn môže uľahčiť prechod od fosílnych palív k čistým zdrojom energie, neponúka však dlhodobé riešenie energetickej krízy a globálneho otepľovania.

 

EKO tip: Dopravné prostriedky na stlačený zemný plyn

Viete, čo je CNG? Skratka CNG znamená Compressed Natural Gas, teda zemný plyn stlačený kompresorom plniacej stanice na tlak 20MPA. V tejto stlačenej forme sa plní do tlakovej nádrže vo vozidle.

Dopravný podnik Bratislava aktuálne v prevádzkuje 160 CNG autobusov, čo predstavuje 40% vozového parku. Ich počet sa bude zvyšovať aj v najbližších rokoch. Úspora nákladov na palive oproti nafte predstavuje približne 30 % a významný ekologický prínos z používania CNG, ktorý už dnes oceňujú najmä chodci na bratislavských uliciach. Dopravný podnik mesta Košice dnes používa 35 CNG autobusov, čo tvorí takmer 20 % vozového parku. Rovnako ako v Bratislave aj mesto Košice počíta s postupným zvyšovaním až do 50 % mestských CNG autobusov. SAD Michalovce aktuálne prevádzkuje 15 CNG autobusov, ktoré pokrývajú potreby mestskej a prímestskej dopravy. Veolia Transport Nitra (bývalá SAD Nitra) aktuálne prevádzkuje 5 CNG autobusov.

Výhody? Pri použití stlačeného zemného plynu na pohon vozidiel sa nevytvárajú mechanické nečistoty, palivo nezapácha, vozidlo produkuje o 60 - 80 % menej plynných emisií (Zdroj: SPP). Zo štatistík vyplýva, že ak by polovica autobusov jazdiacich po Slovensku jazdila na CNG, do ovzdušia by sa dostalo o 12 ton menej nežiadúcich emisií ročne (Zdroj: Natankuj SME http://natankuj.sme.sk/c/5042443/zemny-plyn-ako-pohonna-latka-je-vyhodnejsi-ako-benzin.html). Rovnaký zdroj uvádza, že CNG je približne o polovicu lacnejší ako najpredávanejší benzín. Ekonomická výhodnosť spočíva v tom, že CNG netreba vyrábať tak ako benzín a naftu a navyše stlačený zemný plyn nie je zaťažený spotrebnou daňou z motorových palív.

Podľa zámerov EÚ by sa do roku 2020 malo nahradiť 10 % spotreby tekutých fosílnych palív zemným plynom. Motoristi však na Slovensku toto palivo veľmi nepoznajú – zatiaľ u nás jazdí na CNG len niekoľko sto vozidiel, ale v Nemecku ich je 77 tisíc a v Taliansku dokonca vyše pol milióna.

 

Otázky

  • Aké sú základné charakteristiky zemného plynu?

  • Na čo sa používa a aké sú jeho svetové zásoby?

  • Je Európa v zásobovaní zemným plynom sebestačná?

  • Aké sú environmentálne riziká spojené s prieskumom ložísk, prepravou a využívaním zemného plynu?

  • Kde sa využíva stlačený zemný plyn?

  • Je zemný plyn palivom budúcnosti?

 

Energia v škole

Viete ako efektívne šetriť pri osvetlení? Ako znížiť náklady na vykurovanie a znižovať ekologickú stopu? Aké environmentálne zmeny možno spraviť v PC učebni a mnohé iné? Praktické rady a tipy nájdete v atraktívnom prevedení v sekcii Energia v škole. Rovnako ich môžete použiť aj v rámci praktických cvičení.

Ďalšie informácie

Odborné vyučovanie

Hľadáte zaujímavé aktivity na svoje vyučovanie? Animácie o rôznych energetických zariadeniach a princípoch ich fungovania? V sekcii Odborné vyučovanie sú pre vás pripravené kapitoly o energii, jej výrobe a spotrebe, moderných technológiách, poradenstve ako aj základoch energetického zhodnocovania budov.

Ďalšie informácie

Odborný výcvik

Odborný výcvik je kľúčovým pilierom odborného vzdelávania. Žiak má využívať získané teoretické vedomosti zo všetkých odborných predmetov a nadobudnúť praktické zručnosti pre výkon remesla. V tejto sekcii nájdete Praktické cvičenia na prácu v dielňach s technickými zariadeniami, strojmi a prístrojmi.


Ďalšie informácie