Zemní plyn
Před více než 150 lety začala historie českého plynárenství. Zpočátku byl dodáván svítiplyn vyráběný z uhlí karbonizací, který byl od padesátých let tohoto století postupně nahrazován svítiplynem vytápěným zplyňováním uhlí nebo štěpením uhlovodíků. Výroba svítiplynu byla ukončena v průběhu roku 1996. Od tohoto roku je v České republice dodáván pouze zemní plyn.
Proč zemní plyn
Zemní plyn má ve srovnání s ostatními palivy a energiemi řadu výhod :
- je jediným palivem, které lze bez nákladných úprav a energetických přeměn, se kterými sou spojené určité ztráty, dovést přímo až ke spotřebiteli
- dopravní a distribuční systém zemního plynu je nezávislý na klimatických podmínkách a na veřejných komunikacích
- zemní plyn je k dispozici bez omezení 24 hodin denně a 365 dní v roce
- odběratel nemusí budovat zařízení na skladování paliva jako třeba u uhlí
- plynové spotřebiče lze snadno ovládat a regulovat
Složení zemního plynu
Zemní plyn je směs plynných uhlovodíků a nehořlavých složek (zejména dusíku a oxidu uhličitého). Jeho charakteristickým znakem je vysoký obsah metanu. Zemní plyny typu H, které jsou využívány ve většině evropských zemích obsahují zpravidla více než 90% metanu a méně než 5% nehořlavých látek. Pro správný provoz spotřebičů je nutné zajistit určité složení spalovaného plynu.
Zemní plyn a životní prostředí
Zemní plyn je palivo, jehož využívání může velice pozitivně ovlivnit životní prostředí. Pověstný londýnský smog,který byl způsoben právě spalováním sirnatého uhlí, je v západoevropských městech již minulostí. Z hlediska ochrany životního prostředí má zemní plyn tyto výhody :
- výstavba plynovodů a ostatních zařízení je spojena s minimálním záborem půdy, která se ve většině případů vrací k původnímu účelu.
- Plynovody jsou uloženy v zemi, takže nenarušují tvář krajiny
Spalováním zemního plynu vzniká ve srovnání s pevnými a kapalnými palivy daleko méně škodlivin – prach a oxid siřičitý jsou ve spalinách obsaženy v zanedbatelných množstvích a také emise oxidu uhelnatého a uhlovodíků jsou ve srovnání s ostatními palivy výrazně nižší.
Jediným problémem spalování zemního plynu je vznik oxidu dusíku. Směs oxidu dusnatého a oxidu dusičitého vzniká při spalování každého paliva v případě, že pro spalování je využíván vzduch. Zemní plyn má ale ve srovnání s ostatními palivy jednu výhodu – neobsahuje žádné dusíkaté látky, takže oxidy dusíku mohou vznikat právě jen ze vzdušného dusíku. Jejich tvorba je závislá na teplotě spalování – čím vyšší je teplota tím vyšší je tvorba NOx. Výrobci plynových spotřebičů věnují omezování vzniku NOx velkou pozornost a konstrukčními úpravami hořáků a spalovacích komor se podařilo snížit emise až na 10% původnch hodnot.
Zemní plyn je jako každé uhlíkaté palivo také zdrojem oxidu uhličitého, který je klimatologickými průzkumy označován za látku, která velice přispívá ke vzniku skleníkového efektu. Ale ve srovnání s ostatními palivy nemá zemní plyn opět konkurenci – na uvolněnou jednotku tepla vzniká při spalování zemního plynu
- o 40 – 50 % méně CO2 ve srovnání s pevnými palivy
- o 30 – 35 % méně CO2 ve srovnání s kapalnými palivy
Dodávky zemního plynu
Celkové zásoby zemního plynu jsou odhadovány na cca 400 bilionů m3. Toto množství by při současné spotřebě vystačilo přibližně na 190 let. Prokázané zásoby zemního plynu ale neustále stoupají a při současné úrovni těžby jsou postačující asi na 70 let což je o 25 let více než u ropy. Pro Evropu je důležité, že přes 70% prokázaných světových zásob zemního plynu se nachází na území Evropy.
Česká republika nemá velké zásoby zemního plynu. Proto musí zemní plyn nakupovat u zahraničních producentů. Po dlouhá léta jím bylo Rusko. Od roku 1997 k nám prudí zemní plyn z Norska.
Kolik energie se v něm skrývá ?
Zemní plyn patří mezi paliva s velikou výhřevností – 1 kubický metr zemního plynu plně nahradí ve vytápění např. 3 kg hnědého uhlí. Stejně jako v západoevropských zemích tak i v České republice se připravuje přechod na účtování za odebraný plyn v energetických jednotkách. Zemní plyn tak nebude účtován za krychlový metr ale za 1 kWh. Objem zemního plynu odpovídající 1 kWh je postačující např. na -
- ujetí 1,5 km automobilem při spotřebě 7m3/100 9km
- ohřátí 10 litrů vody teplé 15 C k varu
- vyvaření 1,4 litru vroucí vody
V posledních letech u nás došlo k nárustu spotřeby zemního plynu – v roce 1997 odebrali odběratelé přibližně 9,3 miliard m3. Již přes 800 000 českých domácností využívalo výhod vztápětí plynem. Vývoj nových způsobů vzužití zemního plynu pokračuje a tak brzy najdeme v nabídce prodejců plynových spotřebičů vedle dokonalejších spotřebičů určených zejména k ohřevu vody a vytápění i plynové pračky a sušičky, chladích a klimatizačních jednotek a další. Instalace vysoce účinných plynových spotřebičů a jeich správné využití znamená nejen finanční úspory pro uživatele ale také možnost připojit na zmní plyn další odběratele. Zemní plyn ušetřený využíváním moderních plynových spotřebičů představuje jeho nejlevnější zdroj.
Cesta plynu ke spotřebiteli
Těžba plynu
Zemní plyn se teží jak z ložisek na pevnině, tak i z ložisek která se nacházejí pod mořským dnem. Z plošiny je pak vytěžený plyn dopravován podmořským plynovodem na pobřeží, kde je upravován na komerční kvalitu. Těžební sondy na pevnině jsou propojeny systémem sběrných plynovodů, kterými je vytěžený plyn dopravován do úpravárenských závodů.
Úprava plynu
Pouze ve vyjímečných případech má vytěžený zemní plyn takovou kvalitu, že je ho možné bez dalších úprav distribuovat ke komerčnímu využítí. Většinou totiž obsahuje řadu látek. Které by mohly negativně působit na distribuční systémy. A to nejen látky, které mohou způsobovat korozi ale i prach, který může být příčinou poruch kompresorových a regulačních stanic. V místech, kde se společně se zemním plynem nachází ropa, je nutné vytěžený plyn zbavit i kapalných látek.
Dálková přeprava
Dálková přeprava je ekonomicky nejnáročnějším článkem dopravy plynu. Zemní plyn je možné přepravovat dvěma způsoby – potrubím nebo ve formě zkapalněného plynu v tankerech.
- potrubní přeprava – v dnešní době je Evropa protkána hustou sítí
mezinárodních plynovodů a jejic délka neustále roste. Provozní tlaky
dosahují u nejnovějších plynovodů až 100 barů (10Mpa) a průměry často
přesahují 1 m. Plynovody mohou být vedeny nejen po souši ale také
mohou být položeny na mořském dně.
- přeprava tankery – je využívána pro přepravu zemního plynu přes moře
na větší vzdálenosti. Zemní plyn se v plynné formě dovede do
zkapalňovací stanice, kde se zkapalněný přečerpá do tankeru.
V cílovém terminálu se přečerpá do zásobníků, ze kterých se postupně
odpařuje a dodává do plynovodního systému.
Vnitrostátní přeprava
Ze systému dálkové přepravy se zemní plyn přes předávací stanice
dostává do systému vnitrostátní přepravy. Součástí předávacích stanic jsou i regulační stanice, kterými se snižuje tlak plynu na hodnoty pod kterými jsou v jednotlivých zemích vnitrostátní plynovdní systémy provozovány. Vnitrostátním systémem je zemní plyn dopravován k jednotlivým přímým odběratelům, nebo do jednotlivých měst a obcí.
Podzemní uskladňovaní
Plynárenská společnost zajišťující dodávky plynu do republiky má dvě možnosti – buď nakupovat množství zemního plynu podle aktuální potřeby, ale s nebezpečím že cena nakupovaného plynu bude vyšší, nebo zvolit levnější variantu – zajistit dlouhodobým kontraktem s producentem rovnoměrnou dávku zemního plynu po celý rok a nespotřebovaný plyn v létě uskladnit v podzemních zásobnících.
Podzemní zásobníky plynu lze rozdělit do dvou základních skupin :
- sezónní zásobníky – slouží k vyrovnání rozdílů mezi letní a zimní spotřebou. Do nich se v letních měsících ukládá nespotřebovaný plyn, který se v měsících,kdy dodávka od dodavatelů nestačí postupně odtěžuje a dodává do distribuční sítě. Tyto zásobníky mají velkou uskladňovací kapacitu ale menší těžební výkon. Pro uskladňování se
využívají buď vytěžená plynová nebo ropná ložiska nebo podzemní
zásobníky vybudované v porézních vrstvách.
- špičkové zásobníky – ty slouží zejména pro krytí spotřeby zemního plynu v několika dnech s maximální spotřebou nebo k vyrovnání výkyvů
v krátkém časovém období. Na rozdíl od sezónich zásobníků mají malou
skladovací kapacitu, ale velký denní těžební výkon. Výhodou těchto
zásobníků je, že je možné je v průběhu topné sezóny v obdbí nižší
spotřeby znovu doplnit na maximální kapacitu.
Distribuce plynu ve městech
Systémem vysokotlakých plynovodů je zemní plyn dopravován do jednotlivých obcí. Zde se nejprve v regulačních stanicích sníží tlak plynu. Rozvody po obcích mohou být nízkotlaké nebo středotlaké. Nízkotlaké se již nemusí nijak upravovat, ale v případě středotlakých rozvodů mají jednotlivé objekty vlastní regulátory, kterými se upravuje tlak plynu na hodnotu pro bezproblémový provoz spotřebičů.
Systém přepravy a distribuce
Až do konce roku 1993 byl plynárenský systém České republiky budován jako jednotný a provozoval ho Český plynárenský podnik. K 1. lednu 1994 bylo založeno osm regionálních distribučních společností a v rámci ČPP byl založen nový závod Transgas. Plynárenské organizace věnují nemalé prostředky na neustálé zdokonalování zásobovacího systému. Při výstavbě a údržbě zařízení jsou dnes běžně využívány moderní a k životnímu prostředí šetrné technologie.
Některé zásady hospodárného využítí plynu
- kontrola stavu plynových spotřebičů
- zajištění přívodu dostatečného množství vzduchu
- správná regulace
- omezení úniku teplého vzduchu komínem
Analýza zemního plynu
Průměrné složení
metan CH4 98,4%
etan C2H4 0,4%
propan C3H8 0,2%
butan C4H10 0,1%
oxid uhličitý CO2 0,1%
dusík N2 0,8%
celková síra S 0,2 mg/m3
Fyzikálně-chemické vlastnosti - při 0°C, 101 325 Pa
Skupenství plynné
Barva bezbarvý
Chuť bez chuti
Zápach bez zápachu *)
Spalné teplo 39,81 MJ/m3
Výhřevnost 35,90 MJ/m3
Wobbeho číslo 55,59 MJ/m3
Měrná hmotnost 0,728 kg/m3
Nejvyšší spalovací rychlost se vzduchem 37,8 cm/s
Stecheometrický objem vzduchu ke spalování 9,51 m3
Stecheometrický objem vlhkých spalin 10,51 m3/m3
Teoretické složení spalin 9,53% CO2
18,95% H2O
71,52 N2
Max. % CO2 v suchých spalinách 1,75%
Adiabatická spalovací teplota 2055 °C
Zápalná teplota smísí se vzduchem 650 °C
Meze výbušnosti ve vzduchu - horní mez 4,9%
Meze výbušnosti ve vzduchu - dolní mez 15,0%
Rozpustnost ve vodě (20 °C) 0,0338 - 0,0858 m3/m
PŘIDEJTE SVŮJ REFERÁT
Tisknout -
Poslat(@) -
Uložit->Moje referáty -
Přidat referát