Onko maakaasu metaania?

Onko maakaasu metaania? Koostumus ja ominaisuudet

Kun halutaan perusteellisesti ymmärtää, onko maakaasu metaania, on hyödyllistä tarkastella sen kemiallista koostumusta sekä keskeistä roolia nykyajan globaaleilla energiamarkkinoilla. Tarkka tietämys auttaa välttämään väärinkäsityksiä ja selventää, miksi tätä merkittävää energialähdettä hyödynnetään laajasti kotitalouksissa ja teollisuudessa. Lue eteenpäin ja opi lisää aiheesta.

Onko maakaasu metaania?

Kyllä, maakaasu on lähes kokonaan metaania, sillä sen tilavuudesta suurin osa koostuu tästä kemiallisesta yhdisteestä. Maakaasun ja metaanin suhde voi kuitenkin vaihdella eri käyttöympäristöissä ja maantieteellisissä sijainneissa, minkä vuoksi asiaa on tärkeää tarkastella myös laajemmin kuin vain yhtenä kaasuna.

Maakaasu, jota Suomen kansallisessa kaasuverkossa siirretään ja jaetaan teollisuuden sekä kotitalouksien tarpeisiin, sisältää yleensä noin 98 % puhdasta metaania. Loput 2 % koostuvat pääasiassa etaanista ja typpikaasusta. Kun taas tarkastellaan maailmanlaajuisesti suoraan maaperästä porattavaa raakaa luonnonkaasua, metaanipitoisuus vaihtelee tyypillisesti 70 % ja 90 % välillä. Ennen kuin tämä kaasu päätyy kodinkoneisiin tai teollisuuskäyttöön, siitä poistetaan raskaammat hiilivedyt, jolloin jäljelle jää lähes puhdasta poltettavaa metaanikaasua.

Muistan elävästi, kun astuin ensimmäistä kertaa suureen teollisuuskohteeseen, jossa maakaasua käytettiin energiantuotannossa. Kaasu itsessään on täysin väritöntä ja hajutonta, joten se näkymätön voima tuntui aluksi jopa hieman pelottavalta. Jotta mahdolliset vuodot huomataan ajoissa, kaasuun lisätään aina pistävänhajuista rikkiyhdistettä - ja se haju todella painuu mieleen kerrasta. Kaasun ydin eli metaani muodostuu yhdestä hiiliatomista ja neljästä vetyatomista, ja sen kemiallinen kaava kirjoitetaan muotoon CH4. Se on ilmaa kevyempi kaasu, jolla on erittäin korkea energiasisältö.

Maakaasun koostumus ja sen kemialliset ominaisuudet

Maakaasun koostumus muodostuu pääosin keveistä hiilivedyistä, joista metaani on ylivoimaisesti merkittävin. Alkuperäisessä luonnonkaasussa on mukana myös nestemäisiä maakaasukomponentteja, jotka erotellaan jatkojalostuksessa omiksi tuotteikseen.

Tyypillinen maakaasun koostumus jalostamattomana sisältää metaanin lisäksi etaania, propaania sekä butaania, joiden yhteinen osuus voi raakaversiossa olla 0 % ja 20 % välillä. Putkistossa kuljetettavasta kaasusta nämä raskaammat osat otetaan talteen, sillä ne nesteytyvät herkästi korkeassa paineessa ja voisivat vaurioittaa siirtopumppuja. Jalostetun maakaasun lämpöarvo on erittäin korkea, noin 50 megajoulea kilogrammaa kohden, mikä tekee siitä yli kaksi kertaa tehokkaamman polttoaineen kuin perinteisestä kivihiilestä.

Monet oppaat opettavat, että kaasun koostumus pysyy aina vakiona teollisuusverkossa. Olen kuitenkin käytännön työssä huomannut, että maahantuotavat kaasuerät sekoitetaan terminaaleissa tarkasti, jotta verkoston polttoarvo pysyy tasaisena. Ilman tätä tasaamista herkkien tehdasuunien liekit alkaisivat lepattaa ja lämpötila heitellä.

Mitä eroa on maakaasulla ja biokaasulla?

Suurin ero maakaasun ja biokaasun välillä ei ole niiden kemiallisessa rakenteessa, vaan siinä, miten ne ovat syntyneet ja mistä ne otetaan talteen. Molempien polttoaineiden tehokas ainesosa on täsmälleen sama eli metaani.

Raaka biokaasu, jota syntyy eloperäisen materiaalin mädäntyessä hapettomissa olosuhteissa, sisältää tyypillisesti vain 50-70 % metaania. Loput 30-50 % tästä kaasuseoksesta on hiilidioksidia, minkä lisäksi mukana on pieniä määriä vesihöyryä ja rikkivetyä. Jotta biokaasua voidaan käyttää autojen polttoaineena tai syöttää maakaasuverkkoon, se täytyy puhdistaa jalostuslaitoksessa. Tämän prosessin jälkeen biokaasun metaanipitoisuus nousee noin 98 prosenttiin, jolloin se vastaa ominaisuuksiltaan täysin fossiilista maakaasua.

Yleinen harhaluulo on, että biokaasu olisi moottorille jotenkin huonompaa tai erilaista polttoainetta. Mutta tässäpä on se yllättävä puoli: puhdistuksen jälkeen autosi moottori ei pysty erottamaan, onko tankkaamasi metaani peräisin miljoonia vuosia vanhasta maaperästä vai viereisen kaupungin biojätteistä. Ero on puhtaasti ilmastollinen, sillä biokaasu on täysin uusiutuva energiamuoto.

Mitä eroa on maakaasulla ja LNG:llä?

Maakaasu ja LNG ovat samaa ainetta, mutta ne ovat eri olomuodossa kuljetusta ja varastointia varten. LNG on lyhenne englanninkielisistä sanoista, jotka tarkoittavat nesteytettyä maakaasua.

Nesteytetty maakaasu eli LNG on pääosin metaanista koostuva polttoaine, jonka metaanipitoisuus on tyypillisesti noin 85 % ja 95 % välillä. Kaasu muutetaan nestemäiseksi jäähdyttämällä se erittäin kylmäksi, noin miinus 162 asteeseen, jolloin sen tilavuus kutistuu kuusisataakertaiseksi. mitä maakaasu sisältää selviää tarkemmin, kun huomioidaan, että tämä helpottaa kaasun kuljettamista laivoilla ja rekoilla alueille, jonne ei ole rakennettu kiinteitä kaasuputkia. Merenkulussa LNG:n suosio on kasvanut nopeasti, ja alan uusista vaihtoehtoisia polttoaineita käyttävistä alustilauksista jopa 60 % on ollut LNG-aluksia.

Tämä seuraava asia saattaa yllättää monet. Mutta tässä kohtaa herää usein kysymys: voiko maakaasulla toimivaan autoon tankata suoraan LNG-nestettä? Ei voi. Autot käyttävät yleensä paineistettua kaasua (CNG tai CBG), joka säilytetään noin 200 baarin paineessa. Jos yrittäisit laittaa tankkiin miinus 162-asteista nestettä, polttoainejärjestelmä jäätyisi välittömästi. maakaasu ja metaani liittyvät kiinteästi toisiinsa, ja LNG on tarkoitettu raskaaseen liikenteeseen ja laivoihin, joissa on eristetyt kryosäiliöt.

Kaasumuotojen vertailu: Maakaasu, biokaasu ja LNG

Vaikka metaani on jokaisen näiden kaasumuotojen tärkein rakennuspalikka, niiden koostumuksessa, alkuperässä ja käyttötavoissa on selkeitä eroja.

Maakaasu (Verkosto)

- Teollisuuden prosessit, sähkön ja lämmön tuotanto sekä kotitaloudet

- Erittäin korkea, tyypillisesti noin 98 prosenttia tilavuudesta

- Fossiilinen polttoaine, joka porataan syvältä maaperästä

Raakabiokaasu

- Paikallinen sähkön ja lämmön tuotanto, vaatii puhdistuksen ennen verkkoon syöttöä

- Matalampi, yleensä noin 50-70 prosenttia ennen jalostusta

- Uusiutuva biomassasta, biojätteistä ja lietteistä mädätetty kaasu

LNG (Nesteytetty maakaasu)

- Merenkulku, raskas maantieliikenne ja kaasun kaukokuljetukset ilman putkia

- Korkea, tavallisesti noin 85-95 prosenttia seoksesta

- Fossiilinen maakaasu, joka on jäähdytetty nestemäiseen olomuotoon

Harrin matka kaasuautoilijaksi: Kokemuksia maakaasun ja biokaasun käytöstä

Harri, 42-vuotias logistiikka-alalla työskentelevä perheenisä Vantaalta, osti käytetyn kaasuauton säästääkseen polttoainekustannuksissa. Hän oli kuitenkin aluksi epäluuloinen sen suhteen, miten eri kaasut vaikuttavat auton toimintaan kylmässä talvessa.

Ensimmäinen haaste tuli vastaan kovilla pakkasilla, kun Harri huomasi tankkausasemien paineiden vaihtelevan. Hän pelkäsi, että tankkaamalla halvempaa raakaa biokaasua auto alkaisi nykiä tai sammuilla kesken ajon.

Harri otti yhteyttä paikalliseen mekaanikkoon ja tutki kaasujen puhtausvaatimuksia. Hän ymmärsi, että ajoneuvokäyttöön tarkoitettu biokaasu on aina esipuhdistettu, ja sen metaanipitoisuus on nostettu samalle tasolle maakaasun kanssa.

Tämän oivalluksen jälkeen Harri alkoi tankata pelkkää biokaasua ilman pelkoa. Auto toimi moitteettomasti, ja Harri laski säästäneensä vuodessa satoja euroja samalla kun hänen ajonsa kasvihuonekaasupäästöt putosivat murto-osaan entisestä.