一、認(rèn)識(shí)天然氣
1. 天然氣
天然氣是一種多組分的混合氣態(tài)化石燃料,主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數(shù),另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、氣田、煤層和頁巖層。天然氣燃燒后無廢渣、廢水產(chǎn)生,相較煤炭、石油等能源有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢(shì)。
天然氣又可分為伴生氣和非伴生氣兩種。伴隨原油共生,與原油同時(shí)被采出的油田氣叫伴生氣;非伴生氣包括純氣田天然氣和凝析氣田天然氣兩種,在地層中都以氣態(tài)存在。凝析氣田天然氣從地層流出井口后,隨著壓力的下降和溫度的升高,分離為氣液兩相,氣相是凝析氣田天然氣,液相是凝析液,叫凝析油。
雖然天然氣比空氣輕而容易發(fā)散,但是當(dāng)天然氣在房屋或帳篷等封閉環(huán)境里聚集的情況下,達(dá)到一定的比例時(shí),就會(huì)觸發(fā)威力巨大的爆炸。爆炸可能會(huì)夷平整座房屋,甚至殃及鄰近的建筑。甲烷在空氣中的爆炸極限下限為5%,上限為15%。
2. 非常規(guī)天然氣
1) 頁巖氣
頁巖氣是指賦存于富有機(jī)質(zhì)泥頁巖及其夾層中,以吸附或游離狀態(tài)存在的非常規(guī)天然氣,成分以甲烷為主,是一種清潔、高效的能源資源。頁巖氣與煤層氣、致密砂巖氣構(gòu)成當(dāng)今世界三大非常規(guī)天然氣,是一種新類型能源資源。根據(jù)國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心的表述,目前,我國致密氣產(chǎn)量劃入常規(guī)天然氣產(chǎn)量中,沒有單獨(dú)核算,所以并未被國內(nèi)大眾所熟知。
頁巖氣開發(fā)具有開采壽命長(zhǎng)和生產(chǎn)周期長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),大部分產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、厚度大,且普遍含氣,使得頁巖氣井能夠長(zhǎng)期地穩(wěn)定產(chǎn)氣。但頁巖氣儲(chǔ)集層滲透率低,開采難度較大。隨著世界能源消費(fèi)的不斷攀升,包括頁巖氣在內(nèi)的非常規(guī)能源越來越受到重視。美國和加拿大等國已實(shí)現(xiàn)頁巖氣商業(yè)性開發(fā)。頁巖氣藏的儲(chǔ)層一般呈低孔、低滲透率的物性特征,氣流的阻力比常規(guī)天然氣大,所有的井都需要實(shí)施儲(chǔ)層壓裂改造才能開采出來;另一方面,頁巖氣采收率比常規(guī)天然氣低,常規(guī)天然氣采收率在60%以上,而頁巖氣僅為5%~60%。
2) 煤層氣
煤層氣,是指賦存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體,是煤的伴生礦產(chǎn)資源,屬非常規(guī)天然氣。
煤層氣空氣濃度達(dá)到5%-16%時(shí),遇明火就會(huì)爆炸,這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。煤層氣直接排放到大氣中,其溫室效應(yīng)約為二氧化碳的21倍,對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞性極強(qiáng)。在采煤之前如果先開采煤層氣,煤礦瓦斯爆炸率將降低70%到85%。煤層氣的開發(fā)利用具有一舉多得的功效:潔凈能源,商業(yè)化能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
二、天然氣產(chǎn)業(yè)鏈分析
上游的天然氣勘探生產(chǎn)、中游的管道運(yùn)輸及地下儲(chǔ)存和下游的城市配送,是組成天然氣工業(yè)的基本業(yè)務(wù)單元。隨著LNG國際貿(mào)易的發(fā)展,天然氣工業(yè)的業(yè)務(wù)構(gòu)成又增添了新內(nèi)容,即天然氣液化、液化天然氣(LNG)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸及LNG的接收、儲(chǔ)存和再氣化,它們構(gòu)成了LNG業(yè)務(wù)鏈。天然氣產(chǎn)業(yè)鏈如圖1所示。
圖1 天然氣產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D
如今,分布式能源在我國的一定區(qū)域中,利用管網(wǎng)系統(tǒng)和電纜進(jìn)行一些工廠的電力和水力的供應(yīng)。其分布式能源具備第二代能源所顯著的特征:燃料多元化;設(shè)備小型、微型化、網(wǎng)絡(luò)化等。
能源利用效率高
由于分布式能源可用發(fā)電后工質(zhì)的余熱來制熱、制冷,因此能源得以合理的梯級(jí)利用,用戶可根據(jù)自己所需來向電網(wǎng)輸電和購電,能源的利用效率達(dá)到80%以上。投資小,損耗低 其投資回報(bào)周期較短,投資回報(bào)率高,可降低一次性投資和成本費(fèi)用;靠近用戶側(cè)的安裝可就近供電,因此可降低輸電和配電網(wǎng)的網(wǎng)損。
分布式能源為可再生能源的利用開辟了新途徑
相對(duì)于化石能源而言,可再生能源能流密度較低、分散性強(qiáng),而且目前的可再生能源利用系統(tǒng)規(guī)模小、能源利用率較低,用于集中供能是不現(xiàn)實(shí)的,而分布式能源系統(tǒng)為可再生能源利用的發(fā)展創(chuàng)造了條件。安全性和可靠性高 分布式能源系統(tǒng)發(fā)電方式靈活,在公用電網(wǎng)故障時(shí),可自動(dòng)與公用電網(wǎng)斷開,獨(dú)立向用戶供電,提高了用戶自身的用電可靠性;當(dāng)所在地的用戶出現(xiàn)故障時(shí),可主動(dòng)與公用電網(wǎng)斷開,減小對(duì)其他用戶的影響。
解決了邊遠(yuǎn)地區(qū)的供電問題
由于我國許多邊遠(yuǎn)及農(nóng)村地區(qū)遠(yuǎn)離大電網(wǎng),因此采用太陽能光伏發(fā)電、小型風(fēng)力發(fā)電和生物質(zhì)能發(fā)電的獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng),可以解決這些地區(qū)的用電問題。而分布式煤氣化能源系統(tǒng) 這一系統(tǒng)是以煤氣化得到的煤氣作為燃料,來代替常規(guī)系統(tǒng)中的氣體或液體燃料,以達(dá)到提高熱效率的目的。
分布式可再生能源系統(tǒng)
適于與太陽能、地?zé)?、風(fēng)能等系統(tǒng)規(guī)模小、能量密度低的可再生能源相結(jié)合,為可再生能源的利用提供了新思路。但由于可再生能源本身的一些特點(diǎn)和其利用技術(shù)水平的限制,在當(dāng)前一段時(shí)間內(nèi),它與常規(guī)能源互補(bǔ)的分布式系統(tǒng)更為現(xiàn)實(shí)可行。
分布式生物質(zhì)能源系統(tǒng)
作為唯一能轉(zhuǎn)化為液體燃料的可再生能源,生物質(zhì)能具有總產(chǎn)量巨大、可儲(chǔ)存、碳循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)氣化或裂解產(chǎn)生的燃料氣和高品位液體燃料可以作為小型或微型燃?xì)廨啓C(jī)為核心的分布式能源系統(tǒng)理想的燃料。
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