شیمی وزندگی
انتقال گاز به نقاط دوردست، همواره با مشکلات فراوانی روبه روبوده است. امروزه فناوری ال.ان.جی به عنوان راهکاری بسیار اقتصادی و قابل اطمینان در این زمینه مطرح است، اما پیشرفت های اخیر در زمینه استفاده از سایر فناوری ها نیز سبب شده است که استفاده از روش هایی نظیر CNG(گاز طبیعی فشرده شده) و هیدرات هم به عنوان راه حلی برای انتقال گاز به مناطق طولانی مطرح شوند.
بدون شک گاز طبیعی منبع مهم تامین انرژی در قرن جدید است. امروزه فناوری های بسیاری برای استحصال، انتقال و به کارگیری از منابع گازی رشد یافته اند. توسعه سریع صنعت گاز نیز از فناوری های مهمی تأثیرپذیرفته است که از اواسط قرن بیستم مطرح شده اند. انتقال گاز طبیعی به واسطه ماهیت گازی آن با دشواری روبه رو است و حتی استفاده از ساده ترین روش انتقال یعنی خطوط لوله در فواصل طولانی با مشکلات زیادی روبه رو می شود. با توجه به توانایی های موجود فناوری برای انتقال گاز به مناطق دوردست، روش ال.ان.جی یا گاز طبیعی مایع شده به عنوان یک روش اقتصادی، توانسته است دشواری حمل گاز را تا حد زیادی برطرف سازد. برخی از کارشناسان تبدیل گاز به فرآورده های مایع (GTL) را نیز راهکاری مناسب برای انتقال گاز به بازارهای دوردست بیان می کنند، زیرا معتقدند با این که هنوز فناوری یا تبدیل گاز به فرآورده های مایع به طور گسترده مورد استفاده کشورهای دارنده گاز قرار نگرفته ، اما حمل فرآورده های مایع به بازارهای مصرف بسیار ساده تر و کم هزینه تر از روش تبدیل ال.ان.جی است.
در فناوری GTL، گاز طبیعی در یک رشته فعل و انفعالات شیمیایی به مایعات میان تقطیر هیدروکربوری مانند نفتا، سوخت جت، دیزل و پایه های روغنی و … تبدیل می شود. در این روش، گاز طبیعی نخست به گازهای سنتز منوکسید کربن و هیدروژن تبدیل می شود، سپس در یک رشته واکنش های شیمیایی تحت تاثیر بستر کاتالیستی محصولات هیدروکربوری مایع که در حال حاضر دارای بازار خوبی هستند، تولید می شوند.
علاوه بر آن، فرآورده های مایع گاز را به آسانی می توان در بازار مصرف به فروش رساند، ولی به دلیل نوع خاص تقاضای ال.ان.جی که به تاسیسات دریافت خاصی نیازمند است، فروش ال.ان.جی همواره با دشواری بیشتری روبه رو است. به واسطه هزینه های بالا برای انتقال گاز طبیعی در هر یک از فناوری های گفته شده، تحقیق و پژوهش برای یافتن راهکارهای دیگر همواره ادامه دارد. اگر چه هنوز استفاده از فناوری GTL در جهان گسترش زیادی نیافته، سرمایه گذاری قابل توجه کشورهای صاحب منابع گاز همانند قطر، برای استفاده از این فناوری، نشانگر توسعه و سودآوری این فناوری در آینده ای نزدیک است.
فناوری GTL با پیشینه بیش از 70 سال، در مقیاس تجاری هنوز در آغاز راه توسعه قرار دارد. فناوری تبدیل گاز به فرآورده های مایع گرچه برای بسیاری از توسعه دهندگان عمده این فناوری، مانند شل، ساسول، اکسون موبیل و سنترلیوم شناخته شده است، اما تعداد واحدهای بزرگ تجاری در جهان در این زمینه بسیار محدود و امروزه مقدار کمی از منابع مالی موسسه های بزرگ به این امر اختصاص یافته است.
علاوه بر فناوری های ال.ان.جی و GTL، فناوری CNG و هیدرات نیز ممکن است بتوانند به عنوان راهکاری مناسب و ارزان برای انتقال گاز مطرح شوند. فناوری CNG ، برای انتقال گاز طبیعی در مسافت های طولانی، قابلیت مهمی به شمار می روند. CNG را می توان در کشتی های مخصوصی ذخیره، سپس به مقاصد مورد نظر حمل کرد. اگر چه یک کشتی حامل CNG نمی تواند گاز را به مقادیر بارگیری شده در کشتی های LNG انتقال دهد، ولی روش مایع سازی همچنین تبدیل مجدد به گاز در فناوری CNG آسان تر و بسیار کم هزینه تر از ال.ان.جی است. ذخیره سازی گاز در کشتی های CNG به صورت نگهداری گاز در لوله های با تحمل فشار 3000-1500 پی.اس.آی و به قطر 18 تا 36اینچ است.
این لوله ها که به صورت افقی و عمودی در کشتی تعبیه شده اند، توانایی ذخیره سازی مقادیر زیادی گاز را در خود دارند. برای کاهش خطرهای احتمالی، دمای این لولهها در 20- درجه سانتیگراد حفظ میشود. به دلیل فشار بالای CNG در مخازن لولهای شکل، بالابودن احتمال خطر انفجار، از مشکلات اساسی عملینشدن کاربرد وسیع فناوری CNG در جهان است. امروزه استفاده از تکنیک های جدید در ساخت کشتی های CNG یعنی به کارگیری لوله هایی به قطر 6 اینچ که به صورت قرقره های بزرگ درون کشتی تعبیه می شوند، پیشنهاد شده است. این کشتی ها توانایی ذخیره سازی بیشتری از گاز را در خود دارند. فناوری CNG برای انتقال گاز مخازن آب های عمیق که انتقال گاز آنها با استفاده از خط لوله به ساحل با دشواری و هزینه بالا روبه رو است، می تواند کاربرد یابد. سادگی فرآیند تولید CNG و فناوری ساده تر ساخت کشتی های حمل آن نسبت به ال.ان.جی، طرح های CNG را به عنوان گزینه ای بالقوه برای انتقال گاز مطرح کرده است. با توجه به شرایط موجود فناوری CNG، استفاده از آن تنها برای انتقال گاز تا فواصل 2500 مایل مطمئن به نظر می رسد. تحقیقات در زمینه استفاده از فناوری CNG برای انتقال گاز طبیعی در کشورهای آمریکا و استرالیا همچنان ادامه دارد.
فناوری CNG در صورت کاهش دادن خطر انفجار در هنگام انتقال آن، می تواند رقیبی برای فناوری LNG در فواصل کوتاه تر باشد. برای کشورهایی همانند کشور ما که دارای ذخایر عظیم گازی است، تحقیق و توسعه در زمینه طرح های GTL و CNG به عنوان راهکارهای جدید انتقال گاز، در تحقیق و پژوهش صنعت گاز می تواند به شمار رود. توسعه و توجه بیشتر به این فناوری ها و به ویژه فناوری GTL در کشور می تواند بازارهای صادراتی گاز را به همراه داشته باشد. یکی از عوامل موثر در میزان سرمایه گذاری در بخش GTL در ایران، وجود توانمندی های فنی و مهندسی بالقوه در صنایع نفت و گاز این کشور، به لحاظ مدیریتی و فنی است. در حدود دو سوم ماشین آلات و مخازن مورد کاربرد در یک واحد تولیدی GTL را در صنایع نفت و گاز ایران می توان یافت. از طرفی از لحاظ نیروی انسانی ماهر و متخصص، شرکت های مهندسان مشاور ایران تاکنون دو واحد تولیدی متانول و یک واحد تولیدی MTBE را بدون کمک شرکت های خارجی به پایان رسانده اند و یا در حال تکمیل آنها هستند. به همین دلیل، این اعتقاد که انجام مهندسی تفصیلی پروژه های GTL در ایران با قیمتی کمتر از نصف عرف جهانی امکان پذیر است، دور از ذهن نخواهد بود. در ضمن وجود نیروی انسانی آموزش دیده در ایران می تواند هزینه های عملیاتی یک واحد تولیدی GTL را به میزان قابل ملاحظه ای در قیاس با دیگر نقاط جهان کاهش دهد.
وجود مخازن عظیم گازی یکی ازعوامل اساسی در اقتصادی بودن یک طرح GTL است. برای مثال میزان گاز مورد نیاز برای یک واحد تولیدی GTL به ظرفیت 70 هزار بشکه در روز و به مدت 25 سال حدود5/5 تریلیون فوت مکعب است. منطقه ویژه اقتصادی پارس جنوبی در بندر عسلویه و میدان های، نار و کنگان در نزدیکی پارس جنوبی، یکی از مناسب ترین مراکز برای ساخت واحد تولیدی GTL است.
ویژگی های فناوری GTL برای ایران
در دهه اخیر، مخازن گازی متمرکز، عظیم و متعددی در آب های خلیج فارس و در مناطق جنوبی ایران کشف شده اند. بسیاری از این میدان ها، هنگام فعالیت های اکتشافی شرکت ملی نفت ایران و شرکت های بین المللی خارجی برای یافتن میدان های نفتی جدید به اثبات رسیده اند. هم اکنون احتمال اکتشاف های جدید دیگری از مخازن گازی متمرکز در نواحی خشک و در آب های دریای خزر و خلیج فارس، وجود دارد.
بهره گیری از فناوری GTL برای تحرک بخشیدن به صادرات گاز و تولید محصولات سوختی با کیفیت بالا از جمله هدف هایی است که ایران نباید حتی یک لحظه از آن غافل باشد. واقع شدن این میدان های گازی نزدیک به آبراه ها و در فاصله کمی از خشکی یکی از عواملی است که پروژه های صادراتی گاز طبیعی را به شکل GTL و LNG اقتصادی می کند. یکی دیگر از ویژگی های اجرای پروژه های GTL در ایران این است که صرف نظر از سهم ایران در سازمان کشورهای صادرکننده(اوپک) می توان از مایعات میان تقطیری برای مصارف داخلی به جای نفت خام بهره برد؛ از این رو به همان میزان، نفت خام صادراتی و درآمد ملی افزایش می یابد. سهم تخصیصی از سوی اوپک بر اساس تولیدات کشورهای عضو اوپک تعیین می شود؛ از این رو اگر ایران بتواند تولیدات نفت خام خود را از این طریق افزایش دهد، سهم آن نیز بیشتر از میزان صادرات کنونی خواهد بود. از لحاظ مقدار، تولید هر بشکه محصولات فناوری GTL دو بشکه نفت خام برای صادرات را در پی دارد. بنابراین با توجه به روند روبه رشد مصرف آینده محصولات سوختی برای ایران، استفاده از GTL لازم و ضروری به نظر می رسد.
منابع:
CNG و LNG و GTL در انتقال گاز طبیعی، مصطفی ساغری
بازار عرضه و تقاضای فرآورده های حاصل از تبدیل گاز به مایع در آسیا، علیرضا پیمان پاک
همین یک ماده به ما خوراک، گرما، مواد شیمیایی، دارو، لباس و بالاتر از همه، امکان حرکت داده است. بنابر این برای ما طبیعی است که به دنبال تنها یک جایگزین پاکیزه و ساده برای نفت باشیم که همه این کارها را بکند. اما واقعیت تلخ این است که هیچ چیزی نمی تواند همه کارهایی را بکند که از نفت بر می آید. فعلا که نمی تواند و شاید هرگز هم نتواند.
صرفه جویی برای مصارف اساسی
از این رو، برنامه ریزی برای دوران پایان نفت که به سرعت فرا می رسد، به این معنی است که ما می پذیریم باید به جای یافتن یک راه حل بزرگ، به چندین راه حل جزیی متوسل شویم .این به معنای پذیرفتن این نکته است که کارهایی هست که فقط نفت می تواند بکند. این همچنین بدان معناست که ما باید فهرستی از نیازهای اساسی خود نیز فراهم آوریم. احتمالا مصارف دارو سازی و کشاورزی در صدر این فهرست قرار خواهد گرفت. پس از آن، نوبت به راههای مختلف تولید انرژی می رسد که بیشتر آنها باید از منابع انرژی تجدید شونده به معنای منابع طبیعی پایان ناپذیر تامین شود.
انرژی هیدروژنی به شکل سنتی آن مدت های طولانی است که مرسوم بوده است. این نوع انرژی از مهار قدرت آب جاری، مانند آسیاب های آبی قدیمی، تولید می شود. انرژی هیدروژنی، تولید آلودگی نمی کند، اما فقط در جایی کارآیی دارد که آب موجود باشد: احداث سد به ندرت پاسخگوی این نیاز است. انرژی موج شکل های جدیدتری از نیروی تولید شده از آب است که تقریبا فقط در کشورهای ساحلی امکان پذیر است؛ در هر حال تولید گسترده این نوع انرژی ها راه درازی در پیش دارد.
بسیاری از کارشناسان هیدروژن را سوخت آینده می دانند و شاید هم واقعا یک روزی چنین باشد. هیدروژن، یکی از اجزای تشکیل دهنده آب، منبعی نامحدود است و باعث آلودگی نمی شود. اما در حال حاضر ذخیره کردن و انتقال آن دشوار است و تهیه آن متکی به مصرف الکتریسته است که این الکتریسیته یا باید منشاء آبی داشته باشد یا سوخت فسیلی. شاید وقتی الکتریسیته عمدتا از طریق انرژی خورشیدی تهیه شود، انرژی هیدروژنی نیز جای خود را در میان سوخت های قابل دسترس آینده پیدا کند. حتی در کشور ابری مانند بریتانیا، پانل های خورشیدی نصب شده بر بام خانه ها می تواند الکتریسیته آنها را تامین کند.
مکمل های با ارزش
اما این نوع انرژی ها نمی توانند بلاانقطاع تولید شوند، پس ما همیشه به نوعی انرژی پشتیبان، مثلا نوعی باطری، نیاز داریم. نیروی باد: توربین های بادی، شکل مدرن آسیاب های بادی، می توانند در کشورهای پر بادی مانند بریتانیا مقادیر مناسبی انرژی تولید کنند.این توربین ها مانند پانل های خورشیدی قادر نیستند 24 ساعت روز انرژی تولید کنند و معمولا ساکنان نقاطی که این توربین ها نصب شده اند، از سر و صدا، هیبت بزرگ آنها و خطری که برای پرندگان دارند، شاکی هستند.
سوخت زیستی (بیوفیول)، شامل محصولات زراعی و مواد خاصی مانند تفاله چغندر قند می شود که نیروگاه ها می توانند به جای سوخت فسیلی از آن استفاده کنند.
یک نیروگاه در بریتانیا از فضله مرغ و باقیمانده دام هایی که در جریان اپیدمی جنون گاوی نابود شدند به عنوان سوخت استفاده می کند. در کشورهای در حال توسعه هم از چوب، با این که کم یاب است، و همین طور مدفوع چهارپایان، که برای تقویت خاک زراعی فرسوده لازم است، به عنوان سوخت استفاده می شود.
گزینه های دراز مدت
انرژی زمین گرمایی (Geothermal)، را از حرارت بالای مرکز زمین تولید می کنند. این انرژی یا از صخره ها و آبی که نزدیک به سطح زمین است، یا حفر چاه های عمیق به دست می آید. این نوع انرژی در اغلب ساختمان های کشور ایسلند و شمار زیادی از کشورهای دیگر مورد استفاده است. با استفاده از تفاوت دما میان عمق و سطح آب اقیانوس ها که در معرض تابش نور خورشید بوده است، می توان الکتریسیته تولید کرد. بنابر یک تحقیق، یک دهم درصد از انرژی خورشیدی تابش شده به اقیانوس ها، می تواند بیش ار بیست برابر انرژی مصرفی قاره آمریکای شمالی را تامین کند. اما دسترسی گسترده به این نوع انرژی نیز راه درازی در پیش دارد.
ذخائر گاز ممکن است بیشتر از نفت دوام بیاورد. ذغال سنگ به وفور یافت می شود اما سوزاندن این نوع سوخت به گرمایش زمین دامن می زند وسوختی آلوده کننده تر از نفت تلقی می شود. انرژی هسته ای باعث تولید گازهای گلخانه ای نمی شود اما عیوب متعددی دارد. بسیاری از مردم با استفاده از این نوع انرژی مخالفند چون معتقدند نه تنها منبع انرژی خطرناک است بلکه جمع آوری و دفن زباله های آن نیز تاکنون با خطرات ایمنی زیادی همراه بوده است.
مشکل جا به جایی
در این میان سوخت دیگری وجود دارد به نام "سوخت پنجم". سوخت پنجم همان حفظ و همچنین کاهش اتلاف انرژی است. تلویزیون را بی دلیل روشن رها نکردن، کتری را بیش از حد لازم از آب پر نکردن، لامپ اضافی را خاموش کردن و با خودرو و وسایط نقلیه دیگر، سفرهای غیرضروری انجام ندادن، همه و همه باعث کاهش اتلاف انرژی می شود. در کنار کاهش اتلاف انرژی می توان وسایط نقلیه و دیگر امکانات مورد استفاده در زندگی روزمره را به لحاظ مصرف انرژی بهینه کرد. بسیاری از سوخت های جایگزین در حال حاضر در دسترس هستند. سوخت های دیگری هم بزودی در دسترس خواهند بود و قیمت آنها نیز روز به روز کاهش خواهد یافت. بزرگترین مشکل، مشکل حمل و نقل است چون بسیاری از سوخت های جایگزین به راحتی در خودروها قابل استفاده نیستند. به جز این، تنها چیزی که یادآوری آن لازم است این است که ما متوجه باشیم در آینده برای روشن کردن حتی یک لامپ در خانه خود تا چه حد به این نوع سوخت ها نیازمند خواهیم بود.
آلکس کربی گزارشگر محیط زیست بی بی سی
منبع:کانون دانش