A földgáz helye a világban
2015. november 5. | Dr. Szilágyi Zsombor okl. gázmérnök, c. egyetemi docens | | 15 |
A világ energiaigénye folyamatosan nő. A gazdasági válság 2008-as mélypontja visszaesést okozott, a 2014-ben indult olajáresés pedig meglendítette az energiafogyasztást.
Az 1. táblázat néhány ország primerenergia-felhasználását mutatja (1 EJ = 1018 J). Kiemelhetjük az úgynevezett BRIC országokat: Brazília, Oroszország, India, Kína, amelyek az utóbbi években rapid gyors gazdasági fejlődést értek el, és az energiaigények is gyorsan nőttek. Talán Oroszország a kivétel, különösen azért, mert a 2014 őszén indult olajáresés talán ezt az országot sújtotta a legkeményebben. Kína fejlődésében is jelentkezik némi visszaesés, amit az egész világ aggódva figyel. A fejlett gazdasággal rendelkező európai országok és az USA is visszafogottabb energiaigényt mutatnak. Ebben szerepe van az Európai Unióban elhatározott energiatakarékossági programoknak is.
1. táblázat. Primerenergia-felhasználás (EJ) [1]
Az egyes energiahordozók piaci helyzete hatással van a többi energiahordozóra is. Például a 2014 őszétől indult kőolajpiaci túlkínálat szűkíti a földgáz felhasználást, és nagyon rossz hatással van a megújuló energiahordozók terjesztésére.
Irán primerenergia felhasználását azért mutatjuk be, mert a viszonylag gyors növekedés mögött a világ nagyobb része olyan nukleáris potenciálfejlesztést gyanított, aminek katonai vonzatai is lehetnek. Szerencsére sikerült egyezségre jutni Irán nukleáris programjainak nemzetközi ellenőrzéséről. Ez az egyezség viszont lökést is adott a világban a kőolaj túlkínálatnak.
A világ energiatermelésének energiahordozók közötti megoszlását mutatja be a 2. táblázat. A kőolaj szerepének elsősége még néhány évtizedig megmarad. A szén a második helyezett, a földgáz szerepe pedig kismértékben még erősödik is.
2. táblázat. A világ primer energia termelése (EJ) [1]
Ha a földgáz jövőjéről készített prognózist nézzük (3. táblázat), akkor azt látjuk, hogy az OECD országok (Organisation for Economic Co-operation and Development, 34 ország, így hazánk is tagja) visszafogott gázigény-növekedést terveznek, a fejlődő országok pedig dinamikusabb gázigény emelkedéssel számolnak.
3. táblázat. A világ földgázfogyasztása [3]
Mintegy 20 évvel ezelőtt, az Egyesült Államokban indult el ipari méretben a nem konvencionális földgázkészletek kutatása és kitermelése. A „palagáz” névvel jelzett termelés rohamosan nőtt, amit elősegített a tartósan 100 USD/barrel körüli kőolajár is. Ezzel az olajárral versenyképes a palagáz termelési költsége. A 4. táblázat az amerikai földgázforrások összetételét és annak a jövőjét mutatja be.
4. táblázat. Az Egyesült Államok földgáztermelésének forrásai (milliárd m3) [3]
Az 5. táblázatban a földgáztermelés és -felhasználás mérlegét mutatjuk be, a földgázpiac legjelentősebb országaiban. Az USA már közel van az önellátáshoz, a nem hagyományos készletek és kitermelési költségek alapján erre minden esélye megvan. Ha a kőolaj ára visszakúszik a 80 USD/bbl szintre, akkor az USA földgáz külkereskedelme nullszaldós lehet.
5. táblázat. Földgáztermelés és -felhasználás (milliárd m3) [1]
Fiatal termék a földgáz világpiacán az LNG. Ez a technológia megnyitotta az utat az exportra azoknak az országoknak, amelyek tengerparttal és jelentős földgázkészlettel rendelkeznek, ugyanakkor hozzáférést biztosít a földgázhoz azoknak a tengerparttal rendelkező országoknak, amelyek szállítóvezetéken nem érhetők el. A 6. táblázat a földgáz külkereskedelmének néhány elemét mutatja be.
6. táblázat. A vezetékes és LNG földgázkereskedelem változása (milliárd m3) [1], [2]
Megjelent az LNG piacon Ausztrália, Indonézia, Malajzia (együtt mintegy 100 milliárd m3-rel), de Vietnam is. Egyelőre főleg Távol-Keletre szállítanak, de a piaci helyzet eredményezheti azt is, hogy akár Európába is szállítsanak. Oroszország felismerte azt, hogy az LNG a jövő útja újabb export lehetőségek megszerzésére, és egyelőre Távol-Keleten indította az LNG exportot. Tervezik ugyanakkor az Északi-tengeren LNG terminál építését, de szóba jött a Fekete-tenger térsége is. Ezeket az orosz terveket most halasztani kellett a kőolaj áresése miatt.
Összegzés
A földgáz piacát a különböző gazdasági, politikai vagy katonai események befolyásolják, de tartósan a földgáz iránti kereslet növekedésével lehet számolni.
A palagáz és a palaolaj megjelenése a piacokon már túljutott a tőzsdéket érintő hatáson. Az olaj túlkínálata, a földgáz árának zuhanását is eredményezte. A főleg kőolaj és földgáz exportból élő országok egyre nehezebben viselik el ezt a helyzetet, és már katonai beavatkozásokat is szül a Közel Keleten. Szinte az egész világon veszteséges a kőolaj- és földgáztermelés. A MOL is komoly veszteségeket kénytelen elkönyvelni az alacsony kőolaj és földgáz árak miatt a hazai és a külföldi termelő létesítményeinél. Amíg az olcsó olajnak örülnek a közlekedés, a vegyipar, a villamosáram-termelés résztvevői, addig az olajipar beszállítóit hatalmas veszteség éri a leállított beruházások, a kutatás visszafogása miatt.
Az ENSZ 2015. decemberi párizsi klíma világkonferenciájára minden ország készül, különböző klímavédelmi akciókat fognak meghirdetni. A klasszikus értelmezés szerint a földgáz nem klímabarát tüzelőanyag, azonban a magas hatásfokú hasznosítás lehet olyan tényező, amely nem a földgáz ellen fordítja a környezetvédelmi törekvéseket.
Felhasznált irodalom
[1] BP Statistical Review os World, June 2015
[2] Spencer Dale: Six remarkable energy Facts from 2014. bp.com
[3] EIA (Energy Information Administration, USA)
Hozzászólások
A hozzászóláshoz be kell jelentkeznie.
Zöhls András | 2015. nov. 17.
Kedves Miklós! Értem én a feltételes módot, én csak azt pontosítottam, hogy jelenleg az itthon termelt áram mindössze ötöde származik szénből, a többi karbonszegény, vagy karbonmentes forrásból, és így azért más a lány fekvése.
Chiovini György | 2015. nov. 17.
Zöhls András: A tervezés arról szól, hogy a körülményeket mérlegelve a számos lehetőség közül a szerintünk legjobbat kiválasszuk. Ennyi bőven elég lenne épületenergetikai stratégiának.
Fazakas Miklós Feren | 2015. nov. 17.
Kedves András! A számításom arra az esetre vonatkozik, amikor a villamos energiát tisztán széntüzeléssel állítják elő. Lássunk tisztán: Mi jön ki, ha tisztán gázzal és mi van, ha tisztán szénnel tüzelünk. A többi csak a kettő közötti arány kérdése. Ha tisztán földgázból állítunk elő villamos energiát, majd ebből hőszivattyúval fűtési energiát, akkor megközelítőleg 1,63-szor több fűtési energiát kapunk, mint közvetlen kondenzációs gázkazánnal történő fűtés esetén, a hálózati veszteségekkel most sem számolva. Mivel a kiindulási alap a földgáz klímavédelemben, illetve klímaterhelésben játszott szerepe volt, arra kívántam rámutatni, hogy a földgáz használata a CO2 kibocsájtás szempontjából 14 és 25% között van egy olyan képzeletbeli skálán, amelynek esetében a megújulók nulla CO2 környezeti terhelését nullával jelezzük, a tiszta széntüzelést pedig száz százalékkal. A számításból számomra az is következik, hogy nem helyes a hőszivattyús fűtést forszírozni, a közvetlen gáztüzeléssel szemben, ha a szükséges elektromos többletenergiát széntüzeléssel tudjuk előállítani. Ezzel ellentétes eredményre jutunk, ha az elektromos többletenergiát földgázból állítjuk elő. Persze kérdés, hogy az erőműbővítés + a hőszivattyú + elektromos hálózatbővítés költsége együtt megéri-e a 60% körüli hatékonyság növelést. Ne felejtsük el, hogy az ország elektromos hálózata jelenleg csak eseti jelleggel bírja el a hőszivattyúk terhelését.
Zöhls András | 2015. nov. 17.
Kedves Béla, köszönöm a segítségedet. Kedves Zoárd, amit írtam, az Fazakas Miklós első hozzászólásához kapcsolódik, ahol az elektromos áram termelést egészében a széntüzeléshez köti, majd ebből levezeti, hogy a hőszivattyú a széndioxid emisszió szempontjából kedvezőtlenebb a gáztüzelésnél. Ezen később ugyan kicsit pontosított, de szerintem a még így sem jók a számai. Ezt a dolgot próbáltam kicsit körüljárni. Az elektromos áram importunk főleg a hazai földgáz alapú termelés rovására nőtt meg. A szén túlélte a német megújulós terjeszkedést, mert (részben az alacsony CO2 kvóta árak miatt) viszonylag olcsó, hazai nyersanyaggal és munkaerővel gazdálkodik. A Mátrai Erőmű füstgáz tisztítás ”mellékterméke” az a havi 30-40 ezer tonna gipsz, ami ilyenformán megint hazai gyártmány. Szóval ez sem nem feketén-fehéren megválaszolható kérdés. Személy szerint egyáltalán nem vagyok hőszivattyú-függő, a tervezés arról szól, hogy a körülményeket mérlegelve a számos lehetőség közül a szerintünk legjobbat kiválasszuk. A primer energia tényezők ügyében Zöld András professzor, az épületenergetika rendelet első változatát kidolgozó csapat vezetője valami olyasmit írt, hogy az az Energiaközponttól származik. Hogy ők milyen alapon számoltak, azt nem tudjuk. Gondolom még nem nyálaztad át a két energetikai jogszabály januártól érvényes változatát, ott már szerepel olyan számítás is, ahol az országos hálózatból vett elektromos áram primer energia átalakítási tényezője 0,1. De ki láthat be nagy emberek gondolatai közé.
MP | 2015. nov. 17.
Zölhls András "elkóborolt" hozzászólása (Zoárd erre való reagálása után) Magyarországon az éves áramimport részaránya 2014-ben elérte a 31,44 százalékot. A hazai termelésen belül 53,6 százalék volt a nukleáris alapon termelt áram aránya, 20,7 százaléknyit lignit, illetve szén fűtőanyaggal állítottak elő. 15,8% volt a földgáz, 10% a megújulók részaránya. Az erőműveink átlagos hatásfoka kb. 34%. Utolsó információim szerint az energetikai számításokban különböző tüzelőanyagokhoz párosított széndioxid emissziót a következők szerint kell figyelembe venni: elektromos áram 365 g/kWh földgáz 203 g/kWh tüzelőolaj 279 g/kWh szén 377 g/kWh (NES Éghajlat-politikai háttértanulmány a 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories alapján) Hogy ezek a számok (főleg a magas import arány miatt) mennyire felelnek meg a valóságnak, nem tudom, de a CO2 kvóták miatt van egy-két elég jó adatunk. 2010-ben 1kWh villamos energiát 350 g széndioxid kibocsátás mellett termeltünk meg, amihez hozzáadhatunk némi hálózati veszteséget is. Szóval, ha a széndioxid emissziót vesszük alapul, az elektromos áram, földgáz arány valahol 1,8 körül jár. Tehát ha egy hőszivattyú szezonális teljesítmény mutatója, az egyszerűség kedvéért mondjuk 3,6, akkor egy éves szinten 100% hatásfokú gázkazánnal összehasonlítva, az előbbit fele akkora CO2 emisszióval üzemeltetjük, mint az utóbbit. ”H” tarifa mellett az előbbi működtetési költsége durván az utóbbi 63-65%-a. A januártól energetikai érvényes rendelet, ha valamit félre nem értettem, erősen hőszivattyú párti. A hőszivattyús rendszer természetesen nem mindenhol telepíthető, és (a felületfűtés árát is figyelembe véve) a beruházási költsége is általában nagyobb, mint egy gázos rendszeré. A mai többszörösen csökkentett energiaárak mellett ritkán számíthatunk gyors megtérülésre. Valami ilyesmiken kell szöszölnünk, ha felkérnek egy tervezési munkára.
Zoárd | 2015. nov. 17.
Kedves Zöhls András Az elkóborolt hozzászólásodra reagálva én nem a 2,5 átalakítási tényezőt kérdőjeleztem meg. Szigorúan csak a szén és a földgáz összehasonlításáról beszéltünk. A 2,5-ös átalakítási tényező részben azért kritizálható, mivel az energia termelések létrehozásához és rekultivációjához szükséges környezet terhelések mintha nem szerepelnének a szén és az atomenergia termelés hatásaiban. Pedig ezek igen jelentősek, iga a földgázkitermelésnél sem szerepelnek, de az az érzésem, hogy a földgázkitermelést egyelőre nagyságrenddel kevesebb környezet terhelést generál, mint az előző kettő. Fentiektől függetlenül új, korszerű épületeknél a jelenleg a hőszivattyú híve vagyok. De egy műemlék épületnél a hőszivattyú alkalmazása rengeteg akadályba ütközik, mivel problémás alacsony hőmérsékletű fűtő rendszert kialakítani.
Chiovini György | 2015. nov. 16.
Kedves Zoárd! Nekem is vannak gyermekeim és unokáim. Nem akarom az eredeti témát teljesen más irányba kanyarítani. A tudomány története tele van azzal, hogy "mindenki jól tudja". Ma a szén-dioxid hisztériából rengeteg ember jól megél. Sokkal több embernek ÉRDEKE, hogy "így tudjuk". Roppant kíváncsi vagyok a párizsi összejövetelre.
Fazakas Miklós Feren | 2015. nov. 16.
Folytatva a Zorád szerinti hatásfokokkal 88%-os égéshőre vetített kondenzációs gázkazán és 40%-os széntüzelési hatásfokkal számolva a széntüzelés/gáztüzelés CO2 kibocsájtásnak aránya 6,51-re adódik. Ebből az következik, hogy erre nagyon oda kéne figyelni.
Fazakas Miklós Feren | 2015. nov. 16.
Kedves Zorád! Valóban egy hibát elkövettem, a barnaszén fűtőértékével számoltam feketeszén helyett. A számítás menete a következő: A földgáz égéshője 0 Celsius fokon 39,87 MJ/m3. 1m3 földgázból (100% CH4) 1 m3 széndioxid keletkezik, amelynek sűrűsége 1,98 kg/m3. Tehát földgáz tüzeléskor 39,87/1,98=20,14 MJ hő szabadul fel 1kg CO2 keletkezése mellett. A feketeszén fűtőértéke 25 MJ/kg. 1kg szénből a mol-súlyok arányában 44/12 = 3,66 kg CO2 keletkezik. Tehát 1kg CO2 kibocsájtáshoz 6,82 MJ hőtermelés tarozik. Ebből a CO2 kibocsájtások aránya földgáz/szén =20,14/6,82= 2,95 Az eredményeink kezdenek közelíteni.
Zoárd | 2015. nov. 16.
Kedves György. Majd meglátjuk? A baj az, hogy nem mi, hanem a gyerekeink és az unokáink. A jelenlegi tudományos világ bő 90% feletti része nem osztja az általad említetteket. Tudom, egyszerű ember számára érthető levezetés van mindkét oldalról. Én nem értek hozzá, de ekkora többségnek hiszek.
Zoárd | 2015. nov. 16.
Kedves Miklós! A hozzá szólásod alapelve NAGYON HELYES. Sajnos a %-al valami baj van, vagy én számolok rosszul. Nekem a metán (földgáz) elégetésénél az 55,6 MJ/kg égéshőnek „csak” az 57% adja a hidrogén és 43%-t ad a szén. Érdekesség, ha nem metánt égetünk, hanem külön hidrogént (141 MJ/kg) és külön szenet (35 MJ/kg), akkor 61,5 MJ/kg égéshő jön ki, ez talán a kötési energiákból adódik, de ez már nem az én kémiám. Ettől függetlenül, ha CO2 egyenértékben mérnénk és mind a metánnal, mind a szénnel ugyan annyi égéshőt akarnánk megvalósítani, akkor a szén 2,11-szer annyi CO2 fog eredményezni. Természetesen itt most az egyes égéseknél megvalósítható hatásfokról nem beszélünk, az nyílván jelentősen rontja a szén helyzetét, mivel sokkal nehezebb jó hatásfokkal elégetni, mint a metánt. Ettől függetlenül, ha a Metán értéke 1,0, akkor bizony a szén egyenértékű energiájára 2,11-et kellene kalkulálni, minimum – ha a cO2 egyenérték lenne a mértékadó. És akkor valóban egy 40%-os hatásfokú szénerőmű egyenértékű CO2 terhelése 2,11/0,40=5,275! Hát ez jó messze van a 2,5-től és hálózatveszteséggel még nem is számoltunk! Ez bizony azt mondaná, hajrá földgáz és állítsuk le a szenes erőműveket. Egyébként biztos van, aki nálam jobban ért a sztöhometriához és talán pontosabb értékeket tud kiszámolni. A szén Európában politika! Energia függetlenség és sok-sok munkahely – na, ez már nem az én területem!
Chiovini György | 2015. nov. 16.
Nem akarok senkit megbántani. Bárki hihet abban, hogy az emberi tevékenységből származó légköri szén-dioxid káros. De azt tudni kell, hogy ez jelenleg egy hipotézis. Pontosabban egy már megcáfolt hipotézis. Címszószerűen. A légkörben nincsen üvegházhatás, mert a fel- és leszálló légáramlatok ezt kiküszöbölik. A felszíni hőmérsékletet döntően a felhőzet határozza meg. A légkör szén-dioxid koncentrációja elsősorban attól függ, hogy a tengerek és óceánok mennyit nyelnek el, illetve mennyit bocsátanak ki. Az egyensúlyt a vízhőmérséklet határozza meg. A Földön mindig volt és lesz klímaváltozás. A mai civilizáció valószínűleg azért jöhetett létre, mert kb. 8-10 ezer év óta viszonylag meleg van. Vannak olyan vélemények, hogy ennek éppen mostanában lesz vége. Meglátjuk.
Fazakas Miklós Feren | 2015. nov. 16.
Fontos kiemelni, hogy azonos égéshő előállításakor földgáztüzelés esetén csak 20%-nyi, ötödannyi széndioxid kerül a levegőbe, mint ha barnaszénnel tüzelünk, a többi környezetbarát vízgőz. Ezért helytelen, hogy a primerenergia felhasználás számítása során a felhasznált energiát veszik alapul, nem pedig a CO2 kibocsájtást, mint kalkulációs tényezőt!!!. Az EU környezettudatos tervezésről szóló rendeleteiben semmilyen különbségtél nincs attól függően, hogy a primer-energiát földgázból vagy az ötször több CO2-t kibocsájtó széntüzelésből nyerik-e. Hogy lehet egy ilyen fontos tényezőt figyelmen kívül hagyni? Ennek következtében bőszen támogatható például szénnel előállított villamos energia segítségével és hőszivattyúval előállított lakásfűtés, szemben az egyszerű földgáztüzelésen alapuló fűtéssel, pedig, ha a hőszivattyúzás COP-je csak 4, akkor az egyszerű földgáztüzelés, az előbbi példa szerint kevesebb CO2 kibocsájtással jár.
Zoárd | 2015. nov. 12.
Ha már értékeljük a földgázt, akkor azt is kell látnunk, hogy a fosszilis energia hordozók közül ez károsítja a legkevésbé a környezetet.
Chiovini György | 2015. nov. 11.
Magyarországon közismerten gond a levegő szálló por (finom por, PM10) szennyezettsége. Minden évben halljuk: "A szilárd tüzelőanyagot használók "átmenetelig" függesszék fel ezek használatát." Földgáz van, a készletek olyan nagyok, hogy jelenleg semmi nem indokolja a földgáz hiánnyal riogatást. Adott a magyar országos földgáz ellátó infrastruktúra. Miért kellene leselejtezni? A földgáz nagyon jó tulajdonságú energiahordozó. Két formában hasznosítható: hőfejlesztés, motorhajtás. Jól tárolható, alkalmazkodik a fogyasztás ingadozásához. Van értelme annak, hogy minden áron mással akarjuk kiváltani?
