ГАСИФИКАЦИЈА

ГАСИФИКАЦИЈА, процес претварања угља у гориви гас, као и изградња мреже за дистрибуцију природног гаса од места производње или складиштења до крајњих потрошача, индустрије, јавних објеката и домаћинстава.

Претварање чврстог у гасовито гориво. Главни производи гасификације као термохемијског процеса су CO (угљен-моноксид), H₂ (водоник), CO₂ (угљен-диоксид) и C_nH_m (угљоводоници) и негасификовани продукт пиролизе. Гориви гас је откривен у процесима производње челика раних 1800-их година. У Европи су током 1840. развијени гасни генератори који користе угаљ, тресет, дрво и кокс у производњи оваквог гаса. Разлози за развој ове технологије су коришћење, осим расположивог угља, и отпадне материје, као што су отпадна влакна, куглице памука, плева итд. Данас процес г. биомасе постаје све значајнија тема развојних истраживања у енергетици. Биомаса је обновљиво и CO₂ неутрално гориво, чијом г. може да се добије гориви гас, применљив у различите сврхе. Гориви гас произведен г. угља и дрва се врло успешно користи у постројењима за грејање, па чак и за погон возила. Г. биомасе нуди виши степен корисности процеса при производњи електричне енергије коришћењем гасних мотора и турбина у односу на класична постројења за сагоревање биомасе и парни циклус, те омогућава знатно ниже емисије штетних гасова и честица. Г. чврстог горива представља термички процес разградње чврстих материјала при повишеним температурама и притисцима у присуству медијума за г., ради добијања гасовитог горива. Као медијум за г. најчешће се користе: ваздух, водена пара, кисеоник, угљен-диоксид и водоник. Овај процес почиње ослобађањем волатила (супстанце претворене у пару) из загрејане чврсте материје остављајући кокс. При процесу г. чврста биомаса се преводи у гориве гасове, који задржавају највећи део почетне гориве вредности. Састав гаса може да се мења у зависности од температуре, притиска и атмосферских услова, као и од врсте процеса који се користи. Г. се води са циљем добијања максималне количине горивог гаса, а пиролиза се води ради добијања максималног коксног остатка. Пиролиза је поступак продукције горивог гаса и кокса термичком деструкуцијом горива без оксиданаса, а г. се изводи на сличан начин, али у присуству оксиданаса. Пиролиза је саставни део г., као што је и саставни део сагоревања свих чврстих горива уопште.

Изградња мреже за дистрибуцију природног гаса. Главни састојак природног гаса је метан (80–90%), а остало су тежи угљоводоници и мањи удео угљен-диоксида. Он је без боје, укуса и мириса, није отрован и лакши је од ваздуха. Ушао је у ширу употребу тек у првој половини XX в. Природни гас је био у ограниченој локалној употреби још у XIX в., али је технологија градње цевовода ипак одложила његову ширу употребу. До тада су као енергенти коришћени углавном течно гориво, већ традиционални угаљ и гориво дрво. Као и друга фосилна горива настао је пре мнoго милиона година од органског материјала у условима високог притиска без присуства кисеоника. Налазишта природног гаса су подземна и подводна, најчешће из нафтних лежишта, мада могу бити и самостална.

У садашњости природни гас учествује са око 21% од укупне потрошње примарне енергије у свету, што га чини стратешким енергентом. Потрошња природног гаса се исказује у јединицама нормални кубни метар (нм³) или стандардни кубни метар (см³). Специфичност ових јединица је што оне дефинишу количину гаса која се налази у запремини од једног кубног метра, при задатом притиску и темпертатури. За нормални кубни метар (нм³) температура је 0ºC, а притисак 1,01325 бара, док је за стандардни кубни метар температура 15^oC, а притисак је исти. Основна предност природног гаса у односу на друга горива је његово одлично мешање са ваздухом, велика брзина сагоревања без дима, чађи и чврстих остатака. Тиме је и загађење околине минимално.

Врло је ретко да је природни гас из лежишта довољне чистоће да би се могао директно упутити ка потрошачима. Обично гас садржи неприхватљиве количине тежих угљоводоника у течном стању, али и друге нечистоће. Поред тога обично је на врло ниском притиску. Због тога се сирови гас подвргава вишестепеној обради, ради одвајања течности и нечистоћа. Пошто природни гас пролази вишестепену компресију потребно га је и охладити пре његовог упумпавања у транспортни цевовод. Присуство воде и водене паре у сировом гасу ствара посебан проблем. У примени је неколико поступака за одвајање воде из гаса пре његовог утискивања у транспортни цевовод. Модерни транспортни системи природног гаса данас се граде различитих пречника, али су највећи пречници од 56 инча (140 цм). Толики је пречник највећих руских гасовода у којем је притисак на потису чак 80 бара. Аутоматске компресорске станице налазе се на приближно сваких 100 км цевовода и у њима се повећава притисак, неопходан за савладавање механичких отпора струјању природног гаса.

Русија је највећи светски извозник гаса и изградила је више од 160.000 км транспортних цевовода са капацитетом од више од 600 милијарди м³ природног гаса годишње. Србија већи део сопствених потреба обезбеђује увозом руског гаса (око 70%). Сопствена производња природног гаса је око 30%.

Од преузимања сировог гаса из бушотина до крајњег потрошача обавља се процес пречишћавања или прераде сировог природног гаса и прилагођавање његових параметара потребама транспорта (преноса), дистрибуције и крајњих корисника.

Од гасовода високог притиска полази дистрибутивни гасовод (локални гасовод средњег притиска 8–12 бара) и гасно-дистрибутивна мрежа која преко главних мерно-регулационих станица дистрибуира гас до великих потрошача. Дистрибутивни систем природног гаса чине мрежа цевовода, други енергетски објекти, телекомуникациона, информациона и друга инфраструктура неопходна за дистрибуцију природног гаса радног притиска мањег од 6 бара. Саставни део дистрибутивног система природног гаса може бити и део мреже цевовода и других енергетских објеката. Мрежа ниског притиска је обично од полиетиленских цеви у којима је притисак 2–4 бара, а почиње са мерно-регулационим станицама широке потрошње и завршава се кућним мерно-регулационим сетом. Мерно-регулациона станица уграђује се на местима предаје природног гаса већим потрошачима (индустријски погони, широка потрошња). Из њеног назива се препознаје да она служи за мерење потрошње и регулацију параметара природног гаса, али и као сигурносни уређај. Кућни мерно-регулациони сет поставља се на доступном месту потрошње. Садржи бројило за очитавање утрошка гаса, регулатор притиска и сигурносни вентил и филтер. Притисак се у овом сету смањује са 2–4 бара до натпритиска од свега око 25 милибара, колико користе кућни потрошачи. Из безбедносних разлога се обавља процес одоризације природног гаса. Одорант је нешкодљиви гас, јаког и непријатног мириса, који се додаје ради лаког препознавања евентуалног присуства гаса у ваздуху, где му није место. Доња топлотна моћ природног гаса се креће у границама од 33 до 37 MJ/см³ или 8,4–13,1 KWh/см³.

Делатност транспорта и управљања транспортним системом у Србији обављају ЈП „Србијагас" и АД „Yugorosgaz", док дистрибуцију осим тих фирми обављају још 32 дистрибутивна предузећа.

Дужина траспортне мреже у Србији је 2012. била 2.391 км. Капацитет тог система је око 20 милиона см³ на дан, а притисак у њему је 16–75 бара. Снага свих компресорских станица је 4,4 MW. Број улаза у траснпортни систем је 16, од тога један из другог транспортног система, један из подземног складишта гаса у Банатском Двору и 14 са производних поља (домаћа производња). Број излаза из транспортног система је 160. Подземно складиште гаса у Банатском Двору користи исцрпљено лежиште капацитета 3,3 милијарде м³ природног гаса. Пројектовани капацитет складишта је 800 милиона м³, а пројектовани производни капацитет природног гаса је 5 милиона м³ на дан. Присуство складишта у систему природног гаса Србије значајно унапређује сигурност енергетског снабдевања.

ИЗВОРИ: Агенција за енергетику, Београд; NATURAL GAS – Transportation Process and Flow, The U.S. Energy Information Administration (EIA), www.eia.gov.

ЛИТЕРАТУРА: Д. Гвозденац, Б. Накомчић Смарагдакис, Б. Гвозденац Урошевић, Обновљиви извори енергије, Н. Сад 2010.

Душан Гвозденац

*Текст је објављен у 1. књизи III тома Српске енциклопедије (2018)