Khí thiên nhiên ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh năng lượng toàn cầu. Vậy khí thiên nhiên là gì, Thành Phần Chính Của Khí Thiên Nhiên Là gì và nó có những ứng dụng quan trọng nào? Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn toàn diện về loại nhiên liệu này.
Khí Thiên Nhiên Là Gì?
Khí thiên nhiên, còn được gọi là khí tự nhiên, khí metan, hoặc khí gas, là một loại nhiên liệu hóa thạch được hình thành từ quá trình phân hủy kỵ khí của các chất hữu cơ, chủ yếu là vi sinh vật biển, dưới nhiệt độ và áp suất cao trong lòng đất hàng triệu năm. Nó là một nguồn tài nguyên không tái tạo.
Khí thiên nhiên là nguồn năng lượng hóa thạch quan trọng, được hình thành qua hàng triệu năm.
Khí thiên nhiên thường được tìm thấy trong các mỏ khí tự nhiên riêng biệt hoặc trong các mỏ dầu, chủ yếu ở thềm lục địa và một số ít trong lòng đất. Nó được sử dụng rộng rãi để sưởi ấm, nấu ăn, sản xuất điện, và là nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất.
Thành Phần Chính Của Khí Thiên Nhiên
Thành phần chính của khí thiên nhiên là khí metan (CH4), chiếm tới 98%. Bên cạnh đó, khí thiên nhiên còn chứa một lượng nhỏ các hydrocacbon khác như etan, propan và butan.
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01:2019/BCA đã quy định rõ về thành phần này. Khí thiên nhiên được sử dụng ở hai dạng chính: khí nén (CNG) và khí hóa lỏng (LNG).
- Khí nén (CNG): Khí thiên nhiên được nén ở áp suất cao (200-250 bar).
- Khí hóa lỏng (LNG): Khí thiên nhiên được làm lạnh xuống -162ºC để chuyển sang thể lỏng, giúp tăng khả năng chứa lên gấp 2.4 lần so với CNG.
Hàm lượng metan cao trong khí thiên nhiên là kết quả của quá trình phân hủy kỵ khí, trong đó năng lượng từ mặt trời được lưu trữ dưới dạng năng lượng hóa học trong các phân tử metan và các hydrocacbon khác.
Ứng Dụng Đa Dạng Của Khí Thiên Nhiên
Khí thiên nhiên có nhiều ứng dụng trong đời sống và công nghiệp nhờ các ưu điểm như: dễ cháy, hiệu suất cao, trữ lượng lớn, giá thành rẻ, thân thiện với môi trường hơn so với dầu mỏ và than đá (ở một số khía cạnh), dễ lưu trữ và vận chuyển.
Các quốc gia tiêu thụ khí đốt tự nhiên lớn nhất thế giới bao gồm Hoa Kỳ, Nga, Trung Quốc, Iran và Nhật Bản.
Ứng dụng cụ thể của khí thiên nhiên:
- Trong gia đình:
- Sưởi ấm, nấu ăn, làm nóng nước.
- Sấy quần áo.
- Sản xuất điện.
- Trong công nghiệp:
Khí thiên nhiên đóng vai trò quan trọng trong nhiều quy trình công nghiệp, từ sản xuất phân bón đến vật liệu xây dựng.
* Nhiên liệu cho lò đốt trong các nhà máy.
* Sản xuất amoniac (phân bón).
* Sản xuất khí hydro (nguyên liệu quan trọng trong nhiều ngành).
* Cung cấp năng lượng cho tuabin (điện gió, điện mặt trời).
* Sản xuất các sản phẩm hóa dầu (chất dẻo, bột giặt, dược phẩm).- Trong giao thông vận tải:
- CNG và LNG được sử dụng làm nhiên liệu thay thế cho xăng dầu, đặc biệt cho các phương tiện hạng nặng.
Ảnh Hưởng Của Khí Thiên Nhiên Đến Môi Trường
Mặc dù thường được xem là nhiên liệu “sạch hơn” so với than đá và dầu mỏ, khí thiên nhiên vẫn gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường.
Đốt khí thiên nhiên giải phóng CO2, một trong những nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu.
Tác động chính đến môi trường:
- Khí thải:
- CO2: Gây hiệu ứng nhà kính.
- Oxit nitơ (NOx): Gây ô nhiễm không khí và ảnh hưởng đến sức khỏe.
- Một lượng nhỏ lưu huỳnh, thủy ngân và các hạt dạng hạt.
- Rò rỉ khí metan:
- Metan là một khí nhà kính mạnh hơn CO2 nhiều lần.
- Rò rỉ metan trong quá trình khai thác và vận chuyển có thể làm giảm hiệu quả của việc sử dụng khí thiên nhiên thay thế các nhiên liệu khác.
- Khai thác:
- Xáo trộn hệ sinh thái.
- Ô nhiễm nguồn nước.
- Nguy cơ rò rỉ hóa chất độc hại.
Do đó, cần có các biện pháp khai thác và sử dụng khí thiên nhiên hiệu quả để giảm thiểu tối đa những tác động tiêu cực đến môi trường.
Khai Thác Khí Thiên Nhiên
Quy trình khai thác khí thiên nhiên bao gồm các bước chính sau:
- Thăm dò: Xác định vị trí và trữ lượng mỏ khí.
- Chuẩn bị: Xây dựng giàn khoan và cơ sở hạ tầng.
- Khoan: Tiếp cận mỏ bằng phương pháp khoan dọc hoặc khoan ngang.
- Lắp đặt ống khoan: Đặt ống thép để đảm bảo an toàn và ngăn chặn rò rỉ.
- Mở giếng: Tạo điều kiện cho khí thoát ra.
- Thu gom: Thu gom khí tự nhiên và dầu (nếu có).
Giàn khoan trên biển là công cụ quan trọng để khai thác khí thiên nhiên từ các mỏ dưới đáy biển.
Công nghệ fracking (bơm chất lỏng áp suất cao để tạo vết nứt trong đá phiến) được sử dụng để giải phóng khí bị mắc kẹt. Tuy nhiên, cần kiểm soát chặt chẽ để tránh gây ô nhiễm môi trường.
Việt Nam cũng đang phát triển ngành khai thác khí thiên nhiên với nhiều dự án quan trọng như dự án Cá Voi Xanh.
Kết Luận
Khí thiên nhiên là một nguồn năng lượng quan trọng với nhiều ứng dụng trong đời sống và công nghiệp. Thành phần chính của khí thiên nhiên là khí metan. Tuy nhiên, việc khai thác và sử dụng khí thiên nhiên cần được thực hiện một cách bền vững để giảm thiểu những tác động tiêu cực đến môi trường. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về khí thiên nhiên.
