ทดลองขับทางเลือก: ตอนที่ 1 - อุตสาหกรรมก๊าซ

ในช่วงทศวรรษที่ 70 วิลเฮล์มมายบัคได้ทดลองออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในต่างๆเปลี่ยนกลไกและคิดเกี่ยวกับโลหะผสมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตชิ้นส่วนแต่ละชิ้น เขามักจะสงสัยว่าสารที่ติดไฟได้ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในตอนนั้นเหมาะสำหรับใช้ในเครื่องยนต์ความร้อนมากที่สุด

ในช่วงทศวรรษที่ 70 วิลเฮล์มมายบัคได้ทดลองออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในต่างๆเปลี่ยนกลไกและคิดเกี่ยวกับโลหะผสมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตชิ้นส่วนแต่ละชิ้น เขามักจะสงสัยว่าสารที่ติดไฟได้ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในตอนนั้นเหมาะสำหรับใช้ในเครื่องยนต์ความร้อนมากที่สุด

ในปี พ.ศ. 1875 เมื่อเขาเป็นพนักงานของ Gasmotorenfabrik Deutz Wilhelm Maybach ตัดสินใจทดสอบว่าเขาสามารถใช้เครื่องยนต์แก๊สกับเชื้อเพลิงเหลวหรือไม่ หรือแม่นยำกว่านั้นคือกับน้ำมันเบนซิน บังเอิญให้เขาตรวจสอบว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากเขาปิดก๊อกแก๊สและวางผ้าชุบน้ำมันไว้หน้าท่อร่วมไอดีแทน เครื่องยนต์ไม่หยุด แต่ทำงานต่อไปจนกว่าจะ "ดูด" ของเหลวทั้งหมดออกจากเนื้อเยื่อ นี่คือที่มาของแนวคิดของ "คาร์บูเรเตอร์" แบบชั่วคราวตัวแรกและหลังจากการสร้างรถยนต์แล้วน้ำมันเบนซินก็กลายเป็นเชื้อเพลิงหลักสำหรับมัน

ฉันกำลังเล่าเรื่องนี้เพื่อเตือนให้คุณทราบว่าก่อนที่น้ำมันเบนซินจะปรากฏเป็นทางเลือกแทนเชื้อเพลิงเครื่องยนต์รุ่นแรกใช้ก๊าซเป็นเชื้อเพลิง จากนั้นเป็นเรื่องเกี่ยวกับการใช้ก๊าซ (แสง) เพื่อให้แสงสว่างซึ่งได้มาจากวิธีการที่ไม่เป็นที่รู้จักในปัจจุบัน แต่เกิดจากการแปรรูปถ่านหิน เครื่องยนต์ที่คิดค้นโดย Isaac de Rivac ชาวสวิสซึ่งเป็นเครื่องยนต์เอทิลีนเลอนัวร์เกรดอุตสาหกรรมที่ "ดูดซับตามธรรมชาติ" (ไม่บีบอัด) รุ่นแรกตั้งแต่ปีพ. ศ. 1862 และหน่วยสี่จังหวะคลาสสิกที่สร้างโดยอ็อตโตในเวลาต่อมา

ในที่นี้จำเป็นต้องกล่าวถึงความแตกต่างระหว่างก๊าซธรรมชาติและก๊าซปิโตรเลียมเหลว ก๊าซธรรมชาติประกอบด้วยก๊าซมีเทน 70 ถึง 98% ส่วนที่เหลือเป็นก๊าซอินทรีย์และอนินทรีย์ที่สูงขึ้น เช่น อีเทน โพรเพนและบิวเทน คาร์บอนมอนอกไซด์ และอื่นๆ นอกจากนี้ น้ำมันยังมีก๊าซในสัดส่วนต่างๆ กัน แต่ก๊าซเหล่านี้จะถูกปล่อยออกมาผ่านการกลั่นแบบแยกส่วนหรือผลิตโดยกระบวนการบางอย่างในโรงกลั่น แหล่งก๊าซมีความแตกต่างกันมาก - ก๊าซบริสุทธิ์หรือ "แห้ง" (นั่นคือมีเทนเป็นส่วนใหญ่) และ "เปียก" (ประกอบด้วยมีเทน อีเทน โพรเพน ก๊าซอื่นที่หนักกว่า และแม้แต่ "น้ำมันเบนซิน" - ของเหลวเบา เศษส่วนที่มีค่ามาก) . ประเภทของน้ำมันก็แตกต่างกันเช่นกัน และความเข้มข้นของก๊าซในน้ำมันอาจต่ำกว่าหรือสูงกว่าก็ได้ ทุ่งมักจะรวมกัน - ก๊าซลอยขึ้นเหนือน้ำมันและทำหน้าที่เป็น "ฝาแก๊ส" ส่วนประกอบของ "ฝาปิด" และแหล่งน้ำมันหลักรวมถึงสารที่กล่าวถึงข้างต้น และเศษส่วนต่างๆ ที่พูดโดยนัย "ไหล" เข้าหากัน ก๊าซมีเทนที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์ "มาจาก" ก๊าซธรรมชาติ และส่วนผสมของโพรเพน-บิวเทนที่เราทราบนั้นมาจากทั้งแหล่งก๊าซธรรมชาติและแหล่งน้ำมัน ประมาณ 6% ของก๊าซธรรมชาติในโลกผลิตขึ้นจากแหล่งถ่านหิน ซึ่งมักจะมาพร้อมกับแหล่งก๊าซ

โพรเพนบิวเทนปรากฏขึ้นในที่เกิดเหตุในลักษณะที่ค่อนข้างขัดแย้ง ในปีพ.ศ. 1911 ลูกค้าชาวอเมริกันที่ไม่พอใจบริษัทน้ำมันได้สั่งให้เพื่อนของเขา ดร. สเนลลิ่ง นักเคมีชื่อดังให้ค้นหาสาเหตุของเหตุการณ์ลึกลับ สาเหตุที่ลูกค้าไม่พอใจคือ ลูกค้าประหลาดใจที่พบว่าถังของสถานีเติมน้ำมันครึ่งหนึ่งเพิ่งเต็มไป ฟอร์ด เธอหายตัวไปโดยไม่ทราบสาเหตุระหว่างการเดินทางระยะสั้น ๆ ไปที่บ้านของเขา ถังไม่ไหลออกจากที่ไหนเลย ... หลังจากการทดลองหลายครั้ง ดร. สเนลลิ่งค้นพบว่าสาเหตุของความลึกลับคือปริมาณก๊าซโพรเพนและบิวเทนในเชื้อเพลิงสูง และไม่นานหลังจากนั้น เขาได้พัฒนาวิธีการกลั่นเชิงปฏิบัติวิธีแรก พวกเขา. เนื่องด้วยความก้าวหน้าขั้นพื้นฐานเหล่านี้ ดร.สเนลลิ่งจึงถูกมองว่าเป็น "บิดา" ของอุตสาหกรรมนี้

ก่อนหน้านี้ประมาณ 3000 ปีก่อนคนเลี้ยงแกะได้ค้นพบ "น้ำพุร้อน" บนภูเขาปารานาสในกรีซ ต่อมามีการสร้างวิหารที่มีเสาเพลิงบนสถานที่ "ศักดิ์สิทธิ์" แห่งนี้และ oracle Delphius อ่านคำอธิษฐานของเขาต่อหน้ายักษ์ใหญ่อันยิ่งใหญ่ทำให้ผู้คนรู้สึกถึงความปรองดองความกลัวและความชื่นชม วันนี้ความโรแมนติกบางส่วนหายไปเพราะเรารู้ว่าแหล่งที่มาของเปลวไฟคือมีเธน (CH4) ที่ไหลจากรอยแตกในหินที่เกี่ยวข้องกับความลึกของแหล่งก๊าซ มีไฟลักษณะเดียวกันนี้เกิดขึ้นในหลายแห่งในอิรักอิหร่านและอาเซอร์ไบจานนอกชายฝั่งทะเลแคสเปียนซึ่งไหม้มานานหลายศตวรรษและเป็นที่รู้จักกันมานานในชื่อ "เปลวไฟแห่งเปอร์เซียนิรันดร์"

หลายปีต่อมา ชาวจีนยังใช้ก๊าซจากทุ่งนา แต่ด้วยจุดประสงค์เชิงปฏิบัติมาก นั่นคือเพื่อให้ความร้อนแก่หม้อต้มน้ำขนาดใหญ่ด้วยน้ำทะเลและดึงเกลือออกมา ในปี พ.ศ. 1785 ชาวอังกฤษได้สร้างวิธีการผลิตก๊าซมีเทนจากถ่านหิน (ซึ่งใช้ในเครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรก) และในช่วงต้นศตวรรษที่ XNUMX นักเคมีชาวเยอรมัน Kekule และ Stradonitz ได้จดสิทธิบัตรกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงเหลวที่หนักกว่าจากมัน

ในปี พ.ศ. 1881 วิลเลียม ฮาร์ตได้เจาะบ่อก๊าซแห่งแรกในเมืองเฟรโดเนียของอเมริกา ฮาร์ทเฝ้าดูฟองอากาศที่ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำในอ่าวใกล้เคียงเป็นเวลานานและตัดสินใจขุดหลุมจากพื้นดินไปยังแหล่งก๊าซที่เสนอ ที่ความลึกเก้าเมตรใต้พื้นผิว เขาไปถึงเส้นเลือดที่ก๊าซพุ่งออกมา ซึ่งเขาจับได้ในเวลาต่อมา และ Fredonia Gas Light Company ที่เพิ่งตั้งขึ้นใหม่ของเขาก็กลายเป็นผู้บุกเบิกในธุรกิจก๊าซ อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความก้าวหน้าของ Hart แต่ก๊าซส่องสว่างที่ใช้ในศตวรรษที่ XNUMX ส่วนใหญ่สกัดจากถ่านหินด้วยวิธีที่อธิบายไว้ข้างต้น สาเหตุหลักมาจากการขาดศักยภาพในการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการขนส่งก๊าซธรรมชาติจากทุ่ง

อย่างไรก็ตาม การผลิตน้ำมันเชิงพาณิชย์ครั้งแรกนั้นเป็นความจริงแล้ว ประวัติศาสตร์ของพวกเขาเริ่มต้นในสหรัฐอเมริกาในปี 1859 และแนวคิดคือการใช้น้ำมันที่สกัดได้เพื่อกลั่นน้ำมันก๊าดสำหรับให้แสงสว่างและน้ำมันสำหรับเครื่องยนต์ไอน้ำ ถึงกระนั้น ผู้คนก็ยังต้องเผชิญกับพลังทำลายล้างของก๊าซธรรมชาติ ซึ่งถูกบีบอัดเป็นเวลาหลายพันปีในบาดาลของโลก ผู้บุกเบิกกลุ่มของ Edwin Drake เกือบเสียชีวิตระหว่างการขุดเจาะอย่างกะทันหันครั้งแรกใกล้กับเมืองไททัสวิลล์ รัฐเพนซิลเวเนีย เมื่อก๊าซรั่วจากรอยแยก ก็เกิดไฟลุกไหม้ครั้งใหญ่ ซึ่งพัดเอาอุปกรณ์ทั้งหมดไป ทุกวันนี้ การใช้ประโยชน์จากแหล่งน้ำมันและก๊าซมาพร้อมกับระบบของมาตรการพิเศษเพื่อปิดกั้นการไหลของก๊าซที่ติดไฟได้ฟรี แต่ไฟและการระเบิดไม่ใช่เรื่องแปลก อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี ก๊าซชนิดเดียวกันนี้ถูกใช้เป็น "ปั๊ม" ชนิดหนึ่งที่ดันน้ำมันขึ้นสู่ผิวดิน และเมื่อแรงดันลดลง ช่างทำน้ำมันก็เริ่มมองหาและใช้วิธีอื่นในการสกัด "ทองคำดำ"

โลกของก๊าซไฮโดรคาร์บอน

ในปี พ.ศ. 1885 สี่ปีหลังจากการขุดเจาะก๊าซครั้งแรกของวิลเลียม ฮาร์ต โรเบิร์ต บุนเซน ชาวอเมริกันอีกคนหนึ่งได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ที่ต่อมากลายเป็นที่รู้จักในชื่อ "เตาบุนเซน" สิ่งประดิษฐ์นี้ทำหน้าที่จ่ายและผสมก๊าซและอากาศในสัดส่วนที่เหมาะสม ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการเผาไหม้ได้อย่างปลอดภัย หัวเผานี้เป็นพื้นฐานของหัวฉีดออกซิเจนสมัยใหม่สำหรับเตาและอุปกรณ์ทำความร้อนในปัจจุบัน สิ่งประดิษฐ์ของ Bunsen เปิดโอกาสใหม่ๆ ในการใช้ก๊าซธรรมชาติ แต่แม้ว่าท่อส่งก๊าซเส้นแรกจะถูกสร้างขึ้นในปี 1891 เชื้อเพลิงสีน้ำเงินก็ไม่มีความสำคัญทางการค้าจนกระทั่งสงครามโลกครั้งที่สอง

ในช่วงสงครามมีการสร้างวิธีการตัดและเชื่อมที่เชื่อถือได้เพียงพอซึ่งทำให้สามารถสร้างท่อส่งก๊าซโลหะที่ปลอดภัยได้ พวกเขาถูกสร้างขึ้นหลายพันกิโลเมตรในอเมริกาหลังสงครามและท่อส่งจากลิเบียไปยังอิตาลีถูกสร้างขึ้นในทศวรรษที่ 60 มีการค้นพบแหล่งก๊าซธรรมชาติจำนวนมากในเนเธอร์แลนด์ ข้อเท็จจริงทั้งสองนี้อธิบายโครงสร้างพื้นฐานที่ดีกว่าสำหรับการใช้ก๊าซธรรมชาติอัด (CNG) และก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG) เป็นเชื้อเพลิงยานพาหนะในสองประเทศนี้ ความสำคัญเชิงกลยุทธ์มหาศาลที่ก๊าซธรรมชาติเริ่มได้รับได้รับการยืนยันจากข้อเท็จจริงต่อไปนี้ - เมื่อเรแกนตัดสินใจทำลาย "อาณาจักรชั่วร้าย" ในทศวรรษที่ 80 เขาได้คัดค้านการจัดหาอุปกรณ์ไฮเทคสำหรับการก่อสร้างท่อส่งก๊าซจาก สหภาพโซเวียตไปยังยุโรป เพื่อชดเชยความต้องการของยุโรป การก่อสร้างท่อส่งก๊าซจากภาคส่วนทะเลเหนือของนอร์เวย์ไปยังยุโรปแผ่นดินใหญ่กำลังเร่งตัวขึ้น และสหภาพโซเวียตกำลังหยุดทำงาน ในขณะนั้น การส่งออกก๊าซเป็นแหล่งที่มาหลักของสกุลเงินแข็งสำหรับสหภาพโซเวียต และการขาดแคลนอย่างรุนแรงอันเป็นผลจากมาตรการของเรแกนได้นำไปสู่เหตุการณ์ทางประวัติศาสตร์ที่เป็นที่รู้จักในช่วงต้นทศวรรษ 90 ในไม่ช้า

ปัจจุบัน รัสเซียในระบอบประชาธิปไตยเป็นผู้จัดหาก๊าซธรรมชาติรายใหญ่ให้กับความต้องการด้านพลังงานของเยอรมนี และเป็นผู้มีบทบาทสำคัญระดับโลกในด้านนี้ ความสำคัญของก๊าซธรรมชาติเริ่มเพิ่มขึ้นหลังจากวิกฤตน้ำมันสองครั้งในช่วงทศวรรษที่ 70 และปัจจุบันก๊าซธรรมชาติเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานหลักที่มีความสำคัญทางภูมิยุทธศาสตร์ ปัจจุบัน ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงที่ถูกที่สุดสำหรับให้ความร้อน ใช้เป็นวัตถุดิบตั้งต้นในอุตสาหกรรมเคมี การผลิตกระแสไฟฟ้า สำหรับเครื่องใช้ในครัวเรือน และโพรเพน "ลูกพี่ลูกน้อง" ของมันสามารถพบได้ในขวดระงับกลิ่นกายเพื่อใช้ดับกลิ่นกาย ทดแทนสารประกอบฟลูออรีนที่ทำลายโอโซน ปริมาณการใช้ก๊าซธรรมชาติเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและเครือข่ายท่อส่งก๊าซก็ยาวขึ้น สำหรับโครงสร้างพื้นฐานที่สร้างขึ้นสำหรับการใช้เชื้อเพลิงนี้ในรถยนต์ ทุกสิ่งทุกอย่างยังล้าหลังอยู่มาก

เราได้บอกคุณแล้วเกี่ยวกับการตัดสินใจแปลก ๆ ที่ชาวญี่ปุ่นทำในการผลิตเชื้อเพลิงที่จำเป็นและหายากในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองและยังกล่าวถึงโครงการผลิตน้ำมันเบนซินสังเคราะห์ในเยอรมนี อย่างไรก็ตามไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับข้อเท็จจริงที่ว่าในช่วงสงครามยันในเยอรมนีมีรถยนต์จริงวิ่งบน ... ไม้! ในกรณีนี้ นี่ไม่ใช่การกลับไปใช้เครื่องยนต์ไอน้ำแบบเก่าที่ดี แต่เป็นเครื่องยนต์สันดาปภายใน ซึ่งแต่เดิมออกแบบมาเพื่อใช้น้ำมันเบนซิน ความจริงแล้วแนวคิดนี้ไม่ซับซ้อนมากนัก แต่ต้องใช้ระบบกำเนิดก๊าซขนาดใหญ่ หนัก และอันตราย ถ่านหินถ่านหรือไม้วางอยู่ในโรงไฟฟ้าพิเศษและไม่ซับซ้อนมาก ที่ด้านล่างจะเผาไหม้โดยไม่มีออกซิเจน และในสภาวะที่มีอุณหภูมิและความชื้นสูง ก๊าซที่ประกอบด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจน และมีเทนจะถูกปล่อยออกมา จากนั้นจะถูกระบายความร้อน ทำความสะอาด และป้อนโดยพัดลมเข้าสู่ท่อร่วมไอดีของเครื่องยนต์เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิง แน่นอนว่าคนขับของเครื่องจักรเหล่านี้ทำหน้าที่ที่ซับซ้อนและยากลำบากของนักผจญเพลิง - ต้องมีการชาร์จและทำความสะอาดหม้อไอน้ำเป็นระยะ ๆ และเครื่องสูบบุหรี่ก็ดูเหมือนหัวรถจักรไอน้ำจริงๆ

ปัจจุบัน การสำรวจก๊าซจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีที่ซับซ้อนที่สุดในโลก และการสกัดก๊าซธรรมชาติและน้ำมันเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดที่วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต้องเผชิญ ข้อเท็จจริงนี้เป็นจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสหรัฐอเมริกา ซึ่งมีการใช้วิธีการที่แปลกใหม่มากขึ้นเรื่อยๆ ในการ "ดูด" ก๊าซที่หลงเหลืออยู่ในทุ่งเก่าหรือที่ถูกทิ้งร้าง รวมทั้งเพื่อแยกก๊าซที่เรียกว่า "แน่น" ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า ในปัจจุบันจะต้องใช้การขุดเจาะมากเป็นสองเท่าเพื่อผลิตก๊าซในระดับเทคโนโลยีในปี 1985 ประสิทธิภาพของวิธีการเพิ่มขึ้นอย่างมาก และน้ำหนักของอุปกรณ์ลดลง 75% มีการใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้นในการวิเคราะห์ข้อมูลจาก gravimeters เทคโนโลยีคลื่นไหวสะเทือน และดาวเทียมเลเซอร์ ซึ่งสร้างแผนที่สามมิติของอ่างเก็บน้ำด้วยคอมพิวเตอร์ นอกจากนี้ยังมีการสร้างภาพ 4 มิติที่เรียกว่า ซึ่งทำให้สามารถเห็นภาพรูปแบบและการเคลื่อนไหวของสิ่งสะสมเมื่อเวลาผ่านไป อย่างไรก็ตาม สิ่งอำนวยความสะดวกล้ำสมัยยังคงอยู่สำหรับการผลิตก๊าซธรรมชาตินอกชายฝั่ง ซึ่งเป็นเพียงเศษเสี้ยวของความก้าวหน้าของมนุษย์ในพื้นที่นี้ นั่นคือระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกสำหรับการขุดเจาะ การขุดเจาะลึกพิเศษ ท่อส่งพื้นมหาสมุทร และระบบกวาดล้างของเหลว คาร์บอนมอนอกไซด์และทราย

การกลั่นน้ำมันเพื่อผลิตน้ำมันเบนซินคุณภาพสูงเป็นงานที่ซับซ้อนกว่าการกลั่นก๊าซ ในทางกลับกัน การขนส่งก๊าซทางเรือมีค่าใช้จ่ายสูงและซับซ้อนกว่ามาก เรือบรรทุกก๊าซ LPG ค่อนข้างซับซ้อนในการออกแบบ แต่เรือบรรทุกก๊าซ LNG นั้นสร้างสรรค์ได้อย่างน่าทึ่ง บิวเทนเป็นของเหลวที่ -2 องศา ในขณะที่โพรเพนเป็นของเหลวที่ -42 องศาหรือความดันค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม มันต้องใช้เวลา -165 องศาเพื่อทำให้มีเธนกลายเป็นของเหลว! ดังนั้น การก่อสร้างเรือบรรทุกก๊าซหุงต้มจึงต้องการสถานีอัดก๊าซที่ง่ายกว่าสถานีก๊าซธรรมชาติและถังที่ออกแบบให้ทนต่อแรงดันไม่สูงเป็นพิเศษที่ 20-25 บาร์ ในทางตรงกันข้าม เรือบรรทุกก๊าซธรรมชาติเหลวติดตั้งระบบทำความเย็นอย่างต่อเนื่องและถังหุ้มฉนวนพิเศษ ที่จริงแล้ว Colossi เหล่านี้คือตู้เย็นแช่เยือกแข็งที่ใหญ่ที่สุดในโลก อย่างไรก็ตาม ส่วนหนึ่งของก๊าซสามารถ "ทิ้ง" การติดตั้งเหล่านี้ได้ แต่ระบบอื่นจะจับและป้อนเข้าไปในกระบอกสูบเครื่องยนต์ของเรือในทันที

ด้วยเหตุผลข้างต้น เป็นที่เข้าใจได้ว่าในปี 1927 เทคโนโลยีได้อนุญาตให้ถังโพรเพน-บิวเทนถังแรกอยู่รอดได้ นี่คือผลงานของ Dutch-English Shell ซึ่งในเวลานั้นเป็น บริษัท ยักษ์ใหญ่อยู่แล้ว เคสเลอร์ เจ้านายของเธอเป็นคนหัวก้าวหน้าและเป็นนักทดลองที่ใฝ่ฝันมานานแล้วว่าจะใช้ก๊าซจำนวนมหาศาลที่รั่วไหลสู่ชั้นบรรยากาศหรือถูกไฟไหม้ในโรงกลั่นน้ำมันในทางใดทางหนึ่ง ด้วยแนวคิดและความคิดริเริ่มของเขา เรือนอกชายฝั่งลำแรกที่มีระวางขับน้ำ 4700 ตันถูกสร้างขึ้นเพื่อขนส่งก๊าซไฮโดรคาร์บอนด้วยขนาดที่ดูแปลกใหม่และน่าประทับใจเหนือถังบนดาดฟ้า

อย่างไรก็ตาม ยังต้องใช้เวลาอีกสามสิบสองปีในการสร้างท่อส่งก๊าซมีเทน Pioneer เครื่องแรก ซึ่งสร้างขึ้นตามคำสั่งของบริษัทก๊าซ Constock International Methane Limited เชลล์ซึ่งมีโครงสร้างพื้นฐานที่มั่นคงอยู่แล้วสำหรับการผลิตและจำหน่ายก๊าซหุงต้ม ซื้อบริษัทนี้ และในไม่ช้าก็มีการสร้างเรือบรรทุกน้ำมันขนาดใหญ่ขึ้นอีกสองลำ เชลล์เริ่มพัฒนาธุรกิจก๊าซธรรมชาติเหลว เมื่อชาวเกาะคอนเวย์ของอังกฤษ ซึ่งบริษัทกำลังสร้างโรงเก็บก๊าซมีเทน รู้ว่าแท้จริงแล้วอะไรถูกจัดเก็บและขนส่งไปยังเกาะของพวกเขา พวกเขาตกใจและหวาดกลัว คิด (และถูกต้อง) ว่าเรือเป็นเพียงระเบิดขนาดยักษ์ ดังนั้นปัญหาด้านความปลอดภัยจึงมีความเกี่ยวข้องจริงๆ แต่ในปัจจุบัน เรือบรรทุกน้ำมันสำหรับขนส่งก๊าซมีเทนเหลวมีความปลอดภัยสูง และไม่เพียงแต่เป็นเรือที่ปลอดภัยที่สุดลำหนึ่งเท่านั้น แต่ยังเป็นเรือเดินทะเลที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุดอีกด้วย ซึ่งปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าเรือบรรทุกน้ำมันอย่างหาที่เปรียบมิได้ ลูกค้ารายใหญ่ที่สุดของกองเรือบรรทุกน้ำมันคือญี่ปุ่นซึ่งแทบไม่มีแหล่งพลังงานในท้องถิ่น และการก่อสร้างท่อส่งก๊าซไปยังเกาะนี้เป็นงานที่ยากมาก ญี่ปุ่นยังมี "สวนสาธารณะ" ที่ใหญ่ที่สุดของยานพาหนะที่ใช้น้ำมัน ซัพพลายเออร์หลักสำหรับก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) ในปัจจุบัน ได้แก่ สหรัฐอเมริกา โอมาน กาตาร์ และแคนาดา

ปัจจุบันธุรกิจผลิตไฮโดรคาร์บอนเหลวจากก๊าซธรรมชาติได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเชื้อเพลิงดีเซลสะอาดพิเศษที่สังเคราะห์จากมีเทน และอุตสาหกรรมนี้คาดว่าจะพัฒนาอย่างรวดเร็วในอนาคต ตัวอย่างเช่น นโยบายพลังงานของ Bush กำหนดให้ใช้แหล่งพลังงานในท้องถิ่น และอลาสกามีก๊าซธรรมชาติสะสมจำนวนมาก กระบวนการเหล่านี้ถูกกระตุ้นโดยราคาน้ำมันที่ค่อนข้างสูง ซึ่งทำให้เกิดข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีที่มีราคาแพง GTL (Gas-to-Liquids) เป็นเพียงหนึ่งในนั้น

โดยพื้นฐานแล้ว GTL ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่ มันถูกสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 20 โดยนักเคมีชาวเยอรมัน Franz Fischer และ Hans Tropsch ซึ่งกล่าวถึงในประเด็นก่อนหน้านี้ว่าเป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรมสังเคราะห์ของพวกเขา อย่างไรก็ตาม ตรงกันข้ามกับการเติมไฮโดรเจนแบบทำลายล้างของถ่านหิน กระบวนการรวมโมเลกุลของแสงเข้ากับพันธะที่ยาวขึ้นเกิดขึ้นที่นี่ แอฟริกาใต้ผลิตเชื้อเพลิงดังกล่าวในระดับอุตสาหกรรมมาตั้งแต่ปี 50 อย่างไรก็ตาม ความสนใจในสิ่งเหล่านี้เพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเพื่อค้นหาโอกาสใหม่ ๆ ในการลดการปล่อยเชื้อเพลิงที่เป็นอันตรายในสหรัฐอเมริกา บริษัทน้ำมันรายใหญ่ เช่น BP, ChevronTexaco, Conoco, ExxonMobil, Rentech, Sasol และ Royal Dutch/Shell กำลังทุ่มเงินมหาศาลในการพัฒนาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับ GTL และผลจากการพัฒนาเหล่านี้ ประเด็นทางการเมืองและสังคมจึงถูกพูดถึงมากขึ้นใน ใบหน้าของสิ่งจูงใจ ภาษีสำหรับผู้บริโภคเชื้อเพลิงสะอาด เชื้อเพลิงเหล่านี้จะช่วยให้ผู้บริโภคน้ำมันดีเซลจำนวนมากสามารถแทนที่ด้วยเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น และจะช่วยลดต้นทุนของบริษัทรถยนต์เพื่อให้เป็นไปตามระดับใหม่ของการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายตามที่กฎหมายกำหนด การทดสอบเชิงลึกล่าสุดแสดงให้เห็นว่าเชื้อเพลิง GTL ลดคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ 90% ไฮโดรคาร์บอนได้ 63% และเขม่าได้ 23% โดยไม่จำเป็นต้องใช้ตัวกรองอนุภาคดีเซล นอกจากนี้ ธรรมชาติของเชื้อเพลิงที่มีกำมะถันต่ำยังช่วยให้สามารถใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มเติมที่สามารถลดการปล่อยมลพิษของยานพาหนะได้อีก

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของเชื้อเพลิง GTL คือสามารถใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลได้โดยตรงโดยไม่ต้องดัดแปลงหน่วยใด ๆ นอกจากนี้ยังสามารถผสมกับเชื้อเพลิงที่มีกำมะถัน 30 ถึง 60 ppm ต่างจากก๊าซธรรมชาติและก๊าซปิโตรเลียมเหลวไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานการขนส่งที่มีอยู่เพื่อขนส่งเชื้อเพลิงเหลว Denis Yakubson ประธาน Rentech กล่าวว่าเชื้อเพลิงประเภทนี้สามารถเติมเต็มศักยภาพทางเศรษฐกิจที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมของเครื่องยนต์ดีเซลได้เป็นอย่างดีและปัจจุบันเชลล์กำลังสร้างโรงงานขนาดใหญ่มูลค่า 22,3 พันล้านดอลลาร์ในกาตาร์โดยสามารถออกแบบเชื้อเพลิงสังเคราะห์ได้ XNUMX ล้านลิตรต่อวัน ... ปัญหาใหญ่ที่สุดของเชื้อเพลิงเหล่านี้มาจากการลงทุนจำนวนมากที่ต้องใช้ในโรงงานใหม่และกระบวนการผลิตที่มักมีราคาแพง

ก๊าซชีวภาพ

อย่างไรก็ตาม แหล่งที่มาของก๊าซมีเทนไม่ได้เป็นเพียงแหล่งสะสมใต้ดินเท่านั้น ในปี ค.ศ. 1808 Humphry Davy ทดลองกับฟางที่ใส่ไว้ในถังสุญญากาศและผลิตก๊าซชีวภาพที่มีก๊าซมีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจน และไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่ Daniel Defoe ยังพูดถึงก๊าซชีวภาพในนิยายเรื่อง "เกาะที่สาบสูญ" ของเขาอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ประวัติของแนวคิดนี้เก่ากว่านั้น - ในศตวรรษที่ 1776 Jan Baptita Van Helmont เชื่อว่าก๊าซที่ติดไฟได้มาจากการสลายตัวของสารอินทรีย์ และ Count Alexander Volta (ผู้สร้างแบตเตอรี่) ก็ได้ข้อสรุปที่คล้ายกัน ในปี 1859 โรงงานก๊าซชีวภาพแห่งแรกเริ่มดำเนินการในบอมเบย์ และก่อตั้งในปีเดียวกับที่ Edwin Drake ผลิตการขุดเจาะน้ำมันที่ประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรก โรงงานในอินเดียแปรรูปอุจจาระและส่งก๊าซสำหรับโคมไฟถนน

จะต้องใช้เวลานานก่อนที่จะเข้าใจและศึกษากระบวนการทางเคมีในการผลิตก๊าซชีวภาพอย่างละเอียด สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เฉพาะในทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ XX และเป็นผลมาจากการพัฒนาจุลชีววิทยาแบบก้าวกระโดด ปรากฎว่ากระบวนการนี้เกิดจากแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดชนิดหนึ่งบนโลก พวกมัน "บด" สารอินทรีย์ในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช้ออกซิเจน (การย่อยสลายแบบแอโรบิคต้องการออกซิเจนจำนวนมากและสร้างความร้อน) กระบวนการดังกล่าวยังเกิดขึ้นตามธรรมชาติในหนองบึงทุ่งนาทะเลสาบที่ปกคลุม ฯลฯ

ระบบการผลิตก๊าซชีวภาพสมัยใหม่กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นในบางประเทศ และสวีเดนเป็นผู้นำทั้งในด้านการผลิตก๊าซชีวภาพและยานพาหนะที่ดัดแปลงให้ทำงานบนระบบดังกล่าว หน่วยการสังเคราะห์ใช้เครื่องกำเนิดชีวภาพที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ อุปกรณ์ราคาไม่แพงและเรียบง่ายซึ่งสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับแบคทีเรีย ซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทของแบคทีเรีย ซึ่งจะ "ทำงาน" อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดที่อุณหภูมิตั้งแต่ 40 ถึง 60 องศา ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของโรงงานก๊าซชีวภาพ นอกจากก๊าซแล้ว ยังมีสารประกอบที่อุดมด้วยแอมโมเนีย ฟอสฟอรัส และธาตุอื่นๆ ที่เหมาะสำหรับใช้ในการเกษตรเป็นปุ๋ยในดิน