Но к нашей теме относится еще одно предложение Д.И. Менделеева — о подземной газификации угля. Говоря о конце нефти и о том, что делать потом, без этой технологии никак не обойтись. Она понадобится больше чем через век после того, как идея о ней была высказана — но понадобится, когда закончатся не только нефть, но и природный газ.
ГАЗОВАЯ ПАУЗА
Но сначала поговорим о природном газе. Природный газ (точнее, попутный нефтяной) знали еще в античности, задолго до новой эры. Но если нефтяной рынок уже тогда, можно сказать, существовал — нефть собирали и продавали, в основном, для бытовых и медицинских нужд — то газ использовали только для священного огня в храме огнепоклонников в окрестностях Баку. И причина меньшего интереса к газу, чем к нефти — примерно та же, что и сейчас. Газ существенно сложнее хранить и перевозить, и даже сейчас в цене газа "транспортная составляющая" вдвое превышает таковую для нефти. А тогда-то с газами работать и вообще не умели. Точнее, герметичную упаковку знали — слово "герметичный" происходит от имени Гермеса Триждывеличайшего (Трисмегиста) — легендарного египетского ученого, о котором уже древние греки знали только по смутным легендам; но сжимать или сжижать газы для практического применения научились только-только, необходимая для этого точность изготовления насосов и поршней достигнута лишь недавно.
Правда, видел фотографию (к сожалению, не нашел ее, чтобы воспроизвести здесь), как китайские крестьяне везут по домам газ из местных небольших месторождений. На ослика навьючен огромный бурдюк, метров семь в поперечнике, и он его тащит, как аэростат воздушного заграждения. Нет у китайских крестьян ни баллонов, ни компрессоров, а поди ж ты... Правда, погода нужна безветренная.
Только к нашему времени, когда истребление накопленного за миллионы лет стало основой новой цивилизации, произошло действительное открытие газа. Да, сразу надо сказать, что попутный нефтяной газ — это не совсем то же, что природный. Газ, идущий с нефтью, более "грязный" и, зачастую, химически агрессивный. Если пускать его по трубопроводам для природного газа, он "съест" трубы за несколько лет. Поэтому его лучше сразу после добычи от нефти отделять. В принципе, он поддается "облагораживанию", и это лучше, чем сжигать его в факелах — но так он получается чуть подороже, чем природный.
Вот природный газ в этом отношении совершенно безопасен. Если его правильно подготовить — высушить и т.д. — то нет домашнего топлива лучше. При сгорании он оставляет после себя только углекислый газ и водяной пар. Он даже не имеет запаха — то, что мы считаем "запахом газа" — специальная его ароматизация особо вонючими веществами — меркаптанами, чтобы утечка газа сразу чувствовалась. Правда, он, если не соблюдать технику безопасности, взрывается — но сдуру можно взорвать практически все — и склад с удобрениями, и цех сахарной пудры.
Измеряют природный газ в кубических метрах при атмосферном давлении. Много это или мало, кубометр газа?
Из школы мы знаем (не все, конечно, а кто усвоил школьную программу), что вода в восемьсот раз плотнее воздуха. То есть кубометр воды весит тонну, а кубометр воздуха — чуть больше килограмма — точнее — 1,2928 кг. Примерно такое же соотношение и между нефтью и газом, ближе, пожалуй, даже к тысяче раз. И нефть бывает разная — полегче (ближневосточная) и потяжелее; и газ тоже разный. Даже граница между ними слегка размыта. Ведь что такое нефть и газ? Смеси углеводородов. Молекула углеводорода чаще всего представляет собой цепочку из атомов углерода, к каждому из которых, как лапки сороконожки, прикреплены два атома водорода. Также по одному атому водорода прикреплено к. цепочке в качестве головы и хвоста. Цепочки покороче — газы, подлиннее — жидкости, совсем длинные — твердые-вещества, если парафин или полиэтилен считать твердыми. Цепочка из шести атомов углерода может быть замкнута в кольцо — это бензол, у него нет "головного" и "хвостового" атомов водорода, только "лапки" — по два на атом углерода.
В природном газе обычно больше всего метана. Это "цепочка", состоящая лишь из одного звена — 1 атом углерода и 4 водорода. Метан легче воздуха. А вот уже этан .(2 атома углерода и 6 водорода) тяжелее. Смесь метана и этана горит у нас на кухне.
Еще тяжелее пропан и бутан. Пропан продается в баллонах, и, так как он отличается по свойствам от метана и этана, то его нежелательно использовать в "городских" газовых плитах — будет коптить. Нужны другие форсунки в горелках.
Природные газы являются газами лишь при комнатной температуре, а если их охладить или сжать, то они становятся жидкостью. Правда, чтобы сконденсировать метан, его надо слишком сильно сжимать или охлаждать.
В нефти всегда имеется растворенный газ, и наоборот: при добыче газа обычно получают газоконденсат — что-то вроде очень легкой нефти.
Так как состав и нефти, и газа в разных месторождениях разный, то нельзя абсолютно точно сказать, в каком соотношении по теплотворной способности (а нас в первую очередь это интересует) находятся между собой нефть и газ.
Но грубо и округленно можно считать, что тысяча кубометров газа приблизительно, соответствует тонне нефти, а килограмм газа — литру жидкого топлива. Кубический километр газа (в них иногда оценивают месторождения), то есть миллиард кубических метров — это примерно миллион тонн жидкого топлива. А тысяча миллиардов кубометров, или триллион кубометров газа — это примерно миллиард тонн нефти.
Запасы нефти считают миллиардами тонн, а газа —. триллионами кубометров, и это удобно. И цены тоже близки — если нефть стоит около 150 долл. за тонну, то газ — где-то около 100 долл. за 1000 кубов — цена ниже, потому что газообразное топливо менее удобно, чем жидкое.
Кубометр же сжиженного газа чуть богаче энергией, чем тонна нефти, но совсем ненамного. Поэтому их можно грубо считать эквивалентными.
Наша страна богата газом. Считается, что богаче всех в мире. И мы этим гордимся. Почему-то. Хотя какая в этом наша заслуга? Так или иначе, мы перешли на отопление газом (Европейская Россия обеспечивает за его счет свои нужды в энергии на 65 %). И отапливаемся газом, и электроэнергию вырабатываем, и пищу мы готовим на газу. И разнообразные промышленные печи — например, для обжига кирпича или. цементного клинкера. Промышленность стройматериалов вообще энергоемкая — и что-'бы перлитовый песок вспучить, и керамзит обжечь, и пенобетон, стекловату или минера-ловату сделать — везде нужны высокие температуры. Парадокс: у нас, в самой холодной стране мира, масса топлива уходит на обогрев;
но если мы хотим" топливо экономить и для этого решим утеплить жилища — то теплоизо-лирующие строительные материалы, как правило, тоже потребуют больших затрат того же топлива — солидная часть экономии выбирается вперед.
И развитый мир потихоньку переходит на газ, хоть дело это и непростое. Тут мы оказались впереди планеты всей, сами того не заметив, а во всем мире на газификацию смотрят еще с опаской, как на трансгенную картошку. Используют его, примерно, как и у нас, с теми же ограничениями. Больше для отопления и электрогенерации. Как автомобильное топливо он может использоваться в городах; в сельской местности возникает проблема заправок. По той же причине питающая аппаратура сложнее, поскольку двухтопливная, на одном газу ездить рискованно. Всегда ли доедешь до заправки, даже в Москве?
Таблица 6
Доля энергии, произведенной с использованием нефти и природного газа, в % к общему производству энергии (нефть/газ), то есть уровень газификации экономики
| 1990 | 1994 | |
| Зап. Европа | 44,7/16,3 | 45,7/18,4 |
| Сев. Америка | 41,5/25,4 | 40,9/26,3 |
| Вост. Европа и СНГ | 29,0/28,1 | 22,9/42,9 |
| Китай | 17,0/2,0 | 19,2/2,0 |
| Япония | 57,8/10,8 | 56,1/11,3 |
| Прочие регионы | ||
| Шсого | 40,0/22,5 | 40,0/20,7 . |
Но есть серьезные препятствия. Дело в том, что газ существенно удобнее жидкого топлива в быту и промышленности, когда он магистральный. Но и в таком варианте его транспортировка и прочая обработка обходится чуть не вдвое дороже, чем нефти. Если же его приходится возить судами-газовозами в сжатом или сжиженном виде, как в Японию, то технологическая цепочка получается непростой. Нужны заводы по производству сжиженного газа в странах-производителях и много другой инфраструктуры. Причем все оборудование дороже нефтяного настолько же, насколько танкер-газовоз дороже простого танкера.
Поэтому газ и стоит дешевле нефти в полтора раза при той же теплотворной способности.
Стоил бы одинаково — никто бы не покупал, дополнительные затраты сделали бы газ невыгодным. Буровые же и прочее оборудование не дешевле, чем для нефти — и добыча газа становится выгодной только для крупных систем и после масштабных инвестиций — чего-то подобного Газпрому в мире нет.
Но пока, как говорилось, мирового рынка газа нет— он потребляется в основном там же, где добывается, или в пределах трубопроводной системы. Сейчас строятся много газосжижаю-щих заводов, и, возможно, в ближайшем будущем торговля газом расширится.
В нашей стране газом в баллонной расфасовке постоянно пользуются 18 млн человек, не считая дачников. Но пропан, будучи вдвое дешевле бензина, немногим дешевле в производстве. Он — лишь фракция природного газа (основа там — легкий и трудносжижаемый метан), которую надо как-то выделять.
Пожарные, хотя люди они храбрые и самоотверженные, не любят тушить пожары на дачах. И я их понимаю — взрывоопасная вещь эти баллоны, а при пожаре домика кран не перекроешь, как в городе. Бензиновые и керосиновые примусы, впрочем, не лучше, старые туристы вам много чего про них расскажут.
Как сделать природный газ "дружелюбнее" и удобнее?
Простейший метод — синтезировать из метана метиловый спирт. Один атом водорода заменяется на пару атомов ОН (кислород+водород, гидрокеил) — и — о чудо! Вместо газа СН4 —-жидкость, СНзОН, метиловый, или древесный, спирт. Плотнее метана почти в тысячу раз — и без насосов, баллонов высокого давления, холодильников. А процесс, в принципе, можно провести хоть на кухне — в периоды бензинового дефицита этим занимались народные умельцы, и не одна квартира взлетела тогда на воздух. Так бывает, когда хороший принцип претворяется в реальную жизнь.