ก๊าซธรรมชาติ—พลังงานที่นำมาใช้ในบ้าน — ห้องสมุดออนไลน์ของวอชเทาเวอร์

ก๊าซธรรมชาติ—พลังงานที่นำมาใช้ในบ้าน

ก๊าซธรรมชาติสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานของโลกได้มากกว่า 20 เปอร์เซ็นต์. ก๊าซธรรมชาติมาจากแหล่งใด? พลังงานชนิดนี้สะอาดเพียงไร? และยังคงมีเหลืออยู่มากน้อยเท่าไร?

นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่าหลายล้านปีที่แล้วก๊าซธรรมชาติเกิดขึ้นจากซากพืชซากสัตว์ที่เน่าเปื่อย รวมทั้งแพลงก์ตอน. ตามทฤษฎีนี้ เมื่อเวลาผ่านไปนานมาก จุลชีพพร้อมทั้งความดันจากตะกอนที่ทับถมอยู่ด้านบนและความร้อนจากใต้ดิน ได้เปลี่ยนซากพืชซากสัตว์เหล่านั้นให้เป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ถ่านหิน, ก๊าซ, และน้ำมันปิโตรเลียม. ต่อมา ก๊าซปริมาณมากจะแทรกซึมเข้าไปในหินที่มีรูพรุน บางครั้งกลายเป็นแหล่งก๊าซขนาดใหญ่ ซึ่งกั้นไว้ด้วยชั้นหินที่ก๊าซซึมออกมาไม่ได้. แหล่งก๊าซบางแหล่งมีขนาดใหญ่มาก และมีก๊าซอยู่หลายล้านล้านลูกบาศก์เมตร. จะค้นพบแหล่งก๊าซเหล่านั้นได้อย่างไร?

การค้นหาก๊าซธรรมชาติ

ดาวเทียมที่รับรู้จากระยะไกล, ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก, คลื่นไหวสะเทือนแบบสะท้อน, และคอมพิวเตอร์ ทำให้ไม่จำเป็นต้องคาดเดาอีกต่อไปว่าแหล่งก๊าซมีอยู่ที่ใดบ้าง. คลื่นไหวสะเทือนแบบสะท้อนอาศัยหลักการที่ว่าเสียงจะสะท้อนจากชั้นหินใต้พื้นโลก และทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้ได้ว่ามีอะไรอยู่ใต้พื้นดิน. เสียงนั้นเกิดจากฝีมือของมนุษย์ โดยปกติจะใช้ระเบิดขนาดย่อมหรือเครื่องสั่นสะเทือนที่ติดไว้กับรถบรรทุกชนิดพิเศษ. คลื่นกระแทกที่เกิดขึ้นจะผ่านลงไปใต้เปลือกโลกและสะท้อนกลับเข้าสู่อุปกรณ์ที่คอยจับสัญญาณอยู่ ซึ่งช่วยนักวิทยาศาสตร์สร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์สามมิติของชั้นหิน. แล้วแบบจำลองเหล่านี้อาจระบุบริเวณที่เป็นแหล่งก๊าซได้.

ในการสำรวจทางทะเล มีการสร้างคลื่นเสียงด้วยปืนชนิดพิเศษที่ยิงลมอัด, ไอน้ำ, หรือน้ำลงไปในทะเล. คลื่นความดันที่เกิดขึ้นจะพุ่งลงสู่ก้นทะเลแล้วสะท้อนกลับขึ้นมาสู่อุปกรณ์ไฮโดรโฟนที่ติดไว้กับสายเคเบิลยาว ๆ ที่ถูกลากอยู่ด้านหลังเรือสำรวจ. นักวิจัยใช้สัญญาณเหล่านี้สร้างแบบจำลองเพื่อการวิเคราะห์เช่นเดียวกัน.

เพื่อให้คุ้มกับค่าใช้จ่ายในการขุดเจาะ แหล่งก๊าซนั้นต้องมีก๊าซมากพอ. ดังนั้น นักธรณีวิทยาจึงต้องตรวจให้รู้แน่ทั้งความดันและปริมาตรของแหล่งก๊าซ. พวกเขาสามารถวัดความดันได้ค่อนข้างถูกต้องด้วยเครื่องวัด. แต่การจะรู้ปริมาตรที่แท้จริงนั้นยากกว่า. วิธีหนึ่งคือการอ่านค่าความดันเริ่มแรก จากนั้นปล่อยก๊าซออกมาส่วนหนึ่งโดยที่วัดปริมาตรไว้ แล้วก็วัดความดันอีกครั้งหนึ่ง. ถ้าความดันลดลงเพียงเล็กน้อย แสดงว่าเป็นแหล่งใหญ่; แต่ถ้าความดันลดลงมาก ก็แสดงว่าเป็นแหล่งเล็ก ๆ.

การทำให้ก๊าซพร้อมใช้

หลังจากได้ก๊าซธรรมชาติแล้ว ก็จะส่งไปตามท่อสู่โรงแยกก๊าซเพื่อขจัดสารเคมีที่ไม่ต้องการ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์, ไฮโดรเจนซัลไฟด์, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ รวมทั้งไอน้ำซึ่งกัดกร่อนท่อได้. แล้วจึงมีการกลั่นก๊าซธรรมชาติในอุณหภูมิที่ต่ำมากเพื่อขจัดไนโตรเจนที่ไม่ติดไฟ และสกัดเอาฮีเลียม, บิวเทน, อีเทน, และโพรเพนออกมา. ผลผลิตที่ได้ก็คือมีเทนบริสุทธิ์ซึ่งไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และติดไฟได้ง่ายมาก. เนื่องจากมีเทนเป็นผลผลิตจากธรรมชาติ จึงเรียกกันด้วยว่าก๊าซธรรมชาติ.

เพื่อให้ก๊าซธรรมชาติปลอดภัยสำหรับใช้ตามบ้าน ผู้ผลิตเติมสารประกอบซัลเฟอร์ที่มีกลิ่นเหม็นลงไปเล็กน้อย เพื่อจะรู้ได้ง่ายถ้าก๊าซรั่วและจะปิดได้ก่อนเกิดการระเบิด. กระนั้นก็ดี ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่น ๆ มาก เช่น ถ่านหินและน้ำมัน.

เพื่อจะขนส่งได้สะดวก ก๊าซธรรมชาติบางชนิดถูกลดอุณหภูมิลงจนต่ำมากแล้วเปลี่ยนเป็นก๊าซธรรมชาติเหลว. บิวเทนและโพรเพนมักจะถูกใช้เป็นแก๊สปิโตรเลียมเหลว (แอลพีจี) ซึ่งใครที่ชอบย่างบาร์บีคิวด้วยแก๊สกระป๋องจะรู้จักแก๊สชนิดนี้ดี. โดยทั่วไป แก๊สแอลพีจียังถูกนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถประจำทาง, รถแทรกเตอร์, รถบรรทุก, และยานพาหนะอื่น ๆ. ทางด้านเคมี บิวเทนและโพรเพนถูกนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์พลาสติก, ตัวทำละลาย, เส้นใยสังเคราะห์, และผลิตภัณฑ์อินทรีย์อื่น ๆ.

แหล่งพลังงานที่มีวันหมด

เช่นเดียวกับเชื้อเพลิงฟอสซิลทุกชนิด ก๊าซธรรมชาติเป็นทรัพยากรที่มีวันจะหมดไปได้. ตามการคาดคะเน ขณะนี้ยังคงมีก๊าซธรรมชาติเหลืออยู่ประมาณ 45 เปอร์เซ็นต์ของก๊าซที่จะนำขึ้นมาใช้ได้ในโลก. ถ้าตัวเลขนี้ถูกต้อง ด้วยอัตราการใช้ในปัจจุบัน ก๊าซอาจจะหมดไปในเวลาประมาณ 60 ปี. แต่หลายประเทศกำลังบริโภคพลังงานเพิ่มขึ้น การคาดคะเนในปัจจุบันจึงอาจผิดพลาดได้มาก.

แน่นอน การพัฒนาทางอุตสาหกรรมอย่างไม่หยุดยั้งในบางประเทศอาจทำให้คนเราคิดว่าทรัพยากรของโลกไม่มีวันหมด. จริงอยู่ ยังมีพลังงานนิวเคลียร์และพลังงานที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม. แต่พลังงานเหล่านี้จะสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานที่กำลังเพิ่มขึ้นได้ไหม? และจะเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและปลอดภัยหรือไม่? เวลาเท่านั้นจะบอกได้.

[แผนภาพ/ภาพหน้า 14]

(ดูรายละเอียดจากวารสาร)

หลังจากได้ก๊าซธรรมชาติแล้ว ก็จะส่งไปตามท่อสู่โรงแยกก๊าซ ซึ่งจะผ่านกระบวนการเพื่อจ่ายไปตามบ้านเรือนและภาคธุรกิจต่าง ๆ

[แผนภาพ]

หลุมก๊าซ

โรงแยกก๊าซ

บริษัทก๊าซ

[ภาพหน้า 13]

เครื่องมือพิเศษถูกใช้สร้างคลื่นเสียงที่สะท้อนกลับเข้าสู่อุปกรณ์ที่คอยจับสัญญาณอยู่

[ภาพหน้า 13]

นักธรณีวิทยาวิเคราะห์แบบจำลองสามมิติที่สร้างจากคลื่นเสียง

[ที่มาของภาพหน้า 13]