Πώς είναι διαρθρωμένες οι υπόγειες αποθήκες φυσικού αερίου: κατάλληλες μέθοδοι αποθήκευσης φυσικού αερίου

Φαίνεται ότι οι γνώσεις για το πώς είναι διαρθρωμένες οι υπόγειες αποθήκες φυσικού αερίου δεν έχουν πρακτική αξία για τον απλό χρήστη. Αλλά η ανθρωπότητα είναι υπερβολικά εξαρτημένη από το «γαλάζιο» καύσιμο και θέλει τόσο πολύ να είναι σίγουρη ότι δεν θα υπάρξουν ποτέ διακοπές στην παροχή του. Έτσι δεν είναι;

Και κάθε συμπατριώτη μπορεί να καθησυχάσει η πληροφορία για τις υπόγειες αποθήκες φυσικού αερίου (ΥΑΦΑ) — όσο αυτές είναι γεμάτες, δεν θα υπάρχουν προβλήματα με την παροχή αερίου. Διαβάστε περισσότερα για τη δομή των αποθηκών και τις ιδιαιτερότητες αποθήκευσης στο άρθρο μας.

Δομή των υπόγειων αποθηκών φυσικού αερίου

Ενώ για την αποθήκευση αερίου για οικιακή χρήση οι ιδιοκτήτες ιδιωτικών κατοικιών χρησιμοποιούν δεξαμενές αερίου (γκαζολντερ), σε κρατική κλίμακα μιλάμε για εντελώς διαφορετικές επιλογές αποθήκευσης. Έτσι, επίσημα οι υπόγειες αποθήκες φυσικού αερίου είναι σύμπλοκα μηχανολογικών και τεχνικών κατασκευών που εξυπηρετούν για την έγχυση, αποθήκευση και ανάληψη του «γαλάζιου» καυσίμου. Αποτελούνται από επιφανειακά και υπόγεια στοιχεία.

Στα επιφανειακά ανήκουν:

• σημείο διανομής αερίου, που εξυπηρετεί για τον διαμερισμό της ροής αερίου σε πολλές τεχνολογικές γραμμές·
• συμπιεστήριο, όπου γίνεται η προετοιμασία του καυσίμου (με αύξηση της πίεσης) για έγχυση στις γεωτρήσεις·
• εγκαταστάσεις καθαρισμού αερίου.

Υπόγεια στοιχεία της ΥΑΦΑ είναι: γεωτρήσεις, στοές, δεξαμενές. Και το τελευταίο σημείο (δεξαμενές) είναι το πιο ενδιαφέρον — από το πού αποθηκεύεται το «γαλάζιο» καύσιμο εξαρτάται το πώς είναι διαρθρωμένη η ίδια η αποθήκη αερίου.

Οι σύγχρονες υπόγειες αποθήκες φυσικού αερίου μοιάζουν εξωτερικά με μεγάλα εργοστάσια. Διότι για την εξασφάλιση της έγχυσης/ανάληψης καυσίμου είναι απαραίτητη η χρήση ισχυρού συμπιεστικού, καθαριστικού και άλλου εξοπλισμού. Τον οποίο εξυπηρετούν εκατοντάδες, αν όχι χιλιάδες ειδικοί.

Επισκόπηση των δεξαμενών αποθήκευσης αερίου

Με το ίδιο βάρος, το αέριο καταλαμβάνει πολύ μεγαλύτερες εκτάσεις από οποιαδήποτε στερεά σώματα. Και επειδή χρησιμοποιείται σε τεράστιες ποσότητες, για την αποθήκευσή του χρειάζονται αντίστοιχες δεξαμενές.

Επιπλέον, οι ειδικοί εγκατέλειψαν την αποθήκευση αερίου σε τεχνητές επίγειες δεξαμενές εδώ και έναν αιώνα.

Ο λόγος είναι ότι για αυτό θα χρειαζόταν:

• καταλαμβάνουν τεράστιες εκτάσεις του πλανήτη με συγκροτήματα αποθήκευσης του «γαλάζιου» καυσίμου χαμηλής πίεσης·
• χρησιμοποιούν ακριβές και εκρηκτικές δεξαμενές αερίου υψηλής πίεσης.

Ως αποτέλεσμα, για να εξομαλυνθούν τα προαναφερθέντα αρνητικά σημεία, η επιλογή έγινε υπέρ των υπόγειων αποθηκών, οι οποίες θεωρούνται δεξαμενές που βρίσκονται σε σημαντικό βάθος. Το οποίο, στις περισσότερες περιπτώσεις, κυμαίνεται από 300 έως 1000 μέτρα. Και εκεί μπορεί να αποθηκευτεί καύσιμο σε δεξαμενές που δημιούργησε η φύση.

Συνολικά, οι μηχανικοί έμαθαν να χρησιμοποιούν με επιτυχία 7 είδη φυσικών δεξαμενών για αποθήκευση αερίου:

• που σχηματίστηκαν σε υδατοκορεσμένα πορώδη στρώματα·
• που διατηρήθηκαν μετά την εξόρυξη υδρογονανθράκων, δηλαδή του ίδιου του αερίου, του πετρελαίου·
• που σχηματίστηκαν σε αποθέσεις ορυκτού αλατιού·
• που δημιουργήθηκαν σε ορυχεία·
• που δημιουργήθηκαν σε ανθεκτικά μόνιμα παγωμένα πετρώματα·
• με περίβλημα πάγου-πετρώματος χαμηλής θερμοκρασίας·
• που σχηματίστηκαν μετά από υπόγειες πυρηνικές εκρήξεις.

Αν και υπάρχουν πολλές επιλογές, μόνο οι 4 πρώτες μέθοδοι αποθήκευσης αερίου διακρίνονται για την πρακτικότητά τους. Οι υπόλοιπες επιλογές δεξαμενών είνα κατάλληλες μόνο θεωρητικά.

Το ΥΑΦ Σεβέρο-Σταυροπόλσκογιε είνα το μεγαλύτερο στον κόσμο κα το αποθηκευμένο εκεί αέριο μπορε να καλύψει τις ετήσιες ανάγκες καυσίμου μιας τόσο μεγάλης χώρας όπως η Γαλλία. Δεδομένου ότι η έκταση της αποθήκες είναι 680 km².

Ο λόγος της μη πρακτικότητας των υπόλοιπων τριών επιλογών είναι ο εξής:

• Σε παγωμένα πετρώματα μπορεί να αποθηκευτεί αέριο, απόδειξη αυτού είναι αρκετές λειτουργικές αποθήκες σε βόρειες περιοχές του πλανήτη. Αλλά οι όγκοι τους είναι εξαιρετικά ασήμαντοι, επομένως δεν έχουν καμία βιομηχανική σημασία σήμερα.
• Οι δεξαμενές που δημιουργήθηκαν από υπόγειες πυρηνικές εκρήξεις είναι πλήρως κατάλληλες για την αποθήκευση σημαντικών αποθεμάτν αερίου, όπως ήδη αποδείχθηκε πειραματικά. Αλλά η ουσία είνα ότ τα δυνατά όπλα δοκιμάστηκαν μακριά από τόπους κατοικίας ανθρώπων. Επομένως, εκεί συνήθως δεν υπάργουν καταναλωτές, μηχανικές υποδομές.

Ως αποτέλεςμα, αυτές οι ποικιλίες δεξαμενών είνα απλώς ακατάλληλες για χρήση.

Α ν κα ονομάζονται ΥΑΦ, στη πραγματικότητα η αποθήκευση του αερίου δεν είνα η προταρχική τους αποστολή. Δεδομέν οτ το αέριο που βρίσκεται σ’αυτές χρσιμοποιείται κύριως για την εξομάλυνση των ανωμαλιών της κατανάλωσης. Οι οποίες μπορούν να είναι ημερήσιες, εβδομαδαίες, εποχικές. Μόνο σε τελευταία περίπτωση δημιουργούνται ΥΑΦ για την άμβλυνση των συνεπειών ανωτέρας βίας.

Στη συνέχεια, θα εξετάσουμε λεπτομερέστερα κάθε μία από τις επιλογές αποθήκευσης αερίου υπόγεια.

Επιλογή #1 — αποθήκες σε υδατοκορεσμένα στρώματα

Οι αποθήκες σε υδατοκορεσμένα στρώματα προορίζονται για την εξομάλυνση των συνεπειών της εποχικής ανωμαλίας στη χρήση αερίου. Καθώς και για τη δημιουργία στρατηγικών αποθεμάτων.

Σημαντικό χαρακτηριστικό της δημιουργίας τέτοιων αποθηκών είναι η ελάχιστη συμμετοχή του ανθρώπου — συνήθως στο στάδιο δημιουργίας των γεωτρήσεων που απαιτούνται για την έγχυση του αερίου.

Στον χάρτη της Ρωσίας φαίνεται ότι οι ΥΦΑ (Υπόγειες Φυσικές Αποθήκες) βρίσκονται κοντά σε κύριους αγωγούς φυσικού αερίου και μεγάλους οικισμούς. Και αυτό δεν είναι τυχαίο, καθώς οι αποθήκες προορίζονται να εξασφαλίζουν τη σταθερότητα της κατανάλωσης φυσικού αερίου, για τον οποίο λόγο πρέπει να βρίσκονται σε άμεση γειτνίαση με μεγάλες εγκαταστάσεις.

Οι αναφερόμενες δεξαμενές αναζητούνται σε αρτεσιανούς υδροφόρους ορίζοντες. Οι αποθήκες φυσικού αερίου δημιουργούνται εκεί όπου η δομή του πετρώματος είναι διαπερατή και πορώδης. Τα υπολείμματα υγρού απομακρύνονται με αέριο, το οποίο το συμπιέζει και στη συνέχεια το εξωθεί.

Οι ίδιες οι λεγόμενες δεξαμενές αποθήκευσης καυσίμου δεν είναι στην πραγματικότητα τέτοιες. Ακριβέστερα, δεν υπάρχουν καθόλου — ως χώρος αποθήκευσης χρησιμοποιούνται κενά σε πορώδεις σχηματισμούς. Και όλη η διαδικασία δημιουργίας μιας αποθήκης φυσικού αερίου συνίσταται στην εκτόπιση μέρους του νερού προς την περιφέρεια. Αυτό γίνεται με σκοπό τη δημιουργία χώρου για το «μπλε» καύσιμο.

Η εκτέλεση της παραπάνω διαδικασίας είναι δυνατή μόνο εάν συντρέχουν ορισμένοι παράγοντες:

• Ο πορώδης διαπερατός σχηματισμός καλύπτεται από έναν θόλο (κάλυμμα) από αεροστεγή πετρώματα, τα οποία συνήθως είναι συμπιεσμένες άργιλοι.
• Ο υδροφόρος ορίζοντας εκτείνεται από τα όρια της αποθήκης σε δεκάδες χιλιόμετρα. Ακόμη καλύτερα, εάν έχει έξοδο στην επιφάνεια. Όλα τα παραπάνω δίνουν τη δυνατότητα στο αέριο να εξωθεί επιτυχώς το νερό που βρίσκεται στον σχηματισμό.
• Η έκταση του θόλου είναι επαρκής ώστε να παρέχει τη δυνατότητα αποθήκευσης σημαντικών όγκων φυσικού αερίου.
• Το πορώδες και η διαπερατότητα του πετρώματος εξασφαλίζουν αποδεκτή χωρητικότητα φυσικού αερίου και την ικανότητα να το αποδίδει κατά την εκμετάλλευση.

Εάν τουλάχιστον μία από τις προϋποθέσεις δεν πληρούται, τότε θα είναι αδύνατο να δημιουργηθεί υπόγεια αποθήκη.

Η αρχή λειτουργίας των σύγχρονων υπόγειων αποθηκών είναι απλή. Τα χαρακτηριστικά μπορούν να εξεταστούν με το παράδειγμα μεγάλων ΥΦΑ που χρησιμοποιούνται για την εξομάλυνση των εποχικών διακυμάνσεων.

Έτσι, συνήθως τη θερμή περίοδο του έτους εισάγεται σε αυτές η απαιτούμενη ποσότητα φυσικού αερίου. Το οποίο αρχίζουν να το αποσπούν μόνο με την έναρξη της περιόδου θέρμανσης. Επιπλέον, στον κύριο αγωγό δεν κατευθύνεται κάποια τεράστια ποσότητα φυσικού αερίου, αλλά μια μέση στατιστική, γνωστή από την εμπειρία λειτουργίας τα προηγούμενα χειμώνες.

Αν, ωστόσο, η θερμοκρασία πέσει απότομα και η ημερήσια κατανάλωση γίνει κατά τάξη μεγαλύτερη, τότε μια μεγάλη ΥΦΑ δεν θα αυξάνει τους όγκους απόσπασης. Και η έλλειψη θα καλυφθεί από μικρές αποθήκες που προορίζονται για την εξομάλυνση της ημερήσιας και εβδομαδιαίας κατανάλωσης. Ο λόγος είναι ότι από αυτές η απόσπαση είναι ευκολότερη και ταχύτερη.

Ως βέλτιστες θεωρούνται οι αποθήκες με έκταση από αρκετά τετραγωνικά χιλιόμετρα. Με διαφορά ύψους του πυθμένα και της κορυφής του θόλου εντός 10-15 μέτρων.

Πλεονέκτημα των ΥΦΑ σε υδατοκορεσμένους σχηματισμούς είναι η σημαντική χωρητικότητα. Μειονέκτημα θεωρείται ότι οι γεωλόγοι κατά τη μελέτη των χαρακτηριστικών του υδροφόρου ορίζοντα μπορεί να μην εντοπίσουν και να μη λάβουν υπόψη κάποιον σημαντικό παράγοντα. Ως αποτέλεσμα, η αποθήκη θα αποδειχθεί ακατάλληλη για χρήση.

Το χειρότερο όμως είναι ότι αυτό συχνά αποκαλύπτεται μετά από τεράστιες επενδύσεις στην κατασκευή επίγειας και υπόγειας υποδομής. Αρκετά συχνά συναντώνται και μικρότερες δυσάρεστες καταστάσεις, λόγω των οποίων η λειτουργία των ΥΑΦΑ σε υδροφορείς συνοδεύεται από σημαντικές απρόβλεπτες δαπάνες.

Επιλογή #2 — Δεξαμενές μετά την εξόρυξη υδρογονανθράκων

Τα μηχανικά συγκροτήματα που ανήκουν σε αυτό το είδος χρησιμοποιούνται γι την εξομάλυνση των εποχικών διακυμάνσεων στην κατανάλωση του «γαλάζιου» καυσίμου. Καθώς κα γι τη δημιουργία στρατηγικών αποθεμάτων.

Οι υπόγειες αποθήκες είναι δημοφιλείς επειδή η δημιουργία και λειτουργία τους είναι οικονομικά πιο συμφέρουσες. Οι τεράστιες επίγειες δεξαμενές αερίου (απεικονίζονται στη φωτογραφία) χρησιμοποιούνται όταν δεν είναι δυνατή η χρήση αγωγών φυσικού αερίου με ΥΑΦΑ. Επιπλέον, στς δεξαμενές που απεικονίζονται στη φωτογραφία συνηθως αποθηκεύεται αποκλειστικά υγροποιημένο αέριο.

Η διάταξη των αποθηκών αυτού του τύπου είναι ίδια με εκείνη των αντίστοιχων που δημιουργούνται σε υδροφορείς. Δήλαδή, το καύσιμο αποθηκεύεται στα κενά των πορωδών πετρωμάτων.

Οι ΥΑΦΑ που δημιουργήθηκαν σε πετρωματα τα οποία κάποτε περιείχαν υδρογονάθρακες είναι οι περισσότερες στον κόσμο. Έτσι, το πλήθος τους φθάνει το σημαντικό 70%, με αιτία μια σειρά πλεονεκτημάτων.

Σε αυτά περιλαμβάνονται: σημαντική χωρητικότητα και εξοικονόμηση σε επενδύσεις για την εξερεύνηση, τη δημιουργία υοδομής ή τουλάχιστον μέρους ατής, τη γεώτρηση — στον τόπο δημιουργίας τέτοιων ΥΑΦΑ είχε ήδη πραγματοποιηθεί εξόρυξη πετρελαίου, αερίου.

Πρέπει να γίνει κατανοητό ότι οι ημιυπόγειες δεξαμενές αερίου δεν αποτελούν υπόγειες αποθήκες. Καθώς προορίζονται για την επίλυση εντελώς διαφορετικών προβλημάτων. Και βρίσκονται υπόγεια μόνο γα νά κάνουν την εξάτμιση του υγροποιημένου αερίου πιο αοτελεσματική σε δυνατούς παγετούς. Μάλιστα χωρίς καμία δαπάνη. Επίσης, η ημιυπόγεια τοποθέτηση των αεριοφυλακίων επιτρέπει νά οικονομήσουμε χρήσμο χώρο, κάπου σε έναν κήπο.

Αλλά δεν μπορεί νας χαρακτηρισθούν ως ιδανικές οι δεξαμενές που απέμειναν μετά την εξόρυξη υδρογονάθρακων.

Έχουν αρκετά μειονεκτήματα:

• προβλήματα στεγανότητας παλαιών γεωτρήσεων – ιδιαίτερα αυτό αφρά σε πρών κοιτάσες πετρελαίου;
• ανεπαρκής πορώδες, διαπερατότητα πετρωμάτων;
• ανάμειξη αερίου με υπόλειματα πετρελαίου – πράγμα που οδηγεί μερικές φορές σε σημαντικές ζημίες, αφού το μίγμα που προκύπτει δεν μπορεί πια νά χρησιμοποιηθεί.

Επίσης, συχνά στα κοιτάσματα πετρελαίου, το αέριο αοκτά μια επικίνδυνη πρόσμειξη υπό μορφή υδρόθειου. Το οποίο είναι βλαβερό γα την υγεί των ανθρώπων, κα καταστρέφει κάθε λγους κατασκευές από χάλυβα, ακόμα και εκείνες που είναι από ανοξείδωτο χάλυβα.

Η λειτουργία των Υπόγειων Αποθηκών Φυσικού Αερίου (ΥΑΦΑ) που βασίζονται σε θέσεις εξαντλημένων κοιτασμάτων υδρογονανθράκων είναι δυνατή λόγω του ότι το φυσικό αέριο κατά την έγχυσή του εκτοπίζει τα υπολείμματα πετρελαίου από το κατάλληλο στρώμα. Επιπλέον, το αέριο, όπως και το νερό, έχει την ιδιότητα της συμπιεστότητας και της κινητικότητας, γεγονός που διευκολύνει το έργο της διαμόρφωσης του αποθηκευτικού χώρου. Μερικές φορές, το πετρέλαιο υπό την πίεση του αερίου δεν εξωθείται στο πέτρωμα, αλλά ανεβαίνει προς τα πάνω, αποτελώντας μια πρόσθετη πηγή κέρδους.

Επιλογή #3 — δεξαμενές σε αποθέσεις αλατιού

Τέτοιες δεξαμενές αερίου χρησιμεύουν για την εξομάλνση της ημερήσιας και εβδομαδιαίας ανομοιομορφίας της χρήσης του, καθώς και συμμετέχουν στην εξισορρόπηση της εποχιακής. Επιπλέον, οι αποθήκες σε αλατούχα στρώματα ανταποκρίνονται με επιτυχία στο ρόλο της εφεδρικής πηγής για σημαντικούς καταναλωτές.

Υπάρχουν μόνο 2 ζητούμενες μέθοδοι αποθήκευσης αερίου υπόγεια. Συγκεκριμένα, σε διαπερατά πορώδη στρώματα και σε σπηλιές που έχουν διαβρωθεί σε αποθέσεις αλατιού. Η πρώτη επιλογή χρησιμοποιείται όταν χρειάζεται να δημιουργηθεί μια μεγάλη αποθήκη, η δεύτερη – μόνο για την επίλυσή τοπικών προβλημάτων.

Οι αναφερόμενες Υπόγειες Αποθήκες Φυσικού Αερίου (ΥΑΦΑ) δημιουργούνται με τη μέθοδο της έκπλυσης τμήματος των αποθέσεων αλατιού, με σκοπό τη δημιουργία μιας κοιλότητας του απαιτούμενου μεγέθους. Για το σκοπό αυτό, αρχικά ανορύσσονται πολλές γεωτρήσεις, μέσω των οποίων διοχετεύεται νερό για παρατεταμένο χρονικό διάστημα.

Αν και η περιγραφόμενη διαδικασία είναι χρονοβόρα και δαπανηρή, αποδίδει, διότι η αποθήκευση του εγχυθέντος φυσικού αερίου γίνεται χωρίς απώλειες. Ο λόγος είναι ότι οι αλατωρυχεία διακρίνονται για τη στεγανότητά τους. Επιπλέον, έχουν την ιδιότητα της αυτοθεραπείας — οι τεκτονικές και άλλες ρωγμές γεμίζουν αρκετά γρήγορα με αλατούχες αποθέσεις.

Το πλεονέκτημα της κατασκευής τέτοιων υπόγειων αποθηκών αερίου είναι ότι η εξαγωγή του απαιτούμενου όγκου καυσίμου γίνεται σχεδόν χωρίς περιρισμούς ταχύτητας. Η οποία είναι πολλάπλάσια μεγαλύτερη από ό,τι κατά την εκτέλεση των ίδιων εργασιών σε δεξαμενές άλλων τύπων. Επίσης, σημαντικό πλεονέκτημα των ΥΑΦΑ που είναι εγκατεστημένες σε αλατωρυχεία είναι το υψηλό ποσοστό εξαγωγής αερίου — ένα από τα υψηλότερα μεταξύ όλων των τύπων τους.

Το πέτρωμα για αποθήκευση αερίου πρέπει να είναι όπως φαίνεται στη φωτογραφία. Δηλαδή, να είναι διαπερατό και να έχει αρκετό χώρο για να φιλοξενήσει μεγάλο όγκο καυσίμου. Επιπλέον, η δομή του στρώματος πρέπει να επιτρέπει την εύκολη εκτόπιση του νερού και των υπολειμμάτων πετρελαίου.

Αλλά ο αριθμός των σπηλαίων σε αλατούχα στρώματα δεν υπερβαίνει το 2% του συνολικού αριθμού αποθηκών.

Σε αυτόν τον δείκτη επηρεάζουν μια σειρά αρνητικών σημείων:

• Η παρουσία τεράστιας ποσότητας αλμυρού νερού μετά την έκπλυση των σπηλαίων για τη συντήρηση του αερίου. Ως αποτέλεσμα, εάν δεν υπάρχει θάλασσα ή έστω κι εργοστάσιο επεξεργασίας αλατιού κοντά, δεν υπάρχει που να τοποθετηθεί το υγρό. Αυτό αποτελεί την κύρια αιτία του μικρού αριθμού τέτοιων ΥΑΦΑ.
• Μείωση του χρήσιμου όγκου κατά τη διάρκεια λειτουργίας. Στο φαινόμενο αυτό οδηγεί η εξάτμιση του αλατιού σε θέσεις με υψηλότερη πίεση και η συσσώρευσή του σε όπου είναι χαμηλότερη.
• Εμφάνιση προσμίξεων στο αέριο, που συχνά αποτελούν υπολείμματα υγρού που χρησιμοποιήθηκε προηγουμένως για την έκπλυση της σπηλιάς.
• Ασήμαντοι όγκοι, που δεν επιτρέπουν τη δημιουργία αποθεμάτων σε επαρκείς ποσότητες.

Ως αποτέλεσμα, οι αποθήκες αλατιού συνήθως χρησιμοποιούνται μόνο όπου δεν υπάρχει δυνατότητα εφαρμογής των προαναφερθέντων τύπων δεξαμενών.

Επιλογή #4 — ΥΑΦΑ σε ορυχεία

Οι όγκοι τους είναι ασήμαντοι. Ωστόσο, οι Σουηδοί και οι Νορβηγοί αποθηκεύουν μέρος των στρατηγικών αποθεμάτων φυσικού αερίου τους σε δεξαμενές ακριβώς αυτού του τύπου.

ΥΑΦ σε ορυχεία — η μοναδική αποθήκη φυσικού αερίου που έχει διαμορφωθεί πλήρως από τον άνθρωπο. Έτσι, σε ένα από τα ορυχεία, με εκρήξεις δημιουργούν μια δεξαμενή, την οποία στη συνέχεια επενδύουν με χαλύβδινα φύλλα.

Έτσι μοιάζουν οι αλατώδεις σπηλιές που χρησιμοποιούνται για αποθήκευση φυσικού αερίου. Είναι στεγανές και αξιόπιστες, αλλά έχουν περιορισμένες διαστάσεις, επομένως είναι κατάλληλες για τη δημιουργία ΥΑΦ μικρού όγκου. Και μάλιστα αποκλειστικά για την επίλυση τοπικών προβλημάτων. Για παράδειγμα, στη Ρωσία, από τις 27 αποθήκες που χρησιμοποιούνται σήμερα, μόνο 2 είναι αλατώδεις.

Αν και η εκμετάλλευση ΥΑΦ σε εγκαταλελειμμένα ορυχεία είναι επωφελής, λόγω του υψηλού ποσοστού και της ταχύτητας εξαγωγής, στο άμεσο μέλλον ο αριθμός τους δεν θα αυξηθεί σημαντικά. Ο λόγος είναι ότι οι περιγραφόμενες αποθήκες είναι δύσκολο να κατασκευαστούν. Καθώς δεν είναι πάντα δυνατό να επιτευχθεί πλήρης στεγανότητα, γεγονός που οδηγεί σε σημαντικές απώλειες.

Αυτό συμβαίνει επειδή κατά τη λειτουργία του ορυχείου, προσπαθούν να φέρουν όσο το δυνατόν περισσότερο αέρα. Για τον σκοπό αυτό, δημιουργείται ένα σύστημα εξαερισμού με πολλές εξόδους στην επιφάνεια, οι οποίες κατά τη διαμόρφωση της αποθήκης δεν είναι πάντα δυνατό να σφραγιστούν.

Ως αποτέλεσμα, σήμερα, υπάρχουν μόνο λίγα επιτυχημένα παραδείγματα υλοποίησης της ιδέας αποθήκευσης φυσικού αερίου σε εγκαταλελειμμένα ορυχεία (στην Σουηδία, Νορβηγία, Γερμανία).

Είναι στεγανές οι αποθήκες;

Οι διαρροές καυσίμου είναι συχνές διαδικασίες, οι οποίες είναι αδύνατο να αποφευχθούν. Καθώς υπάρχουν πάρα πολλές αιτίες.

Για ευκολία, χωρίζονται σε 3 κατηγορίες:

• γεωλογικές;
• τεχνολογικές;
• τεχνικές.

Στην ομάδα των γεωλογικών αιτιών περιλαμβάνονται η ανομοιογένεια τών καλυμμάτψν της ΥΑΦ, η ύπαρξη τεκτονικών ρηγμάτψν, καθώς και τα χαρακτηριστικά της υδροδυναμικής και γεωχημείας. Για παράδειγμα, το αέριο μπορεί απλά να μεταναστεύεει μέσα στο στρώμα και οι ειδικοί δεν μπορούν να εποηρεάσουν αυτό.

Τεχνολογικές αιτίες είναι από τις πιο συχνές, καθώς τα λάθη συμβαίνουν τακτικά κατά την αξιολόγηση κάποιων γεγονότψν. Για παράδειγμα, της αποτελεςματικότητας τψν υδραυλικών παγίδψν, τψν αποθεμάτψν φυσικού αερίου, τψν φυσικοχημικών διεργασιών πού λαμβάνουν χώρα.

Συχνά, γιά να φτάσουμε στα απαιτούμενα στρώματα, χρησμοποιείται γεώτρήση φρεατίων. Επιπλέον, η τεχνολογία της δεν διαφέρει σε τίποτα από ανάλογες διαδικασίες όταν επιχειρείται η προσέγγιση κοιτασμάτων φυσικού αερίου, πετρελαίου.

Τεχνικές αιτίες σχετίζονται συχνότερα με την κατάσταση τψν χρησμοποιούμενψν φρεατίων, μέσω τψν οποίων πραγματοποιείται η έγχυση φυσικού αερίου.

Χαρακτηριστικά δημιουργίας ΥΑΦΑ

Στο 95% των περιπτώσεων, οι ΠΧΓ δημιουργούνται με εξώθηση του νερού από το αέριο, και των υπολειμμάτων πετρελαίου από πορώδη στρώματα. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργούνται «δεξαμενές» για αποθήκευση του «γαλάζιου» καυσίμου.

Το σημαντικότερο χαρακτηριστικό είναι ότι ο όγκος αερίου που χρησιμοποιήθηκε για την εξώθηση των υγρών δεν μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για προμήθεια στους καταναλωτές. Ο σκοπός του είναι να αποτρέψει την επιστροφή του νερού και των υπολειμμάτων υδρογονανθράκων στην αρχική τους θέση. Διαφορετικά, η αποθήκη απλώς θα πάψει να υπάρχει.

Δηλαδή, το εν λόγω αέριο είναι ρυθμιστικό (buffer). Συνήθως, αποτελεί τουλάχιστον το μισό του συνολικού όγκου που έχει εισαχθεί στην ΠΧΓ. Και σε ορισμένες περιπτώσεις, το ρυθμιστικό αέριο είναι τρεις φορές περισσότερο από εκείνο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τροφοδοσία των καταναλωτών, το οποίο ονομάζεται ενεργό.

Είναι ενδιαφέρον ότι η ποσότητα του ρυθμιστικού αερίου δεν μπορεί να υπολογιστεί εκ των προτέρων. Δηλαδή, όλα ελέγχονται αποκλειστικά με πειραματικές μεθόδους. Σε πολλές περιπτώσεις, αυτό απαιτεί χρόνια. Ωστόσο, όταν το αποτέλεσμα είναι μη ικανοποιητικό, το ρυθμιστικό αέριο μπορεί να αντληθεί πλήρως.

Διαδικασία πλήρωσης της αποθήκης

Αφού οι γεωλόγοι ολοκληρώσουν τις έρευνες ενός στρώματος και αποφασίσουν ότι στο κατάλληλο σημείο μπορεί να δημιουργηθεί μια αποθήκη αερίου, οι παραγωγοί αερίου κατασκευάζουν ένα μηχανολογικό συγκρότημα.

Οι σύγχρονες ΠΧΓ αποτελούν τον ασφαλέστερο τρόπο αποθήκευσης αποθεμάτων αερίου. Ωστόσο, οι συχνές διαρροές τους αποτελούν μεγάλο πρόβλημα για τους τεχνικούς αερίου και τους οικολόγους, οι οποίοι θεωρούν τέτοιες περιπτώσεις σοβαρό ζήτημα για το περιβάλλον. Και υπάρχουν περιπτώσεις όπως αυτή που φαίνεται στη φωτογραφία (στο βάθος διακρίνεται πυρκαγιά σε μια από τις ουγγρικές ΠΧΓ).

Στη συνέχεια, ξεκινά η έγχυση του «γαλάζιου» καυσίμου στη μελλοντική ΠΧΓ, το οποίο μεταφέρεται από τον πλησιέστερο κύριο αγωγό. Και εισέρχεται στην εγκατάσταση καθαρισμού, όπου γίνεται η απομάκρυνση κάθε είδους μηανικών προσμίξεων.

Το καθαρό καύσιμο οδηγεείται στο σημείο μέτρησης και καταγραφής. Και στη συνέχεια στο συμπιεστήριο, όπου γίνεται η συμπίεση — έτσι ονομάζεται η προετοιμασία του αερίου για έγχυση στην αποθήκη. Αυτή συνίσταται στην αύξηση της πίεσης του αερίου στην απαιτούμενη τιμή.

Στη συνέχεια μεταφέρεται σε σημεία διανομής αερίου. Εκεί η συνολική ροή χωρίζεται σε πολλές και εισέρχεται σε διαφορετικές γραμμές επεξεργασίας. Από εκεί, μέσω συλλεκτών (shleif), κατευθύνεται στις γεωτρήσεις για έγχυση.

Καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας, οι ειδικοί παρακολουθούν μια σειρά παραμέτρων, όπως η πίεση και η θερμοκρασία του αερίου, η απόδοση κάθε γεώτρησης.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Το παρακάτω βίντεο είναι αφιερωμένο στο θέμα της δημιουργίας ΠΧΓ για την εξομάλυνση της ανομοιόμορφης κατανάλωσης καυσίμου, το οποίο θα παρέχει ο αγωγός «Δύναμη της Σιβηρίας».

Οι υπόγειες αποθήκες φυσικού αερίου αποτελούν τον πιο αξιόπιστο και επωφελή τρόπο για την εξομάλυνση της ανομοιόμορφης κατανάλωσης φυσικού αερίου και τη σταθερή τροφοδοσία του σε περιπτώσεις ανωτέρας βίας. Το πιο ενδιαφέρον είναι ότι γι' αυτό πρέπει να ευχαριστήσουμε όχι την ανθρώπινη ιδιοφυΐα, αλλά τη φύση, η οποία προνοητικά δημιούργησε τα κατάλληλα πετρώματα για τον σκοπό αυτό.

Εσείς προσωπικά συμμετείχατε στη δημιουργία υπόγειων αποθηκών φυσικού αερίου και θέλετε να συμπληρώσετε το παραπάνω υλικό με χρήσιμες πληροφορίες; Ή παρατηρήσατε ανακρίβειες στα γεγονότα; Αφήστε τις παρατηρήσεις και τα σχόλιά σας – το μπλοκ ανατροφοδότησης βρίσκεται παρακάτω, κάτω από το άρθρο.