גז טבעי

גז טבעי הוא תערובת גזים חסרת צבע וחסרת ריח המשמשת להפקת אנרגיה. הגז הטבעי הוא תערובת של דלק מאובנים גזיים טבעיים המורכבת בעיקר ממתאן (כ-85%), ובדרך כלל כוללת כמויות משתנות של אלקנים גבוהים אחרים כפרופאן (כ-10%), ולפעמים אחוז קטן של פחמן דו-חמצני, חנקן, מימן גופרתי או הליום. גז טבעי הוא חסר צבע וריח, ונפיץ, ולכן בדרך כלל מוסיפים ריח גופרית (בדומה לביצים רקובות) לגילוי מוקדם של דליפות. גז טבעי נוצר כאשר שכבות של חומר צמחי ובעלי חיים מתפרקות ונחשפות לחום ולחץ עזים מתחת לפני כדור הארץ במשך מיליוני שנים. האנרגיה שהצמחים השיגו במקור מהשמש, מאוחסנת בצורה של קשרים כימיים בגז. הגז הטבעי משמש בעיקר כחומר דלק לייצור חשמל ולצורכי אנרגיה של מפעלי תעשייה גדולים, ובאופן מצומצם כדלק לרכבים וכחומר גלם להפקת דשנים.

הפקת גז טבעי לפי מדינות, במ"ק לשנה (נתוני 3/2006)

מאפייני גז טבעי

גז טבעי הוא תערובת גזים שמרכיבה העיקרי הוא מתאן, גז דליק, המשמש כמקור אנרגיה ליצירת חום. בנוסף מכילה התערובת כמויות קטנות של אתאן, פרופאן, בוטאן ופנטאן. כלל מרכיבים אלו חסרי טעם וריח. גז טבעי מתעבה לנוזל רק בטמפרטורה של C° ‏162−.

בניגוד לדלק נוזלי ומוצק, גז טבעי אינו ניתן לאגירה בכמויות גדולות במיכלים, ועל כן נדרשת אספקה רציפה של גז טבעי מנקודת הקידוח ועד הצרכנים.

מאגרי גז טבעי והיווצרותם

"שער הגיהנום" הוא בור בכפר דרווזה שבטורקמניסטן, שבתוכו אש הבוערת ברצף מאז שנת 1971 בשל הגז הטבעי הנפלט מהאדמה

גז טבעי נוצר בתהליכים דומים להיווצרות הנפט, תהליכי התפרקות של יצורים אורגניים ימיים (צמחים ובעלי חיים) בהיעדר חמצן, ותחת לחץ גבוה. בדרך כלל נמצאים מרבצי הגז הטבעי במאגרים בקרבת המקומות בהם נמצא גם נפט גולמי.

כמות הגז במאגרים מובעת בדרך כלל ביחידות של מיליארד מטרים מעוקבים (BCM), מיליארד רגל מעוקבת (BCF) או טריליון רגל מעוקבת (TCF). יחידה מידה נוספת בה משתמשים היא יחידה תרמית בריטית (BTU). בכל מטר מעוקב יש 35.3147 רגל מעוקב או 35,335.7 BTU. מחירי הגז הטבעי, בניגוד למחירי הנפט, יציבים יחסית, נקבעים בחוזים ארוכי טווח ונעים בשנים האחרונות^{[דרושה הבהרה]} (בישראל) מעל 5 דולר למיליון BTU, שהם כ-18 סנט למטר מעוקב גז. (מיליון BTU הם 28.263682 מטר מעוקב גז).

הערכת שווי למאגרי גז טבעי

הערכת שווים של מאגרי גז טבעי מתבצעת על פי הערכת שווי הגז במאגר, בניכוי הוצאות הפקה והובלה, כולל עלויות אסדת ההפקה והצנרת הדרושה להובלת הגז לצרכנים במאגר גז תת-ימי, ובשיעור היוון גבוה. שוויו של מאגר עשוי להיות נמוך משמעותית משווי הגז שאגור בו. כך למשל, במאגר "תמר" התת-ימי, המכיל על פי האומדנים כ-275 מיליארד מטר מעוקב גז, שווי הגז הגולמי הוא יותר מ-40 מיליארד דולר, אך עקב ההשקעות הנדרשות להפקת הגז והעברתו למתקני קליטה יבשתיים, שווי המאגר נמוך יותר.

מחיר הגז הטבעי

מחיר הגז הטבעי נקבע בהתאם להיצע וביקוש לגז טבעי. מחיר הגז הטבעי מושפע גם ממחיר הנפט, במיוחד באירופה.

מחיר גז טבעי מצוין ביחידת מטבע ביחס לנפח (בדרך כלל 1,000 מטר מעוקב) או לכמות אנרגיה (בדרך כלל יחידת אנרגיה היא 1,000 BTU).

גז לשימוש ביתי ותעשייתי מורכב מתערובת של מתאן (כ-85%), פרופאן (כ-10%) ורכיבים נוספים. מחיר הגז הטבעי מושפע מהערך האנרגטי שלו, ומחירו עולה ככל שריכוז המתאן והפרופאן בו גבוה יותר.

כמקור אנרגיה

גז טבעי הוא אחד ממקורות האנרגיה החשובים ביותר. תחנות כוח לייצור חשמל, מפעלי תעשייה גדולים ורכבים שונים עושים בו שימוש לצורך פעולתם.

בעיה עיקרית בניצולו של גז טבעי כדלק היא הובלתו משדות הגז אל הצרכנים. הדרך המקובלת היא באמצעות צינור גז, שיש בו תועלת כאשר הצרכנים נמצאים במרחק של עד מאות קילומטרים משדה הגז. הובלה של גז טבעי בצורה נוזלית (כגז טבעי נוזלי), באמצעות מכליות, אפשרית אף היא, אך נחשבת לבעייתית מבחינת בטיחות וכדאיות כלכלית. גז טבעי המופק בשדות הנפט בערב הסעודית, אגב הפקתו של הנפט, אינו משווק בשל חוסר כדאיות כלכלית, והוא נשרף בעת הפקתו. במדינות רבות נאסרה פעולה בזבזנית ומזהמת זו, ונדרשת החזרתו של הגז הטבעי לבטן האדמה.

ייצור חשמל

גז טבעי הוא מקור חשוב לייצור חשמל באמצעות השימוש בו בטורבינות גז וטורבינות קיטור. גז טבעי נשרף בשריפה נקייה יותר מאשר דלקים מאובנים אחרים כגון נפט ופחם, ומייצר הרבה פחות פחמן דו-חמצני ליחידת אנרגיה מופקת. כדי להפיק אותה כמות חום, שריפת גז טבעי מייצרת 30% פחות פחמן דו-חמצני מאשר בשרפת נפט וכ-45% פחות לעומת שריפת פחם. טכנולוגיה זו נמצאת בשימוש נרחב כאשר הגז הוא משאב זמין במחיר סביר. טכנולוגית תאי הדלק תספק בעתיד אופציה ירוקה יותר להפיכת גז טבעי לחשמל (במקום טורבינות), אך היא עדיין אינה כדאית כלכלית.

חימום

ערך מורחב – גז פחמימני מעובה

גז פחמימני מעובה („גז בישול״) מופק מנפט או מגז טבעי. הוא מסופק לבתים בהם הוא משמש ליישומים כגון בישול בתנורים מונעי גז טבעי, מערכות חימום וייבוש בגדים, חימום מרכזי ועוד. חימום בתים מתאפשר באמצעות חימום דוודים, כבשנים וחימום ישיר של מים. בגז טבעי נהוג להשתמש בבתים כפריים שאין להם קשר למערכת התשתיות העירונית, וכן לגרילרים נישאים.

תדלוק מכוניות

גז טבעי דחוס (המכונה בראשי התיבות המסחריים CNG : Compressed Natural Gas) שעיקרו מתאן הוא חלופה נקייה יחסית לדלקים אחרים לרכב כגון בנזין וסולר. המדינות בהן נפוץ השימוש בגז למכוניות הן ארגנטינה, ברזיל, הודו, פקיסטן, איטליה, רוסיה, איראן, מצרים וארצות הברית. היעילות האנרגטית של מנועי גז שווה לזו של מנועי בנזין, אך נמוכה ממנועי דיזל מודרניים. מכוניות שהונעו בבנזין המוסבות לנסיעה בגז סובלות מירידת מה בביצועיהן בשל יחס הדחיסה הנמוך של מנועיהן. לעומת זאת, מכוניות המונעות במנועים שיועדו לגז טבעי עושות זאת ביחס דחיסה גדול יותר בשל המספר האוקטן הגבוה של הגז – 120–130.

מימן

ערך מורחב – מימן

רוב המימן כיום מופק ממתאן כתוצר לוואי של התעשייה הפטרוכימית^{[דרוש מקור]}. למימן עצמו מספר יישומים, רובם תעשייתיים וכן לתחבורה.

השפעות סביבתיות

ככלל, גז טבעי מזהם פחות מדלקי מאובנים אחרים. אולם הוא תורם יותר מהם להתחממות הגלובלית.

גז טבעי מורכב בעיקר ממתאן. בני אדם ובעלי חיים פולטים מתאן וכמו כן יש לו נטייה לדלוף בעת הפקת גז טבעי והובלתו. לאחר שחרור לאטמוספירה, גז זה מסולק משם בהדרגה על ידי תגובות חמצון שהופכות אותו לפחמן דו-חמצני ולמים. בעוד שזמן החיים של מתאן באטמוספירה הוא קצר יחסית לזה של פחמן דו-חמצני, עם זמן מחצית חיים של 7 שנים, זהו גז חממה יעיל יותר בלכידת חום באטמוספירה. בתקופה של 20 שנה, כמות נתונה של מתאן משפיעה פי 84 על פוטנציאל התחממות עולמית לעומת פחמן דו-חמצני ובתקופה של 100 שנה כמות זו משפיעה פי 28. מסיבה זו גז טבעי הוא גז חממה חזק יותר לעומת פחמן דו-חמצני. דו"ח משנת 2009 של סוכנות הסביבה של ארצות הברית העריך את פליטות המתאן השנתיות בכמות של - 85 קילומטרים מעוקבים. הגז הטבעי דולף לאטמוספירה בזמן הפקה, אחסנה, הובלה והפצה שלו, במיוחד בזמן תהליך ההפקה, וזאת בין היתר בשל הנדיפות הגבוהה שלו. בשנת 2021 הלווין MethaneSAT אמור להפחית את אי הוודאות הגדולה הנוגעת לכמות הפליטות של גז טבעי. עשרות מחקרים עדכניים מעמידים את הגז הטבעי במקום גרוע יותר מפחם מבחינת השפעתו על משבר האקלים.

לעומת זאת, גז טבעי מזהם פחות לעומת דלקי מאובנים אחרים. הוא גורם לפליטה של פחות פחמן דו-חמצני, בשיעור של 25%–30% פחות מנפט ו-40%–45% פחות מפחם, לכל ג'ול אנרגיה שמסופק על ידו. גז טבעי מכיל פחות מזהמי אוויר כמו גופרית, חומר חלקיקי, וחנקן דו-חמצני, לעומת דלקים מחצביים אחרים, ולא כולל פליטה של כספית. הוא גם מכיל כמויות קטנות של איזוטופים רדיואקטיביים של פלוטוניום, עופרת וראדון.

עם זאת, במונחים מוחלטים הוא מהווה אחוז משמעותי מפליטות הפחמן של בני האדם, ונתון זה צפוי לגדול, עקב החלפת מתקני מזוט ופחם בגז טבעי. לפי דו"ח IPCC מספר 4, בשנת 2004, גז טבעי הוביל לפליטה של 5.3 מיליארד טונות של פחמן דו-חמצני בשנה, לעומת 10.6 שנפלטו עקב שימוש בפחם ו-10.2 משימוש בנפט.

בישראל

ערך מורחב – גז טבעי בישראל

בשטחי המים הכלכליים של ישראל נערכו קידוחים אחדים שבהם התגלו מאגרים מסחריים של גז טבעי. בקידוח מול חופי אשקלון התגלה בשנת 1999 גז טבעי בכמות מסחרית, והחל מתחילת שנת 2004 הוא משמש את חברת החשמל להפעלת אחדות מתחנות הכוח שלה, במקום המזוט ששימש אותן קודם לכן.

ב־21 ביולי 2005 נחתם ההסכם לרכישת גז טבעי ממצרים בכארבעה מיליארד דולר בכמות של שבעה מיליארד מטר מעוקב (BCM) בשנה. לפי הסכם זה, יסופק גז טבעי החל מראשית שנת 2008 למשך 15 שנה ועם אופציה להרחבת העסקה עד ל-20 שנה. הגז סופק באמצעות המקטע הישראלי של צינור הגז הערבי המחבר בצינור תת-ימי את אל עריש לאשקלון ומשם התחבר למערכת הולכת הגז הישראלית המתופעלת באמצעות נתיבי הגז הטבעי לישראל.

ב־18 בינואר 2009 הוכרז כי התגלו שלושה מאגרי ענק של גז טבעי בקידוח "תמר 1" כ-90 קילומטר מול חופי חיפה.

ביולי 2017 דווח השותפות במאגר כי יש בו כ-318 BCM גז טבעי (כ-11 TCF), ו-14.6 מיליון חביות קונדנסט. מאגר תמר מספק גז למשק הישראלי מאז חודש מארס 2013, ובין השנים 2013–2019 הוא היווה את מקור האנרגיה המרכזי של גז טבעי למדינת ישראל.

במרץ 2009 נתגלה מאגר נוסף מול חופי חדרה, דלית 1, במרחק 60 קילומטר מהחוף.

בדצמבר 2010 פורסם שבמאגר לוויתן, הממוקם סמוך למאגר תמר, נתגלה גז בכמות של 453 מיליארד מטר מעוקב, וכי נמשך הקידוח לשכבות נוספות. כמויות הגז במאגר עודכנו על פי דיווחי השותפות בו ל-605 BCM גז טבעי וכ-40 מיליון חביות קונדנסט. אספקת הגז ממאגר לוויתן צפויה בסוף שנת 2019, והוא צפוי להיות מקור האנרגיה המרכזי של מדינת ישראל.

בעקבות ההפיכה במצרים (2011), וחבלות חוזרות ונשנות בצינור הגז נפסקה אספקת הגז ממקור זה ב-28 בנובמבר 2011.

בפברואר 2019 דיווחו החברות נובל אנרג'י ודלק קידוחים כי מצאו גז טבעי במאגרים כריש ותנין. החברות מכרו את המאגר לחברת אנרג'יאן היוונית כחלק ממתווה הגז. בחודש אפריל 2019 דיווחה אנרג'יאן כי עתודות הגז המוערכות במאגר עומדות על כ-100 BCM גז טבעי. המאגר צפוי להתחיל להפיק גז בשנת 2021.

לפי דו"ח של אדם טבע ודין אשר בחן את תוצאות הפקת הגז בישראל על פליטות גזי החממה נמצא ש "אם בוחנים את הפליטות לא רק בקצה השרשרת (כלומר בתהליך השריפה), אלא גם בשרשרת ההפקה והשינוע של פחם ודלק נוזלי לסקטור החשמל, עדיין גדלה הפליטה הכוללת של שווה ערך פחמן דו-חמצני ב-8%", ובנוסף נמצא שרוב פליטות המתאן בישראל לא נמדדות ולא מדווחות.

בטיחות

גז טבעי חסר טעם וריח, מאפיין המקשה על זיהוי דליפות ומהווה סכנה בטיחותית. עם זאת, בעת שיווק לשימוש מסחרי מוסף לו אתאנתיול – חומר בעל ריח חריף, כדי שתתאפשר הבחנה מהירה בדליפה של הגז. דליפת גז יכולה להיות קטלנית ולגרום לזיהום סביבתי רב .

ראו גם

• רשימת מדינות על-פי עתודות הגז המוכחות
• גזפרום - חברת אנרגיה רוסית המפיקה את מרבית הגז הטבעי בעולם
• הסבת מכוניות להנעה בגפ"מ
• אסדת קידוח
• ביוגז ניצול פסולת חקלאית (נפ"ח) לייצור גז בישול

קישורים חיצוניים

• אגף הכלכלן הראשי, היקף ייצוא מומלץ ממאגר הגז לוויתן. יוני 2013.(מכונה "דו"ח שראל")
• ד"ר ארז גרטי, גז טבעי – מהמרבץ אל הכיריים, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 29 דצמבר 2010
• ד"ר ארז גרטי, כיצד פועלת תחנת כח המונעת בגז?, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 29 דצמבר 2010
• התועלת הלאומית בהנעת התחבורה הכבדה בגז טבעי, כתב העת אקולוגיה וסביבה, אוקטובר 2015
• יובל רוזנברג, ‏פחות, אבל מזהם, באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי‏, 13 ביולי 2023
• עדי וולפסון, דיפלומטיזציה של גז המחצבים, באתר העין השביעית, 9 בספטמבר 2023
• technology/gas-industrial-and-domestic גז טבעי, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)