Er naturgas tungere end luft? (Kilder, vægt, egenskaber)

Naturgas er en af de mest brandfarlige gasser i verden (kilde) og består af 90 % (eller mere) metan. Den er lugtfri og anvendes i vid udstrækning over hele kloden og udgør næsten en femtedel af verdens naturlige energikilder. Overraskende nok er der mange mennesker, der ikke ved meget om naturgas på trods af dens daglige brug.

Er naturgas tungere end luft? Nej, naturgas er ikke tungere end luft, Dens molekylvægt ligger mellem 16-18. Det er en kulbrinteblanding, der primært består af metan, men indeholder også andre komponenter som ethan og propan samt små mængder kvælstof og kuldioxid. Molekylvægten af tør luft anslås til at være lige under 29.

Du går ind i din lejlighed og stopper op. Du snuser til luften, og du lugter det: gas. Nogen har sikkert ladet komfuret stå tændt, og din lejlighed lugter nu af gas. Det er ikke noget stort problem, så længe du kan lufte ud hurtigt. Denne situation er noget, som mange mennesker måske har været ude for.

Det giver også anledning til at stille spørgsmålet: Hvad er der at vide om naturgas?

Hvad består luft af?

Luft er den generelle betegnelse for den atmosfære, der omgiver os. Luft består primært af kvælstof og ilt (på 99 %) sammen med argon, kuldioxid, neon, helium, krypton, brint og xenon, der udgør den resterende 1 % (kilde).

Disse gasser udgør også fem af de seks inerte gasser i det periodiske system. Hvis du vil vide mere om disse gasser, kan du læse: “Hvad er forskellen mellem inert og aktiv gas?”.

Udtrykket “lettere end luft” er almindeligt anvendt, men hvor tungt er luft egentlig? Luftens tyngde måles normalt ved at se på luftens massefylde i en genstand. F.eks. vil en oppustet ballon være tungere end en uopustet ballon. På grund af lufttrykket i ballonen er luftens massefylde steget (kilde).

Kilder til naturgas

Naturgas findes i kullag og i naturgas- og oliebrønde. I USA er Texas og Pennsylvania de to største naturgasproducerende stater i landet. På grund af den store udvinding af naturgas i USA stammer næsten al den gas, der bruges i landet, fra de amerikanske grænser (kilde).

En masse naturgasser og olier stammer fra skiferudvinding. Skifer er en sedimentær bjergart, der indeholder organisk materiale, som genererer olie og naturgas. Disse ophobes over tid, og der kan ske en forarbejdning for at opnå gas og olie.

En anden type naturgas er kendt som tight naturgas og stammer fra det indre af jorden. Denne gas kommer dog fra sandstens- og karbonatreservoirer. Hovedparten af den naturgas, der produceres i USA, kommer fra skifer.

Naturgas produceret fra jorden

Naturgas findes generelt dybt inde i jorden. Gasreservoirer er altid placeret ved siden af oliebrønde, og jo dybere brønden er, jo større procentdel af den vil være gas (kilde).

Naturgas er ikke-fornybar energi, der har vokset i jordskorpen i millioner af år, og først i de sidste par århundreder har mennesket været i stand til at udnytte den sikkert. Da organiske rester blev nedbrudt og begravet under lag af sten og jord, skabte trykket på dem en proces, der ændrede resterne til kulbrinte.

Et beskyttende lag af sten omgiver normalt naturgasreservoirerne, især en “cap rock” på toppen, som holder gassen under tryk og sikker (kilde).

Andre naturgaskilder

Gasser, der findes i tarmene hos dyr og mennesker, og iltfattige områder på planeten er eksempler på andre naturgaskilder. På grund af sin lettere tæthed kan gas trækkes op af jorden eller langsomt sive naturligt ud i miljøet.

Et af de første registrerede eksempler på brug af naturgas blev fundet af franske opdagelsesrejsende, som opdagede indfødte amerikanere, der antændte gasser, der sivede ud af området omkring Eriesøen i 1626 (kilde).

Gas blev dog først kommercialiseret i 1800-tallet, da William Hart gravede den første vellykkede gasbrønd i New York for at danne Fredonia Gas Light Company i 1821.

Dannelsen af naturgas

Der er mange forskellige teorier om oprindelsen af fossile brændstoffer. Som tidligere nævnt kan de opstå ved tryk på organisk materiale, der har ligget begravet under jorden i tusindvis af år.

Denne proces finder sted gennem det tryk, der lægges på det organiske stof ved at samle lag af sediment og mudder, sammen med øgede temperaturer tættere på jordens kerne (kilde).

En anden metode til dannelse af naturgas er gennem bittesmå mikroorganismer. Biogen metan produceres gennem denne metode. Methanogener, som er bittesmå metanproducerende mikroorganismer, nedbryder organisk materiale. Methanogener forekommer nær overfladen af jordens atmosfære, hvor der ikke er ilt.

Disse organismer lever også i tarmene på dyr. Og desværre slipper en stor del af den metan, der produceres gennem denne proces, direkte ud i atmosfæren. Der er dog ved at blive udviklet nye teknologier til at opsamle gasserne og mindske miljøpåvirkningen fra metanudslip.

Abiogene processer er en anden metode til produktion af naturgas. Denne proces indebærer bevægelse af brintbaserede gasser og kulstofmolekyler. De interagerer med andre mineraler, som findes i undergrunden, og bevæger sig i sidste ende mod planetens overflade og skaber på samme måde metanforekomster som termogen metan.

Den naturgas, vi bruger

Naturgas virker i mange hjem i USA, og næsten 50 % af hjemmene i USA bruger naturgas til opvarmning. Da der er en rigelig forsyning af gas i hele verden, er opfattelsen af naturgas en mere positiv, omkostningseffektiv og miljøvenlig metode til energiproduktion sammenlignet med andre fossile brændstoffer som kul og olie (kilde).

Gas er også en vigtig del af industrierne, da det bruges til produktion af plastik, medicin og frostvæske (kilde). Gas bruges også til at producere elektricitet og anses for at være en renere metode sammenlignet med kuldrevne kraftværker.

Nye teknologier har også gjort det muligt for gas at producere varme og elektricitet på samme tid, hvilket udnytter gassen optimalt og mindsker miljøpåvirkningen.

Med en voksende befolkning i hele verden kommer der flere køretøjer på vejene hver dag. Komprimeret naturgas (CNG) er en anden metode til at drive køretøjer, især tunge lastbiler, og transportkøretøjer.

CNG udleder langt færre kulstofemissioner sammenlignet med benzin, og den primære ulempe er, at det ikke producerer samme energiniveau sammenlignet med gas.

I hele verden er brugen af gas stigende, og ifølge forudsigelser vil det globale gasforbrug på grund af væksten i Kina og Brasilien stige med 50 % i løbet af de næste 25 år (kilde).

Det er dog stadig USA, der er den største forbruger af naturgas, tæt efterfulgt af Rusland og Kina (kilde). Derfor er en sikker produktion af gas og en mindskelse af dens miljøpåvirkning afgørende for en bæredygtig vækst i gasindustrien.

Hvor meget vejer naturgas sammenlignet med luft?

Naturgas har en lavere massefylde end luft. Den består primært af metan, som er lettere end luft (kilde). En naturgasdensitetsberegner viser, at naturgas vejer 0,712 kg/m³ (0,04457 lb/ft³) sammenlignet med 1,204 kg/m³ (0,07516 lb/ft³) for luft.

Naturgas kan afkøles til ca. -260 grader Fahrenheit og omdannes til flydende naturgas (LNG). LNG fylder kun 1/600 af volumenet i gasform. Det gør det muligt at opbevare og transportere det (kilde).

Naturgas vs. metan

Nogle mennesker forsøger måske at tale om naturgas og metan som synonymer, men det er forskellige gasser. På den anden side består naturgas primært af metan, så forskellene er ubetydelige.

Hvad er metan, og hvordan adskiller det sig fra “naturgas”?

Metan (CH₄) udgør det meste af sammensætningen af naturgas. Metan frigives, når organisk materiale nedbrydes (kilde). Det er den mest hyppigt forekommende organiske forbindelse, der findes på jorden, og overvejelsen er, at den ikke er giftig.

Dette faktum kan være overraskende i betragtning af de dødsfald, der sker som følge af indånding af gas. Men disse skyldes faktisk snarere manglen på ilt end giftighed i selve metanen.

Metan forekommer i to former: organisk og termogen. Organisk metan stammer fra kilder som f.eks. lossepladser og moser. Menneskelige og animalske affaldsprodukter, der gærer, frigiver også organisk metan.

Thermogen metan dannes i den dybere undergrund og producerer naturgas ved hjælp af varme og tryk. Mindre forekomster af metan findes tættere på overfladen sammen med olie, mens dybere rene metanreservoirer forekommer i større dybder (kilde).

Det er også kendt som en drivhusgas, da det opvarmer jordens atmosfære. Hvis den frigives direkte i atmosfæren og ikke forbrændes, er den langt mere skadelig for miljøet sammenlignet med kuldioxid (kilde).

Som tidligere nævnt udgør metan en betydelig del af naturgas, men naturgas indeholder også andre komponenter i sin sammensætning. Naturgas gennemgår også en proces for at fjerne skadelige alkaner, inden den kommer på arbejde i husholdninger og virksomheder. Metanen i naturgassen giver den også dens opdriftskvalitet.

Kilder til metan

Metan kommer ind i atmosfæren fra en række forskellige kilder.

El- og varmeproduktion

Metan er måske ikke den væsentligste drivhusgasemission i forbindelse med produktion af elektricitet, men en betydelig mængde metan frigives til atmosfæren fra denne proces. Det kan også sive ud gennem defekte fabrikker og beskadigede rørledninger. Disse lækager kan, især hvis de ikke findes og stoppes hurtigt, være yderst skadelige for miljøet.

Generelt er den forarbejdede naturgas, der leveres til husstande, næsten udelukkende metan uden andre giftige kemikalier.

Arktisk landskab

Permafrost, jord, der er frosset i mere end to år, er begyndt at tø op i Arktis som følge af de stigende temperaturer. Når permafrost optøs, frigiver organisk materiale kuldioxid og metan til jordens atmosfære (kilde).

Bestand af husdyr

Methan opstår og frigives via husdyr. I takt med at jordens befolkning vokser, stiger ønsket om kødprodukter hele tiden. Landmændene opfylder denne efterspørgsel ved at opdrætte større og større besætninger af dyr.

Disse dyr frigiver metan til atmosfæren via deres ekskrementer. Selv om tanken om koens flatulens lyder ret komisk, kan man ikke ignorere de miljømæssige virkninger.

Alene i USA er husdyr som f.eks. kvæg, svin, får og geder de største producenter af metanemissioner (kilde).

Mennesker

Vores ønske om kød er ikke den eneste bidragyder til metanudledninger til miljøet. Menneskets kropsfunktioner frigiver også metan til atmosfæren. Organisk affald, der sendes til lossepladser, er sammen med spildevandsbehandlingsanlæg begge ansvarlige for CH₄-emissionerne (kilde).

Mennesker forårsager også størstedelen af emissionerne gennem vores handlinger, mens andre metanemissioner kommer fra naturlige kilder. Der har været en massiv stigning i metanemissionerne siden år 1800, og vi har forårsaget mere end en fordobling af det atmosfæriske metanniveau siden da (kilde).

Egenskaber ved naturgas

Karakteristika

Naturgas er farveløs, lugtløs, smagløs og formløs. Den er gasformig ved enhver temperatur over -161 grader. Det er også et fossilt brændstof.

Naturgas måles med britiske termiske enheder eller Btu. En Btu er den varmemængde, der er nødvendig for at øge temperaturen på et pund vand med en grad Fahrenheit. En kubikfod gas svarer til ca. 1032 Btu (kilde).

Vægt

Kubikfod er den måleenhed, der almindeligvis anvendes for naturgas, og den måleenhed, der normalt måles efter volumen. Naturgas svarer til 8,003 pund pr. kubikfod.

Brandbarhed

Den er letantændelig, men den har et lavt brændbarhedsområde, hvilket indikerer, at den er sikker til husholdningsbrug. Selvantændelsestemperaturen for naturgas er 1003 grader Fahrenheit (kilde).

Lugt

Som tidligere nævnt er naturgas lugtfri. Det kan vise sig at være farligt, da gas kan være livsfarligt. I 1937 forårsagede en gaslækage en eksplosion på en skole i New London, Texas. Eksplosionen dræbte næsten 300 elever og lærere. Det viste sig at være katalysatoren for at ændre gasindustriens funktion (kilde).

Naturgassen er tilsat svovl, hvilket gør, at den lugter lidt som rådne æg. Det kemiske stof mercaptan bruges til at give gassen lugt.

Hvis du lugter gas i et område, skal du fjerne dig selv og andre fra rummet så hurtigt som muligt, uden at tænde for nogen apparater eller lys eller noget, der kan skabe en gnist. Der skal straks foretages et opkald til 112, når du er uden for gas(kildens) rækkevidde.

Effekt på miljøet

Igennem denne artikel og mange artikler om naturgas er den ofte blevet kaldt for det rene fossile brændstof på grund af den minimale udledning af kuldioxid (CO2). Denne titel er dog uretfærdig på grund af den skade, som metan kan gøre på miljøet.

Methan er også en drivhusgas, og selv om det har en kortere levetid i atmosfæren sammenlignet med kuldioxid, kan det forårsage større skade på miljøet over 20 år sammenlignet med CO2 (kilde).

Gassernes manglende tæthed forværrer det. Gassen kan stige op og fange varme i den øvre atmosfære. Metan er 86 gange mere potent end kuldioxid i sin virkning på miljøet i over 20 år. Den kan fange varme, som fremskynder den globale opvarmning med eksponentiel hastighed (kilde).

Selv om det er let at sige, at gas primært forbrændes, er lækager desværre en del af processen med at behandle og distribuere gas på tværs af lande og kontinenter (kilde).

Undersøgelser har vist, at den anslåede mængde af metanemissioner er blevet fejlberegnet og er 60 % højere end oprindeligt antaget. Disse emissioner er næsten lige så store som den skade, som kuldioxid på kort sigt gør på miljøet (kilde).

Lækager kan forekomme på ethvert tidspunkt i processen for udvinding af naturgas, lige fra lækager i jorden til lækager i rør og lagerbeholdere. Huller, som f.eks. det i en virksomhed i Houston i Louisiana, har ståltankevogne, der lækker store mængder LNG ud i luften, hvilket har udløst frygt for, at der kan opstå ukontrollerede brande (kilde).

I USA findes der ca. 500.000 naturgasbrønde sammen med 3 millioner kilometer rørledninger. Disse efterlader en næsten uendelig mængde muligheder for at lække naturgas i miljøet (kilde).

Sluttanker

Fremtiden for gas i USA har været under forandring. Gas har altid været en væsentlig del af energirammen i landet og vil fortsat være en del af den i en overskuelig fremtid. Der er gjort en vis indsats for at minimere miljøpåvirkningen, men naturgas er langt fra det “rene” fossile brændstof, som medierne fremstiller det.

Med hensyn til spørgsmålet om, at gas er lettere end luft: Hvis du nogensinde vågner op i et rum fyldt med gas, skal du lægge dig på gulvet, dække din mund med en våd klud og kravle ud af området. Gas vil altid være koncentreret højere oppe i rummet, og forhåbentlig kan den smule viden måske redde dit liv.