27. 8. 2021
Fosilní paliva vznikla přeměnou biologických organismů, takže stejně jako naše těla obsahují uhlík (označovaný chemickou značkou C) a vodík (H). V zemním plynu dominují beztvaré a bezbarvé uhlovodíky: methan (CH4), ethan (C2H6), propan (C3H8) a butan (C4H10). Podle pravidel českého pravopisu můžeme názvy úvodních sloučenin zkrátit na metan a etan.
Minoritní podíl v zemním plynu zaujímá dusík (N), oxid uhličitý (CO2) nebo síra (S). Jednotlivé prvky a sloučeniny bývají kvantifikovány v molech, čili podle počtu svých částic. 1 mol = 602214076000000000000000 dílčích atomů, molekul nebo iontů. Přesné složení zemního plynu záleží na konkrétním těžebním zdroji, podzemním zásobníku a plynovodu.
GasNet, Pražská plynárenská a EG.D
Provozovatelé tuzemských distribučních soustav zveřejňují takzvaný Protokol průměrných hodnot. Tam vyčteme aktuální spalné teplo, tedy energetický potenciál zkoumaného paliva. V České republice vychází průměrně 10,68 kilowatthodin na krychlový metr (kWh/m³).
V distribučních protokolech nalezneme také složení zemního plynu, spočítané v molárních procentech (100 % = 100 molů). Porovnejme hodnoty, ke kterým došly distribuční společnosti GasNet (působící ve většině České republiky), Pražská plynárenská Distribuce (PPD, v Praze) a EG.D (v jižních Čechách).
| Látka | GasNet | PPD | EG.D |
|---|---|---|---|
| metan | 96,227 | 96,377 | 96,370 |
| etan | 2,526 | 2,445 | 2,700 |
| propan | 0,322 | 0,228 | 0,130 |
| iso-butan | 0,068 | 0,052 | 0,045 |
| n-butan | 0,050 | 0,034 | 0,020 |
| iso-pentan | 0,010 | 0,007 | 0,005 |
| n-pentan | 0,007 | 0,005 | 0,003 |
| C6+ | 0,014 | 0,020 | 0,018 |
| N2 | 0,497 | 0,520 | 0,360 |
| CO2 | 0,277 | 0,312 | 0,349 |
Datové zdroje: Protokoly průměrných hodnot, zveřejněné společnostmi GasNet a Pražská plynárenská Distribuce (v lednu 2021), a Bezpečnostní list vydaný společností EG.D (v říjnu 2020).
Problematické složení zemního plynu
Převládá metan, jehož hořením vzniká méně oxidu uhličitého, než kdybychom spalovali uhlí. Plynová elektrárna vypustí asi 560 kilogramů CO2, aby vyrobila jednu megawatthodinu elektrické energie (MWh = 1 000 kWh). Oproti tomu stará uhelná elektrárna emituje do vzduchu zhruba 1 000 kilogramů CO2, aby dosáhla téhož.
Zemní plyn proto dříve býval propagován jako „ekologický“. Jeho spalováním však přece jenom vznikají exhalace, a ještě předtím (při transportu) uniká samotný metan, jenž umocňuje skleníkový efekt několikrát silněji než stejné množství oxidu uhličitého: Jedna tuna CH4 urychlí klimatickou změnu zhruba stejně jako 21 tun CO2. Proto nyní zemní plyn popisujeme spíše jako „přechodové palivo“ mezi uhlím a obnovitelnými zdroji, vodíkem nebo jádrem.
Doplňkové, ale důležité sirné odoranty
Přítomné uhlovodíky nemají pevný tvar, barvu, vůni ani zápach. Metan však může způsobit explozi, pokud opotřebovanou trubkou, sporákem nebo kotlem uniká do obytných prostor. Proto distributoři do zemního plynu přidávají sirné (smrduté) „odoranty“, které cítíme. Díky tomu jsme čichovým smyslem varováni, když metan uniká a hrozí exploze.
Síra plní svoji výstražnou funkci, přestože v zemním plynu bývá zastoupena minimálně (v tetrahydrothiofenu a tert-butylthiolu = C4H8S a C4H10S).
