Maakaasu

Maakaasu eli luonnonkaasu on tavallisesti lähes kokonaan metaanista (CH4) koostuva kaasu, joka on merkittävä fossiilinen polttoaine asuntojen lämmityksessä ja sähköntuotannossa. Maakaasu on syntynyt ajan saatossa biomassan hajotessa maan uumenissa anaerobisen bakteeritoiminnan ja maaperän lämmön vuorovaikutuksesta. Metaanin lisäksi maakaasussa on pieniä määriä etaania, propaania, butaania, pentaania sekä muita raskaampia hiilivetyjä ja toisinaan typpeä ja heliumia. Maakaasun CAS-numero on 8006-14-2. Maakaasua saadaan maakaasu- ja öljyesiintymistä sekä liuskekivestä, joita sijaitsee maankuoressa maalla ja merellä. Ei-fossiilista, anaerobisten bakteerien biomassasta tuottamaa metaania kutsutaan biokaasuksi erotuksena maakaasusta.Parpola, Åberg (2004) Kaasua! Maakaasu ja Suomi 1974-2004

Maakaasu jalostetaan ennen teollista käyttöä maakaasunjalostuslaitoksessa, jossa siitä poistetaan kaikki muut yhdisteet kuin metaani. Maakaasun jalostus on huomattavasti yksinkertaisempaa kuin öljyn jalostus. Puhdistettu maakaasu on väritön ja hajuton heikosti sinertävällä liekillä palava kaasu, jonka lämpöarvo on korkea, 50 MJ/kg kun esimerkiksi kivihiilen on keskimäärin 24,8 MJ/kg. Jalostettua maakaasua voidaan käyttää polttoaineena voimalaitoksissa, ajoneuvoissa, sellaisenaan kotitalouksissa lämmitykseen ja ruoanlaittoon. Maakaasusta voidaan jalostaa nesteytettyä maakaasua (LNG) ja liikennekäyttöön soveltuvaa paineistettua maakaasua (CNG). Metaanin hiilidioksidipäästöt ovat alhaisemmat kuin öljyn tai kivihiilen. Maakaasun jalostuksen sivutuotteita ja metaanista valmistettua vetyä käytetään myös teollisuuden raaka-aineena.Mitä maakaasu on? Fin Gas Auto 

Tuotantomäärät
Vuonna 2009 maakaasun kokonaistuotanto maailmassa oli noin 3 000 miljardia kuutiometriä (so. 3 000 kuutiokilometriä). Tästä Yhdysvallat ja Venäjä kumpikin tuottivat noin 20 %, vajaat 600 miljardia kuutiometriä. Iran tuotti 200 miljardia ja EU, Kanada ja Norja kukin yli 100 miljardia kuutiometriä.Promoting Revenue Transparency 2011 Report on Oil and Gas Companies  Transparency International - Revenue Watch Institute.CIA World Factbook  Vuonna 2010 Yhdysvalloista tuli maailman suurin maakaasun tuottaja.USA nousi maailman suurimmaksi öljyntuottajaksi 4.7.2014 Taloussanomat

Jalostaminen
Nesteytetty maakaasu (LNG)

Jäädyttämällä maakaasu −160 °C:n lämpötilaan se saadaan nestemäiseen olotilaan nesteytetyksi maakaasuksi (lyh. LNG, engl. liquefied natural gas). LNG:n tilavuus on noin kuudessadasosa normaaliolotilassa olevan kaasun tilavuudesta. Tonni LNG:tä vastaa 1 370 kuutiometriä maakaasua. Nesteytettyä maakaasua voidaan kuljettaa putkiverkoston ulkopuolelle laiva- tai rekkakuljetuksina. Käyttökohteissa LNG höyrytetään kaasuksi.Gasumin kaasutuotteet 

LNG on metaania, jonka oktaaniluku on 130 ja lämpöarvo 13,7 MWh/tn (vrt. raskas polttoöljy 11,4 MWh/tn).
LNG on turvallinen polttoaine. Mahdollisen vuodon tapahtuessa LNG höyrystyy välittömästi. Höyrystynyt kaasu on ilmaa kevyempi, noin puolet ilman tiheydestä. Nestemäisenä LNG ei räjähdä, koska sen syttymislämpötila on korkeampi kuin öljypohjaisilla polttoaineilla.

Paineistettu maakaasu (CNG)
Paineistettu maakaasu on liikennekaasua, jota käytetään kaasuautojen polttoaineena (lyh. CNG, engl. compressed natural gas). Maakaasun painetta nostetaan hyvin korkeaksi (200 baariin), näin kaasu saadaan pienempään tilaan.

Siirtoputkisto ja kuljetus
Maakaasua siirretään paineistetuissa putkissa kaasukentiltä käyttökohteeseenMaakaasun siirtoputkisto . Nesteytettyä maakaasua voidaan kuljettaa erikoisvalmisteisissa laivoissa ympäri maailmaa.

Suomessa luonnonkaasuihin erikoistunut Gasum Oy omistaa 1 186 kilometrin pituisen kaasuputkiverkoston, jota pitkin kaasua tuodaan Suomeen. Maakaasun ohella biokaasun merkitys kotimaisena energiana kasvaa tulevaisuudessa.Gasum Oy:n siirtoverkosto Suomessa 

Maakaasun siirtoverkoston tärkeimmät osat ovat siirtoputkisto venttiiliasemineen, kompressoriasemat ja maakaasun luovutuspisteissä sijaitsevat paineenvähennysasemat. Maakaasu siirtyy käyttöalueiden läheisyyteen maanalaisissa siirtoputkistoissa, jotka asennetaan noin 1–2 metrin syvyyteen ja niiden sijainti merkitään maastoon valkoisin muovipylväin joiden yläosassa on keltainen tunnuslaatta. Nykyisissä siirtoputkissa kaasun paine on noin 30–54 baaria, mutta uusia putkia rakennetaan myös 80 baarin paineelle. Putket ovat raskaita ja kestäviä teräsputkia, jotka ovat pinnoitettu polyeteenimuovilla. Pinnoitteen korroosiosuojausta täydennetään katodisella suojausjärjestelmällä.

Gasum edistää aktiivisesti omilla investoinneilla maakaasun siirtoverkoston laajentumista. Gasum vastaa itse maakaasuverkoston laajentamiseen ja ylläpitoon kuuluvista suunnittelu- ja rakentamistöistä. Maakaasurakentamisessa otetaan erityisen tarkkaan huomioon ympäristöseikat ja turvallisuus. Siirtoverkosto kehitetään niin, että siirtokapasiteetti ja toimitusvarmuus nykyisiin ja tulevaisuuden käyttökohteisiin on aina varmistettu.

 Venttiili- ja linkkiasemat 
Siirtoputkistoon asennetaan noin 8–32 kilometrin välein venttiiliasemia, joiden linjasulkuventtiileillä voidaan katkaista kaasun siirto ja jakelu sekä tyhjentää putki maakaasusta ulospuhaltamalla täysin. Siirtoputkiston venttiiliasemat lisäävät putkiverkoston käyttöturvallisuutta. Linkkiasemat välittävät siirtoverkoston varrelta valvonta- ja hälytystiedot keskusvalvomoon maakaasuverkoston omaan tiedonsiirtojärjestelmään. Ne sijaitsevat aina venttiiliasemien lähellä.

 Kompressoriasemat 
Kompressoriasemien avulla nostetaan maakaasun painetta ja lisätään siis maakaasuverkoston siirtokapasiteettia. Gasumin Suomen kompressoriasemat ovat Imatralla, Kouvolassa ja Mäntsälässä. Kompressorien käyttötarve riippuu kokonaisuudessaan siirtoputkiston painetilanteesta, johon vaikuttaa maakaasun vuorokautinen menekki, käytön jakautuminen verkoston alueella ja tulopaine.

 Paineenvähennysasemat 
Siirtoputkistosta maakaasu johdetaan paineentasausasemille, joiden tehtävänä on alentaa siirtoputkiston paine asiakkaalle käyttöön sopivaksi. Paineenvähennysasemat ovat aina aidattuja ja ne on varustettu kaasuvuotohälyttimillä, erilaisilla automaattisilla turvalaitteilla ja kaukovalvontalaitteistolla sekä aseman ulkopuolella olevalla isolla pääsulkuventtiilillä. Siirtoverkostossa on jopa 131 paineenvähennysasemaa.

 Maakaasun käyttökohteet
 Energiantuotanto 
Suurin osa maakaasusta käytetään polttoaineena tehtaissa ja kaasuturbiinivoimalaitoksissa. Kaasu palaa puhtaasti, koska siinä ei ole esimerkiksi rikkiä ja raskasmetalleja eikä palamisessa vapautuvia kiinteitä epäpuhtauksia. Tuhkaa ei synny ollenkaan kaasumaisen olomuodon ansiosta. Poltto synnyttää kuitenkin hiilidioksidipäästöjä. Saman lämpömäärän tuottamisessa syntyy 30 % vähemmän hiilidioksidia kuin öljyä poltettaessa ja 45 % vähemmän kuin kivihiilellä.

 Lämmitys ja ruoanlaitto 
Maakaasua käytetään laajalti muun muassa Yhdistyneessä kuningaskunnassa, Manner-Euroopassa, Venäjällä ja Pohjois-Amerikassa asuntojen lämmittämiseen, käyttöveden lämmittämiseen ja ruoanlaittoon. Esimerkiksi Yhdysvalloissa 51 prosenttia eli 49,1 miljoonaa kotitaloutta käyttivät maakaasua lämmitykseen vuonna 2003. Vuonna 2003 rakennetuista asunnoista 70 prosenttiin lämmitysjärjestelmäksi valittiin maakaasu.Naturalgas.org 

 Liikenne
Maakaasua käytetään jonkin verran polttoaineena henkilöautoissa ja linja-autoissa. Laivojen moottoreita valmistava Wärtsilä on suunnitellut useita maakaasua ja dieseliä tai pelkästään maakaasua käyttäviä moottoreita.Wartsila.com  Ympäristön kannalta maakaasun suuri etu laivojen polttoaineena on se, että se ei sisällä lainkaan rikkiä.

 Teollisuus
Energian tuotannon ohella maakaasua käytetään myös teollisuuden raaka-aineena. Heliumin tuotannon lähes ainoana lähteenä on maakaasu, josta sitä saadaan jalostuksen sivutuotteena merkittävästi esimerkiksi Yhdysvalloissa, jossa geologinen rakenne on heliumin pakkautumiselle otollinen. Maakaasun vety voidaan erottaa höyryreformoimalla ja se onkin pääasiallinen tapa valmistaa vetyä teollisuuden tarpeisiin. Vetyä käytetään typpilannoitteena käytettävän ammoniakin valmistamiseen Haber-Bosch-menetelmää käyttäen, ja sellaisenaan mitä erilaisimpiin käyttötarkoituksiin.

Käyttäjät
Suurimmat käyttäjämaat
Vuonna 2009 suurimmat maakaasun käyttäjät olivat Yhdysvallat (noin 650 miljardia kuutiometriä), EU (490 mrd.) ja Venäjä (440 mrd.). Suuria kuluttajia ovat myös Iran (140), Japani (95), Kanada (95), Kiina (87), Saudi-Arabia (77), Meksiko (60), Yhdistyneet arabiemiraatit (59), Uzbekistan (53) ja Ukraina (52) ja Intia (51 mrd kuutiometriä). Suomen kulutus oli noin 4 miljardia kuutiometriä.CIA World Factbook 

Käyttö ja merkitys Suomessa

Porakaivoista veden mukana noussutta metaanikaasua käytettiin Tyrnävän Leppiojan taloissa yli 40 vuoden ajan aina 1960-luvulle saakka. Kaasu johdettiin letkuilla kaivojen päälle rakennetuista kaasukelloista talouskäyttöön. Kaasun lähteenä on Muhoksen suistomaa-aluemuodostuma ja sitä esiintyy myös Limingan Tupoksessa ja Muhoksella.Tyrnävä on kuin TexasTyrnävän peltojen alla kuplivan maakaasun hyödyntäminen halutaan selvittää, Kaleva 7.8.2016Onko Suomessa naftaa? Tyrnävän Lassilan kaasu uuden tutkimuksen valossa, Suomen Kuvalehti, 27.11.1937, nro 48, s. 26, Kansalliskirjaston digitaaliset aineistotUskotte tai ette: Tyrnävällä keitetään kaasulla joka tulee ilmaiseksi maasta, Suomen Kuvalehti, 01.09.1934, nro 36, s. 10, Kansalliskirjaston digitaaliset aineistot

Maakaasu muodosti 11 prosenttia Suomen energiankulutuksesta vuonna 2006.Maakaasu Suomessa.  Öljy- ja kaasualan keskusliitto. Noin kolme neljäsosaa maakaasusta käytetään sähköä ja kaukolämpöä tuottavissa yhteisvoimaloissa.An Energy Overview of the Republic of Finland, U.S. Department of Energy, Office of Fossil Energy 6.8.2003 Helsingissä sähköstä 49 prosenttia ja Vantaalla 40,4 prosenttia tuotettiin maakaasulla vuonna 2006. Kaikki Suomen maakaasu tuodaan Venäjältä. Maakaasuyhtiö Gasum Oy omistaa Suomen 1 186 kilometrin pituisen maakaasun siirtoputkiston, joka käsittää pääasiassa Kaakkois-Suomen, Pirkanmaan, osan Länsi-Uuttamaata ja pääkaupunkiseudun.Maakaasun käyttäjät. Maakaasu.fi Maakaasun varastointivelvoitteet täytetään maakaasua korvaavilla polttoaineilla.Maakaasu Suomessa, Huollon varmuus.  Maakaasu.fi Suomessa käytetään hyvin vähän maakaasua suoraan asuntojen lämmittämiseen, mutta epäsuorasti kaukolämpöä ja sähköä tuotetaan runsaasti maakaasulla. Pääkaupunkiseudulla yli 30 000 yksityistä käyttäjää tekee ruokaa maakaasulla ja lähes 300 ravintolaa Helsingissä valmistaa ruoat kaasulla.

Maakaasun käyttäjiä Suomessa on tuhansia. Gasumin maakaasuverkoston pohjoisin kaupunki, jonne maakaasu siirtyy putkessa, on Ikaalinen ja tulevaisuudessa läntisin kaupunki on Naantali.Gasumin maakaasun siirtoverkostot Suomessa 2011 

 Ilmastovaikutus 
Maakaasu on fossiiliseksi polttoaneeksi suhteellisen vähäpäästöinen ja aiheuttaa noin 25–30 % vähemmän hiilidioksidia kuin öljy ja 40–45 % vähemmän kuin hiili saman energiamäärän vapauttaessaan. Muihin tärkeisiin fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna maakaasu aiheuttaa kuitenkin suhteellisesti enemmän päästöjä polttoaineen tuotannon ja kuljetuksen aikana, mikä tarkoittaa, että elinkaaren aikana sen kasvihuonekaasupäästöt ovat noin 47 % korkeammat kuin suorat päästöt kulutuspaikaltaCooney et al. (2014): Life Cycle Greenhouse Gas Perspective on Exporting Liquefied Natural Gas from the United States. National Energy Technology Laboratory, US Department of Energy..

Manitoban yliopiston entisen professorin Vaclav Smilin mukaan maakaasun lisääntynyt poltto säästi vuosina 2000–2017 noin 2,8 miljardia tonnia hiilidioksidia verrattuna kivihiilen polttoon. IPCC:n mukaan maakaasun metaani lämmittää ilmakehää 28 kertaa niin voimakkaasti kuin hiilidioksidi 100 vuodessa ja 86-kertaisesti 20 vuodessa. Science-lehden tutkimuksen mukaan vuonna 2018 Yhdysvaltain öljy- ja maakaasuteollisuuden metaanivuodot olivat 2,3 % tuotetusta maakaasusta ja 13 miljoonaa tonnia metaania. Yhden arvion mukaan maakaasun ilmastohyödyt verrattuna kivihiileen häviävät, jos vuodot ylittävät 2,8 % tuotannosta. Biogeosciences-lehden tutkijat pystyivät metaanin kemiallisten ominaisuuksien avulla tunnistamaan liuskekaasualkuperän. Lisäksi päästölähteitä on tunnistettu infrapunakameralla.Maakaasun avulla on vaikea hidastaa ilmastonmuutosta, jos tuotannon vuotoja ei saada tukituksi Helsingin Sanomat 28.8.2019

 Arvio maailman maakaasuvarannoista 
Luettelo koskee vuoden 2010 alkuun päivättyjä arvioita.CIA World Factbook 
 Sija Valtio Maakaasu-varannot(mrd. m³) Osuus — maailma yht.  190 163  100 %  1   47 570  25,02 %  2   29 610  15,57 %  3   25 470  13,39 %  4   7 504  3,95 %  5   7 461  3,92 %  6   6 928  3,64 %  7   6 071  3,19 %  8   5 246  2,76 %  9   4 983  2,62 %  10   4 502  2,37 %  11   3 170  1,67 %  12   3 115  1,64 %  13   3 030  1,59 %  14   3 001  1,58 %  15   2 407  1,27 %  16   2 350  1,24 %  17   2 313  1,22 %  — Euroopan unioni  2 250  1,18 %  18   1 841  0,97 %  19   1 798  0,95 %  20   1 754  0,92 %  21   1 656  0,87 %  22   1 539  0,81 %  23   1 416  0,74 %  24   1 104  0,58 %  25   1 075  0,57 %  26   850  0,45 %  27   850  0,45 %  28   840  0,44 %  29   750  0,39 %  30   680  0,36 %  31   479  0,25 %  32   436  0,23 %  33   398  0,21 %  34   391  0,21 %  35   364  0,19 %  36   360  0,19 %  37   342  0,18 %  38   334  0,18 %  39   292  0,15 %  40   283  0,15 %  41   272  0,14 %  42   241  0,13 %  43   227  0,12 %  44   200  0,11 %  45   195  0,10 %  46   176  0,09 %  47   165  0,09 %  48   135  0,07 %  49   127  0,07 %  50   112  0,06 %  —  Muut yhteensä  1 500  0,80 % 

 Katso myös 
 Maakaasu autoissa
 Maakaasuhuippu
 Maakaasu Suomessa

 Lähteet 

 Aiheesta muualla 

 Maakaasuyhdistys ry
 Suomen Kaasuyhdistys ry: Maakaasu käsikirja, Helmikuu 2014  (pdf)
 Maakaasumarkkinat Saksa
 Öljy- ja kaasualan keskusliitto 
 Gasum Oy
 Gasum: Maakaasun käyttöturvallisuustiedote 
 Ylen Elävä arkisto: Kukaan ei halua kuolla Gazprom-kaupungissa
 Gasanbieter vergleichen 
 Gaspreise vergleichen  

*
Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit