Историческият пробив на Китай в газовия сектор е под въпрос. Китай започна да извлича запалим лед от дъното на морето Какво е запалим леден хидрат

МОСКВА, 18 януари. /ТАСС/. Руски математици създадоха модел за разработване на находища на най-богатия източник на природен газ на планетата - газови хидрати, чиято концентрация е висока в Арктическата зона, а учени от Сколтех предложиха технология за извличане на метан от хидрати. Експерти разказаха пред ТАСС как производството на такъв метан ще помогне за намаляване на парниковия ефект, какви са предимствата на новите изследвания и има ли перспективи за промишлено развитие на газови хидрати в Русия.

Срещу парниковия ефект

Газовите хидрати са твърди кристални съединения на лед и газ; В природата те се намират в дебелината на океанското дъно и във вечно замръзналите скали, така че извличането им е много трудно - трябва да се пробият кладенци на дълбочина от няколкостотин метра, след което природният газ може да бъде отделен от ледените отлагания и транспортиран на повърхността. Китайските петролни работници успяха да направят това в Южнокитайско море през 2017 г., но за да направят това, те трябваше да навлязат по-дълбоко в морското дъно с повече от 200 метра, въпреки факта, че дълбочината в производствената зона надвишава 1,2 км.

Изследователите смятат газовите хидрати за обещаващ източник на енергия, който може да бъде търсен по-специално от страни с ограничени други енергийни ресурси, например Япония и Южна Корея. Оценките за съдържанието на метан, чието изгаряне осигурява енергия, в газовите хидрати по света варират: от 2,8 квадрилиона тона според Министерството на енергетиката на Руската федерация до 5 квадрилиона тона според Световната енергийна агенция (IEA). Дори минималните оценки отразяват огромни резерви: за сравнение BP Corporation (British Petroleum) оцени световните петролни запаси на 240 милиарда тона през 2015 г.

„Според оценки на някои организации, преди всичко „Газпром ВНИИГАЗ“, ресурсите на метан в газовите хидрати на територията на Руската федерация варират от 100 до 1000 трилиона кубически метра, в Арктическата зона, включително моретата, до 600-700 трилиона кубически метра , но това е много приблизително“, каза за ТАСС Евгений Чувилин, водещ изследовател в Центъра за производство на въглеводороди към Сколковския институт за наука и технологии (Сколтех).

В допълнение към действителния източник на енергия, газовите хидрати могат да се превърнат в спасение от парникови газове, което ще помогне да се спре глобалното затопляне. Празнините, изпразнени от метан, могат да бъдат запълнени с въглероден диоксид.

„Според изследователите метановите хидрати съдържат повече от 50% от въглерода от общите известни световни запаси от въглеводороди. Това е не само най-богатият източник на въглеводороден газ на нашата планета, но и възможен резервоар за въглероден диоксид, който се счита за парникови газове. Можете да убиете два заека с един изстрел - да извлечете метан, да го изгорите, за да произведете енергия и да изпомпвате на негово място въглероден диоксид, получен при горенето, който ще заеме мястото на метана в хидрата“, Наил Мусакаев, зам. работа на Тюменския клон на Института по теоретична и приложна механика на Сибирския клон на Руската академия на науките, съобщи ТАСС.

В условия на вечна замръзналост

Днес изследователите идентифицират три основни обещаващи метода за извличане на газови хидрати.

„Преди да се извлече газ от хидрати, е необходимо да се разложат на компоненти - газ и вода или газ и лед могат да бъдат разграничени - намаляване на налягането на дъното на кладенеца, нагряване на образуванието с гореща вода пара, доставяща инхибитори (вещества) на формацията за разграждане на газови хидрати – бел. ТАСС)”, обясни Мусакаев.

Учени от Тюмен и Стерлитамак създадоха математически модел за производство на метан във вечната замръзналост. Забележително е, че взема предвид процеса на образуване на лед по време на разработването на полето.

„Образуването на лед има плюсове и минуси: може да задръсти оборудването, но, от друга страна, разлагането на газовия хидрат в газ и лед изисква три пъти по-малко енергия, отколкото при разлагането на газ и вода“, каза Мусакаев.

Предимството на математическото моделиране е способността да се предвиди сценарият на развитие на газови хидратни находища, включително оценка на икономическата ефективност на методите за производство на газ от такива залежи. Резултатите могат да представляват интерес за проектантските организации, участващи в планирането и проучването на газови хидратни полета, отбеляза ученият.

Skoltech също разработва технологии за извличане на метан от хидрати. Заедно с колеги от университета Heriot-Watt в Единбург специалистите от Skoltech предложиха извличане на метан от газови хидрати чрез изпомпване на въздух в скалния слой. „Този ​​метод е по-икономичен от съществуващите и има по-малко въздействие върху околната среда“, обясни Чувилин.

Този метод предполага, че въглероден диоксид или азот се инжектират във формацията, а газовите хидрати се разлагат на компоненти поради разликата в налягането. „Ние все още провеждаме методологични изследвания, за да тестваме метода и неговата ефективност е все още далеч, докато създаваме физичните и химическите основи на тази технология“, подчерта ученият.

Според Чувилин Русия все още не разполага с напълно готови технологии за ефективно извличане на метан от хидрати, тъй като няма целеви програми за подпомагане на това научно направление. Но развитието все още е в ход. „Газовите хидрати може и да не станат основният енергиен ресурс на бъдещето, но тяхното използване със сигурност ще изисква разработването на нови знания“, добави Мусакаев.

Икономическа целесъобразност

Прогнозата за развитието на руския горивно-енергиен комплекс за периода до 2035 г. отчита проучването и разработването на газови хидратни находища сред дългосрочните перспективи за добив на газ. В документа се отбелязва, че газовите хидрати могат да се превърнат във „фактор в глобалната енергетика само след 30-40 години“, но не е изключен сценарий за пробив. Във всеки случай развитието на хидрати ще доведе до глобално преразпределение на световния пазар на горивни ресурси - цените на газа ще намалеят, а минните корпорации ще могат да поддържат доходите си само чрез улавяне на нови пазари и увеличаване на обема на продажбите. За масовото разработване на такива находища е необходимо да се създадат нови технологии, да се подобрят и поевтинят съществуващите, се отбелязва в стратегията.

Като се има предвид недостъпността на хидратите и сложността на извличането им, експертите ги наричат ​​обещаващ източник на енергия, но имайте предвид, че това не е тенденция през следващите години - хидратите изискват нови технологии, които все още се разработват. И в условията на установено производство на природен газ, метанът от хидрати не е в най-добра позиция. В бъдеще всичко ще зависи от условията на енергийния пазар.

Заместник-директорът на Центъра за производство на въглеводороди Сколтех Алексей Черемисин смята, че метан от хидрати няма да се произвежда скоро, именно поради съществуващите запаси от традиционен газ.

„Времето за промишлено производство зависи както от икономически наличната технология за търсене, локализиране и производство на газ, така и от пазарните фактори Газодобивните компании имат достатъчно запаси от традиционен газ, така че те разглеждат технологиите за производство на газ от газови хидрати като основа за Според мен промишленото производство в Руската федерация ще започне не по-рано от 10 години“, каза експертът.

Според Чувилин в Русия има находища, където метан от газови хидрати може да започне да се произвежда през следващите 10 години и това ще бъде доста обещаващо. „В някои газови находища в северната част на Западен Сибир, когато традиционните газови резервоари са изчерпани, е възможно да се разработят горни хоризонти, където газът може да бъде в хидратирана форма. Това е възможно през следващото десетилетие, всичко ще зависи от цената на енергията ресурси“, обобщава събеседникът на агенцията.

Газовите хидрати, "запалимият лед" са кристални съединения на въглеводородни газове, най-често метан, и вода с променлив състав. Те изглеждат като сняг или лед и имат подобни физични свойства. Един кубичен метър природен газ хидрат е еквивалентен на 160 кубични метра природен газ в газообразно състояние.

Природен газ хидрат. Газов хидрат. образование:

Природният газ хидрат, „горимият лед“, е сравнително нов, но потенциално изобилен източник на природен газ, който може да задоволи нуждите на растящите световни икономики.

Газови хидрати, „запалим лед“ - кристални съединения на въглеводородни газове, най-често - метан, и вода с променлив състав. Те изглеждат като сняг или лед и имат подобни физични свойства. Те се образуват при контакт на газ и вода при определени термобарични условия и колкото по-студен е климатът, толкова по-често възникват такива условия. Природен газ хидрат, например, се образува при 0 Целзий и при налягане от 25 атмосфери. Ако температурата е по-висока, тогава за образуването на газов хидрат е необходимо повишаване на налягането на водата.

Основният елемент на газовия хидрат е кристална клетка от водни молекули, вътре в която се намира запалима газова молекула. В същото време кристалната решетка на водата, характерна за леда, е разширена и съдържа кухини, пълни с молекули на природен газ. Клетките образуват плътна кристална решетка, подобна на лед.

Природният газ хидрат е една от формите на съществуване на природен газ в недрата.

В най-често срещания метанхидрат в земната кора съотношението между газ и вода е приблизително 1 към 6. В същото време специфичното газово съдържание на метанхидрата достига 164 кубични метра. метра газ на 1 куб. хидратомер.

Общият консенсус сред нефтените и газовите геолози е, че хидратите на природния газ съдържат по-голямата част от природния газ в литосферата. Според различни оценки естествените хидрати съдържат от 2000 до 5000 трилиона кубични метра. метри газ. Значителна част от тези газови ресурси се намират в арктическите ширини, тъй като наличието на дебел (повече от 300 m) слой от вечна замръзналост създава необходимите условия за образуване на хидрати, а в океана студената вода позволява да се образуват газови хидрати от дълбочина 250-300 м.

Според направени по-рано руски оценки, дълбините на арктическите ширини на Русия могат да съдържат до 1000 трилиона кубически метра. м газ в хидратирано състояние. Въпреки това, не целият този обем може да бъде извлечен на сегашното ниво на развитие. технологии. Но ако поне 10% от този обем могат да бъдат извлечени, това до голяма степен ще осигури енергийните доставки на страната за много десетилетия.

Газовите хидрати са открити за първи път в средата на 70-те години на ХХ век от канадски рибари. Често, когато тралове с риба бяха вдигнати от дълбините, те откриха големи парчета снежноподобно вещество, оцветено с дънна тиня. Някой имаше идея да подпали този дълбоководен „сняг“. И се запали!

Предимства от използването на природен газ хидрат:

Един кубичен метър природен газ хидрат е еквивалентен на 160 кубични метра природен газ в газообразно състояние. На 100 литра газ

„Горимият лед“, произведен за първи път от Китай, няма да издържи конкуренцията с руския природен газ през следващото десетилетие. За енергийната революция е необходимо първо да се разработи технологията и значително да се намалят разходите за нейното производство, казва преподавател във Финансовия университет към правителството на Руската федерация Игор Юшков.

китайски "запалим лед"

Китайските петролни работници бяха първите в света, които добиха природен газ хидрат от дъното на Южнокитайско море. Самите китайци веднага нарекоха успеха си колосален. Според тях „горимият лед” е способен да направи революция в енергетиката, сравнима с шистовата революция. Общо те са добили около 120 кубически метра енергия, съдържанието на метан в нея е 99,5%.

„Говорим за газови хидрати и тук китайците не са пионери. Различни държави са се занимавали с развитие почти от средата на 20-ти век, а японците са по-близо до пробива. Миналата година те вече обявиха, че са тествали промишлено производство на газ от газов хидрат. По принцип газовият хидрат може да се добива навсякъде. Метанът се намира в малък слой тинеста утайка и ако стигнете до блато или наводнена зона близо до езеро, можете сами да извлечете метан с обикновена химикалка.

Известно е, че най-големите запаси от газов хидрат се намират на езерото Байкал. Но в момента няма комерсиално жизнеспособна технология за извличане на газови хидрати, въпреки че много страни работят по нея. Разходите за производство на „горим лед“ ще бъдат значително по-високи от закупуването на газ от други доставчици от традиционни находища. Но ако технологията за производство изведнъж стане достъпна, тогава всички ще започнат да добиват газ от газови хидрати и тогава ще започне глобална енергийна революция“, коментира ФБА "Икономиката днес"експерт.

Разходи за производство на "горим газ"

Изследовател в Центъра за индустриална икономика, Институт за финансови изследвания Андрей Гордеевна свой ред той отбелязва, че все още не е възможно да се сравни успехът на Китай с шистовата революция, тъй като тя се подготвя много дълго време.

„Първо ще видим разработки и внедрявания, но те изискват сериозни инвестиции. Най-вероятно китайската технология за производство на газови хидрати няма да стане широко разпространена през следващите години. Освен това ерата на въглеводородите ще продължи, въпреки развитието на алтернативната енергия и електрическите превозни средства.

Основният препъни камък в случая е липсата на инфраструктура, тъй като нейното изпълнение остава капиталоемка задача. Разбира се, откритието на Китай е до известна степен иновативно, но това няма да е краят на ерата на въглеводородите, тъй като петролът ще запази позициите си на енергийния пазар през следващото десетилетие“, обяснява ни събеседникът.

През 2013 г. за първи път японците обявиха извличането на метан от "горимия лед", но те не вдигнаха проби от хидрата от дъното на морето; природният газ след изпомпване на водата излезе нагоре през a тръбопровод.

„Китайците замразяват отлаганията на тиня и след това извличат газ от тях, тоест всъщност използват различен метод за добив. Целият въпрос е цената на такова производство. Ако нашата цена на добив на кладенец е средно 10-15 долара, а в големите находища в Ямал клони към нула, то в случая с „запалимия лед“ тя ще бъде изключително висока.

Същата технология за шистов добив беше тествана около 30 години, докато даде приемливи резултати, докато газът тогава беше по-скъп на пазара. Сега цената на газа варира от 200 до 300 долара за 1000 кубически метра и е изключително трудно да се разработват алтернативни източници на такава цена, те просто не могат да издържат на конкуренция“, обобщава Юшков.

Китай обяви енергиен пробив. Експерти извадиха „запалим лед“ от дъното на Южнокорейско море. Говорим за комбиниране на вода и природен газ. Съветските учени го откриват преди повече от половин век. Междувременно Поднебесната империя твърди, че в бъдеще целият свят ще премине към добива на това вещество и техният пробив означава повече от „шистовата революция“. Ще може ли нов вид гориво да засенчи петрола и газа?

Това са първите изображения на това, което Китай нарече исторически пробив. КНР работи за това от 20 години. Сплав от вода и метан. Гориво на бъдещето. Така му викат по света. Има повече от всички петрол, газ и въглища на планетата. Стига за векове.

„Това ще се ръководи от Китай след пробива на САЩ в производството на шистов газ. Това ще засегне развитието на целия световен енергиен сектор Езерото Байкал“, каза Ли Джинфа, заместник-директор на Китайската геоложка служба.

Газовите хидрати обикновено са скрити под морското дъно в морето и под вечната замръзналост. Тоест за образуването им са необходими два фактора – студ и високо налягане.

Горимият лед е същият природен газ, само в различна форма. Поради ниските температури и високото налягане, той кристализира и прилича повече на рохкав сняг или лед. При топенето се отделят вода и метан. Един кубичен метър такъв лед съдържа 164 кубически метра природен газ.

Учените от СССР бяха първите, които предположиха, че такова гориво съществува в природата и откриха първото находище още през 60-те години. Изследванията са проведени в Института Губкин. Оттогава много страни са експериментирали. Но поради високата цена и нерентабилността, въпросът рядко се осъществи. Най-много успя Япония.

Но Китай уверява, че е първият, който извлича запалим лед в такива обеми от морското дъно. И че операцията е станала на негова апаратура. Технологиите също са местни. Но вярно ли е, че ледът се е счупил?

„Тук няма нищо толкова фантастично, може да се каже, че това е експериментална технология, това е обикновен природен газ, който ние добиваме в класически находища те нямат свои класически залежи, започват да измислят някакви нови методи за добив, така че тук всеки се опитва да пробва собствена технология, за да има и газово находище“, обясни Игор Юшков, водещ анализатор в Националния. Фонд за енергийна сигурност.

Разбира се, все още не се говори за производство в индустриален мащаб. Китай си поставя тази цел до 2030 г. Но някои китайски експерти предлагат да не очакваме нищо преди 2050 г.

Колко полезно е всичко това изобщо е въпрос. Японците са изчислили, че хиляда кубически метра газ от горим лед ще струват от 400 до 1300 долара. 2-3 пъти по-висока от естествената.

„Най-важното е, че те не публикуват данни, но колко струва да получите този метан? Тоест тук можете да летите до Луната за гориво, друг е въпросът колко пари ще похарчите за това истинският въпрос е дали комерсиалната технология ще бъде разработена или не“, — отбеляза Игор Юшков.

Също така все още не е ясно колко газ може да бъде извлечен от доказани или предполагаеми запаси. Изминаха почти 200 години между първия промишлен сондаж в шистови образувания в Съединените щати и неговото промишлено производство.

Японски учени, съвместно с американски геолози и енергийни експерти, започват проект за разработване на запаси от метан хидрат под вечната замръзналост. Местоположението му е Аляска, регион Норт Слоуп. Това е най-северната, негостоприемна и отдалечена част на този щат, но толкова по-добре. Тук е възможно да се провеждат амбициозни експерименти без риск за околната среда и населението, каквито японците нямат у дома - затова са готови щедро да инвестират в проекта.

Япония е страна без естествени енергийни ресурси и най-големият вносител на въглеводороди в света. В същото време японските острови са буквално заобиколени от находища на метанов хидрат, известен като „запалим лед“. Това е комбинация от вода и газ, която се е образувала под налягането на огромна маса вода и температура от около 0 градуса. Веднага щом донесете кибрит към шепа запалим лед, той ще започне да гори тихо, като обикновен метан. И можете да вземете веществото директно от морското дъно, където то е изключително изобилно.

Проблемите започват, когато възниква въпросът за промишленото производство на хидрати. Той е изключително нестабилен и ако издърпате суровини на повърхността в кубични метри наведнъж, вероятно ще се получи изтичане на газ. Невъзможно е да се извлекат тонове хидрат от земята, без да се загуби самият газ и без да се разруши структурата на подводния хребет. Но ние говорим за сеизмично активен регион и никой не се нуждае от причинени от човека цунами в допълнение към ежегодните природни бедствия. Японските учени имат опит в добива на метан, но нямат подходящо място за експерименти.

Аляска, със своята вечна замръзналост, може да бъде отлична тестова площадка. Вече е доказано, че е най-удобно да се доставя топлина вътре в кладенците, да се стопи хидратът там и да се изпомпва само самият метан на повърхността. Технологиите не са много сложни, проблемите с доставката на оборудване в ледената пустиня и намирането на подходящи източници на енергия също могат да бъдат решени. Въпросът е какво да правим, ако идеята успее?

Все още е невъзможно да се премести наземна сондажна станция на морското дъно без нови широкомащабни изследвания и подобрения - и това е въпрос на политика и обществено доверие. САЩ категорично няма да позволят на японците свободно да добиват газ в Аляска. Разбира се, самите американци могат да преминат от разработка на шисти към разработка на метан хидрат по японска технология. Особено като вземете предвид, че горимият лед съдържа почти една трета от целия въглерод в минералите на Земята, а останалото е нефт, въглища и газ. Но, отново, докато няма методи за промишлено производство на метан хидрат, е напълно неясно дали това ще бъде изгодно от икономическа гледна точка в сравнение с традиционното производство на газ.