Šta je "zapaljivi led"? Kina razvija novi izvor energije - zapaljivi led Šta je zapaljivi led hidrat.

Ovaj zapaljivi led će revolucionirati energetsku industriju.

Ne znam šta Japanci smjeraju, ali naftni radnici iz Kine bili su prvi koji su uspjeli izvući "zapaljivi led" - hidrat prirodnog gasa - sa dna okeana. Ovo je objavila Kineska centralna televizija pozivajući se na Ministarstvo zemljišta i prirodnih resursa Narodne Republike Kine.

“Činjenica da smo uspjeli uspješno vaditi ovaj mineral ukazuje na to da je Kina u smislu teorijske osnove i relevantnih tehnologija postigla neviđeni uspjeh u ovom pravcu.<…>. Ovo će biti veliki događaj kao i revolucija iz škriljaca koja se ranije dogodila u Sjedinjenim Državama”, rekao je Li Jinfa, zamjenik direktora Odjela za geološka istraživanja ministarstva.

Također, Ministarstvo za zemljište i prirodne resurse Kine je naglasilo da bi takav iskorak mogao dovesti do energetske revolucije u cijelom svijetu.

Uzorci su pronađeni na dubini od više od 1,2 km. Sama podvodna bušotina od 200 metara nalazi se u Južnom kineskom moru, 285 km jugoistočno od Hong Konga.

Izvještava se da je za 8 dana rada proizvedeno 120 kubnih metara. m ovog energenta, čiji je sadržaj metana 99,5%.

Štaviše, 1 kubni metar ove supstance je ekvivalentan 160 kubnih metara. m prirodnog gasa u gasovitom stanju (automobil može preći 300 km na 100 litara gasa, dok 50 hiljada km na 100 litara „zapaljivog leda“).

Druge zemlje, posebno Kanada i Japan, su angažovane na sličnim projektima za vađenje prirodnih resursa, ali je samo Kina uspela da izvuče "zapaljivi led" sa dna mora.

ŠTA JE METAN HIDRAT?

Metan hidrat je koncentrisan na dubinama od 500 do 2000 metara od obala nekih kontinenata, obično na strmim podmorskim padinama. Postoji i na Arktiku, što dokazuju seizmička mjerenja i bušenje. Metan hidrat, sastavljen od vode i metana, izgleda kao običan sivi krhki led. Na dodir - glatka i hladna. Nema miris i gori žućkasto-plavim plamenom.

Metan led spada u takozvana jedinjenja „kutija“. Ne postoje hemijske veze između molekula metana i molekula vode. Metan se nalazi u prazninama kristalne rešetke vodenog leda. Jedan konglomerat vode i gasa sastoji se od 32 molekula vode i 8 molekula metana. Jedan kubni metar ove supstance sadrži znatno više energije od kubnog metra prirodnog gasa (pri istom pritisku). U ledenim prazninama od jednog kubnog metra metan hidrata „skrivena su 164 kubna metra gasa“. Molekuli leda, a samim tim i metana, ovdje su gušće zbijeni.

Metan hidrat nastaje pod pritiskom na dubini u porama donjih sedimenata, gdje se organski materijal stalno dovodi odozgo i gdje vladaju niske temperature i prilično visok pritisak. Sirovine za to su mrtve biljke i ostaci živih bića koje se snabdijevaju rijekama i samom okeanskom vodom. Mulj koji sadrži ugljik brzo se prekriva drugim sedimentima, a pristup mu aerobnih bakterija, koje bi pretvorile biološki sediment u ugljični dioksid, je zaustavljen. Međutim, mulj, zaštićen od ovih mikroorganizama, postaje hrana za truležne bakterije. Rezultat njihove aktivnosti je metan.

Akumulacije metan hidrata takođe nastaju tamo gde se okeanska kora sudara sa kontinentalnom korom i prelazi ispod nje u magmu. Ova okolnost je bila osnova za još jedno gledište o poreklu metan hidrata. Iz ruskih izvora je izvučena hipoteza koja razmatra ne samo organsko, već i kosmičko porijeklo metana.

Već je rečeno da se naslage metanskog leda nalaze i na onim mjestima okeana gdje okeansko dno zaranja ispod kontinenta. Postoje praznine između dvije džinovske ploče koje se trljaju jedna o drugu, kroz koje se metan može osloboditi iz magme u dubine okeana. Ovaj gas je bio prisutan u protoplanetarnom oblaku iz kojeg je rođena porodica planeta koje sada kruže oko našeg Sunca. U protoplanetarnom oblaku, kada je centralna svjetiljka bila upaljena, došlo je do diferencijacije materije: svjetlosne molekule - plinovi - otjerani su pritiskom sunčeve svjetlosti na periferiju oblaka (nije slučajno da su udaljeni džinovski planeti - Jupiter i Saturn - sadrže ogromne mase amonijaka i metana u svojoj atmosferi). Zemlja, kao planeta bliska Suncu, bila je sastavljena od težih elemenata, ali je ipak primala priličnu količinu metana. Sada se oslobađa iz magme kako pritisak u jazu između kontinentalne i okeanske ploče opada.

Obje pretpostavke o prirodi metana - organska, odnosno sekundarna i kosmička - mogu mirno koegzistirati.

Dubine okeana su tužna slika: na dnu se nalazi nekoliko morskih krastavaca, zvijezde sa pet zraka i stotine svih vrsta crva. Svi oni čekaju da ostaci hrane životinja koje su zauzele sunčano dno okeana padnu odozgo. Rijetke ribe grabežljivci plivaju ovdje u nadi da će namamiti plijen svojim blistavim očima ili mrljama. Vječna tama ne daje nikakve šanse za život biljaka.

Ali neka mjesta u dubinama okeana su poput oaza u pustinji - ovdje život buja na dnu. Ovdje uspijevaju školjkaši, po dnu puze čekinjasti crvi, a samo dno curi ulje i metan. To je znak da se negdje u blizini nalaze nalazišta metan hidrata. Zajedno, ugljikohidrati i sumporovodik zamjenjuju svjetlost i kisik za stanovnike dubina. Bakterije su sasvim zadovoljne životnim uslovima koje pruža okeansko dno. Svoju energiju troše na proizvodnju ugljikohidrata, koji služe kao hrana mnogim stanovnicima ove oaze.

1997. godine u Meksičkom zaljevu otkriven je egzotični stanovnik - crv s ružičastim čekinjama. Stotine ovih stvorenja rojile su se na bloku sedimentnih stijena. Napravili su sebi rupe na mjestima gdje je bio pristup metan hidratu. Očito je ovdje naišao novi slučaj simbioze - crvi s metanskim bakterijama, ali detalji njihove interakcije još nisu proučeni. Živi svijet koji živi na mjestima gdje se ovaj plin ispušta ostaje gotovo nepoznat.

NAJVEĆE SKLADIŠTE UGLJENIKA

Procjenjuje se da planeta skladišti između 10.000 i 15.000 gigatona ugljika u obliku metan hidrata (1 giga je jednaka 1 milijardi). Ovi brojevi su izvedeni iz bušenja i seizmičkih istraživanja na ograničenom broju lokacija, ali su nalazi generalizirani na područja okeana gdje postoje slični uslovi.

Ogromna masa metana skrivena u dubini premašuje rezerve svih prirodnih izvora energije poznatih na Zemlji. Pitanje je samo kako iskoristiti ovo bogatstvo a da se ne naruši prirodna ravnoteža i ne izazove katastrofa slična onoj koja se dogodila u pleocenu. Ali prirodne katastrofe također mogu destabilizirati podvodna skladišta metana. Istina, trenutno, sa zagrijavanjem klime, nivo okeana raste, što doprinosi povećanju pritiska u nižim slojevima, a samim tim i stabilnosti metan hidrata.

Ali ako oceanske struje promijene svoje rute i tople vode prodru u niže slojeve okeana, posebno u sjevernom Atlantiku, tada će se metanski led otopiti i oslobođeni plin će pobjeći u atmosferu. Možda takav događaj objašnjava zagrijavanje koje se dogodilo u pleocenu. U tom periodu, prema naučnicima, u relativno kratkom vremenu u atmosferu je ispušteno približno 1.000 gigatona ugljenika. Višak ugljika koji je tada ušao u atmosferu zadržao se u njemu oko 140 hiljada godina dok ga nije apsorbirala okeanska voda i otišao u izgradnju ljuštura mnogih morskih životinja, a zatim postao dio dna vapnenačkih sedimenata.

U proteklih 1.000 godina, čovječanstvo je uz pomoć svojih peći i motora izbacilo znatno više ugljika u plinoviti omotač Zemlje - od 2.000 do 4.000 gigatona. (Brojke za pleocen su dobili Richard Norris sa Oceanografskog instituta i Ursula Rohl sa Univerziteta u Bremenu koristeći jezgra prikupljena u zapadnom Atlantiku u blizini Floride.)

Ali okidač za oslobađanje katastrofe u naše vrijeme mogu biti, prema riječima jednog od zaposlenika Oxford univerziteta, prirodne katastrofe: masivni potres ili vulkanske eksplozije, zbog čega će se pritisak smanjiti (postat će manji od 50 atmosfera) a temperatura će porasti u okeanskom području koje sadrži metan hidrat Istraživači sugeriraju da se ispod sloja metanskog leda - njegova debljina ponekad doseže nekoliko stotina metara - nalazi čisti metan. Protresanje unutrašnjosti Zemlje može osloboditi ovaj zapečaćeni gas prema gore kroz pukotine u sloju leda.

DA LI JE BERMUDSKI TROUGAO ZAMKA ZA METAN HIDRAT?

Prema nekim istraživačima, postoje mjesta u Svjetskom okeanu gdje se s vremena na vrijeme oslobađa metan. Nije li ova ili ona katastrofa na tim mjestima povezana sa ovim?

5. decembra 1945. pet američkih torpedo bombardera izvršilo je trenažni let. Poletjeli su sa aerodroma Floride prema Bahamima. Pola sata prije planiranog slijetanja, komandno mjesto je dobilo radiogram: komandant eskadrile je izvijestio o neshvatljivom ponašanju kompasa i misterioznim sjajima u atmosferi. A onda je radio veza prekinuta. Šesti avion je poslan u potragu za eskadrilom, ali je i on nestao. Nikada nisu pronađeni ni automobili ni ljudi.

Pojavila su se mnoga fantastična objašnjenja za razloge nestanka aviona, a potom i brodova, kod obala Floride. Među onima koji su tražili pravi uzrok misteriozne katastrofe bio je i geohemičar Richard McIver. On vjeruje da je došlo do pomaka u metanskom ledu koji je prekrivao dno u trokutu Florida, Portoriko i Bermuda, te je plin, prethodno zapečaćen slojem metanskog leda, oslobođen i ogroman mjehur je proletio kroz vodu u atmosferu. . Avioni uhvaćeni u ovom potoku srušili su se u more.

Neki dokazi o mogućnosti takve katastrofe došli su iz bušenja u zapadnom Atlantiku. U izdignutom jezgru, nakon sloja u kojem su još prisutni mikroorganizmi, nalazi se dvadesetcentimetarski sloj mulja. Nakon što su ga ispitali, grupa naučnika sa Univerziteta New Jersey uvjerila se da ovaj mulj, kako su očekivali, sadrži metanski led. Veliki talas poput cunamija mogao bi izazvati urušavanje njegove podvodne padine.

Zaista, uslovi na obali Floride ne isključuju mogućnost pomjeranja metanskih ledenih polja. Kada se takav sloj počne pomicati, nagađaju naučnici, gas ispod slojeva leda koji leže na njemu bi se mogao osloboditi i podići na površinu okeana u obliku džinovskih mjehurića. Ako brod ili avion uđu u takav balon, izgubiće podizanje i odmah će otići pod vodu.

To je teoretski moguće, slaže se američki istraživač William Dillon, šef istraživanja plinskih hidrata u Američkom geološkom zavodu. Ali, prema njegovom mišljenju, nema podataka koji bi ukazivali na to da u Bermudskom trouglu brodovi ginu češće nego na drugim mjestima u okeanu.

Drugačiju poziciju zauzima Thomas Gold, geolog sa Univerziteta Cornell. On vjeruje da su emisije plinova sa dna oceana odgovorne za najmanje četiri velike zrakoplovne nesreće kod obala Sjeverne Amerike. Ove katastrofe su se nedavno dogodile i mnogi ih se vjerovatno sjećaju. Posljednji je bio pad u more nakon lansiranja aviona Egupt Air-990 u oktobru 1999. godine. Prema riječima vještaka, ne postoji "normalno" objašnjenje za tragediju. Kao i u sva četiri slučaja, uzrok pada moralo je biti nešto iznenadno, što je spriječilo pilote da jave bilo kakve detalje o problemima koji su se pojavili. Iako su objašnjenja T. Golda naišla na primjedbe, njegovu hipotezu potkrepljuju još dvije činjenice: prije pada dvije velike mašine, u zraku su bili vidljivi plamenovi plina i vatrene lopte. Možda je to bio metan koji je pobjegao iz vode? Zlato sugerira da je razlog tome bio blagi potres u obalnoj zoni dna.

Neki naučnici su skeptični prema hipotezi da slobodni metan može probiti debeli sloj metanskog leda. Međutim, postoje dokazi koji potvrđuju ispuštanje metana na površinu okeana, iako ne u tako velikim količinama.

Njemački ekspedicijski brod Polar Star posjetio je arktičko Laptevsko more i uz obalu Pakistana - u vodenim područjima gdje su koncentrisane obilne akumulacije metan hidrata. Na dnu je pronašao kratere prečnika 20 i 30 metara. Ove depresije, prema istraživačima, su tragovi eksplozije gasa. Godine 1997. ruski istraživački brod Sergei Vavilov, kod obale Nove zemlje, našao se u području gdje su se iz mora ispuštali intenzivni gasovi. Prošle godine, njemački i američki istraživači su prvi put primijetili kako mjehurići metana izbijaju iz vode. Bilo je to u Tihom okeanu kod obale Oregona. Kada je istraživački brod Alvin zaronio, naučnici su prvo vidjeli rupe na dnu iz kojih su plutali mjehurići plina. Oni su, prema njihovoj pretpostavci, nastali iz akumulacija ispod slojeva metan hidrata (njegova debljina ovdje je 140 metara - prema seizmičkim mjerenjima). Naučnici vjeruju da metan brzo probija sloj metan hidrata: ako bi polako prodirao, zaglavio bi se u ovom sloju i smrznuo se.

PRVI POKUŠAJI „UKRATITI“ METAN HIDRAT

Još uvijek ne postoji potpuni opis svih rezervi hidrata metana, ali čak i koristeći grube procjene onoga što je priroda akumulirala duž obala oceana, naučnici procjenjuju njegov energetski ekvivalent kao najveću rezervu energije koja je dostupna čovječanstvu, ako mislimo na fosilna goriva. Samo metan hidrat sadrži više ugljika od uobičajenog uglja, treseta, škriljaca i nafte zajedno (ali ovo jedinjenje sadrži i vodonik, najvredniji energent). Možemo sa sigurnošću pretpostaviti da će ova vrsta goriva trajati čovječanstvu mnogo milenijuma. Pitanje: kako doći do njega?

U martu 1998. godine, kanadsko-japanska geološka ekspedicija u sjeverozapadnoj Kanadi izvela je probno bušenje u delti rijeke MacKenzie. Na dubini od 900 metara, bušotina je naišla na metan hidrat. Na površinu je izvučeno jezgro - krhki sivi led prošaran muljem. Kada su naučnici stavili komad jezgre u posudu sa vodom, počelo je brzo oslobađanje gasa nalik ključanju iz ledenog zarobljeništva. Ali ova energija je veoma mala u poređenju sa onom koju dobijamo hemijskom interakcijom metana sa kiseonikom, odnosno tokom sagorevanja.

Danas ne postoji industrijska tehnologija koja dobro funkcioniše za proizvodnju novog goriva. Na primjer, izražena je ideja da se prilikom rudarenja preko sloja ove tvari predvidi krov ili nadstrešnica kako slučajno povećanje temperature ili djelovanje kemikalija ne bi ispustilo plin ispod sloja leda. Čak je i bušenje metanskog leda rizična operacija: može smanjiti pritisak i stoga stvoriti nestabilnost. Početni podaci kao što je koncentracija metan hidrata u sedimentima dna još su nejasni. Budući da ostaje stabilan samo pri visokim pritiscima, nikada nije bilo moguće podići dovoljno veliki blok konglomerata na brod.

Predviđeno je da će Sjedinjene Države povećati potrošnju energije za 30 posto do 2020. godine. Spremni su da koriste metan hidrat: Kongres je izdvojio 42 miliona dolara za razvoj programa za uključivanje novog goriva u energetski bilans zemlje.

Japan je posebno zainteresiran za razvoj proizvodnje metana hidrata - zemlje bez naftnih polja, ali s ogromnim rezervama metana skrivenim u okeanu - u i ispod leda. Japanci teže razvoju komercijalnog i industrijskog rudarstva. Bušenje obavljeno na kanadskom Arktiku, u delti rijeke MacKenzie, u uslovima permafrosta, pokazalo je da su pore leda u jezgrima 80 posto ispunjene gasom. Japanci pomjeraju svoje bušaće uređaje prema Tihom okeanu, a razne tehnologije se testiraju. Međutim, još se ništa ne zna o rezultatima njihovog eksperimentalnog rada.

Geolog Scott Dallimore smatra da je bušenje u Sibiru i Aljasci pokazalo koncentraciju plina u porama leda od 50 do 80 posto. Ležišta na moru su veća, ali tamo je stopa punjenja gasa otprilike 20 posto. U Rusiji, u Sibiru, nalazi se Mesojaksko polje, gasno polje koje se nalazi u permafrostu, jedino mesto na svetu gde se običan prirodni gas proizvodi iz metan hidrata. Ovo je prilično moćno ležište koje djeluje dugi niz godina. Od njega je položen cjevovod do Norilska, velikog potrošača energije.

Za razliku od permafrosta, okeanske rezerve, kao što je već spomenuto, sastoje se od dva dijela: metanskog leda, čiji sloj može prelaziti nekoliko stotina metara, i plinskog mjehura koji drži ovaj sloj. Sada se traga za industrijskom tehnologijom koja bi omogućila ekstrakciju gasa izuzetno pažljivo, ne dozvoljavajući mu da iscuri u atmosferu: metan i ugljen-dioksid su odgovorni za efekat staklene bašte - svi smo osetili njegov uticaj poslednjih godina. Ako, osim CO2, u atmosferu pobjegnu i velike mase metana, onda bi njegova rastuća temperatura mogla oživjeti uvjete u kojima se naša planeta nalazila prije 55 miliona godina, kako je rečeno na početku članka.

Uobičajeno sagorevanje novoizvučenih gigantskih količina metana takođe nije pogodno – dobićemo velike količine istog CO2, gasa staklene bašte, odnosno u ovom slučaju će se atmosfera početi energičnije zagrevati. Priroda ima velikodušan dar za čovjeka, ali naučnici i inženjeri će morati da se namuče prije nego što mogu iskoristiti njenu milost.

Godine 2010. američki naftni radnici naišli su na neželjeno stvaranje plinskih hidrata kada su eliminirali prodor nafte nakon smrti platforme Deepwater Horizon u Meksičkom zaljevu. Potom je za kontrolu istjecanja ulja napravljena posebna kutija koju su planirali postaviti iznad glave za hitne slučajeve. Ali pokazalo se da je ulje vrlo gazirano, a metan je počeo stvarati čitave ledene naslage plinskih hidrata na zidovima kutije. Oni su oko 10% lakši od vode, a kada je količina gasnih hidrata postala dovoljno velika, jednostavno su počeo da podiže kutiju, što su, generalno, stručnjaci unapred predvideli.

Stoga izvještaji japanskih geologa vrlo pažljivo govore o izgledima za razvoj metanskih hidrata - na kraju krajeva, katastrofa platforme za bušenje Deepwater Horizon, prema brojnim naučnicima, uključujući profesora Kalifornijskog univerziteta na Berkliju Roberta Beea, bila posledica eksplozija gigantskog mjehura metana, koji je nastao od naslaga hidrata na dnu koje su uznemirile bušaćice.

Ali bez obzira na to kako se ovaj slučaj sada završio za japanske radnike na gasu, to ukazuje na jedan važan trend - upravo se plin samouvjereno pojavljuje kao glavni energetski resurs 21. stoljeća. Opklada na gas je sasvim opravdana, jer na Zemlji ima dosta metana. Globalne rezerve metana u klasičnim poljima krajem prošle decenije bili oko 179 triliona kubnih metara, a na Rusiju otpada skoro 48 biliona. Drugo i treće mjesto dijele Iran i Katar - svaki ima oko 26 triliona kubnih metara. Ali četvrto i peto mjesto dijele Saudijska Arabija i Sjedinjene Američke Države, svaka ima oko 7 triliona kubnih metara plina, što odgovara potencijalnim rezervama japanskog polica.

Ako uzmemo u obzir tzv. gas iz škriljaca (ovo je isti metan, samo iz ležišta druge vrste), onda Sjedinjene Države računaju na 30 triliona kubnih metara tehnički nadoknadivih rezervi, Kina može imati 45 triliona, Argentina, zatvarajući prva tri, - 27 triliona. Svjetske rezerve plina iz škriljaca se procjenjuju američkih stručnjaka na 236 triliona kubnih metara.

Ali sva ta bogatstva blijeda u odnosu na morske ili, kako ih još zovu, vodene naslage gasnih hidrata. Ukupna zapremina metana u njima ocjenjuje se 20 hiljada triliona kubnih metara! To su kolosalne rezerve, nemjerljivo su veće od rezervi plina iz škriljaca i plina na klasičnim poljima. Možemo reći da će te rezerve biti dovoljne za nekoliko stoljeća najnemilosrdnije eksploatacije. Vrijedi podsjetiti da se ova polja nalaze u zoni šelfa ne samo Japana, već i Rusije (posebno u Ohotskom moru), kao i Ukrajine i Gruzije.

Ako čovječanstvo uspije riješiti pitanje sigurne proizvodnje i skladištenja plina u obliku plinskih hidrata, to bi moglo otvoriti ogromne mogućnosti za njegovu upotrebu, na primjer, kao gorivo za automobile. To znači da se približava vrijeme za novu transportnu infrastrukturu orijentisanu na gasovita goriva.

Poput Katona, koji je svaki svoj govor u Senatu starog Rima završavao zahtjevom za uništenjem Kartage, tako i autor ovih redova želi ponovo da se obrati ruskim investitorima – došlo je vrijeme za stvaranje novih motora, a najvjerovatnije - sistemi goriva koji bi radili na prirodni gas - metan, jer to je budućnost. Japanski uspjeh je još jedno zvono koje najavljuje početak nove ere.

MOSKVA, 18. januara. /TASS/. Ruski matematičari stvorili su model za razvoj nalazišta najbogatijeg izvora prirodnog plina na planeti - plinskih hidrata, čija je koncentracija visoka u arktičkoj zoni, a naučnici Skoltecha predložili su tehnologiju za vađenje metana iz hidrata. Stručnjaci su za TASS rekli kako će proizvodnja takvog metana pomoći u smanjenju efekta staklene bašte, koje su prednosti novih istraživanja i da li postoje izgledi za industrijski razvoj gasnih hidrata u Rusiji.

Protiv efekta staklene bašte

Plinski hidrati su čvrsta kristalna jedinjenja leda i gasa, nazivaju se i „zapaljivim ledom“. U prirodi se nalaze u debljini okeanskog dna i u stijenama permafrosta, pa je njihovo vađenje vrlo teško - bušotine se moraju izbušiti do nekoliko stotina metara dubine, a zatim se prirodni plin može odvojiti od naslaga leda i transportirati na površinu. Kineski naftni radnici su to uspjeli u Južnom kineskom moru 2017. godine, ali su za to morali ići dublje u morsko dno za više od 200 metara, uprkos činjenici da je dubina u proizvodnom području premašila 1,2 km.

Istraživači smatraju plinske hidrate obećavajućim izvorom energije, koji može biti tražen, posebno u zemljama s ograničenim drugim energetskim resursima, na primjer, Japanu i Južnoj Koreji. Procjene sadržaja metana, čije sagorijevanje daje energiju, u plinskim hidratima širom svijeta variraju: od 2,8 kvadriliona tona prema Ministarstvu energetike Ruske Federacije do 5 kvadriliona tona prema Svjetskoj energetskoj agenciji (IEA). Čak i minimalne procjene odražavaju ogromne rezerve: za poređenje, BP Corporation (British Petroleum) procijenila je globalne rezerve nafte na 240 milijardi tona u 2015.

“Prema procjenama nekih organizacija, prije svega Gazprom VNIIGAZ, resursi metana u gasnim hidratima na teritoriji Ruske Federacije kreću se od 100 do 1000 biliona kubnih metara, u arktičkoj zoni, uključujući mora, do 600-700 biliona kubnih metara. , ali ovo je vrlo približno”, rekao je za TASS Evgenij Čuvilin, vodeći istraživač u Centru za proizvodnju ugljovodonika Instituta za nauku i tehnologiju Skolkovo (Skoltech).

Osim stvarnog izvora energije, plinski hidrati mogu postati spas od stakleničkih plinova, što će pomoći u zaustavljanju globalnog zagrijavanja. Praznine koje se isprazne od metana mogu se ispuniti ugljičnim dioksidom.

"Prema istraživačima, metan hidrati sadrže više od 50% ugljika od ukupnih poznatih svjetskih rezervi ugljovodonika. Ovo nije samo najbogatiji izvor ugljikovodika na našoj planeti, već i mogući rezervoar za ugljični dioksid, koji se smatra gas staklene bašte "Možete ubiti dve muve jednim udarcem - izvući metan, spaliti ga da bi se proizvela energija i na njegovo mesto ispumpao ugljen-dioksid dobijen tokom sagorevanja, koji će zauzeti mesto metana u hidratu", Nail Musakaev, zamenik direktora za nauku. Rad Tjumenskog ogranka Instituta za teorijsku i primenjenu mehaniku Sibirskog ogranka Ruske akademije nauka, saopštio je TASS.

U uslovima permafrosta

Danas istraživači identifikuju tri glavne obećavajuće metode za ekstrakciju gasnih hidrata.

“Prije ekstrakcije plina iz hidrata potrebno ih je razložiti na komponente – plin i vodu ili plin i led. Mogu se razlikovati glavne metode proizvodnje plina – smanjenje pritiska na dnu bušotine, zagrijavanje formacije toplom vodom ili. pare, dovodeći inhibitore (supstance) u formaciju za razgradnju gasnih hidrata - napomena TASS-a)“, objasnio je Musakaev.

Naučnici iz Tjumena i Sterlitamaka stvorili su matematički model za proizvodnju metana u permafrostu. Značajno je po tome što uzima u obzir proces formiranja leda tokom razvoja polja.

“Formiranje leda ima svoje prednosti i nedostatke: može začepiti opremu, ali, s druge strane, razlaganje plinskog hidrata na plin i led zahtijeva tri puta manje energije nego kada se razlaže na plin i vodu”, rekao je Musakaev.

Prednost matematičkog modeliranja je mogućnost predviđanja scenarija razvoja za ležišta gasnih hidrata, uključujući procjenu ekonomske efikasnosti metoda za proizvodnju plina iz takvih ležišta. Rezultati bi mogli biti od interesa za projektantske organizacije uključene u planiranje i istraživanje polja gasnih hidrata, napomenuo je naučnik.

Skoltech također razvija tehnologije za ekstrakciju metana iz hidrata. Zajedno sa kolegama sa Univerziteta Heriot-Watt u Edinburgu, stručnjaci Skoltecha predložili su ekstrakciju metana iz gasnih hidrata upumpavanjem zraka u sloj stijene. „Ova metoda je ekonomičnija od postojećih i ima manji uticaj na životnu sredinu“, objasnio je Čuvilin.

Ova metoda pretpostavlja da se ugljični dioksid ili dušik ubrizgavaju u formaciju, a plinski hidrati se razlažu na komponente zbog razlike u tlaku. “Još uvijek provodimo metodološka istraživanja kako bismo testirali metodu i njenu učinkovitost. Stvaranje tehnologije je još uvijek daleko, dok stvaramo fizičke i hemijske osnove ove tehnologije”, naglasio je naučnik.

Prema Chuvilinovim riječima, Rusija još nema potpuno gotove tehnologije za efikasnu ekstrakciju metana iz hidrata, jer ne postoje ciljani programi za podršku ovoj naučnoj oblasti. Ali razvoj je još u toku. “Plinski hidrati možda neće postati glavni energetski resurs budućnosti, ali njihova upotreba će svakako zahtijevati razvoj novih znanja”, dodao je Musakaev.

Ekonomska izvodljivost

Istraživanje i razvoj polja gasnih hidrata uključeno je u dugoročne izglede proizvodnje gasa u prognozi razvoja ruskog gorivno-energetskog kompleksa za period do 2035. godine. U dokumentu se navodi da gasni hidrati mogu postati "faktor globalne energije tek za 30-40 godina", ali nije isključen scenario proboja. U svakom slučaju, razvoj hidrata povlači za sobom globalnu preraspodjelu na svjetskom tržištu energenata - cijene plina će pasti, a rudarske korporacije moći će održati svoje prihode samo osvajanjem novih tržišta i povećanjem obima prodaje. Za masovni razvoj ovakvih ležišta potrebno je kreirati nove tehnologije, unaprijediti i smanjiti troškove postojećih, navodi se u strategiji.

S obzirom na nedostupnost hidrata i složenost njihove ekstrakcije, stručnjaci ih nazivaju perspektivnim izvorom energije, ali napominju da to nije trend u narednim godinama – hidrati zahtijevaju nove tehnologije koje se tek razvijaju. A u uslovima uspostavljene proizvodnje prirodnog gasa, metan iz hidrata nije u najpovoljnijoj poziciji. U budućnosti će sve zavisiti od uslova na tržištu energije.

Zamjenik direktora Centra za proizvodnju ugljovodonika Skoltech Aleksej Čeremisin smatra da se metan iz hidrata neće proizvoditi uskoro, upravo zbog postojećih rezervi tradicionalnog gasa.

„Timing industrijske proizvodnje zavisi kako od ekonomski dostupne tehnologije za traženje, lokalizaciju i proizvodnju gasa, tako i od tržišnih faktora koji imaju dovoljne rezerve tradicionalnog gasa, pa tehnologiju proizvodnje gasa iz gasnih hidrata smatraju osnovom za proizvodnju. Dugoročno, po mom mišljenju, industrijska proizvodnja u Ruskoj Federaciji će početi ne ranije nego za 10 godina”, rekao je stručnjak.

Prema Čuvilinu, u Rusiji postoje polja na kojima bi se metan iz gasnih hidrata mogao početi proizvoditi u narednih 10 godina, a to će biti prilično obećavajuće. “Na nekim plinskim poljima na sjeveru Zapadnog Sibira, kada se tradicionalna ležišta plina iscrpe, moguće je razviti prekrivene horizonte gdje plin može biti u hidratiziranom obliku. To je moguće u narednoj deceniji, sve će ovisiti o cijeni energije resursa”, rezimirao je sagovornik agencije.

Kineske vlasti najavile su "historijski napredak" u proizvodnji ugljovodonika

Kineski stručnjaci uspostavili su punu proizvodnju gasnih hidrata iz podvodnog polja. U službenom izvještaju incident je nazvan "historijskim iskorakom" koji će uticati na razvoj cjelokupnog energetskog sektora. Analitičari napominju da su slične eksperimente već provodile druge zemlje i da do sada nijedna od njih nije započela industrijsku proizvodnju.

Eksperiment za vađenje gasnih hidrata iz ležišta na dnu Južnog kineskog mora završio je "potpunim uspjehom", prema Geološkom zavodu kineskog Ministarstva za zemljište i prirodne resurse.

Razvoj takozvanog ležišta zapaljivog leda (gasni hidrati spolja podsećaju na sneg ili rastresiti led) počeo je 10. maja i sada se uspešno nastavlja osam dana zaredom. Za to vrijeme dobijeno je više od 120 hiljada kubnih metara iz polja, koje se nalazi na dubini od preko 1200 m od površine mora i još oko 200 m od površine dna. m gasa sa sadržajem metana do 99,5%.

Geološki zavod je nazvao uspjeh eksperimenta istorijskim iskorakom ostvarenim "pod snažnim vodstvom Centralnog komiteta Komunističke partije Kine". Posebno se ističe da je eksperiment, koji je postao prvi uspješan primjer industrijske proizvodnje plinskih hidrata na moru, ostvaren isključivo vlastitim naporima i da će imati “dalekosežne posljedice”.

U izvještaju kineske centralne televizije (CTC) se napominje da u drugim zemljama pokušaji da se uspostavi neprekidna proizvodnja plinskih hidrata sa dna mora iz različitih razloga nisu doveli do uspjeha, što dokazuje da su kineski stručnjaci postigli „najviši svijet nivo.”

„Prva uspješna demonstracija znači da je razvoj ležišta „zapaljivog leda“ ušao u novu fazu razvoja i da može promijeniti situaciju u globalnoj industriji vađenja energetskih resursa“, naglašava se u saopćenju TsTK.

Gazprom nije mogao procijeniti rizike kineskog razvoja tehnologije proizvodnje gasnih hidrata. "Nisu objavljeni nikakvi podaci iz kojih bi se moglo izvući bilo kakve zaključke o izgledima ove tehnologije i nismo ih upoznati", rekao je Sergej Kuprijanov, sekretar za štampu predsednika uprave gasnog monopola Alekseja Milera. rekao je za RBC.

Kina se pridružila eksperimentima u proizvodnji plinskih hidrata, koje su ranije provodile neke zemlje, napominje analitičarka Vygon Consultinga Marija Belova. Tako je 2008. godine izvršena probna proizvodnja gasnih hidrata na kanadskom polju Mallick (13 hiljada kubnih metara gasa proizvedeno je u roku od šest dana), a 2013. godine test je šest dana vršio Japan, koji nastavlja da usavršiti tehnologiju, navodi Belova.

“Proboj možemo proglasiti kada vidimo da je jedna od zemalja započela industrijsku proizvodnju gasnih hidrata. Na primjer, Japanu, koji planira da pokrene industrijsku proizvodnju 2018-2019, trebat će oko sedam godina od trenutka prvog testiranja, tako da ovo nije brz proces”, smatra analitičar Vygon Consultinga. Osim toga, Kina nije prijavila ništa o ekonomiji rudarstva. U Japanu, cijena proizvodnje gasnih hidrata varira između 8-30 dolara po MMBtu, dok je trenutna i srednjoročna prognozirana cijena gasa u azijsko-pacifičkom regionu ispod ovog nivoa (5-7 dolara MMBtu), dodala je.

Ovo je obećavajući razvoj, čiji se povratak može očekivati ​​decenijama, kaže zamenik direktora Fonda za nacionalnu energetsku bezbednost Aleksej Grivač. „Današnja tehnologija nam ne dozvoljava efikasno izdvajanje gasnih hidrata. Ne samo da je proizvodnja skupa, već takvo gorivo treba i isporučiti potrošaču, a sve to košta nevjerovatne količine novca. U svjetlu ovih izjava iz Kine, zaključio bih da ih proizvodnja iz škriljaca nije uhvatila”, rekao je.

Vode Južnog kineskog mora, gdje je počela proizvodnja hidrata, predmet su teritorijalnih sporova između brojnih zemalja. Inzistirajući na svojim tvrdnjama, Kinezi jačaju sporne arhipelage ostrva Spratly i Paracel, na čijoj su polici, prema istraživanjima, koncentrisane velike rezerve nafte, gasa i istih hidrata.

Od 1 cu. m "zapaljivog leda" možete dobiti više od 160 kubnih metara. m metana. Prema nekim procenama, svetske rezerve gasnih hidrata su za red veličine veće od rezervi „običnog“ prirodnog gasa, ali naučnici različito procenjuju tačan volumen ovih rezervi, procene su od 2,5 hiljada do 20 hiljada triliona kubnih metara. ​m. Do danas su otkrivena ležišta gasnih hidrata u blizini obala SAD, Kanade, Kostarike, Gvatemale, Meksika, Japana, Južne Koreje, Indije i Kine, kao i u Sredozemnom, Crnom, Kaspijskom i Južnokineskom moru. Međutim, razvoj polja gasnih hidrata je komplikovan zbog visokih troškova proizvodnje.

Početkom 2000-ih, Japan je započeo implementaciju državnog programa za razvoj polja gasnih hidrata, gdje je stvoren istraživački konzorcij MH21. U februaru 2012. godine Japanska nacionalna korporacija za naftu, gas i metal (JOGMEC) izvela je probno bušenje bušotina u Tihom okeanu, a u martu 2013. godine prva je u svetu počela probno vađenje metana iz gasnih hidrata u otvoreno more. U roku od šest dana primljeno je oko 120 hiljada kubnih metara. m metana. Sljedeće testiranje planirano je za skoru budućnost, prenio je Reuters u aprilu. Zemlja planira započeti puni razvoj polja 2018. nakon razvoja proizvodne tehnologije pogodne za industrijsku upotrebu.

JOGMEC procjenjuje da sa postojećim rezervama metanskih hidrata na šelfu zemlje, Japan može pokriti svoje potrebe za prirodnim gasom za 100 godina u budućnosti.

Na teritoriji Rusije potvrđeno je prisustvo naslaga gasnih hidrata na dnu Bajkalskog jezera, Crnog, Kaspijskog i Ohotskog mora, ali razvoj gasnih hidrata u ovim ležištima još nije izvršen. Preliminarne procene kompanije Gazprom VNIIGAZ ukazuju na prisustvo resursa gasnih hidrata u zemlji od 1.100 triliona kubnih metara. m Sredinom 2013. godine objavljeno je da je Dalekoistočni geološki institut Ruske akademije nauka pozvao Rosnjeft da prouči mogućnost vađenja gasnih hidrata na polici Kurilskih ostrva, procjenjujući njihov potencijal na 87 triliona kubnih metara. m.

Japanci su ove sedmice otvorili novi front u svojoj očajničkoj borbi za snižavanje globalnih cijena prirodnog gasa. Sada su prvi u svijetu koji su ga izvukli ispred svoje obale iz podvodnog ležišta apsolutno fantastične stvari - tzv. “zapaljivi led”, metan hidrati.

U zemlji je zbog toga nastala očigledno preuranjena euforija: jedan od poslanika čak je strastveno pozvao na razmišljanje o izradi buduće strategije za Japan kao novog velikog izvoznika prirodnog gasa - koji je odmah iza Rusije na Dalekom istoku. Podsjetimo za one koji ne znaju – sada naš bogati ostrvski susjed na Dalekom istoku praktično nema nikakvih mineralnih resursa osim neisplativog uglja. Ali, sve je u redu.

Metan hidrat je kombinacija gasa metana i vode koja se javlja na vrlo niskim temperaturama i pod visokim pritiskom. Izvana, ova stvar podsjeća na rastopljeni snijeg ili, ako želite, šerbet. Na planeti ima mnogo metahidrata - u arktičkoj tundri, na dnu ili ispod dna svjetskih okeana. Inače, u Rusiji postoje bogata nalazišta. Metan se može odvojiti od jedinjenja sa vodom bilo povećanjem temperature ili smanjenjem pritiska. Ali to je lako reći – kao iu slučaju gasa iz škriljaca, efikasne tehnologije ove vrste odavno ne postoje.

Prvi proboj je napravljen u Kanadi: još 2007. i 2008. godine tamo se proizvodio plin iz ležišta metan hidrata u tundri. Ali ideja je tu zaustavljena - ispostavilo se da su troškovi proizvodnje previsoki.

Japanci se bez velike gužve aktivno bave problemom metanskih hidrata još od 80-ih godina, kojih, kako se ispostavilo, ima poprilično u njihovoj zemlji. Izgledi za, ako ne samoodrživost prirodnim gasom, onda barem značajno smanjenje potpune robovske zavisnosti od kupovine u inostranstvu, bili su vrtoglavi. Do danas su naslage u blizini Japana u Ohotskom moru, u Japanskom moru i uz obalu Pacifika zemlje okrenute prema Americi već općenito istražene. Procjenjuje se da tamo ima toliko rezervi metana da mogu u potpunosti zadovoljiti potrebe Japana za 100 godina pri sadašnjem nivou potrošnje prirodnog gasa. Sto godina! Ukratko, smatralo se da je igra vrijedna svijeće, dodijeljena su državna sredstva, a najperspektivniji teren je prepoznat kao 70 km od poluotoka Atsumi u središnjem dijelu pacifičke obale glavnog japanskog ostrva Honshu.

Još u februaru prošle godine, jedinstveni istraživački brod Chikyu (Zemlja) izbušio je četiri probne bušotine. Dubina okeana u zoni operacije je 1000 metara. Bušotine su potvrdile prisustvo metanskih hidrata pogodnih za proizvodnju. Procjenjuje se da će polje moći u potpunosti zadovoljiti potrebe Japana za prirodnim gasom za 10-11 godina.

Na istom području, Tikyu je izbušio i opremio bušotinu za proizvodnju duboku 300 metara. Prošlog utorka tamo je spuštena oprema i dogodio se istorijski događaj - nakon četiri sata čekanja, na gorioniku u blizini palube broda buknuo je narandžasti plamen - to je bio metan, koji je prvi put dobijen iz podvodnog "zapaljivog leda". u istoriji.

Eksperiment će se nastaviti još dvije sedmice, a onda će Japanci, na osnovu dobijenih podataka, početi dalje razmišljati. Glavni cilj je smanjenje troškova, jer je proizvodnja plina iz metan hidrata izuzetno skupa. Uz postojeću tehnologiju, košta više od tri puta više od tečnog prirodnog plina koji Japan trenutno uvozi. Međutim, plin iz škriljaca je također jedno vrijeme smatran neisplativim. Sve dok u Sjedinjenim Državama nisu pronađene revolucionarne tehnologije koje su izazvale revoluciju na tržištu.

Tokio također vjeruje da mogu pronaći nove metode za dramatično smanjenje troškova. Vlada je postavila cilj razvoja komercijalno izvodljivih tehnologija za eksploataciju ležišta metan hidrata do fiskalne 2018. Novac koji se za to izdvaja iz budžeta je sasvim pristojan.

Inače, methidrati su se sada počeli aktivno proučavati u Južnoj Koreji, koja je također lišena prirodnih resursa. Kina je ove sedmice objavila izvještaj u kojem je naglašeno podsjetila da je na trećem mjestu po rezervama metana i da je druga po ovom pokazatelju samo nakon Rusije i Kanade. U toku tekućeg petogodišnjeg plana (2011-15) planirano je da počne proizvodnja ovog gasa na dva polja u Kini. Do 2015. žele ga povećati na 30 milijardi kubnih metara godišnje. Tada će početi proizvodnja na još pet polja. Cilj nije skriven - smanjiti ovisnost Kine o stranim zalihama prirodnog plina.

Inače, Peking već dugi niz godina vodi dugotrajne, bolne pregovore sa Rusijom o cijeni gasa, koju Moskva zaista želi da isporuči Kini. NRK ne popušta i vjeruje da će vrijeme i razvoj novih tehnologija ipak morati biti značajno smanjene.

Na to računaju i Japanci, najveći svjetski kupac tečnog plina. Naravno, priča o potpunoj „gasnoj nezavisnosti“ zasnovanoj na „zapaljenom ledu“ je i dalje utopija. Međutim, sasvim mogući uspjesi u razvoju tehnologija za manje-više isplativo korištenje metan hidrata, u kombinaciji s početkom kupovine jeftinog ukapljenog plina iz škriljaca u SAD-u i Kanadi, omogućit će, kako vjeruje Tokio, pouzdano smanjenje cijena tradicionalnog plina. . Prema riječima Japanaca, u narednim godinama mogu smanjiti svoje troškove za ovaj resurs za najmanje petnaest posto. Za sada - samo zbog faktora američkog gasa iz škriljaca.

Što se tiče Gazproma, Japanci su takođe spremni da kupuju njegove proizvode. Ali cijene će biti efektivno oborene svim raspoloživim sredstvima. Koristeći sada američki faktor škriljaca, a onda, ako je moguće, „zapaljivi led“. “Kao što se ispostavilo, u svijetu ima puno prirodnog plina, tržište je pretrpano. I to treba razumjeti”, rekao mi je jednom diplomata koji je svojedobno bio na čelu ruskog odjela japanskog ministarstva vanjskih poslova.

Zapaljivi led je u suštini smrznuti prirodni gas - prirodni gas hidrat, i jedan od najnovijih izvora energije. Nova nalazišta otkrivena u Kini otkrivaju ogroman izvor ekvivalentan najmanje 35 milijardi tona nafte, što je dovoljno za napajanje Kine 90 godina.

Naučnici su pronašli zapaljivi led na velikim visinama na ledenim visoravnima, kao i pod vodom u morskim sedimentima. Hidrati prirodnog plina su u suštini smrznuti metan i voda i mogu doslovno izgorjeti, dajući novo značenje ledu i vatri. Istraživači još uvijek moraju dalje proučavati novo gorivo prije nego što se može komercijalizirati. Američko ministarstvo energetike takođe je zainteresovano za ovo pitanje, istraživači sugerišu da hidrat mora proći faznu promenu i rastopiti se u metan i vodu pre nego što se može efikasno spaliti. Ako se topi sam od sebe kako se zemlja zagrijava, metan bi mogao biti ispušten u atmosferu – što bi potencijalno moglo uzrokovati još više štete od jednostavnog spaljivanja.

Jedan kubni metar zapaljivog leda sadrži 164 kubna metra normalnog prirodnog gasa i trebalo bi da sadrži malo nečistoća - što znači da će ispuštati manje zagađivača kada se sagori.