Исторический прорыв Китая в газовой сфере вызывает сомнения . Китай начал добычу горючего льда со дна моря Что горючий лед гидрат

МОСКВА, 18 января. /ТАСС/. Российские математики создали модель для разработки залежей самого богатого источника природного газа на планете - газовых гидратов, концентрация которых высока в арктической зоне, а ученые Сколтеха предложили технологию добычи метана из гидратов. Эксперты рассказали ТАСС, как добыча такого метана поможет снизить парниковый эффект, в чем преимущества новых исследований, и есть ли перспективы у промышленной разработки газогидратов в России.

Против парникового эффекта

Газовые гидраты - это твердые кристаллические соединения льда и газа, их еще называют "горючий лед". В природе они встречаются в толще океанского дна и в вечномерзлых породах, поэтому добывать их очень сложно - на глубину в нескольких сотен метров нужно бурить скважины, а потом выделять природный газ из ледовых отложений и транспортировать его на поверхность. Сделать это удалось в Южно-Китайском море в 2017 году китайским нефтяникам, но для этого им пришлось углубиться в толщу морского дна на более чем 200 метров при том, что глубина в районе добычи превышала 1,2 км.

Исследователи считают газовые гидраты перспективным источником энергии, который может быть востребован, в частности, странами, ограниченными в других энергоресрусах, например, Японией и Южной Кореей. Оценки содержания метана, сжигание которого дает энергию, в газогидратах в мире разнятся: от 2,8 квадриллионов тонн по данным Минэнерго РФ до 5 квадриллионов тонн по данным Мирового энергетического агентства (МЭА). Даже минимальные оценки отражают огромные запасы: для сравнения, общемировой объем запасов нефти корпорация BP (British Petroleum) в 2015 году оценила в 240 млрд тонн.

"По оценкам некоторых организаций, прежде всего Газпром ВНИИГАЗ, ресурсы метана в газогидратах на территории РФ составляют от 100 до 1000 трлн кубометров, в арктической зоне, в том числе морях, - до 600-700 трлн кубометров, но это очень приблизительно", - рассказал ТАСС ведущий научный сотрудник Центра добычи углеводородов Сколковского института науки и технологий (Сколтеха) Евгений Чувилин.

Помимо собственно источника энергии, газогидраты могут стать спасением от парниковых газов, что позволит остановить глобальное потепление. Освободившиеся от метана пустоты можно заполнять углекислым газом.

"По оценкам исследователей, в гидратах метана содержится более 50% углерода от суммарных известных мировых запасов углеводородов. Это не только самый богатый на нашей планете источник углеводородного газа, но и возможное вместилище для углекислого газа, который считается парниковым. Можно убить двух зайцев - добыть метан, сжечь его для получения энергии и закачать на его место полученный при сжигании углекислый газ, который займет место метана в гидрате", - рассказал ТАСС замдиректора по научной работе Тюменского филиала Института теоретической и прикладной механики Сибирского отделения РАН Наиль Мусакаев.

В условиях вечной мерзлоты

На сегодня исследователи выделяют три основных перспективных способа добычи газовых гидратов.

"Прежде чем добыть газ из гидратов, требуется их разложить на составляющие - газ и воду или газ и лед. Можно выделить основные методы добычи газа - снижение давления на забое скважины, нагрев пласта с помощью горячей воды или пара, подача в пласт ингибиторов (веществ для разложения газогидратов - прим. ТАСС)", - пояснил Мусакаев.

Ученые из Тюмени и Стерлитамака создали математическую модель для добычи метана в вечной мерзлоте. Примечательна она тем, что учитывает процесс образования льда во время разработки месторождения.

"Образование льда имеет плюсы и минусы: он может закупорить оборудование, но, с другой стороны, разложение газогидрата на газ и лед требует в три раза меньше энергии, чем при разложении на газ и воду", - рассказал Мусакаев.

Преимущество математического моделирования - возможность спрогнозировать сценарий разработки газогидратных залежей, в том числе оценить экономическую эффективность способов добычи газа из таких месторождений. Результаты могут заинтересовать проектные организации, которые занимаются планированием и разведкой на газогидратных месторождениях, отметил ученый.

Сколтех также занимается разработкой технологий для добычи метана из гидратов. Совместно с коллегами из Университета Хериота-Уатта в Эдинбурге специалисты Сколтеха предложили извлекать метан из газогидратов путем закачки воздуха в пласт породы. "Этот метод - более экономичный по сравнению с существующими, и меньше влияет на окружающую среду", - пояснил Чувилин.

В данном методе предполагается, что в пласт закачивается углекислый газ или азот, и газогидраты из-за разницы в давлении разлагаются на составляющие. "Мы пока проводим методические исследования по опробованию метода и его эффективности. До создания технологии еще далеко, пока мы создаем физико-химические основы этой технологии", - подчеркнул ученый.

По словам Чувилина, в России пока нет полностью готовых технологий для эффективной добычи метана из гидратов, так как нет целевых программ поддержки этого научного направления. Но разработки все равно ведутся. "Может быть, газовые гидраты не станут главным энергоресурсом будущего, но их использование наверняка потребует развития новых знаний", - добавил Мусакаев.

Экономическая целесообразность

Разведку и разработку газогидратных месторождений учитывает в числе долгосрочных перспектив газодобычи прогноз развития топливно-энергетического комплекса России на период до 2035 года. В документе отмечается, что газогидраты могут стать "фактором в мировой энергетике только через 30-40 лет", но при этом не исключается прорывной сценарий. В любом случае разработка гидратов повлечет глобальный передел на мировом рынке топливных ресурсов - цены на газ будут снижаться, и сохранить доходы добывающие корпорации смогут только захватывая новые рынки и увеличивая объем продаж. Для массовой разработки таких месторождений надо создавать новые технологии, улучшать и удешевлять существующие, отмечается в стратегии.

Учитывая труднодоступность гидратов и сложность их добычи, эксперты называют их перспективным источником энергии, но отмечают, что это не тенденция ближайших лет - для гидратов нужны новые технологии, которые пока только разрабатываются. А в условиях налаженной добычи природного газа метан из гидратов находится в не самом выигрышном положении. В дальнейшем все будет зависеть от конъюнктуры рынка энергоносителей.

Заместитель директора Центра добычи углеводородов Сколтеха Алексей Черемисин считает, что метан из гидратов начнут добывать нескоро как раз из-за имеющихся запасов традиционного газа.

"Сроки промышленной добычи зависят как от экономически доступной технологии поиска, локализации и добычи газа, так и от рыночных факторов. Газодобывающие компании имеют достаточное количество запасов традиционного газа, поэтому рассматривают технологии добычи газа из газогидратов как задел на долгосрочную перспективу. По моей оценке, промышленная добыча в РФ начнется не ранее чем через 10 лет", - сказал эксперт.

По мнению Чувилина, в России есть месторождения, на которых метан из газогидратов могут начать добывать в ближайшие 10 лет, и это будет достаточно перспективно. "На некоторых газовых промыслах севера Западной Сибири при истощении традиционных газовых коллекторов возможна разработка вышележащих горизонтов, где газ может находиться и в гидратной форме. Это возможно в ближайшем десятилетии, все будет зависеть от стоимости энергоносителей", - резюмировал собеседник агентства.

Газовые гидраты, “горючий лед” – кристаллические соединения углеводородных газов, чаще всего – метана, и воды переменного состава. Выглядят как снег или лед и имеют сходные с ними физические свойства. Один кубический метр гидрата природного газа эквивалентен 160 кубическим метрам природного газа в газообразном состоянии.

Гидрат природного газа. Газовый гидрат. Образование:

Гидрат природного газа, “горючий лед” – довольно новый, однако потенциально обширный источник природного газа, способный обеспечить потребности растущих мировых экономик.

Газовые гидраты, “горючий лед” – кристаллические соединения углеводородных газов, чаще всего – метана , и воды переменного состава. Выглядят как снег или лед и имеют сходные с ними физические свойства. Образуются они при контакте газа и воды в определённых термобарических условиях, причём чем холоднее климат, тем чаще встречаются такие условия. Гидрат природного газа, например, образуется при 0 по Цельсию и при давлении 25 атмосфер. Если температура выше, то для образования газогидрата необходимо увеличение давления воды .

Основным элементом газогидрата является кристаллическая ячейка из молекул воды, внутри которой размещена молекула горючего газа. При этом кристаллическая решетка воды, характерная для льда, расширена и содержит полости, заполненные молекулами природного газа. Ячейки образуют плотную кристаллическую решетку, похожую на лед.

Гидрат природного газа – одна из форм существования природного газа в недрах .

В наиболее распространённом в земной коре гидрате метана соотношение между газом и водой примерно 1 к 6. При этом удельное газосодержание гидрата метана достигает 164 куб. метров газа на 1 куб. метр гидрата.

По общему мнению нефтегазовых геологов, природные газовые гидраты содержат основной объём природного газа в литосфере. По разным оценкам, в природных гидратах содержится от 2000 до 5000 трлн куб. метров газа . Значительная часть этих газовых ресурсов расположена в арктических широтах, так как именно наличие мощного (более 300 м) слоя вечной мерзлоты создаёт необходимые условия для гидратообразования, а в океане холодная вода позволяет образовываться газогидратам уже с глубины 250-300 м.

По ранее сделанным российским оценкам, в недрах арктических широт России может содержаться до 1000 трлн куб. м газа в гидратном состоянии. Однако далеко не весь этот объём можно добыть на современном уровне развития технологий . Но если хотя бы 10% этого объёма можно будет добыть, то это в значительной степени обеспечит энергоснабжение страны на многие десятилетия.

Впервые газогидраты были обнаружены в середине 70-х годов двадцатого века канадскими рыбаками. Нередко при поднятии с глубин тралов с рыбой в них оказывались крупные куски похожего на снег испачканного донным илом вещества. Кому-то пришло в голову поджечь этот глубоководный «снег». И он загорелся!

Преимущества использования гидрата природного газа:

Один кубический метр гидрата природного газа эквивалентен 160 кубическим метрам природного газа в газообразном состоянии. На 100 литрах газа

Впервые добытый Китаем «горючий лед» не выдержит конкуренции с российским природным газом в ближайшее десятилетие. Для энергетической революции необходимо сначала отработать технологию и значительно снизить себестоимость его добычи, считает преподаватель Финансового университета при правительстве РФ Игорь Юшков.

Китайский "горючий лед"

Китайские нефтяники первыми в мире добыли со дна Южно-Китайского моря », или иначе гидрат природного газа. Сами китайцы тут же назвали свой успех колоссальным. По их мнению, «горючий лед» способен совершить переворот в энергетике, сравнимый со сланцевой революцией. Всего ими было добыто около 120 кубометров энергоносителя, содержание метана в нем составляет 99,5%.

«Речь идет о газогидратах, и китайцы здесь не являются первопроходцами. Разработками занимаются разные страны практически с середины 20 века, и ближе к прорыву находятся скорее японцы. В прошлом году они уже заявляли, что опробовали промышленную добычу газа из газогидрата. В принципе газогидрат можно добывать, где угодно. Метан находится в небольшом слое илистых отложений, и если вы придете на болото или в подтопленную местность у пруда, то можете самостоятельно добыть метан с помощью обыкновенной шариковой ручки.

Известно, что наибольшие запасы газогидрата находятся на Байкале. Но на данный момент не существует коммерчески оправданной технологии добычи газогидрата, хотя над ней работают многие страны. Себестоимость добычи «горючего льда» будет значительно выше, чем покупка газа у других поставщиков из традиционных месторождений. Но если бы технология добычи вдруг стала доступной, то добывать газ из газогидратов стали все, и тогда бы началась мировая энергетическая революция», - комментирует ФБА «Экономика сегодня» эксперт.

Стоимость добычи "горючего газа"

Научный сотрудник Центра отраслевой экономики Научно-исследовательского финансового института Андрей Гордеев в свою очередь отмечает, что пока нельзя сравнить успех Китая со сланцевой революцией, так как она готовилась очень длительное время.

«Сначала мы увидим разработки и внедрения, но для них нужны серьезные инвестиции. Скорее всего, китайская технология добычи газогидрата не получит массового распространения в ближайшие годы. Кроме того, эра углеводородов будет сохраняться, даже несмотря на развитие альтернативной энергетики и электромобильного транспорта.

Основным камнем преткновения в данном случае является отсутствие инфраструктуры, так как ее внедрение остается капиталоемкой задачей. Конечно, открытие Китая в какой-то степени инновационное, но оно не станет концом эры углеводородов, таки нефть сохранит свои позиции на энергетическом рынке в ближайшее десятилетие», - объясняет нам собеседник.

В 2013 году впервые о добыче метана из «горючего льда» заявили японцы, при этом они не поднимали образцы гидрата со дна моря, природный газ после откачки воды поступал наверх по трубопроводу.

«Китайцы же подмораживают илистые отложения, а уже из него извлекают газ, то есть по сути они используют другой способ добычи. Весь вопрос в стоимости такой добычи. Если у нас стоимость добычи на скважине в среднем составляет 10-15 долларов, а на крупных месторождениях на Ямале и вовсе стремится к нулю, то в случае с «горючим льдом» она будет крайне высока.

Тот же сланец отрабатывал технологию добычи около 30 лет, пока она не дала приемлемые результаты, при этом газ на рынке тогда стоил дороже. Сейчас цена газа варьируется от 200 до 300 долларов за 1000 кубов, и развивать альтернативные источники при такой цене крайне тяжело, они просто не выдерживают конкуренции», - резюмирует Юшков.

Китай объявил об энергетическом прорыве. Специалисты добыли со дна Южнокорейского моря — "горючий лёд". Речь идет о соединении воды и природного газа. Советские ученые открыли его еще более полувека назад. Тем временем, в Поднебесной уверяют, что в будущем весь мир перейдет на добычу этого вещества, а их прорыв значит больше, чем "сланцевая революция". Сможет ли новый вид топлива затмить нефть и газ?

Это первые кадры того, что в Китае назвали историческим прорывом. КНР к этому шла 20 лет. Сплав воды и метана. Топливо будущего. Так его называют в мире. Его больше, чем всей нефти, газа и угля на планете. Хватит на века.

"Это будет , которую возглавит Китай, следующая после прорыва США в сфере добычи сланцевого газа. Она повлияет на развитие всей мировой энергетики. Таких залежей газогидратов по всему миру — сотни. От Тихого океана до Черного моря и Байкала", — заявил Ли Цзиньфа, заместитель руководителя китайской геологической службы.

Газогидраты обычно скрываются под морским дном у берега и под вечной мерзлотой. То есть для их образования нужны два фактора — холод и высокое давление.

Горючий лед — это тот же природный газ, только в иной форме. Из-за низких температур и высокого давления он кристаллизуется и больше похож на рыхлый снег или лед. При таянии выделяется вода и метан. В одном кубическом метре такого льда — 164 кубических метра природного газа.

Первыми предположили, что такое топливо есть в природе и открыли первую залежь ученые из СССР — еще в 60е. Исследованиями занимались в Институте имени Губкина. С тех пор многие страны проводили эксперименты. Но до добычи из-за высокой цены и нерентабельности дело мало где доходило. Больше всех преуспела Япония.

Но Китай уверяет — это он первым извлек горючий лед и в таких объемах с морского дна. И что операция прошла на его оборудовании. Технологии тоже все родные. Но правда ли, что лед тронулся?

"Ничего такого фантастического здесь нет. Просто технически это, можно сказать, экспериментальная технология. Здесь на самом деле, никакое это не новое топливо, это обычный природный газ метан, который мы добываем в классических месторождениях. А так как у них своих классических месторождений нет, они начинают изобретать какие-то новые способы извлечения. Так что здесь каждый пытается испробовать собственную технологию, чтобы у него тоже было месторождение газа", — пояснил Игорь Юшков, ведущий аналитик Фонда национальной энергетической безопасности.

Конечно, ни о какой добыче в промышленных объемах речи пока нет. Китай такую цель ставит себе к 2030 году. Но некоторые китайские же эксперты предлагают раньше 2050 года ничего не ждать.

Насколько все это вообще выгодно — пока вопрос. Японцы подсчитали — тысяча кубометров газа из горючего льда обойдется от 400 до 1300 долларов. В 2-3 раза выше, чем природный.

"Самое главное, что они не публикуют данные, а сколько стоило достать этот метан? То есть здесь можно за топливом и на Луну летать, другой вопрос сколько вы денег потратите за это. И вопрос действительно — коммерческая технология будет разработана или не будет", — отметил Игорь Юшков.

Сколько газа из разведанных или предполагаемых запасов можно извлечь тоже пока не понятно. Между первой коммерческой скважиной в сланцевых пластах в США до его промышленной добычи прошло почти 200 лет.

Японские ученые совместно с американскими геологами и энергетиками запускают проект по разработке запасов гидрата метана под вечной мерзлотой. Место его проведения – Аляска, регион Норт-Слоуп. Это самая северная, негостеприимная и далекая часть данного штата, но тем лучше. Здесь можно проводить амбициозные эксперименты без риска для экологии и населения, чего лишены японцы у себя дома — поэтому они готовы щедро инвестировать в проект.

Япония – страна без энергетического природного сырья, крупнейший мировой импортер углеводородов. В то же время японские острова буквально окружены залежами гидрата метана, известного как «горючий лед». Это комбинация из воды и газа, которая образовалась под давлением огромной массы воды и температуре около 0 градусов. Стоит поднести к горсти горючего льда спичку, как он начнет спокойно гореть, как обычный метан. А черпать вещество можно прямо с морского дна, где его чрезвычайно много.

Проблемы начинаются, когда встает вопрос о промышленной добыче гидрата. Он крайне нестабилен, и если вытаскивать сырье на поверхность сразу кубометрами, наверняка случится утечка газа. Невозможно извлечь из грунта тонны гидрата, не растеряв сам газ и не разрушив структуру подводной гряды. Но речь идет о сейсмоактивном регионе, и рукотворные цунами вдобавок к ежегодным природным катаклизмам никому не нужны. У японских ученых есть наработки по извлечению метана, но у них нет подходящей площадки для экспериментов.

Аляска с ее вечной мерзлотой может стать отличным полигоном. Уже доказано, что удобнее всего подавать тепло внутрь скважин, растапливать там гидрат и откачивать на поверхность только сам метан. Технологии не очень сложные, задачи доставки оборудования в ледяную пустыню и поиска подходящих источников энергии тоже решаемы. Вопрос в другом – что делать, если затея увенчается успехом?

Перенести наземную буровую станцию на морское дно без новых масштабных исследований и доработок все равно нельзя — а это вопрос политики и общественного доверия. Свободно добывать на Аляске газ США японцам точно не позволят. Конечно, американцы и сами могут перейти от разработки сланцев к освоению гидрата метана, используя японские технологии. Особенно, если учесть, что именно в горючем льде содержится почти треть всего углерода в полезных ископаемых на Земле, остальное – это нефть, уголь и газ. Но, опять же, пока нет методов промышленной добычи гидрата метана, совершенно непонятно, выгодно ли это будет с экономической точки зрения в сравнении с традиционной газодобычей.