Šta je "zapaljivi led"? Kina je počela da vadi zapaljivi led iz Bermudskog trougla morskog dna - zamka metan hidrata

MOSKVA, 18. maja - RIA Novosti. Kina je najavila uspješan eksperiment za vađenje "zapaljivog leda" - hidrata prirodnog plina - sa dna Južnog kineskog mora. Prema izjavama predstavnika Ministarstva prirodnih resursa Kine na CCTV-u, početak industrijske proizvodnje gasnog hidrata može značiti prelazak na čistu alternativnu energiju budućnosti.
Prema riječima Ye Jianlianga, predstavnika kineskog geološkog zavoda, radovi na vađenju gasnih hidrata sa dubine veće od kilometra izvode se od 10. maja. Za to vrijeme bilo je moguće proizvesti više od 120 hiljada kubnih metara gasa.
Prema riječima šefa odjela za istraživanje energetskog kompleksa svijeta i Rusije Instituta za energetska istraživanja Ruske akademije nauka Vjačeslava Kulagina, još je prerano govoriti o početku energetske revolucije.

„Činjenica da je Kina uspela da potvrdi mogućnost vađenja gasa iz gasnih hidrata je zaista dostignuće sa naučne tačke gledišta“, komentariše Vjačeslav Kulagin „Ali danas je ključno pitanje ekonomska efikasnost ove metode ekstrakcije metana. što još nije objavljeno, procjenjuje se da u narednim godinama, pa čak i decenijama, vađenje gasa iz gasnih hidrata neće postati isplativo, a sama Kina gasne hidrate u svojim strateškim dokumentima ne smatra jednim. Na primjer, u Kini su se provodila aktivna istraživanja o vađenju plina iz škriljaca „35 godina prije nego što je tehnologija postala ekonomski isplativa, a prva proizvodnja plina iz škriljaca bila je 1821. U situaciji sa hidratima, sve će biti jasnije kada se objavi ekonomika projekta."

Cijena nafte: plin iz škriljaca neće pomoći da SAD ponovo postanu „velike“.Izvoz plina iz škriljaca postao je glup korak za Sjedinjene Države, a jasna potvrda tome su katastrofalne ekonomske performanse američkih kompanija, piše internetska publikacija OilPrice.

"Zapaljivi led" - gasni hidrat - je kristalno jedinjenje leda formirano od prirodnog gasa (metana) i vode pod visokim pritiskom i niskom temperaturom. Jedan kubni metar "zapaljivog leda" sadrži 164 kubna metra običnog prirodnog gasa i praktično ne sadrži nečistoće. Procijenjene svjetske rezerve zapaljivog leda su više nego dvostruko veće od uglja, nafte i prirodnog plina. Najveća ležišta nalaze se uz obalu Kine. Prve uspješne eksperimente u vađenju prirodnog plina iz plinskih hidrata izveo je Japan 2013. godine, ali je kasnije zaustavio razvoj.

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. Kineskim naftašima je to uspjelo 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 rečima Čuvilina, Rusija još nema u potpunosti razvijene tehnologije za efikasnu proizvodnju 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.

Kao što znate, voda ima prilično složenu strukturu. Voda je univerzalni rastvarač, jedno od dva glavna univerzalna rastvarača poznata hemičarima. Voda se može miješati s gotovo bilo kojom tvari, posebno metanom. Kada se metan rastvori u vodi, formiraju se klasteri čije su strukture tečne na običnoj sobnoj temperaturi i atmosferskom pritisku, ali ti klasteri na temperaturi reda 4°C i pritisku od nekoliko stotina atmosfera, za razliku od vode, postaju čvrsti i formiraju takozvane gasne hidrate. Hidrati se ne formiraju samo s metanom, već se mogu formirati i s drugim ugljovodoničnim i neugljikovodičnim plinovima. Ovo je prilično česta pojava.

Ako su ovi gasni hidrati izloženi uslovima u kojima su stabilni, oni se akumuliraju. Mnoge bakterije koje žive u morskoj vodi proizvode metan. Ovaj metan se veže za vodu i tone na dno jer su plinoviti hidrati teži od vode. A na dnu se nakupljaju naslage gasnih hidrata. Svi duboki okeanski rovovi sadrže ove hidrate. U Rusiji postoje čitava nalazišta gasnih hidrata na kopnu. To su plinovi koji su pomiješani sa vodom iu čvrstom stanju. Permafrost ima temperaturu od 0 do -3 °C u ovim uslovima, hidrati se mogu formirati čak i pri atmosferskom pritisku.

Vijest da je Kina izvukla "zapaljivi led" sa dna mora ništa ne znači da je Rusija domovina slonova. To može biti izjava nekompetentne osobe na ne baš poznatu temu ili izjava kompetentne osobe koja želi prevariti nesposobne ljude. Nisu otkrili ništa novo.

Postojanje gasnih hidrata na dnu dubokih okeanskih rovova poznato je više od pola veka. Sedamdesetih godina dokazano je da takvi hidrati postoje i na kopnu, otkriveni su u zoni permafrosta u Jakutiji. Tada su sovjetski naučnici dobili diplomu za ovo otkriće. Kao što znate, nije teško dobiti patent za izum, ali se u cijelom svijetu izdaje svega nekoliko diploma godišnje. Ali i ovo otkriće staro je pola veka. Što se tiče gasnih hidrata, koji se nazivaju "zapaljivim ledom", svi to već dugo znaju. Japan već nekoliko decenija pokušava da sprovede program za izvlačenje ovih gasnih hidrata sa dna depresija. Tehnički, ovo je lako implementirati i možete sakupiti koliko god želite granula, ali činjenica je da kada isplivaju na površinu, odmah se počnu raspadati na vodu i metan, koji bježi u atmosferu. Inače, metan je najmoćnije sredstvo za očuvanje efekta staklene bašte, u tom smislu nadmašuje čak i ugljični dioksid. Ovo je direktna šteta po životnu sredinu.

Što se tiče korištenja plinskih hidrata kao goriva, to je tehnički problem, prvo ga morate podići na površinu, a zatim stvoriti uslove da se hidrat ne raspadne. Potrebno je osigurati niske temperature, oko 4°C i pritisak od nekoliko stotina atmosfera. Hidrat se skladišti u ovom obliku i po potrebi se dijeli na vodu i plin, nakon čega se plin koristi kao gorivo. Ali to se ispostavlja ekonomski neizvodljivo, jer se pritisak može održavati samo trošenjem goriva. Rezultat je da trošite više nego što primate. Kinezi, kao i Japanci, pokušavaju da reše ovaj tehnički problem, jer im je energetski bilans negativan, prinuđeni su da uvoze dodatnu energiju iz drugih zemalja, uglavnom iz Rusije.

Ova tema nije baš interesantna i prilično obimna u smislu informacija. U ovoj ili onoj mjeri, ova tema je obrađena ovdje, a donekle iu SAD. Ovo nije egzotika, uopće nije otkriće ili vijest. Da, Kinezi su instalirali platformu, dostigli su nivo poluindustrijske upotrebe. Sve je dobro, jedno je loše - ekonomija ovog tehnološkog procesa je negativna. Do sada, više novca odlazi tamo nego što se vraća. Stoga se plinski hidrati ne mogu smatrati konkurentima konvencionalnim vrstama energetskih nosača. Da je to moguće, Japanci bi se odavno oslobodili zavisnosti od gasa i prestali da budu glavni uvoznik gasa u svetu.

"Zapaljivi led" koji je Kina proizvodi prvi put neće izdržati konkurenciju s ruskim prirodnim gasom u narednoj deceniji. Za energetsku revoluciju potrebno je prvo razviti tehnologiju i značajno smanjiti troškove njene proizvodnje, kaže profesor na Finansijskom univerzitetu pri Vladi Ruske Federacije Igor Yushkov.

Kineski "zapaljivi led"

Kineski naftni radnici prvi su u svijetu izvukli hidrat prirodnog plina sa dna Južnog kineskog mora. Sami Kinezi su svoj uspjeh odmah nazvali kolosalnim. Po njihovom mišljenju, “zapaljivi led” je u stanju da napravi revoluciju u energetskom sektoru, uporedivu sa revolucijom iz škriljaca. Ukupno su izvukli oko 120 kubnih metara energije, sadržaj metana u njemu je 99,5%.

“Govorimo o gasnim hidratima, a Kinezi ovdje nisu pioniri. Razne zemlje su se bavile razvojem skoro od sredine 20. veka, a Japanci su bliži proboju. Prošle godine su već objavili da su testirali industrijsku proizvodnju plina iz plinskog hidrata. U principu, plinski hidrat se može proizvesti bilo gdje. Metan se nalazi u malom sloju muljevitog sedimenta, a ako dođete u močvaru ili poplavljeno područje u blizini ribnjaka, možete sami izvući metan običnom hemijskom olovkom.

Poznato je da se najveće rezerve gasnih hidrata nalaze na Bajkalskom jezeru. Ali u ovom trenutku ne postoji komercijalno održiva tehnologija za ekstrakciju plinskih hidrata, iako mnoge zemlje rade na tome. Troškovi proizvodnje "zapaljivog leda" bit će znatno veći od kupovine plina od drugih dobavljača sa tradicionalnih polja. Ali kada bi tehnologija proizvodnje odjednom postala dostupna, tada bi svi počeli vaditi plin iz plinskih hidrata i tada bi počela globalna energetska revolucija”, komentiraju FBA "Ekonomija danas" ekspert.

Troškovi proizvodnje "zapaljivog gasa"

Istraživač u Centru za industrijsku ekonomiju, Institut za finansijska istraživanja Andrej Gordejev zauzvrat, on napominje da još nije moguće uporediti uspjeh Kine sa revolucijom iz škriljaca, budući da se ona pripremala jako dugo.

“Prvo ćemo vidjeti razvoj i implementaciju, ali oni zahtijevaju ozbiljna ulaganja. Najvjerovatnije, kineska tehnologija proizvodnje plinskih hidrata neće postati široko rasprostranjena u narednim godinama. Osim toga, era ugljovodonika će potrajati, čak i uprkos razvoju alternativne energije i električnih vozila.

Glavni kamen spoticanja u ovom slučaju je nedostatak infrastrukture, jer njena implementacija ostaje kapitalno intenzivan zadatak. Naravno, otkriće Kine je donekle inovativno, ali to neće biti kraj ere ugljovodonika, jer će nafta zadržati svoju poziciju na energetskom tržištu u narednoj deceniji“, objašnjava nam sagovornik.

2013. godine, po prvi put, Japanci su najavili vađenje metana iz „zapaljivog leda“, međutim, nisu podigli uzorke hidrata sa dna mora, nakon što su ispumpali vodu; cjevovod.

“Kinezi zamrzavaju naslage mulja, a zatim iz njega izvlače plin, odnosno, u stvari, koriste drugačiju metodu ekstrakcije. Cijelo pitanje je cijena takve proizvodnje. Ako je kod nas trošak proizvodnje po bušotini u prosjeku 10-15 dolara, a na velikim poljima u Yamalu teži nuli, onda će u slučaju "zapaljivog leda" biti izuzetno visok.

Ista tehnologija proizvodnje škriljaca testirana je oko 30 godina dok nije dala prihvatljive rezultate, dok je plin u to vrijeme bio skuplji na tržištu. Sada cena gasa varira od 200 do 300 dolara za 1000 kubnih metara i izuzetno je teško razviti alternativne izvore po takvoj ceni, oni jednostavno ne mogu da izdrže konkurenciju“, rezimira Juškov.

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.

 

Možda bi bilo korisno pročitati: