Čo je to „horľavý ľad“? Čína začala s ťažbou horľavého ľadu z morského dna Bermudský trojuholník – pasca hydrátu metánu

MOSKVA 18. mája - RIA Novosti.Čína oznámila úspešný experiment pri získavaní „horľavého ľadu“ – hydrátu zemného plynu – z dna Juhočínskeho mora. Podľa vyjadrení predstaviteľov Ministerstva prírodných zdrojov Číny v CCTV môže začiatok priemyselnej výroby plynového hydrátu znamenať prechod na čistú alternatívnu energiu budúcnosti.
Podľa Ye Jianlianga, predstaviteľa Čínskej geologickej služby, sa od 10. mája vykonávajú práce na ťažbe hydrátov plynu z hĺbky viac ako kilometer. Za tento čas sa podarilo vyprodukovať viac ako 120-tisíc metrov kubických plynu.
Podľa vedúceho oddelenia pre výskum energetického komplexu sveta a Ruska Ústavu energetického výskumu Ruskej akadémie vied Vjačeslava Kulagina je zatiaľ predčasné hovoriť o začiatku energetickej revolúcie.

„Skutočnosť, že Čína dokázala potvrdiť možnosť ťažby plynu z hydrátov plynu, je z vedeckého hľadiska skutočne úspechom,“ komentuje Vjačeslav Kulagin „Kľúčovou otázkou je však dnes ekonomická efektívnosť tejto metódy ťažby metánu. V súčasnosti sa odhaduje, že ťažba plynu z hydrátov plynu sa pravdepodobne nestane ziskovou a samotná Čína vo svojich strategických dokumentoch za hydráty plynu nepovažuje. z hlavných druhov palív v strednodobom horizonte Napríklad v Číne prebiehal aktívny výskum ťažby bridlicového plynu „Už 35 rokov, kým sa táto technológia stala ekonomicky životaschopnou, a prvá výroba bridlicového plynu bola už v roku 1821. V situácii s hydrátmi sa všetko vyjasní, keď bude oznámená ekonomika projektu.“

Cena ropy: bridlicový plyn nepomôže USA stať sa opäť „skvelými“.Vývoz bridlicového plynu sa stal pre Spojené štáty hlúpym krokom a jasným potvrdením toho je katastrofálna ekonomická výkonnosť amerických spoločností, píše online publikácia OilPrice.

"Horľavý ľad" - hydrát plynu - je ľadová kryštalická zlúčenina tvorená zemným plynom (metánom) a vodou pri vysokom tlaku a nízkej teplote. Jeden meter kubický „horľavého ľadu“ obsahuje 164 metrov kubických obyčajného zemného plynu a neobsahuje prakticky žiadne nečistoty. Odhadované svetové zásoby horľavého ľadu sú viac ako dvojnásobné oproti zásobám uhlia, ropy a zemného plynu. Najväčšie ložiská sa nachádzajú pri pobreží Číny. Prvé úspešné experimenty pri získavaní zemného plynu z hydrátov plynu uskutočnilo Japonsko v roku 2013, neskôr však vývoj zastavilo.

MOSKVA 18. januára. /TASS/. Ruskí matematici vytvorili model rozvoja ložísk najbohatšieho zdroja zemného plynu na planéte – hydrátov plynu, ktorých koncentrácia je v arktickej zóne vysoká a vedci zo Skoltechu navrhli technológiu získavania metánu z hydrátov. Odborníci agentúre TASS povedali, ako produkcia takéhoto metánu pomôže znížiť skleníkový efekt, aké sú výhody nového výskumu a či existujú vyhliadky na priemyselný rozvoj hydrátov plynu v Rusku.

Proti skleníkovému efektu

Hydráty plynu sú pevné kryštalické zlúčeniny ľadu a plynu, nazývajú sa tiež „horľavý ľad“. V prírode sa nachádzajú v hrúbke oceánskeho dna a v horninách permafrostu, takže ich ťažba je veľmi náročná - vrty musia byť navŕtané do hĺbky niekoľko stoviek metrov a potom sa zemný plyn môže oddeliť od ľadových nánosov a transportovať na povrch. Čínskym ropným robotníkom sa to podarilo v Juhočínskom mori v roku 2017, no na to museli ísť hlbšie do morského dna o viac ako 200 metrov, a to aj napriek tomu, že hĺbka v oblasti produkcie presahovala 1,2 km.

Vedci považujú plynové hydráty za sľubný zdroj energie, po ktorom môžu byť žiadané najmä krajiny s obmedzenými inými energetickými zdrojmi, napríklad Japonsko a Južná Kórea. Odhady obsahu metánu, ktorého spaľovanie poskytuje energiu, v hydrátoch plynu na celom svete sa líšia: od 2,8 bilióna ton podľa Ministerstva energetiky Ruskej federácie do 5 kvadriliónov ton podľa Svetovej energetickej agentúry (IEA). Aj minimálne odhady odrážajú obrovské zásoby: pre porovnanie, spoločnosť BP Corporation (British Petroleum) odhadla globálne zásoby ropy v roku 2015 na 240 miliárd ton.

„Podľa odhadov niektorých organizácií, predovšetkým Gazpromu VNIIGAZ, sa zásoby metánu v plynových hydrátoch na území Ruskej federácie pohybujú od 100 do 1000 biliónov kubických metrov, v arktickej zóne vrátane morí až do 600-700 biliónov kubických metrov. , ale toto je veľmi približné,“ povedal pre agentúru TASS Evgeniy Chuvilin, vedúci výskumník Centra pre výrobu uhľovodíkov na Skolkovskom inštitúte vedy a techniky (Skoltech).

Okrem skutočného zdroja energie sa plynové hydráty môžu stať záchranou pred skleníkovými plynmi, čo pomôže zastaviť globálne otepľovanie. Dutiny zbavené metánu môžu byť vyplnené oxidom uhličitým.

"Podľa výskumníkov obsahujú hydráty metánu viac ako 50 % uhlíka z celkových známych svetových zásob uhľovodíkov. Ide nielen o najbohatší zdroj uhľovodíkového plynu na našej planéte, ale aj o možný zásobník oxidu uhličitého, ktorý je považovaný za skleníkový plyn môžete zabiť dve muchy jednou ranou – vyťažiť metán, spáliť ho na výrobu energie a na jeho miesto načerpať oxid uhličitý získaný spaľovaním, ktorý v hydráte nahradí metán,“ Nail Musakaev, zástupca riaditeľa pre vedu. práce Ťumenskej pobočky Ústavu teoretickej a aplikovanej mechaniky Sibírskej pobočky Ruskej akadémie vied, uviedla agentúra TASS.

V podmienkach permafrostu

Dnes výskumníci identifikujú tri hlavné sľubné metódy extrakcie hydrátov plynu.

„Pred ťažbou plynu z hydrátov je potrebné ich rozložiť na zložky – plyn a voda alebo plyn a ľad Rozlišujeme hlavné spôsoby výroby plynu – zníženie tlaku na dne vrtu, ohrev útvaru horúcou vodou resp para, dodávajúca inhibítory (látky) tvorbe na rozklad hydrátov plynov – poznámka TASS),“ vysvetlil Musakaev.

Vedci z Ťumenu a Sterlitamaku vytvorili matematický model produkcie metánu v permafroste. Je pozoruhodné, že zohľadňuje proces tvorby ľadu počas vývoja poľa.

„Tvorba ľadu má klady a zápory: môže upchať zariadenie, ale na druhej strane rozklad hydrátu plynu na plyn a ľad vyžaduje trikrát menej energie ako pri rozklade na plyn a vodu,“ povedal Musakaev.

Výhodou matematického modelovania je schopnosť predpovedať scenár vývoja ložísk hydrátov plynu vrátane hodnotenia ekonomickej efektívnosti metód výroby plynu z takýchto ložísk. Výsledky môžu byť zaujímavé pre dizajnérske organizácie zapojené do plánovania a prieskumu polí hydrátov plynu, poznamenal vedec.

Skoltech tiež vyvíja technológie na extrakciu metánu z hydrátov. Spolu s kolegami z Heriot-Watt University v Edinburghu špecialisti Skoltech navrhli extrakciu metánu z hydrátov plynu pumpovaním vzduchu do horninovej vrstvy. "Táto metóda je ekonomickejšia ako existujúce metódy a má menší vplyv na životné prostredie," vysvetlil Chuvilin.

Táto metóda predpokladá, že do útvaru sa vstrekuje oxid uhličitý alebo dusík a hydráty plynov sa v dôsledku rozdielu tlaku rozložia na zložky. "Stále vykonávame metodologický výskum, aby sme testovali metódu a jej účinnosť, vytvorenie technológie je ešte ďaleko, zatiaľ čo my vytvárame fyzikálne a chemické základy tejto technológie," zdôraznil vedec.

Podľa Chuvilina Rusko ešte nemá úplne pripravené technológie na efektívnu extrakciu metánu z hydrátov, keďže neexistujú cielené programy na podporu tejto vedeckej oblasti. Ale vývoj stále prebieha. „Plynové hydráty sa nemusia stať hlavným energetickým zdrojom budúcnosti, ale ich využitie si určite vyžiada rozvoj nových poznatkov,“ dodal Musakaev.

Ekonomická realizovateľnosť

Prieskum a rozvoj ložísk hydrátov plynu je zahrnutý v dlhodobých vyhliadkach ťažby plynu v prognóze rozvoja ruského palivovo-energetického komplexu na obdobie do roku 2035. V dokumente sa uvádza, že hydráty plynu sa môžu stať „faktorom globálnej energetiky až za 30 – 40 rokov“, ale nie je vylúčený prelomový scenár. V každom prípade bude vývoj hydrátov znamenať globálne prerozdelenie zdrojov palív na svetovom trhu - ceny plynu klesnú a ťažobné korporácie si budú môcť udržať svoje príjmy iba zachytením nových trhov a zvýšením objemu predaja. Pre masívny rozvoj takýchto ložísk je potrebné vytvárať nové technológie, zlepšovať a zlacňovať tie existujúce, uvádza stratégia.

Vzhľadom na nedostupnosť hydrátov a náročnosť ich získavania ich odborníci označujú za perspektívny zdroj energie, no upozorňujeme, že to nie je trend najbližších rokov – hydráty si vyžadujú nové technológie, ktoré sa stále vyvíjajú. A v podmienkach zavedenej produkcie zemného plynu nie je metán z hydrátov v najvýhodnejšej pozícii. V budúcnosti bude všetko závisieť od podmienok na energetickom trhu.

Zástupca riaditeľa Centra na výrobu uhľovodíkov Skoltech Alexey Cheremisin verí, že metán z hydrátov sa čoskoro nebude vyrábať práve kvôli existujúcim zásobám tradičného plynu.

„Načasovanie priemyselnej výroby závisí jednak od ekonomicky dostupnej technológie na vyhľadávanie, lokalizáciu a výrobu plynu, ako aj od trhových faktorov, ktoré majú dostatočné zásoby tradičného plynu, preto za základ považujú technológie výroby plynu z hydrátov plynu Podľa môjho názoru sa priemyselná výroba v Ruskej federácii začne najskôr o 10 rokov,“ povedal expert.

Podľa Chuvilina existujú v Rusku polia, kde sa v najbližších 10 rokoch môže začať vyrábať metán z hydrátov plynu, a to bude celkom sľubné. „V niektorých plynových poliach na severe západnej Sibíri, keď sa vyčerpajú tradičné zásobníky plynu, je možné vyvinúť nadložné horizonty, kde môže byť plyn v hydratovanej forme, to je možné v nasledujúcom desaťročí, všetko bude závisieť od nákladov na energiu zdrojov,“ zhrnul hovorca agentúry.

Ako viete, voda má pomerne zložitú štruktúru. Voda je univerzálne rozpúšťadlo, jedno z dvoch hlavných univerzálnych rozpúšťadiel známych chemikom. Voda sa môže miešať s takmer akoukoľvek látkou, najmä s metánom. Keď sa metán rozpustí vo vode, vznikajú zhluky, ktorých štruktúry sú pri bežnej izbovej teplote a atmosférickom tlaku kvapalné, ale tieto zhluky pri teplote rádovo 4°C a tlaku niekoľko stoviek atmosfér na rozdiel od vody stvrdnú a tvoria takzvané hydráty plynu. Hydráty sa tvoria nielen s metánom, ale môžu sa vytvárať aj s inými uhľovodíkovými a neuhľovodíkovými plynmi. Toto je pomerne častý jav.

Ak sú tieto plynové hydráty vystavené podmienkam, v ktorých sú stabilné, hromadia sa. Mnohé baktérie, ktoré žijú v morskej vode, produkujú metán. Tento metán sa viaže na vodu a klesá ku dnu, pretože hydráty plynu sú ťažšie ako voda. A na dne sa hromadia usadeniny hydrátov plynu. Všetky hlboké oceánske priekopy obsahujú tieto hydráty. V Rusku sú na zemi celé ložiská hydrátov plynu. Sú to plyny, ktoré sú zmiešané s vodou a sú v pevnom stave. Permafrost má za týchto podmienok teplotu 0 až -3 °C, hydráty môžu vznikať aj pri atmosférickom tlaku.

Správa, že Čína vyťažila „horľavý ľad“ z morského dna, nič neznamená, ide o vyhlásenie na úrovni, že Rusko je vlasťou slonov. Môže ísť o vyjadrenie nekompetentnej osoby na nie príliš známu tému, alebo vyjadrenie kompetentnej osoby, ktorá chce nekompetentných ľudí oklamať. Nič nové neobjavili.

Existencia hydrátov plynu na dne hlbokých oceánskych priekop je známa už viac ako pol storočia. V 70. rokoch bolo dokázané, že takéto hydráty existujú aj na súši, boli objavené v zóne permafrostu v Jakutsku. Potom sovietski vedci dostali diplom za objav. Ako viete, získať patent na vynález nie je ťažké, ale na celom svete sa vydáva len niekoľko diplomov ročne. Ale aj tento objav je starý pol storočia. Pokiaľ ide o hydráty plynov, ktoré sa nazývajú „horľavý ľad“, každý o tom vie už dlho. Japonsko sa už niekoľko desaťročí snaží zaviesť program na extrakciu týchto plynových hydrátov z dna priehlbín. Technicky je to jednoduché a môžete vybagrovať toľko granúl, koľko chcete, ale faktom je, že keď vystúpia na povrch, okamžite sa začnú rozpadať na vodu a metán, ktorý uniká do atmosféry. Mimochodom, metán je v tomto zmysle najsilnejší prostriedok na zachovanie skleníkového efektu, prevyšuje dokonca aj oxid uhličitý. Ide o priame poškodenie životného prostredia.

Pokiaľ ide o použitie hydrátov plynu ako paliva, je to technický problém, musíte ho najskôr zdvihnúť na povrch a potom vytvoriť podmienky, aby sa hydrát nerozpadol. Je potrebné zabezpečiť nízke teploty, okolo 4°C a tlak niekoľko stoviek atmosfér. Hydrát sa v tejto forme skladuje a v prípade potreby sa rozdelí na vodu a plyn, potom sa plyn použije ako palivo. To sa však ukazuje ako ekonomicky nerealizovateľné, pretože tlak sa dá udržať iba spotrebou paliva. Výsledkom je, že míňate viac, ako dostávate. Číňania, podobne ako Japonci, sa snažia tento technický problém riešiť, pretože ich energetická bilancia je negatívna, sú nútení dovážať ďalšiu energiu z iných krajín, hlavne z Ruska.

Táto téma nie je veľmi zaujímavá a informačne dosť objemná. Do istej miery sa touto témou zaoberá tu a do istej miery aj v USA. Nejde o exotiku, už vôbec nie o objav alebo novinku. Áno, Číňania nainštalovali platformu, dostali sa na úroveň polopriemyselného využitia. Všetko je dobré, jedna vec je zlá - ekonomika tohto technologického procesu je negatívna. Zatiaľ tam ide viac peňazí, ako sa vracia. Hydráty plynov preto nemožno považovať za konkurentov konvenčných typov nosičov energie. Ak by to bolo možné, Japonci by sa už dávno zbavili závislosti na plyne a prestali by byť hlavným dovozcom plynu na svete.

„Horľavý ľad“, ktorý Čína po prvý raz vyprodukuje, neobstojí v konkurencii s ruským zemným plynom v nasledujúcom desaťročí. Pre energetickú revolúciu je potrebné najskôr vyvinúť technológiu a výrazne znížiť náklady na jej výrobu, hovorí pedagóg Finančnej univerzity pri vláde Ruskej federácie. Igor Juškov.

čínsky "horľavý ľad"

Čínski ropní robotníci ako prví na svete ťažili hydrát zemného plynu z dna Juhočínskeho mora. Sami Číňania svoj úspech okamžite označili za kolosálny. Podľa ich názoru je „horľavý ľad“ schopný urobiť revolúciu v energetickom sektore porovnateľnú s bridlicovou revolúciou. Celkovo vyťažili asi 120 metrov kubických energie, obsah metánu v nej je 99,5 %.

„Hovoríme o hydrátoch plynu a Číňania tu nie sú priekopníkmi. Takmer od polovice 20. storočia sa vývoju venujú rôzne krajiny a k prelomu sú bližšie Japonci. Už minulý rok oznámili, že testovali priemyselnú výrobu plynu z hydrátu plynu. Hydrát plynu možno v zásade extrahovať kdekoľvek. Metán sa nachádza v malej vrstve bahnitého sedimentu a ak prídete do močiara alebo zatopenej oblasti v blízkosti rybníka, môžete metán extrahovať sami pomocou obyčajného guľôčkového pera.

Je známe, že najväčšie zásoby hydrátu plynu sa nachádzajú na jazere Bajkal. V súčasnosti však neexistuje žiadna komerčne životaschopná technológia na ťažbu hydrátov plynu, hoci mnohé krajiny na tom pracujú. Náklady na výrobu „horľavého ľadu“ budú výrazne vyššie ako nákup plynu od iných dodávateľov z tradičných polí. Ak by však bola zrazu dostupná výrobná technológia, potom by každý začal ťažiť plyn z hydrátov plynu a potom by sa začala globálna energetická revolúcia,“ komentuje. FBA "Ekonomika dnes" odborník.

Náklady na výrobu "horľavého plynu"

Výskumný pracovník Centra pre ekonomiku priemyslu, Výskumný finančný ústav Andrej Gordeev na druhej strane poznamenáva, že zatiaľ nie je možné porovnávať úspech Číny s bridlicovou revolúciou, keďže sa na ňu pripravovala veľmi dlho.

„Najskôr uvidíme vývoj a implementáciu, ale tie si vyžadujú vážne investície. Čínska technológia výroby hydrátov plynu sa s najväčšou pravdepodobnosťou v najbližších rokoch nerozšíri. Navyše, éra uhľovodíkov bude pretrvávať aj napriek rozvoju alternatívnej energie a elektrických vozidiel.

Hlavným kameňom úrazu je v tomto prípade chýbajúca infraštruktúra, keďže jej realizácia zostáva kapitálovo náročnou úlohou. Samozrejme, objav Číny je do istej miery inovatívny, ale nebude to koniec éry uhľovodíkov, keďže ropa si udrží svoju pozíciu na energetickom trhu aj v nasledujúcom desaťročí,“ vysvetľuje nám partner.

V roku 2013 Japonci po prvýkrát oznámili ťažbu metánu z „horľavého ľadu“, avšak vzorky hydrátu z morského dna nevyzdvihli, po odčerpaní vody prešli cez a potrubia.

„Číňania zmrazujú ložiská bahna a potom z nich ťažia plyn, to znamená, že v skutočnosti používajú inú metódu ťažby. Celá otázka je cena takejto výroby. Ak sú naše výrobné náklady na vrt v priemere 10-15 dolárov a na veľkých poliach v Yamale majú tendenciu k nule, potom v prípade „horľavého ľadu“ budú extrémne vysoké.

Rovnaká technológia výroby bridlíc sa testovala približne 30 rokov, kým nepriniesla prijateľné výsledky, pričom plyn bol v tom čase na trhu drahší. Teraz sa cena plynu pohybuje od 200 do 300 dolárov za 1 000 metrov kubických a je mimoriadne ťažké vyvinúť alternatívne zdroje za takú cenu, ktoré jednoducho nemôžu odolať konkurencii,“ zhŕňa Juškov.

Horľavý ľad je v podstate zamrznutý zemný plyn – hydrát zemného plynu a jeden z najnovších zdrojov energie. Nové náleziská objavené v Číne odhaľujú obrovský zdroj ekvivalentný najmenej 35 miliardám ton ropy, čo stačí na zásobovanie Číny 90 rokov.

Vedci našli horľavý ľad vo vysokých nadmorských výškach na náhorných plošinách pokrytých ľadom a tiež pod vodou v morských sedimentoch. Hydráty zemného plynu sú v podstate zmrazený metán a voda a môžu doslova horieť, čím dávajú ľadu a ohňu nový význam. Vedci ešte musia nové palivo ďalej študovať, kým bude môcť byť komercializované. Americké ministerstvo energetiky sa tiež zaujíma o tento problém, výskumníci naznačujú, že hydrát musí prejsť fázovou zmenou a roztopiť sa na metán a vodu skôr, ako bude možné efektívne spáliť. Ak sa pri otepľovaní Zeme sám roztopí, metán by sa mohol uvoľniť do atmosféry, čo by mohlo spôsobiť ešte väčšie škody ako jeho spálenie.

Jeden meter kubický horľavého ľadu obsahuje 164 metrov kubických bežného zemného plynu a má obsahovať málo nečistôt – to znamená, že pri spaľovaní uvoľní menej škodlivín.

 

Môže byť užitočné prečítať si: