Садржај
- Следећа енергетска „Гаме Цхангер“?
- Шта је метан хидрат?
- Где су депозити метан хидрата?
- Где се данас производи метан хидрат?
- Опасности од метан хидрата
- Огроман потенцијал
Метан хидрат: Са леве стране је модел метан хидрата са куглицом и штапом који приказује централни молекул метана окружен „кавезом“ молекула воде. Остали молекули угљоводоника као што су пентан и етан могу заузети централни положај у овој структури. (Слика америчког Министарства енергетике). Са десне стране је горући примерак леда метанског хидрата (слика Геолошког завода Сједињених Држава).
Метан хидрат "цемент" у конгломерату ?: Ова фотографија приказује основни узорак зоне метанског хидрата у тестном бунару Маллик. Ово добро продире у лежишта пермафроста у подручју делте реке Цанадас Мацкензие. Овај део језгре приказује шљунке цементиране у "конгломерат" метанским хидратним ледом. Кликните за увећање слике.
Следећа енергетска „Гаме Цхангер“?
Како природни гас из шкриљаца постаје глобални „измењивач енергената“, истраживачи нафте и гаса раде на развоју нових технологија за производњу природног гаса из лежишта метан хидрата. Ово истраживање је важно јер се верује да су лежишта метанског хидрата већи извор угљоводоника од свих светских извора нафте, природног гаса и угља. Ако се та лежишта могу ефикасно и економски развити, метан хидрат могао би постати сљедећи измјењивач енергената.
Огромне количине метанског хидрата пронађене су испод арктичке пермафрозе, испод леда на Антарктику и у седиментним лежиштима дуж континенталне границе широм света. У неким деловима света много су ближи областима високог становништва него било које поље природног гаса. Ова оближња лежишта могу омогућити земљама које тренутно увозе природни гас да постану самодовољне. Тренутни изазов је инвентаризирати овај ресурс и пронаћи сигурне, економичне начине за његово развијање.
Схема стабилности метан хидрата: Овај фазни дијаграм приказује дубину воде (притисак) на вертикалној оси и температуру на водоравној оси. Испрекидане линије раздвајају поља стабилности воде, воденог леда, гаса и гасног хидрата. Линија означена са "прелаз хидрата у гас" је значајна. Услови за стварање метан хидрата настају испод ове линије.Изнад ове линије метан хидрат се неће формирати. Црвена линија прати геотерму (промена температуре са дубином на одређеној локацији). Имајте на уму како, како се дубина повећава, геотерма прелази линију хидрата према гасу. То значи да гасни хидрат у седиментима обично прелази слободни гас. Графикон модификован након НОАА.
Шта је метан хидрат?
Метан хидрат је кристална чврста супстанца која се састоји од молекула метана окруженог кавезом испреплетених молекула воде (види слику на врху ове странице). Метан хидрат је "лед" који се природно појављује само у подземним наслагама где су услови температуре и притиска повољни за његово стварање. Ови услови су приказани у фазном дијаграму на овој страници.
Ако се лед уклони из окружења температуре / притиска, он постаје нестабилан. Из тог разлога је тешко проучити наслаге метан хидрата. Они се не могу избушити и издубити за проучавање као и други подземни материјали, јер када се доведу на површину, притисак се смањује и температура расте. Због тога се лед топи, а метан излази.
Неколико других имена се обично користе за метан хидрат. Ту спадају: метан клатрат, хидрометан, метан лед, ватрени лед, природни гас хидрат и гас хидрат. Већина лежишта метан хидрата садрже и мале количине других угљених хидрата. Укључују пропан хидрат и етански хидрат.
Мапа метан хидрата: Ова мапа је генерализована верзија локација у УСГС глобалној евиденцији појава хидрата природног гаса.
Карта хидрата: Једно од најопширнијих проучавања лежишта гасног хидрата је Блаке Ридге, приобална Северна и Јужна Каролина. Изазови производње метана из овог лежишта су висок садржај глине и ниска концентрација метана. Ова мапа је пример близине депозита континенталне марже потенцијалним тржиштима природног гаса. Слика НОАА.
УСГС лабораторија за хидратацију гаса: Овај видео вас води у посету Лабораторији за гасне хидрате УСГС где истраживачи спроводе експерименте на узорцима гасних хидрата прикупљених из поларних и континенталних рубних подручја. Они такође стварају хидрате за синтетичке гасове и спроводе експерименте како би утврдили њихова хемијска и физичка својства.
Где су депозити метан хидрата?
Четири Земљине средине имају температурне и притисне услове погодне за стварање и стабилност метанског хидрата. То су: 1) седиментне и седиментне стенске јединице испод арктичке пермафрозе; 2) седиментне наслаге дуж континенталних маргина; 3) дубоководни седименти унутрашњих језера и мора; и 4) под ледом Антарктика. . Уз изузетак лежишта Антарктика, акумулације метан хидрата нису баш дубоко испод површине Земље. У већини ситуација метан хидрат се налази на неколико стотина метара од површине седимента.
Модели лежишта метан хидрата: Модели талога за метан хидратне наслаге на континенталним границама и под веком смрзавања.
У тим срединама метан хидрат настаје у седименту као слојеви, нодули и интергрануларни цементи. Депозити су често толико густи и бочно постојани да стварају непропусни слој који заробљава природни гас који се креће одоздо.
Током 2008. године, Геолошки институт Сједињених Држава проценио је укупан неоткривени ресурс гасног хидрата за подручје Северне падине Аљаске. Процењују да се укупан неоткривени ресурс природног гаса у облику гасног хидрата креће између 25,2 и 157,8 билиона кубних стопа. Пошто је кроз акумулације гасног хидрата избушено врло мало бунара, процене имају веома висок ниво неизвесности.
УСГС лабораторија за гасне хидрате: Овај видео вас води у посету Лабораторији за гасне хидрате УСГС где истраживачи спроводе експерименте на узорцима гасних хидрата прикупљених из поларних и континенталних рубних подручја. Они такође стварају хидрате за синтетичке гасове и спроводе експерименте како би утврдили њихова хемијска и физичка својства.
Бунар хидрата: Игник Сикуми бр. 1 гас хидрата на северној падини Аљаске. Процјена ресурса америчког гасног хидрата утврдила је да на Сјеверној падини постоји обиман ресурс плинског хидрата заробљен испод пермафроста. Министарство енергетике фотографија.
Игник Сикуми: Овај видео вас води у посету покусу Игник Сикуми гас хидрата, бунару на северној падини Аласкас који је производио природни гас из гасних хидрата испод пермафроста. Овдје је постигнуто постизање ослобађања метана замјеном угљендиоксидом - без топљења плинског хидрата.
Где се данас производи метан хидрат?
До данас није постојала велика комерцијална производња метана из лежишта гасног хидрата. Сва је производња била мале величине или експериментална.
Почетком 2012. заједнички пројекат између Сједињених Држава и Јапана створио је сталан проток метана убризгавањем угљен-диоксида у акумулацију метан хидрата. Угљендиоксид је заменио метан у хидратној структури и ослободио метан да истјече на површину. Овај тест је био значајан јер је дозволио производњу метана без нестабилности које су повезане са гасом хидрата који се топи.
Нај вероватнија лежишта метан хидрата која ће бити одабрана за први развој имаће следеће карактеристике: 1) високе концентрације хидрата; 2) резервоарске стене високе пропустљивости; и 3) локације на којима постоји постојећа инфраструктура. Депозити који удовољавају овим карактеристикама вјероватно ће се налазити на сјеверној падини Аљаске или у сјеверној Русији.
Игник Сикуми: Овај видео вас води у посету покусу Игник Сикуми гас хидрата, бунару на северној падини Аласкас који је производио природни гас из гасних хидрата испод пермафроста. Овдје је постигнуто постизање ослобађања метана замјеном угљендиоксидом - без топљења плинског хидрата.
Таљење гасног хидрата: Када се бунари нафте буше кроз седименте који садрже хидрате, топла температура нафте која се креће кроз замрзнуту хидратну зону може изазвати топљење. То може довести до квара бунара. Топли цевоводи који иду преко залеђених хидратата такође су опасност. УСГС слика.
Опасности од метан хидрата
Метан хидрати су осетљиви седименти. Они се могу брзо дисоцирати с повећањем температуре или падом притиска. Ова дисоцијација производи слободан метан и воду. Претварање чврстог седимента у течности и гасове створиће губитак потпоре и чврстоће на смицање. То може проузроковати спуштање подморнице, клизишта или пропадање који могу оштетити производну опрему и цевоводе.
Метан је моћан стакленички гас. Топлије арктичке температуре могу довести до постепеног топљења хидрата гаса испод пермафроста. Загријавање океана могло би узроковати постепено топљење хидрата у близини плина и талога. Иако су многи новински извештаји ово представили као потенцијалну катастрофу, истраживање УСГС-а утврдило је да гасни хидрати тренутно доприносе укупном атмосферском метану и да катастрофално топљење нестабилних хидратних наслага вероватно неће послати велике количине метана у атмосферу.
Огроман потенцијал
Иако се акумулације метана хидрата налазе у тешким окружењима и представљају бројне техничке изазове, оне су широко распрострањене и највећи су извор угљоводоника на Земљи. Различите технологије могу се развити за њихово коришћење користећи смањење притиска, измену јона и друге процесе који користе предности њихових јединствених хемијских и физичких својстава. Сједињене Државе, Канада, Јапан и Индија имају снажне истраживачке програме који раде на откривању одрживих технологија за производњу гасних хидрата. Метан хидрат ће вероватно играти важну улогу у нашој будућој мешавини енергије.