Ta vnetljivi led je hidrat. Kaj je "vnetljiv led"? Bermudski trikotnik - past metan hidrata

"Vnetljiv led", ki ga je Kitajska prvič proizvedla, v naslednjem desetletju ne bo vzdržal konkurence z ruskim zemeljskim plinom. Za energetsko revolucijo je treba najprej razviti tehnologijo in znatno znižati stroške njene proizvodnje, pravi učitelj na finančni univerzi pri vladi Ruske federacije. Igor Juškov.

Kitajski "vnetljiv led"

Kitajski naftni delavci so prvi na svetu črpali z dna Južnokitajsko morje", ali drugače hidrat zemeljskega plina. Kitajci sami so svoj uspeh takoj označili za ogromen. Po njihovem mnenju je "gorljivi led" sposoben narediti revolucijo v energetskem sektorju, primerljivo z revolucijo skrilavca. Skupaj so pridobili približno 120 kubičnih metrov energije, vsebnost metana v njej je 99,5-odstotna.

»Govorimo o plinskih hidratih in tu Kitajci niso pionirji. Različne države se ukvarjajo z razvojem skoraj od sredine 20. stoletja, Japonci pa so bližje preboju. Lani so že objavili, da so testirali industrijsko proizvodnjo plina iz plinskega hidrata. Načeloma lahko plinski hidrat pridobivamo kjer koli. Metan se nahaja v majhni plasti muljastega sedimenta in če pridete na močvirje ali poplavljeno območje v bližini ribnika, lahko metan pridobite sami z navadnim kemičnim svinčnikom.

Znano je, da se največje zaloge plinskega hidrata nahajajo na Bajkalskem jezeru. Ampak naprej ta trenutek Komercialno uspešne tehnologije pridobivanja plinskih hidratov ni, čeprav se številne države ukvarjajo z njo. Stroški proizvodnje "gorljivega ledu" bodo bistveno višji od nakupa plina pri drugih dobaviteljih s tradicionalnih polj. A če bi proizvodna tehnologija nenadoma postala na voljo, bi vsi začeli pridobivati ​​plin iz plinskih hidratov in takrat bi se začela svetovna energetska revolucija,« komentira. FBA "Ekonomija danes" strokovnjak.

Stroški proizvodnje "gorljivega plina"

Raziskovalec na Centru za ekonomiko industrije, Inštitut za finančne raziskave Andrej Gordejev po drugi strani pa ugotavlja, da uspeha Kitajske še ni mogoče primerjati z revolucijo iz skrilavca, saj se ta pripravlja zelo dolgo.

»Najprej bomo videli razvoj in implementacije, ki pa zahtevajo resna vlaganja. Najverjetneje kitajska tehnologija proizvodnje plinskih hidratov v prihodnjih letih ne bo postala razširjena. Poleg tega bo doba ogljikovodikov trajala, tudi kljub razvoju alternativne energije in električnih vozil.

Glavni kamen spotike je v tem primeru pomanjkanje infrastrukture, saj njena izvedba ostaja kapitalsko zahtevna naloga. Seveda je odkritje Kitajske do neke mere inovativno, a ne bo konec dobe ogljikovodikov, saj bo nafta v naslednjem desetletju ohranila svoj položaj na energetskem trgu,« nam pojasnjuje sogovornik.

Leta 2013 so Japonci prvič napovedali pridobivanje metana iz "gorljivega ledu", vendar niso dvignili vzorcev hidrata z dna morja, zemeljski plin je po izčrpanju vode šel navzgor cevovod.

»Kitajci zamrznejo usedline mulja in nato iz njega črpajo plin, se pravi, uporabljajo drugačen način pridobivanja. Celotno vprašanje je strošek takšne proizvodnje. Če je naš proizvodni strošek na vrtino v povprečju 10-15 dolarjev, na velikih poljih v Yamalu pa se nagiba k ničli, potem bo v primeru "vnetljivega ledu" izjemno visok.

Enako tehnologijo pridobivanja iz skrilavca so testirali približno 30 let, dokler ni dala sprejemljivih rezultatov, plin pa je bil takrat na trgu dražji. Zdaj se cena plina giblje od 200 do 300 dolarjev za 1000 kubičnih metrov, alternativne vire pa je izjemno težko razvijati po taki ceni, preprosto ne zdržijo konkurence,« povzema Juškov.

Avtorske pravice ilustracij Alamy Napis slike Metan hidrat ali "vnetljiv plin": pomemben vir energije v prihodnosti

Kitajska je prvič črpala plin iz nahajališč metan hidrata na dnu Južnokitajskega morja – dogodek, ki bi lahko bil prelomnica za prihodnost energije po vsem svetu.

Kitajske oblasti so to takoj razglasile za velik dosežek.

Metanski hidrati, znani tudi kot gorljivi led, vsebujejo ogromne zaloge zemeljskega plina.

Številne države, vključno z ZDA in Japonsko, si prizadevajo rešiti problem izkoriščanja nahajališč plinskih hidratov, vendar je njihovo rudarjenje in pridobivanje plina iz njih težka naloga.

Kaj je "vnetljiv led"?

Privlačna fraza opisuje, kaj je v resnici kristalna spojina vode in plina.

• Sibirski metan vpliva na segrevanje

"Spominja na ledene kristale, a če pogledate na to na molekularni ravni, se izkaže, da so molekule metana vgrajene v mrežo vodnih molekul," pravi profesor Praveen Linga z Oddelka za kemijsko in biomolekularno inženirstvo na Nacionalni univerzi Singapur.

Uradno ime snovi je metanski klatrati ali metanovi hidrati, nastajajo pod visokim pritiskom in pri nizkih temperaturah v plasteh permafrosta ali na dnu morij.

Kljub nizki temperaturi so ti hidrati lahko vnetljivi. Če na površje prinesete vžigalnik, začne plin, ki ga vsebuje zamrznjena voda, goreti. Zato se hidrati imenujejo "vnetljiv led".

Ko se tlak zmanjša in temperatura poveča, se hidrati razgradijo v vodo in metan – zelo veliko količino metana. En kubični meter spojine sprosti do 160 kubičnih metrov metana, zaradi česar je visoko koncentriran vir goriva.

Vendar pa je ulov v tem, da je postopek pridobivanja vnetljivega plina iz plinskih hidratov izjemno zapleten in drag.

Plinske hidrate so prvič odkrili v severni Rusiji v 60. letih prejšnjega stoletja. Raziskave pridobivanja hidratov iz pridnenih usedlin pa so se začele šele pred 10-15 leti.

Japonska v teh raziskavah zaseda vodilno mesto kot država, ki nima zalog fosilnih virov energije. Podobne raziskave se aktivno izvajajo v Indiji in Južna Koreja, ki prav tako nimajo zalog nafte.

Raziskave v ZDA in Kanadi imajo svojo specifiko: proučujejo predvsem možnosti pridobivanja hidratov na območjih permafrosta – v severni Kanadi in na Aljaski.

V Rusiji potekajo raziskave o možnostih pridobivanja plina iz ogromnih nahajališč metanovih hidratov v conah permafrosta v Zahodni Sibiriji. Financira jih državna korporacija Gazprom.

Zakaj je kitajski dosežek tako pomemben?

Plinski hidrati bi lahko spremenili celoten svetovni energetski sektor in v prihodnjih letih postali glavni vir energije.

Ogromne usedline hidratov obstajajo na dnu vseh oceanov, zlasti na robovih celinskih plošč. Različne države iščejo načine, kako narediti proizvodnjo "gorljivega plina" varno in donosno.

Kitajska trdi, da je naredila preboj na tem področju in profesor Linga se strinja.

"V primerjavi z rezultati japonskih raziskav so kitajski znanstveniki dosegli impresiven uspeh, saj so lahko pridobili veliko več metana z ekstrakcijo," pojasnjuje. "To je resnično pomemben dosežek."

Nahajališča plinskih hidratov naj bi vsebovala 10-krat več plina kot nahajališča skrilavca. "In to je le po najbolj konzervativnih ocenah," pravi znanstvenik.

Kitajska je leta 2007 na dnu Južnokitajskega morja odkrila "vnetljiv led". Številna območja v vodah tega morja si hkrati lastijo Kitajska, Vietnam in Filipini, ozemeljske spore pa zaostruje prisotnost ogromnih energetskih virov tam.

Kaj bo zdaj?

Po besedah ​​profesorja Linga je uspeh Kitajske le prvi korak na dolgi poti k razvoju novega vira.

"Prvič so obeti za rudarjenje hidratov videti obetavni," pravi, "vendar mislim, da bomo šele leta 2025 (najprej) videli resnično komercialno uporabo hidratov."

Po poročanju kitajskih medijev je bila na območju Shenhu v Južnokitajskem morju dosežena raven proizvodnje 16 tisoč kubičnih metrov plina visoke čistosti na dan.

Profesor Linga pa opozarja, da morajo izkoriščanje zalog plinskih hidratov spremljati najstrožji okoljevarstveni ukrepi.

Največje tveganje na tem območju je nenadzorovano sproščanje ogromnih količin metana v ozračje, ki bi lahko močno pospešilo globalno segrevanje. Metan je veliko bolj učinkovit toplogredni plin kot ogljikov dioksid.

Zato je naloga izločiti plin in preprečiti, da bi ušel.

Z dna morja je bilo mogoče pridobiti "vnetljiv led" - spojino vode in plina, ki je pod vplivom visokega tlaka in nizkih temperatur postala kristalna snov.

Kitajska je prvič z dna morja izvlekla "vnetljiv led". Po poročanju kitajske centralne televizije so vzorce pobrali iz globine več kot 1200 metrov iz podvodnega vodnjaka približno 300 kilometrov jugovzhodno od Hongkonga.

Gorljivi led je kombinacija vode in zemeljskega plina, ki se je pod vplivom visokega tlaka in nizkih temperatur spremenila v kristalno snov. En kubični meter tega energenta vsebuje enako količino 160 kubičnih metrov zemeljskega plina. »Naša država je prevzela vodilno mesto v proizvodnji gorljivega ledu. To bo tako velik dogodek kot revolucija iz skrilavca, ki se je prej zgodila v Združenih državah,« je dejalo kitajsko ministrstvo za zemljo in naravne vire. Kaj je "vnetljiv led"? Zakaj še ni uspelo nadomestiti zemeljskega plina?

»Morda je to metansko gorivo prihodnosti. Toda trenutno je bolj iz tega območja znanstveni razvoj obetavno. Seveda gre napredek precej hitro, vendar je na zemlji še vedno precej virov plina, ki jih je mogoče pridobiti z veliko nižjimi stroški in z manj tehnološkimi težavami. Obstajajo preprosto zaloge tradicionalnega plina, za katerega morate izvrtati vrtino le tisoč metrov globoko in jo brez posebnih tehnoloških pripomočkov transportirati skoraj pod prvotnim pritiskom. Zato Kitajci tako kot drugi tu iščejo priložnosti. Japonska je ukrepala, celo začela nekaj pilotne proizvodnje z ene od posebnih raziskovalnih ladij. Toda takšne PR objave o tem, da je bilo to storjeno, se pojavljajo redno. Vendar pa še nismo slišali poročila o resničnem uspehu.”

Kdaj se lahko začne industrijska proizvodnja "gorljivega ledu"?

»Vprašanje za milijardo dolarjev, ker bi to res bila naslednja revolucija. Revolucija skrilavca. Toda tudi skrilavec so raziskovali desetletja, preden je bilo mogoče izbrati tehnologije, ki so se izkazale za stroškovno učinkovite. Tudi plinske hidrate preučujejo že desetletja. Tega še ni bilo mogoče narediti stroškovno učinkovitega. Če je to mogoče narediti v velikem obsegu, bi to lahko bil zelo velik premik, ker so viri plinskih hidratov zelo veliki, veliko večji od virov konvencionalnega plina in nekonvencionalnih virov plina. Ampak preprosto ni čas za dajanje kakršnih koli ocen, ker, spet, to dela veliko ljudi in v to je bilo vloženega kar nekaj truda. Obstajajo državne podpore, raziskovalne skupine delujejo. Do zdaj tega ni bilo mogoče storiti v velikem obsegu in stroškovno učinkovito.«

Kitajska je leta 2007 v Južnokitajskem morju odkrila nahajališča "vnetljivega ledu", spominja Shanghai Daily. Po publikaciji so bili prvi svetovni poskusi pridobivanja tega nosilca energije v 60. letih 20. stoletja. Kitajska je začela ustrezne raziskave šele leta 1998.

Po objavah zahodnih znanstvenikov so v Sibiriji odkrili znake prisotnosti velikih nahajališč vnetljivega ledu. V odprtih virih ni podatkov, da bi ga Rusija poskušala pridobiti.

Proizvodnja nafte iz skrilavca. Peking trdi, da je prvi na svetu, ki je z dna morja pridobil tako imenovani "vnetljiv led", novo alternativno gorivo, ki ga je na svetu več kot nafte, plina in premoga skupaj. Je res vse tako, kot trdijo Kitajci?

Kitajski naftni delavci so bili prvi na svetu, ki so iz dna Južnokitajskega morja pridobili "gorljiv led" - zemeljski plinski hidrat, je poročala osrednja kitajska televizija, ki se sklicuje na ministrstvo za zemljo in naravne vire Ljudske republike Kitajske.

Vzorci "gorljivega ledu" so bili pridobljeni iz globine več kot 1,2 kilometra; sama podvodna vrtina je bila 285 kilometrov jugovzhodno od Hongkonga. V samo osmih dneh dela so jih minirali 120 kubičnih metrov“gorljiv led”, ki vsebuje 99,5 % metana. En kubični meter plinskega hidrata običajno proizvede 164 kubičnih metrov zemeljskega plina.

»To bo enak velik dogodek kot revolucija iz skrilavca, ki se je prej zgodila v Združenih državah. Posledično se bo način uporabe energije v prihodnosti spremenil,« je dejal Li Jinfa, namestnik direktorja oddelka za geološke raziskave ministrstva.

Po njegovem mnenju je Kitajska dosegla "nezaslišan uspeh" pri razvoju teoretičnih osnov in tehnologij v tej smeri, zaradi česar je država prevzela vodilno mesto na svetu v proizvodnji "gorljivega ledu".

Ta uspeh je bil potrjen uradno in na spletni strani Ljudska vlada LRK: po 20 letih nenehnih raziskav, geološkega raziskovanja, razvoja ustreznih tehnologij, ustvarjanja posebne opreme je Kitajska končno uspela doseči ta "zgodovinski preboj".

"Zemeljski plin hidrat je najbogatejši in najučinkovitejši alternativni vir energije, v prihodnosti pa lahko igra strateško vlogo pri razvoju energetike po vsem svetu," je še zapisano v izjavi.

Povedati je treba, da je metan hidrat najpogostejši plinski hidrat v naravi. V bistvu je kristalinična spojina plina in vode, podobna ohlapnemu ledu ali stisnjenemu snegu. Ne gori nič slabše od premoga. Količina zalog hidratov zemeljskega plina v oceanih planeta je približno dvakrat večja od vsote znanih svetovnih zalog premoga, nafte in zemeljskega plina. Značilnosti, kot so ogromne zaloge in relativna čistost te vrste nosilca energije, obljubljajo možnost, da zemeljski plinski hidrat v prihodnosti nadomesti uporabo premoga in nafte.

Zanimivo je, da je teorijo o možnosti obstoja takšne spojine v naravi prvi postavil ruski znanstvenik z Inštituta Gubkin leta 1965 Jurij Makagon. In kmalu je bila njegova domneva potrjena - na Arktiki so odkrili plinsko hidratno polje Messoyakha. Od takrat je bilo po vsem svetu odkritih na stotine nahajališč takšnega plina.

Vendar so ruski strokovnjaki za industrijo zelo previdni glede plinske revolucije, ki jo napoveduje Kitajska.

Prvič, Kitajci pravijo, da so prvi. »Pravzaprav to ni res. Na Japonskem so pred desetimi leti izvedli prve poskuse proizvodnje plinskih hidratov. Najboljši japonski umi so se vsa ta leta borili s problemom, vendar zadeva ni prišla do industrijske proizvodnje. Čeprav so lani obljubili, da bodo operativne teste začeli leta 2017,« pravi Ivan Kapitonov, izredni profesor na višji šoli RANEPA, višji raziskovalec v sektorju energetske politike Ekonomskega inštituta Ruske akademije znanosti.

Kot rezultat japonskih raziskav blizu pacifiške obale v letih 1995-2000. z dna jim je uspelo pridobiti nekaj metan hidrata. To je navdihnilo državne oblasti. Leta 2013 je japonsko podjetje Jogmec poročalo o "impresivnih" rezultatih poskusa pridobivanja plinskih hidratov. Vendar se proizvodnja dejansko še ni začela. Čeprav bi bila za Japonsko, ki nima lastnih energetskih virov, to mana z neba. Sploh glede na to, da geologi govorijo o 7 bilijonih kubičnih metrov metan hidrata na morskem dnu okoli japonskih otokov, kar bi zadostovalo za 100 let obstoja države.

drugič pomembno vprašanje zadeva stroške industrijske proizvodnje takega plina. »Kakšni so obeti za komercialno implementacijo tehnologije, je še popolnoma nejasno. Zelo verjetno je, da so stroški proizvodnje plinskih hidratov za red velikosti višji od stroškov proizvodnje tradicionalnega plina,« ugotavlja Agibalov.

"Po lanskih izračunih Japoncev je bila cena tisoč kubičnih metrov plina, pridobljenega iz vročega ledu, v razponu od 400 do 1300 dolarjev za tisoč kubičnih metrov," pravi Kapitonov. To je veliko dražje od stroškov UZP, predvsem plina iz plinovodov. Če bi Kitajcem seveda res uspel kakšen tehnološki preboj, potem bi cena lahko padla, ne izključuje poznavalec. Vendar bi Kitajci ob takšnem preboju težko molčali. Posebnosti iz Kitajske je še malo.

»Kljub potencialnemu tehnološkemu preboju predvidevam, da lahko o dejanski industrijski proizvodnji govorimo šele čez nekaj let. Mislim, da bo trajalo tri leta, da razvijemo nove tehnologije, nato pa ocenimo stroške proizvodnje plina z njihovo uporabo,« pravi Kapitonov.

A kaj, če predpostavimo, da Kitajci ne pretiravajo? Včasih je malokdo verjel v uspeh nafte iz skrilavca, zdaj pa so stroški njene proizvodnje pod 50 $.

Dobra novica je, da vsaj ruski projekt Glede gradnje plinovoda Moč Sibirije ni razloga za skrb. "Za Moč Sibirije so vse količine sklenjene, tako da je tukaj Rusija v vsakem primeru na varni strani ulice," je prepričan Kapitonov. Poleg tega bo plinski hidrat sprva cenovno neposredno konkuriral LNG in ne plinu iz cevovodov. Zato je malo verjetno, da bo Kitajska želela Gazpromov položaj v Evropi.

»Dolgoročno bo pojav novih virov surovin seveda ogrozil vse druge. Zdaj pa bistveno več negotovosti na energetskih trgih ne prinaša vprašanje prihodnje ponudbe energetskih virov, temveč prihodnje povpraševanje, ki ga okoljska agenda aktivno spreminja,« upravičeno ugotavlja Sergej Agibalov.

Namestnik generalnega direktorja Sklada za nacionalno energetsko varnost Alexey Grivach je veliko bolj skeptičen: »Te izjave Kitajske ne pomenijo ničesar. Vprašanje je, koliko desetletij bodo potrebovali, da iz tega vira pridobijo ekonomsko upravičen metan za industrijsko uporabo v industrijskem obsegu? Navsezadnje metana ni treba samo pridobivati. Danes nobena država ni dosegla resnih uspehov, nihče ni ničesar dvignil na raven industrijske tehnologije.«

Ne izključuje, da lahko kitajska podjetja pretiravajo svoje dosežke, na primer, da bi še naprej prejemala sredstva od države, ali pa to uporabijo kot argument v pogajanjih z dobavitelji goriva. "Vendar je strokovnjakom jasno, da je industrijski uspeh še zelo daleč," pravi Grivach.

»To je res odličen vir. Toda tradicionalnih je na voljo še precej, po nekaterih ocenah bodo zdržale še 60 let, po drugih pa 100 let. In lažje je proizvajati zemeljski plin, tudi v arktičnih razmerah, kot plinski hidrat,« zaključuje Grivach.

Glavna tehnološka težava pri pridobivanju hidrata je, kako dvigniti "vnetljiv led" z morskega dna, da se ne segreje in se tlak ne spremeni. V nasprotnem primeru metan hidrat razpade na vodo in zemeljski plin. Številne države so poskušale najti ključ do razvoja takšnih nahajališč. Mimogrede, ZDA so bile še posebej aktivne; imajo celo nacionalni program na to temo. Toda revolucija skrilavca se je zgodila, revolucija plinskih hidratov pa ne. Japonska in Kitajska sta očitno v tej zadevi resno pred ZDA.

Nazadnje, še ena resna pomanjkljivost te vrste virov je tveganje povzročitve ogromne škode naravi. Morsko dno lahko postane nestabilno zaradi izkopavanja hidratov, njegovo puščanje zaradi tehnološke napake ali preprosto naravnega šoka pa lahko povzroči nastanek ogromnega plinskega mehurčka, ki je stokrat večji od velikosti prvotne prostornine hidrata, pravi članek v reviji Atomic Expert.

Ta vnetljiv led bo revolucioniral energetsko industrijo.

Ne vem, kaj nameravajo Japonci, vendar so bili naftni delavci iz Kitajske prvi, ki so uspeli iz oceanskega dna pridobiti "gorljiv led" - zemeljski plinski hidrat. O tem je poročala kitajska centralna televizija s sklicevanjem na ministrstvo za zemljišča in naravne vire Ljudske republike Kitajske.

»Dejstvo, da nam je uspelo uspešno izkopati ta mineral, kaže, da je Kitajska v smislu teoretične osnove in ustreznih tehnologij dosegla uspeh brez primere v tej smeri.<…>. To bo tako velik dogodek kot revolucija iz skrilavca, ki se je prej zgodila v Združenih državah,« je dejal Li Jinfa, namestnik direktorja oddelka za geološke raziskave ministrstva.

Tudi kitajsko ministrstvo za zemljo in naravne vire je poudarilo, da bi tak preboj lahko vodil do energetske revolucije po vsem svetu.

Vzorci so bili pridobljeni iz globine več kot 1,2 km; sam podvodni vodnjak se nahaja v Južnokitajskem morju, 285 km jugovzhodno od Hong Konga.

Poročajo, da je bilo v 8 dneh dela proizvedenih 120 kubičnih metrov. m tega energenta, katerega vsebnost metana je 99,5%.

Poleg tega je 1 kubični meter te snovi enakovreden 160 kubičnim metrom. m zemeljskega plina v plinastem stanju (avto lahko prevozi 300 km s 100 litri plina, medtem ko 50 tisoč km s 100 litri "gorljivega ledu").

Druge države, zlasti Kanada in Japonska, se ukvarjajo s podobnimi projekti črpanja naravnih virov, vendar je le Kitajska uspela pridobiti "gorljiv led" z dna morja.

KAJ JE METAN HIDRAT?

Metan hidrat je koncentriran v globinah od 500 do 2000 metrov od obal nekaterih celin, običajno na strmih podmorskih pobočjih. Obstaja tudi na Arktiki, kar dokazujejo seizmične meritve in vrtanje. Metan hidrat, sestavljen iz vode in metana, je videti kot navaden siv krhek led. Na dotik - gladko in hladno. Je brez vonja in gori z rumenkasto modrim plamenom.

Metanski led spada med tako imenovane “box” spojine. Med molekulami metana in molekulami vode ni kemičnih vezi. Metan se nahaja v prazninah kristalne mreže vodnega ledu. En sam konglomerat vode in plina je sestavljen iz 32 molekul vode in 8 molekul metana. En kubični meter te snovi vsebuje bistveno več energije kot kubični meter zemeljskega plina (pri enakem tlaku). V ledenih prazninah enega kubičnega metra metan hidrata se »skriva« 164 kubičnih metrov plina. Molekule ledu in s tem metana so tu bolj zapakirane.

Metan hidrat nastaja pod tlakom v globini v porah pridnenih sedimentov, kjer se organski material stalno dovaja od zgoraj in kjer so nizke temperature in zadostna visok pritisk. Surovina zanj so odmrle rastline in ostanki živih bitij, ki jih dovajajo reke in sama oceanska voda. Blato, ki vsebuje ogljik, hitro prekrijejo druge usedline, dostop do njega pa je onemogočen aerobnim bakterijam, ki bi biološko usedlino pretvorile v ogljikov dioksid. Vendar pa blato, zaščiteno pred temi mikroorganizmi, postane hrana za gnilobne bakterije. Rezultat njihove dejavnosti je metan.

Akumulacije metan hidrata nastanejo tudi tam, kjer oceanska skorja trči v celinsko skorjo in gre pod njo v magmo. Ta okoliščina je bila podlaga za drugo stališče o izvoru metan hidrata. Iz ruskih virov je bila povzeta hipoteza, ki ne upošteva samo organskega, ampak tudi kozmičnega izvora metana.

Rečeno je bilo že, da nahajališča metanskega ledu najdemo tudi na tistih mestih oceana, kjer se oceansko dno potopi pod celino. Med dvema velikanskima ploščama, ki se drgneta druga ob drugo, so vrzeli, skozi katere se lahko metan sprosti iz magme v globine oceana. Ta plin je bil prisoten v protoplanetarnem oblaku, iz katerega se je rodila družina planetov, ki zdaj krožijo okoli našega Sonca. V protoplanetarnem oblaku je ob prižigu osrednjega svetila prišlo do diferenciacije snovi: lahke molekule – pline – je pod pritiskom sončne svetlobe odgnal na obrobje oblaka (ni naključje, da sta oddaljena planeta velikana – Jupiter in Saturn - vsebujejo ogromne mase amoniaka in metana v svoji atmosferi). Zemlja kot planet blizu Sonca je bila sestavljena iz težjih elementov, a je kljub temu prejela precejšnjo količino metana. Zdaj se sprosti iz magme, ko se tlak v vrzeli med celinsko in oceansko ploščo zmanjša.

Obe predpostavki o naravi metana - organski, to je sekundarni, in kozmični - lahko mirno sobivata.

Globine oceana so žalostna slika: na dnu je nekaj morskih kumar, zvezd s petimi žarki in na stotine vseh vrst črvov. Vsi čakajo, da od zgoraj padejo ostanki hrane živali, ki so zasedle sončna dna oceana. Tu plavajo redke ribe plenilke v upanju, da bodo s svojimi zvabili plen žareče oči ali madeže. Večna tema ne daje možnosti rastlinskemu življenju.

Toda nekateri kraji v oceanskih globinah so kot oaze v puščavi – tu na dnu cveti življenje. Tu uspevajo školjke, po dnu se plazijo ščetinasti in cevkarji, iz samega dna pa se izcedita nafta in metan. To je znak, da so nekje v bližini nahajališča metan hidrata. Ogljikovi hidrati in vodikov sulfid skupaj nadomeščajo svetlobo in kisik za prebivalce globin. Bakterije so povsem zadovoljne z življenjskimi razmerami, ki jih ponuja oceansko dno. Svojo energijo porabijo za proizvodnjo ogljikovih hidratov, ki služijo kot hrana številnim prebivalcem te oaze.

Leta 1997 so v Mehiškem zalivu odkrili eksotičnega prebivalca - rožnatega ščetinastega črva. Na stotine teh bitij je mrgolelo na bloku sedimentnih kamnin. Na mestih, kjer je bil dostop do metan hidrata, so si naredili luknje. Očitno je tu naletel na nov primer simbioze - črve z metanskimi bakterijami, vendar podrobnosti njihove interakcije še niso raziskane. Živi svet, ki živi na mestih, kjer se ta plin sprošča, ostaja skoraj neznan.

NAJVEČJE ZALOGE OGLJIKA

Ocenjuje se, da je na planetu shranjenih med 10.000 in 15.000 gigaton ogljika v obliki metan hidrata (giga je enak 1 milijardi). Te številke izhajajo iz vrtanja in seizmičnih raziskav na omejenem številu lokacij, vendar so ugotovitve posplošene na območja oceana, kjer obstajajo podobni pogoji.

Ogromna masa metana, ki se skriva v globini, presega zaloge vseh naravnih virov energije, znanih na Zemlji. Vprašanje je le, kako izkoristiti to bogastvo, ne da bi porušili naravno ravnovesje in ne povzročili katastrofe, podobne tisti, ki se je zgodila v pleocenu. Toda naravne nesreče lahko tudi destabilizirajo podvodna skladišča metan hidrata. Res je, trenutno s segrevanjem podnebja gladina oceana narašča, kar prispeva k povečanju pritiska v nižjih plasteh in posledično k stabilnosti metan hidrata.

Toda če oceanski tokovi spremenijo svoje poti in tople vode prodrejo v nižje plasti oceanov, zlasti v severnem Atlantiku, se bo metanski led stopil in sproščeni plin bo ušel v ozračje. Morda tak dogodek pojasnjuje segrevanje, ki se je zgodilo v pleocenu. V tistem času relativno kratek čas Znanstveniki ocenjujejo, da je bilo v ozračje izpuščenih približno 1000 gigaton ogljika. Presežek ogljika, ki je nato vstopil v ozračje, se je v njem zadrževal približno 140 tisoč let, dokler ga ni absorbirala oceanska voda in je šel za izgradnjo oklepov številnih morskih živali, nato pa je postal del pridnenih apnenčastih usedlin.

V zadnjih 1000 letih je človeštvo s pomočjo svojih peči in motorjev v plinski ovoj Zemlje spustilo bistveno več ogljika – od 2000 do 4000 gigatonov. (Številke za pleocen sta pridobila Richard Norris z Oceanografskega inštituta in Ursula Rohl z Univerze v Bremnu z uporabo jeder, zbranih v zahodnem Atlantiku blizu Floride.)

Toda sprožilec za sprožitev katastrofe v našem času so lahko po mnenju enega od zaposlenih na Univerzi v Oxfordu naravne nesreče: močan potres ali vulkanske eksplozije, zaradi katerih se bo pritisk zmanjšal (postal bo manjši od 50 atmosfer) in temperatura se bo dvignila na območju oceana, ki vsebuje metan hidrat Raziskovalci domnevajo, da je pod plastjo metanskega ledu - njegova debelina včasih doseže več sto metrov - čisti metan. Tresenje Zemljine notranjosti lahko sprosti ta zaprti plin navzgor skozi razpoke v plasti ledu.

JE BERMUDSKI TRIKOTNIK PAST ZA METAN HIDRAT?

Po mnenju nekaterih raziskovalcev obstajajo kraji v Svetovnem oceanu, kjer se občasno sprošča metan. Ali ni s tem povezana ta ali ona katastrofa v tistih krajih?

Petega decembra 1945 je pet ameriških torpednih bombnikov opravilo vadbeni let. S floridskih letališč so vzleteli proti Bahamom. Pol ure pred načrtovanim pristankom je poveljniška točka prejela radiogram: poveljnik eskadrilje je poročal o nerazumljivem obnašanju kompasa in skrivnostnih sijih v ozračju. In potem je bila radijska zveza prekinjena. Šesto letalo je bilo poslano iskat eskadriljo, a je tudi to izginilo. Niti avtomobilov niti ljudi niso nikoli našli.

O razlogih za izginotje letal in nato ladij ob obali Floride se je pojavilo veliko fantastičnih razlag. Med tistimi, ki so iskali pravi vzrok skrivnostnih katastrof, je bil geokemik Richard McIver. Meni, da je prišlo do premika metanskega ledu, ki pokriva dno v trikotniku Floride, Portorika in Bermudov, in plin, ki je bil prej zaprt s plastjo metanskega ledu, se je sprostil in ogromen mehur je poletel skozi vodo v ozračje. . Letala, ki jih je ujel ta potok, so strmoglavila v morje.

Nekaj ​​dokazov o možnosti takšne katastrofe je prišlo z vrtanjem v zahodnem Atlantiku. V dvignjenem jedru je za plastjo, kjer so še prisotni mikroorganizmi, dvajsetcentimetrska plast mulja. Skupina znanstvenikov z Univerze v New Jerseyju se je po pregledu prepričala, da ta mulj, kot so pričakovali, vsebuje metanski led. Velik val, kot je cunami, bi lahko povzročil propad njegovega podvodnega pobočja.

Razmere ob obali Floride namreč ne izključujejo možnosti premikanja metanskih ledenih polj. Ko se taka plast začne premikati, domnevajo znanstveniki, se plin izpod plasti ledu, ki leži na njej, lahko sprosti in se dvigne na gladino oceana v obliki velikanskih mehurčkov. Če ladja ali letalo zaideta v tak mehurček, bosta izgubila dvig, bo takoj šel pod vodo.

To je teoretično mogoče, se strinja ameriški raziskovalec William Dillon, vodja raziskav plinskih hidratov pri Ameriškem geološkem zavodu. Toda po njegovem mnenju ni podatkov, ki bi nakazovali, da ladje v Bermudskem trikotniku umirajo pogosteje kot na drugih mestih v oceanu.

Drugačno stališče zavzema Thomas Gold, geolog z univerze Cornell. Prepričan je, da so emisije plinov z oceanskega dna odgovorne za najmanj štiri velike letalske nesreče ob severnoameriških obalah. Te nesreče so se zgodile pred kratkim in verjetno se jih marsikdo spomni. Zadnja je bila strmoglavljenje v morje po izstrelitvi letala Egupt Air-990 oktobra 1999. Po mnenju strokovnjaka ni "normalne" razlage za tragedijo. Kot v vseh štirih primerih je moralo biti vzrok za strmoglavljenje nekaj nenadnega, zaradi česar piloti niso mogli radijsko sporočiti nobenih podrobnosti o nastalih težavah. Čeprav so razlage T. Golda naletele na ugovore, njegovo hipotezo podpirata še dve dejstvi: pred padcem dveh velikih strojev so bili v zraku vidni plinski plameni in ognjene krogle. Mogoče je iz vode uhajal metan? Gold nakazuje, da je bil razlog za to rahel potres v obalnem pasu dna.

Nekateri znanstveniki so skeptični glede hipoteze, da lahko prosti metan prebije debelo plast metanovega ledu. Vendar pa obstajajo dokazi, ki potrjujejo izpust metana na površino oceana, čeprav ne v tako velikih količinah.

Nemška ekspedicijska ladja Polar Star je obiskala Arktično morje Laptev in ob obali Pakistana - v vodnih območjih, kjer so koncentrirane obilne kopičenja metan hidrata. Na dnu je našel kraterja s premerom 20 in 30 metrov. Te vdolbine so po mnenju raziskovalcev sledi eksplozije plina. Leta 1997 se je ruska raziskovalna ladja Sergej Vavilov ob obali Nove Zemlje znašla na območju, kjer so se iz morja sproščali intenzivni plini. Lani so nemški in ameriški raziskovalci prvič opazili mehurčke metana, ki so pokali iz vode. Bilo je v Tihem oceanu ob obali Oregona. Ko se je raziskovalna ladja Alvin potopila, so znanstveniki na dnu najprej videli luknje, iz katerih so plavali plinski mehurčki. Po njihovi domnevi so prišli iz akumulacij pod plastmi metan hidrata (njegova debelina je tukaj 140 metrov - po seizmičnih meritvah). Znanstveniki verjamejo, da metan hitro prebija plast metanohidrata: če bi pronical počasi, bi se zataknil v tej plasti in zmrznil.

PRVI POSKUSI “KROTENJA” METAN HIDRATA

Ne še popoln opis vse zaloge metan hidrata, a že z grobimi ocenami tega, kar je narava nakopičila ob oceanskih obalah, znanstveniki ocenjujejo njegov energijski ekvivalent kot največjo energijsko zalogo, ki je na voljo človeštvu, če mislimo na fosilna goriva. Samo metan hidrat vsebuje več ogljika kot običajni premog, šota, skrilavec in nafta skupaj (vendar ta spojina vsebuje tudi vodik, najdragocenejši nosilec energije). Z gotovostjo lahko domnevamo, da bo ta vrsta goriva trajala človeštvu več tisočletij. Vprašanje: kako priti do njega?

Marca 1998 je kanadsko-japonska geološka ekspedicija v severozahodni Kanadi izvedla poskusno vrtanje v delti reke MacKenzie. Na globini 900 metrov je vrtalnik naletel na metan hidrat. Jedro krhkega ledu je bilo izvlečeno na površje siva, prepreden z muljem. Ko so znanstveniki dali kos jedra v posodo z vodo, se je začelo hitro, vrelo podobno sproščanje plina iz ledenega ujetništva. Toda ta energija je zelo majhna v primerjavi s tisto, ki jo dobimo s kemijsko interakcijo metana s kisikom, torej pri zgorevanju.

Danes ni dobro delujoče industrijske tehnologije za proizvodnjo novega goriva. Izražena je bila na primer zamisel, da je treba med rudarjenjem nad plastjo te snovi zagotoviti streho ali nadstrešek, tako da se nenamerno zvišanje temperature ali delovanje kemične snovi ni izpustil plina izpod ledene plasti. Tudi vrtanje v metanski led je tvegana operacija: lahko zmanjša pritisk in s tem povzroči nestabilnost. Začetni podatki, kot je koncentracija metan hidrata v pridnenih usedlinah, so še nejasni. Ker ostane stabilen le pri visokih tlakih, na krov nikoli ni bilo mogoče dvigniti dovolj velikega bloka konglomerata.

Združene države naj bi do leta 2020 povečale porabo energije za 30 odstotkov. Pripravljeni so na uporabo metan hidrata: državni kongres je namenil 42 milijonov dolarjev za razvoj programa za vključitev novega goriva v energetsko bilanco države.

Japonska je še posebej zainteresirana za razvoj proizvodnje metan hidrata - država brez naftnih polj, vendar z ogromnimi zalogami metana, ki so skrite v oceanu - v in pod ledom. Japonci si prizadevajo za razvoj komercialnega in industrijskega rudarjenja. Vrtanje, opravljeno na kanadski Arktiki, v delti reke MacKenzie, v pogojih permafrosta, je pokazalo, da so bile ledene pore v jedrih 80 odstotkov napolnjene s plinom. Japonci selijo svoje vrtalne ploščadi proti Tihemu oceanu, preizkušajo se različne tehnologije. O rezultatih njihovega eksperimentalnega dela pa še ni nič znanega.

Geolog Scott Dallimore meni, da je vrtanje v Sibiriji in na Aljaski pokazalo koncentracijo plina v porah ledu od 50 do 80 odstotkov. Nahajališča na morju so večja, vendar je tam stopnja polnjenja s plinom približno 20 odstotkov. V Rusiji, v Sibiriji, je Messoyakskoye polje, plinsko polje, ki se nahaja v permafrostu, edino mesto na svetu, kjer se redni zemeljski plin proizvaja iz metan hidrata. To je precej močno nahajališče, ki deluje že vrsto let. Od njega je speljan plinovod do Norilska, velikega porabnika energije.

Za razliko od permafrosta so oceanske rezerve, kot smo že omenili, sestavljene iz dveh delov: metanskega ledu, katerega plast lahko presega več sto metrov, in plinskega mehurčka, ki ga ta plast drži. Zdaj se išče industrijska tehnologija, ki bi omogočila izredno previdno pridobivanje plina in preprečila njegovo uhajanje v ozračje: metan in ogljikov dioksid sta odgovorna za učinek tople grede - njegov vpliv na Zadnja letačutili smo vse. Če poleg CO2 v atmosfero uhajajo tudi velike mase metana, potem lahko njegova naraščajoča temperatura oživi razmere, v katerih se je naš planet znašel pred 55 milijoni let, o čemer smo govorili na začetku članka.

Tudi običajno zgorevanje na novo izkopanih velikanskih količin metana ni primerno – dobili bomo velike količineše vedno isti CO2, toplogredni plin, torej se bo v tem primeru ozračje začelo bolj energično segrevati. Narava je za človeka pripravila velikodušno darilo, toda znanstveniki in inženirji bodo morali napenjati možgane, preden bodo lahko izkoristili njeno milost.

Leta 2010 so ameriški naftni delavci naleteli na neželeno tvorbo plinskih hidratov, ko so odpravljali naftni preboj po smrti platforme Deepwater Horizon v Mehiškem zalivu. Nato so za nadzor iztekajoče nafte zgradili posebno škatlo, ki so jo nameravali postaviti nad ustjem zasilne vrtine. Toda olje se je izkazalo za zelo gazirano in metan je začel tvoriti celotne ledene usedline plinskih hidratov na stenah škatle. So približno 10 % lažji od vode in ko je količina plinskih hidratov postala dovolj velika, jih preprosto začel dvigovati škatlo, kar so na splošno strokovnjaki napovedali vnaprej.

Zato poročila japonskih geologov zelo previdno govorijo o možnostih razvoja metan hidratov - navsezadnje je katastrofa vrtalne ploščadi Deepwater Horizon po mnenju številnih znanstvenikov, vključno s profesorjem kalifornijske univerze Berkeley Robertom Beejem, je bila posledica eksplozija velikanskega mehurčka metana, ki je nastal iz usedlin hidratov na dnu, ki so jih motili vrtalniki.

Toda ne glede na to, kako se ta primer zdaj konča za japonske plinske delavce, kaže na en pomemben trend - plin je tisti, ki se samozavestno pojavlja kot glavni energetski vir 21. stoletja. Stava na plin je povsem upravičena, saj je metana na Zemlji veliko. Globalne zaloge metana na klasičnih poljih ob koncu prejšnjega desetletja bili približno 179 bilijonov kubičnih metrov, pri čemer Rusija predstavlja skoraj 48 bilijonov. Drugo in tretje mesto si delita Iran in Katar - vsak imata približno 26 bilijonov kubičnih metrov. Četrto in peto mesto pa si delita Savdska Arabija in ZDA, vsaka imata približno 7 bilijonov kubičnih metrov plina, kar ustreza potencialnim zalogam japonske police.

Če upoštevamo tako imenovani plin iz skrilavca (to je isti metan, le iz nahajališč druge vrste), potem ZDA računajo na 30 bilijonov kubičnih metrov tehnično izkoristljivih zalog, Kitajska jih ima lahko 45 bilijonov, Argentina, zapiranje prvih treh, - 27 trilijonov. Svetovne zaloge plina iz skrilavca se ocenjujejo ameriški strokovnjaki na 236 bilijonov kubičnih metrov.

Toda vsa ta bogastva zbledijo v primerjavi z morskimi ali, kot jih tudi imenujejo, vodnimi nahajališči plinskih hidratov. Skupna prostornina metana v njih se ocenjuje 20 tisoč bilijonov kubičnih metrov! To so gromozanske zaloge, so neizmerno večje od zalog plina iz skrilavca in plina na klasičnih nahajališčih. Lahko rečemo, da bodo te rezerve zadostovale za več stoletij najbolj neusmiljenega izkoriščanja. Treba je spomniti, da se ta polja nahajajo v pasu ne le Japonske, ampak tudi Rusije (zlasti v Ohotskem morju), pa tudi Ukrajine in Gruzije.

Če bo človeštvu uspelo rešiti vprašanje varne proizvodnje in skladiščenja plina v obliki plinskega hidrata, bi to lahko odprlo ogromne možnosti za njegovo uporabo, na primer kot avtomobilsko gorivo. To pomeni, da se bliža čas nove, na plinasta goriva usmerjene prometne infrastrukture.

Kot Cato, ki je vsak svoj govor končal v senatu Stari Rim zahteva uničenje Kartagine, zato želi avtor teh vrstic ponovno apelirati na ruske investitorje - prišel je čas za ustvarjanje novih motorjev in najverjetneje sistemov za gorivo, ki bi delovali na zemeljski plin - metan, kajti to je prihodnost. Japonski uspeh je še en zvonec, ki napoveduje začetek novega obdobja.