Газовые гидраты – топливо будущего?
Julkaistu: 21.11.2012
Газовые гидраты – топливо будущего?
Сланцевый газ – капля в море ресурсов нетрадиционного газа
Еще не так давно можно было услышать, что промышленная добыча сланцевого газа – это фантастика. Однако современные технологии и рост спроса на топливо превратили фантастику в реальность менее чем за 10 лет. Со временем традиционные источники углеводородов становятся неспособными обеспечить растущую экономику и население, поэтому будущее за нетрадиционными ресурсами газа. Но по оценкам ученых, сланцевый газ – это лишь капля в море нетрадиционных ресурсов природного газа. Если внимательно посмотреть на оценку мировых запасов газа из нетрадиционных источников, можно увидеть, что огромные запасы природного газа существуют на земле в виде газовых гидратов. По различным оценкам, запасы углеводородов в этих соединениях составляют от 1.8•1014 до 7.6•1018 м³, что гораздо больше традиционных запасов газа.
По оценкам «ВНИИГАЗ»
Горящий лед – такое возможно?
Внешне гидраты напоминают лед или рыхлый снег, однако ведут себя совсем по-другому. Если поднести к гидрату спичку, он будет гореть, так как внутри кристаллической ячейки из молекул воды содержится метан. Газовые гидраты существуют при низкой температуре и высоком давлении, поэтому большая их часть сосредоточена на дне морей и океанов. По некоторым подсчётам, только в Черном море запасы гидратного газа достигают 30 триллионов кубометров. Благодаря компактной структуре гидраты содержат большое количество метана: в одном кубометре природного гидрата содержится до 180 м3 газа и 0,78 м3 воды. При относительно небольших изменениях термобарических условий (температуры и давления) газовые гидраты разлагаются на воду и газ, что позволяет организовать коммерческую добычу газа. Однако многим специалистам гидраты известны не как перспективный источник топлива, а как причина технологических осложнений при добыче и транспорте природного газа из-за их способности создавать пробки в трубопроводах и НКТ. В середине прошлого века гидраты были частой причиной аварий на трубопроводах. И до сих пор везде, где в контакте находятся природный газ и вода, у добывающих компаний есть повод для беспокойства. Наиболее распространенными способами борьбы с гидратами в данном случае является удаление влаги, поддержание высокой температуры или введение специальных добавок, предотвращающих гидратообразование.
«Газогидратная» революция сменит «сланцевую»?
Однако в последние годы для многих стран-импортеров газа гидраты из технологического препятствия постепенно переходят в перспективный ресурс энергии. Исследованиями газовых гидратов наиболее активно занимаются в Японии, США, Китае, Канаде, Индии, Великобритании и России. Японская корпорация JOGMEC претендует на роль пионера «газогидратной» революции. В настоящие время JOGMEC ведет экспериментальную добычу газогидратов в Японском море, близ города Нагоя. Исследователи утверждают, что у берегов в средней части страны в районе Нанкайского прогиба находится порядка 1,1 трлн. м3 газа в форме гидратов. В случае успеха промышленное освоение месторождений газовых гидратов планируется начать к 2018 году. Можно предположить, что в 2018 году добыча газовых гидратов может сыграть роль «game changer’а» в тихоокеанском регионе и поставить под угрозу эффективность Восточной газовой программы и работы СПГ завода во Владивостоке. Отметим, что подобные эксперименты по добыче газа из газогидратов также проводятся американскими и канадскими учеными на месторождении Малик (дельта реки Маккензи, Канада). Конечно, с уверенностью говорить о промышленной рентабельной добыче газогидратов пока рано, но все-таки стоит «держать руку на пульсе событий», чтобы не прозевать очередную революцию.
Впрочем, революции может и не быть вовсе. Некоторые специалисты полагают, что газовые гидраты могут быть рассеяны в осадочных породах, а не сконцентрированы в виде крупных скоплений. В этом случае добывать их будет очень сложно и небезопасно для окружающей среды. Если говорить о методах добычи, на данный момент все они остаются слабоизученными. В качестве основных методов рассматриваются: понижение давления ниже равновесного давления (разгерметизации), нагрев гидратосодержащих пород выше равновесной температуры или их комбинация; акустическое или электромагнитное воздействие, а также закачка специальных ингибиторов гидратообразования. Японский консорциум MH21 признал наиболее эффективным первый из упомянутых методов добычи, и именно он сейчас используется в первых экспериментах.
Газовые гидраты – альтернатива СПГ?
Группа британских ученых под руководством Эндрю Купера (Andrew Cooper) рассматривает газовые гидраты как возможную альтернативу сжиженному природному газу в качестве удобного вещества для хранения и транспортировки газа в больших количествах. Ученые предлагают использовать «сухую воду» для эффективной трансформации газа в газогидрат. Однако эта технология, как и технология получения газогидратов путем постоянного перемешивания газа с водой под очень высоким давлением, пока остается достаточно дорогой, что не позволяет вывести ее на коммерческий рынок.
К сожалению, транспортировка газа в виде газогидратов, кроме дороговизны, имеет еще целый ряд недостатков. Например, из-за чувствительности газогидратов к изменению температуры и давлению нельзя исключить детонацию гидратов даже при незначительных сотрясениях. Поэтому широкое распространение газогидратов в качестве вещества для хранения метана в ближайшем будущем маловероятно.
Есть ли перспективы у газогидратов в России?
Россия, значительная часть территории которой находится в зоне вечной мерзлоты, обладает благоприятными условиями для формирования и сохранения значительных ресурсов газогидратов. Континентальные ресурсы газогидратного газа в России, по оценке «ВНИИГАЗ», составляют около 400 трлн. м3 и сосредоточены в пределах нефтегазоносных провинций Восточной Сибири, Тимано-Печорской и Западно-Сибирской провинций. Также уже несколько лет изучается газогидратная природа Восточно-Мессояхского месторождения в Западной Сибири. Морские направления поиска газовых гидратов в России сосредоточены в Охотском, Беринговом, Черном морях и на озере Байкал. Промышленное освоение газогидратных источников на текущий момент выглядит маловероятно из-за отсутствия рентабельности и наличия крупных запасов традиционного газа. Самыми большими перспективами обладают материковые районы добычи газогидратов, так как в них уже существует налаженная инфраструктура добычи и транспортировки газа. Таким образом, газовые гидраты пока стоит отнести к возможному топливу будущего, его промышленная разработка в России возможна не ранее чем через 10-15 лет. Однако не стоит недооценивать возможное развитие технологий добычи газогидратов в странах-импортерах газа, которое может полностью перерисовать энергетическую картину мира.
Send message