|
Hydraty gazu paliwem XXI wieku!... Hydraty metanu stanowią dziś wielokrotnie większe źródło pierwiastkowego węgla, niż światowe zasoby ropy, gazu ziemnego oraz węgli kamiennych i brunatnych - potraktowanych wspólnie. Tymczasem w ostatnich latach światowe zużycie energii zwiększyło się aż sześciokrotnie - i to przy nadal wzrastającej tendencji. Z tych względów hydraty te są obiektem intensywnych badań przez wszystkie wysoko rozwinięte kraje. Hydraty metanu
Hydraty metanu są po prostu gazem zmrożonym wspólnie z wodą. Cząsteczki
wody tworzą strukturę klatkową, w której zostają uwięzione molekuły gazu.
Dotyczy to nie tylko metanu, ale również dwutlenku węgla i siarkowodoru. To właśnie
tą technologią naukowcy zamierzają na dnach mórz oraz oceanów magazynować
dwutlenek węgla ze spalania nieodnawialnych nośników energii.
Wytworzone układy wody i gazu są stabilne w niskich temperaturach i pod ciśnieniem
- a optymalnymi parametrami ich trwałego istnienia to 5 st. C i 50 barów, co
odpowiada głębokości 500 metrów w morzach oraz oceanach.
Metan w morzach i oceanach pochodzi z bakteryjnego, beztlenowego rozkładu
substancji organicznych, pochodzących ze świata zwierzęcego oraz roślinnego.
Morskie i oceaniczne brzegi kontynentów są obszarami wysokiej produktywności
planktonu wraz z tworzeniem siÄ™ warstw osadowych.
Wszystko to powstaje nie tylko na stromych brzegach kontynentów, przy których
oceany osiągają głębokości nawet 3000 metrów, ale również w Morzu
Czarnym, Morzu Kaspijskim, Morzu Śródziemnym, a nawet w Jeziorze Bajkał.
Omawiane układy hydratów metanu występują również w stałych zmarzlinach
gruntu na Syberii oraz Kanady.
Jeżeli hydraty metanu - wyglądem podobne do śniegu - oddziałują na skały
osadowe jak cement, to dzięki temu tworzą się ich ogromne nawisy na stromych
zboczach kontynentów i podmorskich skał.
Wyzwalanie siÄ™ tsunami
Jeżeli w takich warunkach dojdzie do przypadkowego, lokalnego nagrzania się
oceanu, czy morza, to z hydratów zacznie wydzielać się intensywnie metan, a w
skałach osadowych tworzyć się zaczynają szybko dziury, jak w szwajcarskim
serze. Zwiększające się objętości wyzwalającego się z hydratów gazu,
wywierają w tworzących się dziurach rosnące ciśnienie na skały osadowe, które
doprowadza szybko do katastrofy obrywania się ogromnego nawisu skał osadowych
z hydratami z podmorskiego stromego pobocza, wywołując tsunami (ogromną falę
morskÄ…).
Tego typu katastrofa wydarzyła się około 8000 lat temu między Islandią, a
Norwegią. Obsunięcie się warstwy osadowej z hydratami metanu nastąpiło wzdłuż
podmorskiej, pionowej skały na długości około 300 km, a objętość obsuniętych
osadów wynosiła prawdopodobnie aż 3000 km sześc. - co wywołało tsunami,
którego skutki są do dziś widoczne na obrzeżach północnej Anglii (G.
Bohrman; "Naturschutzblätter - Umwelt, Klima, Energie, Technologie" 26,
3, 2005 r.).
Destabilizację nawisów hydratów metanu warstw osadowych na ścianach zboczy
oraz stoków podmorskich mogą również wywołać zlodowaciałe robaki (Hesiocaeca
methanicola). One bowiem żywią się bakteriami, które żyją na powierzchni
hydratów metanu (patrz rys. 1). W bezpośrednim otoczeniu tych robaków
dochodzi do: wydzielania się gazowego metanu, a przez to wzrostu ciśnienia w
porach skał osadowych oraz do tego wszystkiego, co opisano wcześniej o tsunami.
Oczywiście niewielkie, powolne wydzielanie się metanu z jego hydratów nie
jest groźne. Obecny w wodzie morskiej tlen przemienia go na drodze biologicznej
w dwutlenek węgla i w wodę. Przy większych jednak masach wydzielającego się
do atmosfery metanu - a nawet przy wypływie jego hydratów na powierzchnię mórz
i oceanów - występują już skutki klimatyczne, powodowane gazem
cieplarnianym. Na rysunku 2 ilustruje się spalanie metanu z hydratów, pływających
na wodzie. Rysunek 3 natomiast ilustruje śnieżno-białe hydraty metanu z
zanieczyszczeniem czarnego osadu skalnego.
Metan z hydratów
Badania nad techniką wydobywania metanu bezpośrednio z jego hydratów w
morzach i oceanach obejmują wariantowe rozwiązania instalacyjne. Obecnie zachęcające
wyniki prezentujÄ… naukowcy z Instytutu Frauenhofera Uniwersytetu w Dortmundzie.
Stosują oni dwie współśrodkowe rury. Wewnętrzną przepływa (pompuje się)
ciepła woda morska, a przestrzenią pomiędzy rurami płyną rozkładające się
hydraty z bąbelkującym gazem. Niektóre elementy techniczno-procesowe tej
technologii wydobywania metanu z jego hydratów są podobne do stosowanych na
platformach wydobywania ropy spod dna morskiego (Ch. Beckervordersandforth;
Naturschutzblätter - Umwelt, Klima, Energie, Technologie" 27, 3, 2005 r.).
Nasz kraj - mający pokaźne zasoby węgli kamiennego i brunatnego - nie będzie
w bieżącym stuleciu zainteresowany pozyskiwaniem metanu z jego morskich hydratów,
ale po tym czasie nie będzie już gazu ziemnego na naszej planecie i wtedy będziemy
importować metan z hydratów, tak jak Niemcy oraz wiele innych krajów.
Dokończenie znajdziesz w wydaniu papierowym. Zamów prenumeratę miesięcznika
ENERGIA GIGAWAT w cenie 108 zł za cały rok, 54 zł - za pół roku lub 27 zł
- za kwartał.
Autor: prof. zw. dr hab. WÅ‚odzimierz Kotowski
źródło: cire.pl
Promocje:
|
|
