Čína se stala první zemí na světě, která zahájila offshore produkci hydrátu zemního plynu, který je považován za nový zdroj energie a nakonec se bude moci stát důstojným konkurentem ropy a zemního plynu.
Navzdory tomu, že náklady na výrobu nového paliva jsou stále poměrně vysoké, není pochyb o tom, že jsme svědky dalšího kola energetické diverzifikace, která se stejně jako břidlicová ropa a plyn brzy projeví.
Co je hydrát plynu?
Jedná se o krystalickou sloučeninu, která vzniká z vody a plynu při požadované teplotě a tlaku. Vypadá to jako obyčejný led. Na dotek – hladká a studená. Bez zápachu. Hoří žlutomodrým plamenem.
Jeden metr krychlový hydrátu plynu obsahuje mnohem více energie než metr krychlový zemního plynu. Jeden krychlový metr „hořlavého ledu“ se rovná 164 krychlovým metrům zemního plynu v plynném stavu.
Automobil ujede na 1 litr hydrátu plynu asi 500 kilometrů, zatímco automobil na 1 litr zemního plynu ujede pouze 3 kilometry.
Nevyčerpatelné úložiště energie
Výsledky geologických studií naznačují, že světové zásoby hydrátů plynu se pohybují od 12 do 20 tisíc gigatun. Předpokládané zásoby uhlovodíků se mohou v budoucnu zvýšit, protože nebyly prozkoumány všechny oblasti potenciálně bohaté na „hořlavý led“.
Leží zde velké zásoby hydrátu zemního plynu mořské hlubiny od 500 do 2500 metrů. Mnoho „hořlavého ledu“ se také nachází v arktických hlubinách.
Podle geologů zásoby hydrátů plynu převyšují objemem všechny známé zdroje energie na planetě. Stále neexistuje úplný obrázek o tom, kolik hydrátu zemního plynu je obsaženo v útrobách Země, ale i na základě konzervativních odhadů můžeme s jistotou říci, že se jedná o největší energetickou rezervu na světě. tento moment lidstvu přístupný.
Energetický potenciál hydrátu metanu je větší než potenciál ropy, uhlí, břidlice a rašeliny dohromady. Pokud se najdou přijatelné technologie pro levnou a ekologickou výrobu, mělo by toto palivo vydržet mnoho staletí.
Podle geologů v arktických zeměpisných šířkách Sibiře a Severní Amerika V hydrátových ložiskách se koncentrace plynu pohybuje od 60 do 80 %, což je mnohem více než na pobřežních polích, kde náplň plynu obvykle nepřesahuje 20 %. Mořská ložiska jsou přitom mnohem větší než arktická kontinentální ložiska.
Ložiska hydrátů plynu již byla objevena u pobřeží USA, Kanady, Mexika, Japonska, Jižní Koreje, Indie, Číny, ve Středozemním, Černém, Kaspickém a Jihočínském moři. V šelfové zóně u Ukrajiny jsou také zásoby hydrátu metanu.
Geologové naznačují, že ložiska hydrátu zemního plynu se nacházejí na významném místě velké plochy než ty již známé.
Otázka zůstává nevyřešena: jak snížit náklady na výrobu a jak tyto zdroje využít, aniž by byla narušena ekologická rovnováha v životním prostředí?
Závod o „hořlavý led“ začal
Mnoho rozvinutých zemí již vážně uvažuje o hydrátu zemního plynu jako o velmi perspektivní oblasti pro energetiku v blízké budoucnosti.
První průmyslová výroba metanu z hydrátů byla založena na Sibiři. Na ložisku plynu Messoyakovsky v Rusku se zemní plyn vyrábí z hydrátu metanu již mnoho let. Z pole je položeno plynovod do Norilsku.
Přes vedoucí postavení ve výrobě uhlovodíků z břidlicových hornin mají Spojené státy vážný zájem o výrobu hydrátů plynů. Kongres vyčlenil prvních 50 milionů dolarů na vývoj programu začlenění nových paliv do energetického mixu země. Podle amerických expertů se energetická potřeba země v příštích pěti letech zvýší o 30 %, takže jakékoli nové možnosti získávání paliva budou velmi užitečné.
Japonci aktivně vyvíjejí nový typ paliva. V Japonsku není ropa a plyn, celý objem se musí dovážet, ale tato země ano velké rezervy metanu, který je na mořském dně. Japonci si dali za cíl dosáhnout úrovně komerční, průmyslové výroby hydrátu plynu, získat nový, téměř nevyčerpatelný zdroj energie. Aby Japonsko dosáhlo kýženého výsledku co nejrychleji, vyvíjí současně výrobní technologie jak z mořského dna, tak i v arktických zeměpisných šířkách.
Zkušební vrty v kanadské Arktidě ukázaly, že vytěžený led byl z 80 % naplněn plynem. Zahájení plného rozvoje pole, které se nachází 70 kilometrů od japonského pobřeží, je plánováno na rok 2018.
Podle JOGMEC může Japonsko se stávajícími zásobami hydrátu metanu na šelfu země pokrýt svou potřebu zemního plynu na 100 let do budoucna.
Číňané také oznámili svůj úspěch při vstupu do průmyslové výroby hydrátů. Čína byla první, která dokázala zvednout „hořlavý led“ z mořského dna. Záloha se nachází ve spodní části Jihočínské moře 285 kilometrů od Hong Kongu. Od května letošního roku se z pole vyrobí 16 tisíc metrů krychlových zemního plynu z hydrátů denně.
Kanada, která má velké zásoby energetických zdrojů, také pracuje na vývoji průmyslové technologie pro těžbu hydrátu metanu, a to jak samostatně, tak společně s Japonci.
K těžbě „hořlavého ledu“ jsou zapotřebí nové technologie
Ani jedné zemi na světě se zatím nepodařilo dosáhnout dobře fungující průmyslové technologie pro výrobu nového paliva. Obtížnost při získávání hydrátu plynu spočívá v tom, že podle výzkumníků jsou pod vrstvou metanového ledu obrovské plynové bubliny.
Odtlakování takové bubliny a uvolnění velkého objemu metanu do atmosféry může vést k ekologická katastrofa velkém měřítku. Proto se hledá technologie, která umožní vyrábět plyn, aniž by dovolila jeho úniku do atmosféry.
Je jen otázkou času, kdy technologie dosáhne komerční úrovně. Zpočátku ropa a plyn z břidlicových hornin také nemohly konkurovat tradiční produkci kvůli jejich vysoké ceně.
Za dvě desetiletí ale Američané pokročili natolik, že náklady na produkci břidlic klesly na tradiční úroveň. To umožnilo, aby se břidlicové uhlovodíky staly úspěšným konkurentem na globálním energetickém trhu.
Vznik hydrátu plynu naznačuje jeden důležitý trend – plyn se stává nejdůležitějším energetickým zdrojem. Za prvé proto, že je toho hodně. Zásoby hydrátu metanu převyšují stávající objemy tradičního a břidlicového plynu 50krát, což stačí na více než jedno století aktivní těžby.
V budoucnu metan nahradí tradiční ropné produkty a nyní nadešel čas vytvořit nové motory a zařízení, které budou poháněny metanem. Úspěchy japonských a čínských geologů mohou signalizovat blížící se příchod nové energetické éry.
Sergej Savenko
Čínští ropní pracovníci jako první na světě vytěžili „hořlavý led“ – hydrát zemního plynu – ze dna Jihočínského moře, uvedla China Central Television s odvoláním na ministerstvo půdy a zemědělství. přírodní zdrojeČína. Důležité je zde „ze dna“, protože plyn z „ledu“ se v SSSR těží od roku 1969. Číňané to tedy trochu přehánějí.
„Bude to stejně velká událost jako břidlicová revoluce, ke které došlo dříve ve Spojených státech. V důsledku toho se způsob využívání energie v budoucnu promění,“ řekl Li Jinfa, zástupce ředitele oddělení geologického výzkumu ministerstva. Poznamenal, že Čína dosáhla „bezprecedentního úspěchu“ ve vývoji teoretického rámce a technologií v tomto směru, v důsledku čehož země zaujala vedoucí postavení ve světě ve výrobě „hořlavého ledu“.
Vzorky byly získány z hloubky více než 1,2 kilometru; samotný 200metrový podvodní vrt se nacházel 285 kilometrů jihovýchodně od Hongkongu. Za pouhých osm dní práce bylo vytěženo 120 metrů krychlových „hořlavého ledu“ obsah metanu v něm je 99,5 procenta.
Jeden krychlový metr hydrátu odpovídá 164 krychlovým metrům zemního plynu v plynném stavu (auto ujede 300 kilometrů na 100 litrů plynu, zatímco 50 tisíc kilometrů na 100 litrů „hořlavého ledu“).
„Hořlavý led“ je hovorový název pro hydráty zemního plynu. Jedná se o krystalické sloučeniny vzniklé z vody a plynu při určitém tlaku a teplotě. Tyto hydráty vypadají jako led.
Čínští experti objevili ložisko hydrátů zemního plynu v Jihočínském moři v roce 2007. Brzy poté začala stavba těžební stanice. Nachází se v moři 320 kilometrů od Zhuhai v provincii Guangdong. Společnost zahájila činnost 28. března 2017.
První vzorky „hořlavého ledu“ byly získány z hloubky 1266 metrů 10. Od té doby zařízení v Jihočínském moři produkovalo v průměru 16 000 metrů krychlových zemního plynu z hydrátů každý den. Jak upřesňuje CCTV, podíl metanu v zemním plynu extrahovaném z hydrátů je 99,5 procenta.
Pravidelná produkce hydrátů zemního plynu se provádí od roku 1969 na nalezišti Messoyakha na Sibiři. Předpokládá se, že to bylo první pole, kde specialisté poprvé dokázali těžit zemní plyn z „hořlavého ledu“.
Od roku 2012 se Japonsko pokouší zavést výrobu hydrátů zemního plynu. Na začátku roku 2012 provedla Japan Oil, Gas and Metals National Corp zkušební vrtání vrtů 70 kilometrů jižně od poloostrova Atsumi. První zemní plyn z hydrátového pole byl vyroben v březnu 2013. Zahájení plného rozvoje oboru je plánováno na rok 2018. Společnost přitom nevyzvedla vzorky hydrátů z mořského dna, po odčerpání vody šly nahoru potrubím.
Japonci tento týden otevřeli novou frontu ve svém zoufalém boji za snížení globálních cen zemního plynu. Nyní ji jako první na světě vytěžili u svého pobřeží z podmořského ložiska naprosto fantastické věci – tzv. „hořlavý led“, metan hydratuje.
V zemi kvůli tomu vznikla zjevně předčasná euforie: jeden z členů parlamentu dokonce vášnivě volal po přemýšlení o vypracování budoucí strategie pro Japonsko jako novou zemi. hlavním vývozcem zemní plyn – druhý po Rusku na Dálném východě. Dovolte, abychom vám připomněli pro ty, kteří nevědí - nyní náš bohatý ostrovní soused Dálný východ Obecně neexistují prakticky žádné nerostné zdroje kromě nerentabilního uhlí. Ale, všechno je v pořádku.
Hydrát metanu je kombinací plynného metanu a vody, která se vyskytuje při velmi nízkých teplotách a pod vysokým tlakem. Navenek tato věc připomíná roztátý sypký sníh nebo chcete-li šerbet. Na planetě je spousta methhydrátu – v arktické tundře, na dně nebo pod dnem světových oceánů. Mimochodem, v Rusku jsou bohatá naleziště. Metan lze od sloučeniny oddělit vodou buď zvýšením teploty nebo snížením tlaku. To se ale snadno řekne – stejně jako v případě břidlicového plynu nebyly účinné technologie tohoto druhu již dlouho dostupné.
První průlom nastal v Kanadě: v letech 2007 a 2008 se tam vyráběl plyn z ložisek hydrátu metanu v tundře. Ale nápad byl zastaven - náklady na výrobu se ukázaly být neúměrně vysoké.
Japonci bez velkého povyku aktivně pracují na problému hydrátů metanu již od 80. let, kterých, jak se ukazuje, je v jejich zemi poměrně dost. Vyhlídka na ne-li soběstačnost v zemním plynu, tak alespoň na výrazné snížení úplné zotročující závislosti na jeho nákupech v zahraničí byla závratná. K dnešnímu dni již byla obecně prozkoumána ložiska sousedící s Japonskem v Okhotském moři, v Japonském moři a u tichomořského pobřeží země směrem k Americe. Odhaduje se, že tam je tolik zásob metanu, že při současné úrovni spotřeby zemního plynu mohou zcela pokrýt potřeby Japonska na 100 let. Sto let! Stručně řečeno, hra byla považována za hodnou svíčky, byly přiděleny vládní finanční prostředky a nejslibnější ložisko bylo uznáno jako 70 km od poloostrova Atsumi v centrální části tichomořského pobřeží hl. Japonský ostrov Honšú.
Ještě v únoru loňského roku tam unikátní výzkumná loď Chikyu (Země) vyvrtala čtyři testovací vrty. Hloubka oceánu v oblasti provozu je 1000 metrů. Vrty potvrdily přítomnost hydrátů metanu vhodných pro výrobu. Odhaduje se, že pole bude schopno plně pokrýt japonskou potřebu zemního plynu na 10–11 let.
Ve stejné oblasti Tikyu vyvrtal a vybavil vrt pro výrobu o hloubce 300 metrů. Minulé úterý tam bylo spuštěno zařízení a došlo k historické události – po čtyřech hodinách čekání se na hořáku poblíž paluby lodi rozhořel oranžový plamen – šlo o metan, který byl poprvé získán z podvodního „hořlavého ledu“ v historii.
Experiment bude pokračovat ještě dva týdny a poté Japonci na základě získaných dat začnou přemýšlet dál. Hlavním cílem je snížit náklady, protože výroba plynu z hydrátu metanu je extrémně nákladná. Se současnou technologií stojí více než třikrát tolik než zkapalněný zemní plyn, který Japonsko v současnosti dováží. Břidlicový plyn byl však svého času také považován za nerentabilní. Dokud se ve Spojených státech nenašly průlomové technologie, které způsobily revoluci na trhu.
Tokio také věří, že se mu podaří najít nové metody, jak dramaticky snížit náklady. Vláda si stanovila za cíl vyvinout komerčně proveditelné technologie pro těžbu ložisek hydrátu metanu do fiskálního roku 2018. Peníze na to vyčleněné z rozpočtu jsou celkem slušné.
Mimochodem, methhydráty se nyní začaly aktivně studovat Jižní Korea, která také postrádá přírodní zdroje. Čína tento týden zveřejnila zprávu, ve které ostře připomněla, že je na třetím místě v zásobách metanu a je v tomto ukazateli druhá za Ruskem a Kanadou. Během současného pětiletého plánu (2011-15) se plánuje zahájení výroby tohoto plynu ve dvou nalezištích v Číně. Do roku 2015 ji chtějí zvýšit na 30 miliard metrů krychlových ročně. Poté začne výroba na dalších pěti polích. Cíl není skrytý – snížit závislost Číny na zahraničních dodávkách zemního plynu.
Mimochodem, Peking už řadu let vede s Ruskem zdlouhavá, bolestivá jednání o ceně plynu, který chce Moskva skutečně do Číny. ČLR se nevzdává a věří, že čas a vývoj nových technologií budou muset ještě výrazně snížit.
S tím počítají i Japonci, největší světový odběratel zkapalněného zemního plynu. Mluvit o naprosté „nezávislosti na plynu“ na základě „hořícího ledu“ je samozřejmě stále utopií. Docela možné úspěchy ve vývoji technologií pro více či méně nákladově efektivní využití hydrátu metanu v kombinaci se zahájením nákupu levného břidlicového zkapalněného plynu v USA a Kanadě však umožní, jak Tokio věří, sebevědomě snížit ceny tradičního plynu. . Podle Japonců mohou v příštích letech snížit náklady na tento zdroj minimálně o patnáct procent. Prozatím - pouze díky faktoru amerického břidlicového plynu.
Pokud jde o Gazprom, Japonci jsou také připraveni nakupovat jeho produkty. Ceny však budou účinně snižovány všemi dostupnými prostředky. Nyní použijte americký břidlicový faktor a poté, pokud možno, „hořlavý led“. „Jak se ukazuje, zemního plynu je na světě hodně, trh je přeplněný. A to je třeba pochopit,“ řekl mi kdysi diplomat, který svého času vedl ruské oddělení japonského ministerstva zahraničí.
Jak víte, voda má poměrně složitou strukturu. Voda je univerzální rozpouštědlo, jedno ze dvou hlavních univerzálních rozpouštědel známých chemikům. Voda se může mísit s téměř jakoukoli látkou, zejména metanem. Když se metan rozpustí ve vodě, vytvoří se shluky, jejichž struktury jsou za běžné pokojové teploty a atmosférického tlaku kapalné, ale tyto shluky při teplotě řádově 4 °C a tlaku několika set atmosfér na rozdíl od vody ztuhnou a tvoří tzv. plynové hydráty. Hydráty se tvoří nejen s metanem, mohou se tvořit také s jinými uhlovodíkovými a neuhlovodíkovými plyny. To je poměrně častý jev.
Pokud jsou tyto plynové hydráty vystaveny podmínkám, kdy jsou stabilní, dochází k jejich akumulaci. Mnoho bakterií, které žijí v tloušťce mořská voda, uvolněte metan. Tento metan se váže na vodu a klesá ke dnu, protože hydráty plynu jsou těžší než voda. A na dně se hromadí usazeniny hydrátů plynů. Všechny hluboké oceánské příkopy obsahují tyto hydráty. V Rusku jsou na souši celá ložiska hydrátů plynu. Jedná se o plyny, které jsou smíšené s vodou a v pevném skupenství. Permafrost má za těchto podmínek teplotu 0 až -3 °C, hydráty mohou vznikat i při atmosférickém tlaku.
Zpráva, že Čína vytěžila „hořlavý led“ z mořského dna, nic neznamená, jde o prohlášení na úrovni, že Rusko je vlastí slonů. Může se jednat o vyjádření nekompetentní osoby na nepříliš známé téma, nebo vyjádření kompetentní osoby, která chce nekompetentní lidi oklamat. Nic nového neobjevili.
Existence hydrátů plynu na dně hlubokých oceánských příkopů je známá již více než půl století. V 70. letech bylo prokázáno, že takové hydráty existují i na souši, byly objeveny v zóně permafrostu v Jakutsku. Poté sovětští vědci dostali za objev diplom. Jak víte, získat patent na vynález není těžké, ale po celém světě se ročně vydá jen několik diplomů. Ale i tento objev je starý půl století. Pokud jde o hydráty plynů, které se nazývají „hořlavý led“, všichni o tom ví již dlouhou dobu. Japonsko se již několik desetiletí snaží zavést program na extrakci těchto plynných hydrátů ze dna proláklin. Technicky je to snadné a můžete vybagrovat tolik granulí, kolik chcete, ale faktem je, že když vystoupí na povrch, okamžitě se začnou rozpadat na vodu a metan, který uniká do atmosféry. Mimochodem, metan je v tomto smyslu nejsilnějším prostředkem pro zachování skleníkového efektu, předčí i oxid uhličitý. Jedná se o přímé poškození životního prostředí.
Pokud jde o použití hydrátů plynu jako paliva, je to technický problém, musíte jej nejprve vyzvednout na povrch a poté vytvořit podmínky, aby se hydrát nerozpadl. Je nutné zajistit nízké teploty, cca 4°C a tlak několik set atmosfér. V této formě se hydrát skladuje a v případě potřeby se dělí na vodu a plyn, načež se plyn používá jako palivo. To se ale ukazuje jako ekonomicky nerealizovatelné, protože tlak lze udržovat pouze spotřebou paliva. Výsledkem je, že utrácíte více, než dostáváte. Číňané se stejně jako Japonci snaží tento technický problém řešit, protože jejich energetická bilance je negativní, jsou nuceni dovážet další energii z jiných zemí, hlavně z Ruska.
Toto téma není příliš zajímavé a informačně dost objemné. V té či oné míře se toto téma řeší u nás a do jisté míry i v USA. To není žádná exotika, už vůbec ne objev nebo novinka. Ano, Číňané nainstalovali platformu, dostali se na úroveň semiindustriálního použití. Všechno je dobré, jedna věc je špatná - ekonomika toho technologický postup negativní. Zatím tam jde víc peněz, než se vrací. Hydráty plynů proto nelze považovat za konkurenty konvenčních typů nosičů energie. Pokud by to bylo možné, Japonci by se už dávno zbavili závislosti na plynu a přestali by být hlavním dovozcem plynu do světa.
Ze dna moře bylo možné extrahovat „hořlavý led“ - sloučeninu vody a plynu, která se vlivem vysokého tlaku a nízkých teplot stala krystalickou látkou.
Čína poprvé vytěžila „hořlavý led“ ze dna moře. Podle China Central Television byly vzorky získány z hloubky více než 1200 metrů z podvodního vrtu asi 300 kilometrů jihovýchodně od Hongkongu.
„Spalitelný led“ je kombinací vody a zemního plynu, která se vlivem vysokého tlaku a nízkých teplot proměnila v krystalickou látku. Jeden metr krychlový tohoto nosiče energie obsahuje ekvivalent 160 metrů krychlových zemního plynu. „Naše země zaujala vedoucí postavení ve výrobě hořlavého ledu. Bude to stejně velká událost jako břidlicová revoluce, ke které došlo dříve ve Spojených státech,“ uvedlo čínské ministerstvo půdy a přírodních zdrojů. Co je to "hořlavý led"? Proč dosud nedokázal nahradit zemní plyn?
„Možná je to metanové palivo budoucnosti. Ale v současnosti je to spíše z oblasti slibného vědeckého vývoje. Pokrok je samozřejmě docela dobrý rychlým tempem, ale na zemi je stále poměrně hodně zdrojů plynu, které lze těžit s mnohem nižšími náklady as menšími technologickými problémy. Jsou tu prostě zásoby tradičního plynu, pro který je potřeba vyvrtat studnu hlubokou jen tisíc metrů a bez speciálních technologických vychytávek jej dopravit téměř pod původním tlakem. Číňané zde proto stejně jako ostatní hledají příležitosti. Japonsko podniklo kroky, dokonce zahájilo pilotní výrobu z jedné ze speciálních výzkumných lodí. Ale takové PR launche o tom, že se tak stalo, se objevují pravidelně. Zatím jsme však neslyšeli zprávu o skutečném úspěchu.“
Kdy může začít průmyslová výroba „hořlavého ledu“?
„Otázka miliardy dolarů, protože to by byla opravdu další revoluce. Břidlicová revoluce. Ale břidlice byla také zkoumána po celá desetiletí, než bylo možné vybrat technologie, které se ukázaly jako nákladově efektivní. Hydráty plynů byly také studovány po celá desetiletí. Dosud nebylo možné, aby to bylo nákladově efektivní. Pokud to lze provést ve velkém měřítku, mohl by to být velmi velký posun, protože zdroje hydrátů plynu jsou velmi velké, mnohem větší než konvenční zdroje plynu a nekonvenční zdroje plynu. Ale prostě není čas na nějaké hodnocení, protože to opět dělá mnoho lidí a bylo tomu věnováno poměrně hodně úsilí. Existují vládní granty, pracují výzkumné týmy. Dosud to nebylo možné provést ve velkém měřítku a nákladově efektivním způsobem.“
Čína objevila ložiska „hořlavého ledu“ v Jihočínském moři v roce 2007, připomíná Shanghai Daily. Podle publikace byly první světové pokusy o extrakci tohoto nosiče energie provedeny v 60. letech 20. století. Čína zahájila relevantní výzkum teprve v roce 1998.
Podle publikací západních vědců byly na Sibiři objeveny známky přítomnosti velkých ložisek hořlavého ledu. V otevřených zdrojích nejsou žádné informace o tom, že by se je Rusko snažilo extrahovat.
