15 просмотров

Гидраты метана

Термин гидрат метана для большинства не знаком, но он набирает популярность в энергетическом секторе. В области исследований и разработок в области энергетики гидраты метана оцениваются как потенциальное топливо будущего. Некоторые считают, что метана в виде гидратов — метана, заключенного во льду, — достаточно, чтобы обеспечить энергию на сотни, а то и тысячи лет.

Топливом будущего может стать горящий лед
Считается, что гидраты метана, многообещающие ресурсы природного газа, находятся по всему миру в отложениях морского дна и вечной мерзлоте.

Лори Лэнгли, которая возглавляет программу ORNL по газовым гидратам для программы ископаемой энергии, считает, что ORNL может внести значительный вклад в исследовательскую программу Министерства энергетики и Конгресса. В прошлом месяце президент Клинтон подписал Закон об исследованиях и разработках гидрата метана, который разрешает выделить около 50 миллионов долларов в течение пяти лет на изучение природы, поведения и изобилия этого экологически чистого энергетического ресурса.

Объясняет Лэнгли: «Газовые гидраты представляют собой клатратные соединения. Клатрат — это просто структура, в которой молекулы воды при определенных условиях связываются, образуя подобную льду клетку, которая инкапсулирует молекулу газа, известную как молекула-гость. Когда этот гость — молекула метана, у вас есть гидрат метана.

Гидраты метана, образующиеся при низкой температуре и высоком давлении, обнаруживаются в отложениях морского дна и арктической вечной мерзлоте. Они могут быть рассеяны на глубине в несколько сотен метров и в различной концентрации. Газовые гидраты, оцениваемые исследователями ORNL, представляют собой гидраты метана и гидраты углекислого газа.

Статья в тему:  35 000 ученых говорят, что глобальное потепление — ерунда

Хотя в прошлом проводились некоторые исследования, мало что известно о местонахождении, образовании, разложении или фактическом количестве гидратов метана. Однако национальные и международные исследования и разведка за последние 20 лет, проведенные различными государственными и промышленными организациями, привели к общему согласию в отношении того, что гидраты метана следует рассматривать как потенциальный источник первичной энергии в будущем.

По словам Лэнгли, растущий спрос на природный газ указывает на потребность в этом ресурсе. «Соединенные Штаты потребляют около 21 триллиона кубических футов природного газа в год. Мы импортируем три процента этого. Ожидается, что к 2020 году спрос вырастет до 32 триллионов кубических футов.

Инфраструктура природного газа также растет. Большая часть промышленности уже перешла на природный газ. Коммунальные службы тоже идут по этому пути.

Программа исследований Министерства энергетики построена вокруг четырех основных элементов НИОКР: характеристика ресурсов, производство, глобальный углеродный цикл, а также безопасность и стабильность морского дна.

Оценки того, сколько энергии хранится в гидратах метана, варьируются от запаса на 350 лет до 3500 лет.

Характеристика ресурсов: это, по сути, базовое исследование для понимания того, как ведут себя гидраты метана, где и как они встречаются и какой энергетический потенциал они на самом деле представляют. Эта работа потребует обширного управления данными, компьютерного моделирования и лабораторных и полевых исследований.

Производство: Необходимо будет разработать методы сбора гидратов метана. Лэнгли подчеркнул, что методы добычи гидратов метана будут оценены и, вероятно, будут аналогичны методам добычи нефти и газа: сброс давления, термическая стимуляция или, возможно, закачка растворителя.

Статья в тему:  Как контролировать глобальное потепление сочинение

Глобальный углеродный цикл: поскольку метан является парниковым газом, понимание метана как основного газа или следового газа будет иметь важное значение в современных инициативах по изменению климата. Гидраты оцениваются как потенциальный механизм связывания CO2 и хранения метана для использования в качестве транспортного топлива. Лэнгли отмечает, что, хотя метан при сжигании является чистым топливом, необходимо больше информации о выбросах из различных источников метана, чтобы полностью понять его воздействие на атмосферу.

Безопасность и стабильность морского дна: Нефтегазовая промышленность продолжает исследовать все более глубокие глубины океанского дна.Промышленность обеспокоена бурением через зоны гидратов, которые могут дестабилизировать поддерживающие фундаменты платформ и эксплуатационных скважин. Разрушение дна океана также может привести к оползанию или разлому поверхности, что может поставить под угрозу рабочие бригады и окружающую среду.

Гидаты, маленькие пятнышки, были сформированы в симуляторе процессов морского дна ESD.

Лэнгли и руководитель программы ORNL Fossil Energy Род Джадкинс недавно завершили конкурс предложений по исследованию гидрата метана. Исследования уже ведутся: исследователи ORNL в настоящее время разрабатывают и добывают гидраты с помощью симулятора процесса морского дна в Отделе наук об окружающей среде и завершили поддержку установки исследовательской скважины на Северо-Западных территориях Канады. Отдел компьютерных наук и математики занимается объединением данных и оценкой ресурсов в целях разработки модели, которая позволит лучше оценивать ресурсы. Предложенные Отделом металлов и керамики проекты в области кристаллографии позволят получить данные о структуре гидратов с помощью дифракции нейтронов.

Статья в тему:  Что нам действительно нужно, чтобы остановить глобальное потепление

«Оценки того, сколько энергии хранится в гидратах метана, варьируются от 350-летнего запаса до 3500-летнего запаса на основе текущего потребления энергии. Это отражает как потенциал ресурса, так и то, как мало мы знаем об этом ресурсе», — говорит Лэнгли.

ORNL продолжает вносить свой вклад во все четыре области исследований. Гидраты метана потенциально могут стать чистым источником энергии, но нам нужно знать гораздо больше об этом льде».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x