Põlev jää on sisuliselt külmunud maagaas – hüdraat. maagaas, ja üks viimased allikad energiat. Hiinas avastatud uued maardlad paljastavad tohutu allika, mis võrdub vähemalt 35 miljardi tonni naftaga, millest piisab Hiina toiteks 90 aastaks.
Teadlased leidsid pinnalt süttiva jää suur kõrgus jääga kaetud platoodel, aga ka vee all meresetetes. Maagaasi hüdraadid on sisuliselt külmunud metaan ja vesi ning võivad sõna otseses mõttes põleda, andes jääle ja tulele uue tähenduse. Teadlased peavad veel sügavamalt uurima uut tüüpi kütust enne selle turustamist. USA energeetikaministeerium on samuti sellest probleemist huvitatud, teadlased väidavad, et hüdraat peab enne tõhusat põletamist läbima faasimuutuse ning sulama metaaniks ja veeks. Kui see sulab ise, kui maa soojeneb, võib metaan atmosfääri paiskuda – see võib tekitada veelgi rohkem kahju kui selle lihtsalt põletamine.
Üks kuupmeeter põlevat jääd sisaldab 164 kuupmeetrit tavalist maagaasi ja see peaks sisaldama vähe lisandeid - see tähendab, et see eraldab põletamisel vähem saasteaineid.
Hiinast on saanud esimene riik maailmas, kes alustas avamere maagaashüdraadi tootmist, mida peetakse uueks energiaallikaks ja mis võib lõpuks saada väärt konkurent nafta ja maagaas.
Vaatamata sellele, et uue kütuse tootmise hind on endiselt üsna kõrge, pole kahtlustki, et oleme tunnistajaks järjekordsele energia mitmekesistamise ringile, mis sarnaselt põlevkiviõli ja -gaasiga peagi tunda annab.
Mis on gaasihüdraat?
See on kristalne ühend, mis moodustub veest ja gaasist, kui vajalik temperatuur ja survet. See näeb välja nagu tavaline jää. Puudutades – sile ja külm. Ei oma lõhna. Põleb kollakassinise leegiga.
Ühes kuupmeeter gaasihüdraat sisaldab palju rohkem energiat kui kuupmeeter maagaasi. Üks kuupmeeter “põlevjääd” võrdub 164 kuupmeetriga gaasilises olekus maagaasi.
Auto suudab 1 liitri gaasihüdraadiga sõita umbes 500 kilomeetrit, samas kui auto suudab 1 liitri maagaasiga läbida vaid 3 kilomeetrit.
Ammendamatu hoidla energiat
Geoloogiliste uuringute tulemused näitavad, et maailma gaasihüdraatide varud ulatuvad 12-20 tuhande gigatonini. Prognoositavad süsivesinike varud võivad tulevikus suureneda, kuna mitte kõik piirkonnad, mis võivad olla rikkad tuleohtlik jää».
Seal on suured maagaasihüdraadi varud mere sügavused 500 kuni 2500 meetrit. Arktika sügavustes leidub ka palju “süttivat jääd”.
Geoloogide sõnul ületavad gaasihüdraadi varud mahult kõiki planeedil teadaolevaid energiaallikaid. Siiani pole täielikku pilti selle kohta, kui palju maagaasi hüdraati maa soolestikus sisaldub, kuid isegi konservatiivsete hinnangute põhjal võime kindlalt väita, et see on praegu inimkonna jaoks suurim energiavaru.
Metaanhüdraadi energiapotentsiaal on suurem kui naftal, kivisöel, põlevkivil ja turbal kokku. Kui leitakse vastuvõetavad tehnoloogiad Odava ja keskkonnasõbraliku tootmise jaoks peaks see kütus kestma palju sajandeid.
Geoloogide sõnul Siberi arktilistel laiuskraadidel ja Põhja-Ameerika Hüdraadimaardlates jääb gaasi kontsentratsioon vahemikku 60–80%, mis on palju kõrgem kui avamereväljadel, kus gaasi täituvus ei ületa tavaliselt 20%. Samal ajal on meremaardlad palju suuremad kui Arktika mandrimaardlad.
Gaashüdraadi ladestusi on juba avastatud USA, Kanada, Mehhiko, Jaapani, Lõuna-Korea, India, Hiina, Vahemeres, Mustas, Kaspia ja Lõuna-Hiina meres. Ukraina lähedal asuvas riiulivööndis on ka metaanhüdraadi varud.
Geoloogid viitavad sellele, et maagaasi hüdraadi maardlad asuvad märkimisväärselt suured alad kui juba teadaolevad.
Lahendamata jääb küsimus: kuidas vähendada tootmiskulusid ja kuidas neid ressursse kasutada ilma ökoloogilist tasakaalu rikkumata. keskkond?
Võistlus “süttiva jää” pärast on alanud
Paljud arenenud riigid kaaluvad juba tõsiselt maagaashüdraati kui lähitulevikus väga paljulubavat energiavaldkonda.
Siberis loodi esimene tööstuslik metaani tootmine hüdraatidest. Venemaal Messojakovski gaasiväljal on maagaasi toodetud metaanhüdraadist juba aastaid. Põllult Norilskisse on rajatud gaasijuhe.
Vaatamata juhtpositsioonile põlevkivikivimitest süsivesinike tootmisel, on Ameerika Ühendriigid tõsiselt huvitatud gaasihüdraatide tootmisest. Kongress eraldas esimesed 50 miljonit dollarit programmi väljatöötamiseks uute kütuste lisamiseks riigi energiaallikate hulka. Ameerika ekspertide hinnangul kasvab riigi energianõudlus järgmise viie aasta jooksul 30%, seega on igasugused uued võimalused kütuse hankimiseks väga kasulikud.
Jaapanlased arendavad aktiivselt uut tüüpi kütust. Jaapanil pole naftat ja gaasi, kogu maht tuleb importida, kuid sellel riigil on suured metaani varud, mis asuvad merepõhjas. Jaapanlased seadsid endale eesmärgiks jõuda gaasihüdraadi kaubandusliku, tööstusliku tootmise tasemele, hankides uue, peaaegu ammendamatu energiaallika. Et jõuda võimalikult kiiresti soovitud tulemus, Jaapan arendab samaaegselt kaevandamistehnoloogiaid nii merepõhjast kui ka Arktika laiuskraadidel.
Kanada Arktikas tehtud katsepuurimine näitas, et väljatõmmatud jää oli 80% ulatuses gaasiga täidetud. Jaapani rannikust 70 kilomeetri kaugusel asuva valdkonna täismahus arendamisega on plaanis alustada 2018. aastal.
JOGMEC-i andmetel suudab Jaapan riigi riiulil olevate metaanhüdraadivarudega katta oma maagaasivajaduse 100 aasta pärast.
Hiinlased teatasid ka oma edust sisenemisel hüdraatide tööstuslikule tootmisele. Hiina oli esimene, kellel õnnestus merepõhjast "tuleohtlikku jääd" tõsta. Väli asub Lõuna-Hiina mere põhjas, Hongkongist 285 kilomeetri kaugusel. Alates selle aasta maist on põllult iga päev ammutatud 16 tuhat kuupmeetrit maagaasi hüdraatidest.
Kanada, kus on suured energiaressursside varud, tegeleb ka metaanhüdraadi eraldamise tööstustehnoloogia väljatöötamisega nii iseseisvalt kui ka koos jaapanlastega.
Põlevjää eraldamiseks on vaja uusi tehnoloogiaid
Mitte ükski riik maailmas ei ole veel suutnud saavutada head toimimist tööstustehnoloogia uue kütuse tootmine. Gaashüdraadi eraldamise raskus seisneb selles, et teadlaste sõnul on metaanijää kihi all tohutud gaasimullid.
Sellise mulli rõhu vähendamine ja suure hulga metaani eraldumine atmosfääri võib põhjustada keskkonnakatastroof suures ulatuses. Seetõttu otsitakse tehnoloogiat, mis võimaldaks toota gaasi ilma, et see atmosfääri lekiks.
On vaid aja küsimus, millal tehnoloogiad jõuavad kaubanduslikule tasemele. Ka põlevkividest pärit nafta ja gaas ei suutnud algul oma kõrgete kulude tõttu traditsioonilise tootmisega konkureerida.
Kuid kahe aastakümnega on ameeriklased nii palju edasi arenenud, et põlevkivi tootmise kulud on langenud traditsioonilisele tasemele. See on võimaldanud põlevkivi süsivesinikel saada edukaks konkurendiks ülemaailmsel energiaturul.
Gaashüdraadi ilmumine viitab ühele olulisele trendile – gaas on muutumas kõige olulisemaks energiaallikaks. Esiteks sellepärast, et seda on palju. Metaanhüdraadi varud ületavad olemasolevaid traditsioonilisi ja põlevkivigaasi 50 korda, sellest piisab enam kui üheks sajandiks aktiivseks tööks.
Tulevikus asendab metaangaas traditsioonilisi naftasaadusi ning nüüd on aeg luua uued mootorid ja seadmed, mis töötavad metaanil. Jaapani ja Hiina geoloogide edu võib anda märku uue energiaajastu peatsest saabumisest.
Sergei Savenko
Energia on inimlikul tasandil "meie kõik". Täpsemalt energiaressursse. Nende pärast peetakse sõdu, neid süüdistatakse globaalse teravdamises keskkonnaprobleemid, ilma nendeta ei saa eksisteerida kaasaegne ühiskond. Seetõttu on alternatiivsete energiaallikate otsimine paljudes riikides päevakorras. Nii vapustas Hiina sel nädalal maailma ametliku teatega, et esimest korda õnnestus ookeanipõhjast eraldada maagaashüdraati ehk põlevat jääd.
Seda saavutust on juba praegu võrdsustatud kildagaasi kaevandamise tehnoloogia avastamisega Ameerika Ühendriikides ning uuele energiaressursile omistatakse globaalse energiarevolutsiooni katalüsaatori roll. Hiina teadlaste sõnul on seda ainulaadset kütust maailmas kordades rohkem kui naftat, gaasi ja kivisütt kokku. See tähendab, et “põlevjää” abil on võimalik lahendada taastumatute ressursside probleem. Lisaks öeldakse Hiina valitsuse veebisaidil, et "maagaasi hüdraat on rikkaim alternatiivne energiaallikas, mis mängib tulevikus strateegilist rolli."
Lõuna-Hiina meres 1200 m sügavusel asuvast kaevust on viimase nädala jooksul toodetud juba üle 120 kuupmeetri. m "põlev jää" - vee ja gaasi segu, mis meenutab lahtist lumepalli. Ja kui mõned arutavad, kas tulevikus asendab see energiaressurss kõiki traditsioonilisi kütuseallikaid, siis teised ei kiirusta kõiki energiarevolutsioonile kutsuma.
Muide, selle ressursi uurimine on teadusele juba ammu teada olnud. Nõukogude teadlased väljendasid oma oletusi "süttiva jää" olemasolu kohta maailma ookeani põhjas. viimased aastad Gaasihüdraadi uurimist ei üritanud korraldada mitte ainult Hiina, vaid ka USA ja Jaapan. Kuid nagu näeme, õnnestus see esimesena.
Dmitri Nikolajevitš Redka, tehnikateaduste kandidaat, assistentPeterburi Elektrotehnikaülikooli LETI kvantelektroonika ja optilis-elektrooniliste seadmete osakond
Põhimõtteliselt on tuleohtlik jää kristalne ühend, mis moodustub veest ja maagaasist. See tähendab, et see on ikka sama tuttav gaas, meile tuttav, kuid erinevas “pakendis”. Seetõttu peame mõistma, et me ei näe põhimõtteliselt uut energiaressurssi, vaid ebastandardset keemilist vormi. Ja enne kui rääkida selle revolutsioonilisest olemusest, on vaja vastata mitmele küsimusele. Esiteks pole teada, millises mahus seda “põlevjääd” tulevikus kaevandada saab. Järgmiseks, milliseid muudatusi saab sellega teha? Milline on parim viis selle eraldamiseks ja transportimiseks? Kui majanduslikult põhjendatud ja tulus see kõik saab olema? Siin võivad vastused olla mitmetähenduslikud. Küll aga katse leida uus energiaressurss või tõhusam ja ohutul viisil maagaasi saamist saab rahuldada ainult positiivselt.
