Schody. Grupa wejściowa. Materiały. Drzwi. Zamki. Projekt

Jak wiecie, woda ma dość złożoną strukturę. Woda jest uniwersalnym rozpuszczalnikiem, jednym z dwóch głównych uniwersalnych rozpuszczalników znanych chemikom. Woda może mieszać się z niemal każdą substancją, a tym bardziej z metanem. Gdy metan rozpuszcza się w wodzie, tworzą się takie klastry, których struktury pod zwykłym temperatura pokojowa i pod ciśnieniem atmosferycznym są ciekłe, ale te skupiska w temperaturze około 4°C i pod ciśnieniem kilkuset atmosfer, w przeciwieństwie do wody, stają się stałe i tworzą tak zwane hydraty gazowe. Hydraty powstają nie tylko z metanu, ale mogą również powstawać z innymi gazami węglowodorowymi i niewęglowodorowymi. To dość częste zjawisko.

Jeśli te hydraty gazowe zostaną umieszczone w warunkach, w których są stabilne, akumulują się. Wiele bakterii żyjących w grubych woda morska, emitują metan. Ten metan wiąże się z wodą i opada na dno, ponieważ hydraty gazu są cięższe od wody. A na dnie gromadzą się osady hydratów gazowych. Wszystkie głębokie rowy oceaniczne mają te hydraty. W Rosji na lądzie znajdują się całe złoża hydratów gazowych. Są to gazy zmieszane z wodą i w stanie stałym. Wieczna zmarzlina ma temperaturę od 0 do -3 °C, w takich warunkach, nawet przy ciśnieniu atmosferycznym, mogą tworzyć się hydraty.

Wiadomość, że Chiny wydobyły „palny lód” z dna morza nic nie znaczy, jest to stwierdzenie na poziomie, że Rosja jest miejscem narodzin słoni. Może to być twierdzenie osoby niekompetentnej na temat, który nie jest powszechnie znany, lub twierdzenie osoby kompetentnej, która chce oszukać osoby niekompetentne. Nie odkryli niczego nowego.

Istnienie hydratów gazowych na dnie głębokich rowów oceanicznych znane jest od ponad pół wieku. W latach 70. udowodniono, że takie hydraty występują również na lądzie, odkryto je w strefie wiecznej zmarzliny w Jakucji. Następnie radzieccy naukowcy otrzymali dyplom za odkrycie. Jak wiadomo, uzyskanie patentu na wynalazek nie jest trudne, ale na całym świecie rocznie wydaje się zaledwie kilka dyplomów. Ale nawet to odkrycie ma już pół wieku. Jeśli chodzi o hydraty gazu, zwane „palnym lodem”, od dawna wszyscy wiedzą o tym. Japonia od kilkudziesięciu lat próbuje wdrożyć program wydobywania hydratów gazu z dna depresji. Technicznie jest to łatwe do wdrożenia i możesz wydobyć tyle granulek, ile chcesz, ale faktem jest, że gdy zostaną wyniesione na powierzchnię, natychmiast zaczynają się rozkładać na wodę i metan, który ucieka do atmosfery. Nawiasem mówiąc, metan jest najsilniejszym środkiem konserwującym efekt cieplarniany, w tym sensie przewyższa nawet dwutlenek węgla. Jest to bezpośrednia szkoda dla środowiska.

A jeśli chodzi o wykorzystanie hydratów gazu jako paliwa, to problem techniczny, należy najpierw podnieść go na powierzchnię, a następnie stworzyć warunki, aby hydrat się nie rozpadł. Niezbędne jest zapewnienie niskich temperatur, około 4°C i ciśnienia kilkuset atmosfer. W tej postaci hydrat jest magazynowany i w razie potrzeby dzielony na wodę i gaz, po czym gaz jest wykorzystywany jako paliwo. Tylko to okazuje się ekonomicznie niepraktyczne, ponieważ ciśnienie można utrzymać tylko kosztem zużycia paliwa. W rezultacie wydajesz więcej, niż dostajesz. Chińczycy, podobnie jak Japończycy, próbują rozwiązać ten techniczny problem, ponieważ ich bilans energetyczny jest ujemny, zmuszeni są do importu dodatkowej energii z innych krajów, głównie z Rosji.

Ten temat nie jest bardzo interesujący i dość obszerny. W taki czy inny sposób ten temat jest tutaj poruszany, do pewnego stopnia w Stanach Zjednoczonych. To nie jest egzotyka, wcale nie jest odkryciem ani nowością. Tak, Chińczycy stworzyli platformę, osiągnęli poziom półprzemysłowego użytkowania. Wszystko jest dobrze, jedno jest złe - ekonomia tego proces technologiczny negatywny. Jak dotąd więcej pieniędzy tam idzie niż wraca. Dlatego nie można uznać hydratów gazowych za konkurentów konwencjonalnych nośników energii. Gdyby to było możliwe, Japończycy by się pozbyli uzależnienie od gazu i przestał być głównym importerem gazu na świecie.

Chiny jako pierwszy kraj na świecie rozpoczęły wydobycie hydratu z szelfów morskich gazu ziemnego- który jest uważany za nowe źródło energii i z czasem może stać się godny konkurent ropa naftowa i gaz ziemny.

Pomimo tego, że koszt wytworzenia nowego paliwa jest nadal dość wysoki, nie ma wątpliwości, że mamy do czynienia z kolejną rundą dywersyfikacji energetycznej, która podobnie jak ropa i gaz łupkowy wkrótce da się odczuć.

Co to jest hydrat gazu?

Jest to związek krystaliczny, który powstaje z wody i gazu, gdy wymagana temperatura i ciśnienie. Wygląda jak normalny lód. Jest gładka i zimna w dotyku. Nie ma zapachu. Pali się żółto-niebieskim płomieniem.

Jeden metr sześcienny hydratu gazu zawiera znacznie więcej energii niż metr sześcienny gazu ziemnego. Jeden metr sześcienny „palnego lodu” to 164 metry sześcienne gazu ziemnego w stanie gazowym.

Na 1 litrze hydratu gazu samochód może przejechać około 500 kilometrów, podczas gdy na 1 litrze gazu ziemnego samochód pokonuje tylko 3 kilometry.

Niewyczerpane przechowywanie energia

Wyniki badań geologicznych wskazują, że światowe rezerwy hydratów gazowych wynoszą od 12 do 20 tysięcy gigaton. Przewidywane zasoby węglowodorów mogą w przyszłości wzrosnąć, ponieważ nie wszystkie obszary potencjalnie bogate w „palny lód” zostały zbadane.

Zalegają duże rezerwy hydratu gazu ziemnego morskie głębiny od 500 do 2500 metrów. Dużo „palnego lodu” znajduje się również w jelitach arktycznych.

Według geologów rezerwy hydratów gazowych przewyższają swoimi objętościami wszystkie znane źródła energii na planecie. Wciąż nie ma pełnego obrazu tego, ile hydratów gazu ziemnego znajduje się w jelitach Ziemi, ale nawet według niedoszacowanych przybliżonych szacunków możemy śmiało powiedzieć, że jest to największa rezerwa energii dostępna obecnie dla ludzkości.

Potencjał energetyczny hydratu metanu jest większy niż ropy naftowej, węgla, łupków i torfu razem wziętych. Jeśli zostaną znalezione akceptowalne technologie dla taniego i przyjaznego dla środowiska wydobycia paliwo to powinno wystarczyć na wiele stuleci.

Według geologów w arktycznych szerokościach geograficznych Syberii i Ameryka północna w złożach hydratów stężenie gazu wynosi od 60 do 80%, czyli znacznie więcej niż na polach morskich, gdzie wypełnienie gazem z reguły nie przekracza 20%. Jednocześnie złoża morskie są znacznie większe niż kontynentalne w Arktyce.

Złoża hydratów gazowych zostały już odkryte u wybrzeży Stanów Zjednoczonych, Kanady, Meksyku, Japonii, Korea Południowa, Indii, Chin, na Morzu Śródziemnym, Czarnym, Kaspijskim i Południowochińskim. W strefie szelfowej w pobliżu Ukrainy znajdują się również rezerwy hydratów metanu.

Geolodzy sugerują, że złoża hydratów gazu ziemnego znajdują się na duże powierzchnie niż te już znane.

Pozostaje pytanie, jak obniżyć koszty produkcji i jak wykorzystać to bogactwo bez naruszania równowagi ekologicznej w środowisko?

Rozpoczął się wyścig o „palny lód”

Wiele krajów rozwiniętych już poważnie rozważa hydrat gazu ziemnego jako bardzo obiecujący kierunek dla sektora energetycznego w najbliższej przyszłości.

Na Syberii powstała pierwsza przemysłowa produkcja metanu z hydratów. Na złożu gazowym Messoyakskoye w Rosji od wielu lat gaz ziemny jest wydobywany z hydratu metanu. Położono gazociąg z pola do Norylska.

Pomimo wiodącej pozycji w produkcji węglowodorów ze skał łupkowych, Stany Zjednoczone są poważnie zainteresowane produkcją hydratów gazu. Kongres przeznaczył pierwsze 50 milionów dolarów na opracowanie programu włączenia nowych paliw do miksu energetycznego kraju. Według amerykańskich ekspertów zapotrzebowanie na energię w kraju wzrośnie w ciągu najbliższych pięciu lat o 30%, więc przydadzą się wszelkie nowe możliwości pozyskiwania paliwa.

Aktywnie mistrzowsko nowy rodzaj Japońskie paliwo. Japonia nie ma ropy i gazu, całość musi być importowana, ale kraj ten ma duże zasoby metanu, który znajduje się na dnie morskim. Japończycy postawili sobie za cel osiągnięcie poziomu komercyjnej, przemysłowej produkcji hydratu gazu, otrzymawszy nowe, prawie niewyczerpane źródło energii. Aby wydostać się tak szybko, jak to możliwe pożądany rezultat Japonia jednocześnie pracuje nad technologiami wydobywczymi zarówno z dna morskiego, jak i na szerokościach geograficznych Arktyki.

Próbne odwierty w kanadyjskiej Arktyce wykazały, że wydobywany lód był w 80% wypełniony gazem. Rozpoczęcie pełnego rozwoju pola, które znajduje się 70 kilometrów od wybrzeża Japonii, ma rozpocząć się w 2018 roku.

Według JOGMEC, dzięki dostępnym rezerwom hydratów metanu na szelfie kraju, Japonia może pokrywać swoje zapotrzebowanie na gaz ziemny na 100 lat naprzód.

Chińczycy ogłosili również sukces w wejściu do komercyjnej produkcji hydratów. Chiny jako pierwsze podniosły „palny lód” z dna morskiego. Pole znajduje się na dnie Morza Południowochińskiego, 285 kilometrów od Hongkongu. Od maja br. ze złoża wydobywa się dziennie 16 000 metrów sześciennych gazu ziemnego z hydratów.

Kanada, posiadająca duże rezerwy surowców energetycznych, pracuje również nad rozwojem przemysłowej technologii wydobycia hydratu metanu, zarówno samodzielnie, jak i wspólnie z Japończykami.

Do wydobycia „palnego lodu” potrzebne są nowe technologie

Żaden kraj na świecie nie był jeszcze w stanie osiągnąć dobrze funkcjonującego technologia przemysłowa wydobycie nowego paliwa. Złożoność ekstrakcji hydratów gazu polega na tym, że zdaniem naukowców pod warstwą lodu metanowego znajdują się ogromne bąbelki gazu.

Rozprężanie takiego bańki i uwolnienie dużej ilości metanu do atmosfery może prowadzić do: katastrofa ekologiczna duża skala. Dlatego poszukuje się technologii, która umożliwi wydobycie gazu bez jego przedostawania się do atmosfery.

Kwestia osiągnięcia przez technologię poziomu komercyjnego to tylko kwestia czasu. Początkowo ropa i gaz ze skał łupkowych, ze względu na wysoki koszt, również nie mogły konkurować z tradycyjną produkcją.

Ale w ciągu dwóch dekad Amerykanie posunęli się tak bardzo, że koszt wydobycia ze skał łupkowych spadł do poziomu tradycyjnego. Dzięki temu węglowodory łupkowe stały się skutecznym konkurentem na światowym rynku energetycznym.

Pojawienie się hydratu gazu wskazuje na jeden ważny trend - gaz staje się najważniejszym surowcem energetycznym. Przede wszystkim dlatego, że jest ich bardzo dużo. Rezerwy hydratów metanu przekraczają istniejące objętości konwencjonalnych i gaz łupkowy 50 razy to wystarczy na ponad sto lat aktywnej eksploatacji.

W przyszłości metan zastąpi tradycyjne produkty naftowe, a teraz nadszedł czas na stworzenie nowych silników i urządzeń, które będą zasilane metanem. Sukcesy japońskich i chińskich geologów mogą sygnalizować rychłe nadejście nowej ery energetycznej.

Siergiej Sawenko

Energia to „nasze wszystko” w skali ludzkości. Dokładniej, zasoby energetyczne. Toczą się o nich wojny, oskarża się ich o pogarszanie globalnych kwestie ochrony środowiska, nie może bez nich istnieć. nowoczesne społeczeństwo. Dlatego poszukiwanie alternatywnych źródeł energii jest na pierwszym miejscu w wielu krajach. Na przykład Chiny zaszokowały świat w tym tygodniu oficjalnym ogłoszeniem, że po raz pierwszy z dna oceanu został wydobyty hydrat gazu ziemnego, czyli „łatwopalny lód”.

Osiągnięcie to ma już takie samo znaczenie, jak odkrycie technologii wydobycia gazu łupkowego w Stanach Zjednoczonych, a nowemu zasobowi energetycznemu przypisuje się rolę katalizatora globalnej rewolucji energetycznej. Według chińskich naukowców, tego unikalnego paliwa na świecie jest wielokrotnie więcej niż ropy naftowej, gazu i węgla razem wziętych. Oznacza to, że przy pomocy „palnego lodu” możliwe będzie rozwiązanie problemu nieodnawialnych zasobów. Co więcej, strona internetowa chińskiego rządu mówi, że „hydrat gazu ziemnego jest najbogatszym alternatywnym źródłem energii, które odegra strategiczną rolę w przyszłości”.

W ciągu ostatniego tygodnia z odwiertu położonego na Morzu Południowochińskim na głębokości 1200 m wydobyto już ponad 120 metrów sześciennych. m „palnego lodu” - połączenie wody i gazu, przypominające luźną kulę śnieżną. I podczas gdy niektórzy dyskutują, czy ten surowiec energetyczny zastąpi w przyszłości wszystkie tradycyjne źródła paliw, inni nie spieszą się z wezwaniem wszystkich do rewolucji energetycznej.

Nawiasem mówiąc, badania tego zasobu są od dawna znane nauce. Radzieccy naukowcy wyrazili swoje przypuszczenia o istnieniu „palnego lodu” na dnie Oceanu Światowego, a także ostatnie lata próby zorganizowania poszukiwań hydratów gazowych podjęły nie tylko Chiny, ale także Stany Zjednoczone i Japonia. Ale, jak widzimy, był to pierwszy sukces.

Opinia eksperta

Dmitrij Nikołajewicz Redka, kandydat nauk technicznych, asystentKatedra Elektroniki Kwantowej i Urządzeń Optoelektronicznych, Petersburski Uniwersytet Elektrotechniczny „LETI”

„Zasadniczo „palny lód” to krystaliczny związek powstały z wody i gazu ziemnego. Oznacza to, że wciąż jest to ten sam znajomy, znajomy gaz, ale w innym „opakowaniu”. Dlatego musimy zrozumieć, że nie widzimy całkowicie nowego źródła energii, ale niestandardową formę chemiczną. A zanim zaczniemy mówić o jego rewolucyjnym charakterze, trzeba odpowiedzieć na szereg pytań. Po pierwsze, nie wiadomo, w jakich ilościach ten „palny lód” będzie można wydobywać w przyszłości. Co więcej, jakie modyfikacje można za jego pomocą wprowadzić? Jak najlepiej go wydobyć i przetransportować? W jakim stopniu to wszystko będzie uzasadnione ekonomicznie i opłacalne? Odpowiedzi tutaj mogą być niejednoznaczne. Jednak próba znalezienia nowego zasobu energetycznego lub bardziej wydajnego i bezpieczna droga pozyskiwanie gazu ziemnego można spotkać tylko pozytywnie.”

Lód palny - w istocie zamrożony gaz ziemny - hydrat gazu ziemnego i jeden z najnowsze źródła energia. Nowe złoża odkryte w Chinach otwierają ogromne źródło, odpowiadające co najmniej 35 miliardom ton ropy, wystarczające do zasilania Chin przez 90 lat.

Naukowcy odkryli palny lód na wysoki pułap na pokrytych lodem płaskowyżach, a także pod wodą w osadach morskich. Hydraty gazu ziemnego to zasadniczo zamrożony metan i woda, które mogą dosłownie palić się, nadając nowe znaczenie lódowi i ogniu. Naukowcy muszą jeszcze dokładniej zbadać nowy rodzaj paliwa, zanim będzie mógł zostać skomercjalizowany. Amerykański Departament Energii jest również zainteresowany tą kwestią, naukowcy sugerują, że hydrat musi przejść przez przemianę fazową, a po stopieniu zamienić się w metan i wodę, zanim będzie mógł zostać skutecznie spalony. Jeśli stopi się samoczynnie, gdy ziemia się ociepli, metan może zostać uwolniony do atmosfery, co może spowodować jeszcze większe szkody niż zwykłe jego spalenie.

Jeden metr sześcienny palnego lodu zawiera 164 metry sześcienne konwencjonalny gaz ziemny i oczekuje się, że będzie zawierał niewiele zanieczyszczeń, co oznacza, że ​​podczas spalania będzie uwalniał mniej zanieczyszczeń.

Japońscy naukowcy wraz z amerykańskimi geologami i energetykami rozpoczynają projekt zagospodarowania rezerw hydratu metanu pod wieczną zmarzliną. Miejsce to Alaska, region North Slope. To najbardziej wysunięta na północ, niegościnna i odległa część tego stanu, ale tym lepsza. Tutaj można przeprowadzać ambitne eksperymenty bez ryzyka dla środowiska i ludności, których Japończycy są pozbawieni w domu - są więc gotowi hojnie zainwestować w projekt.

Japonia to kraj bez energii naturalnych surowców, największy na świecie importer węglowodorów. Jednocześnie wyspy japońskie są dosłownie otoczone złożami hydratu metanu, znanego jako „palny lód”. Jest to połączenie wody i gazu, które powstało pod ciśnieniem ogromnej masy wody i temperaturze około 0 stopni. Warto przywieźć zapałkę do garści palnego lodu, bo zacznie się cicho palić, jak zwykły metan. Substancję można zbierać bezpośrednio z dna morskiego, gdzie jest niezwykle obficie.

Problemy zaczynają się, gdy pojawia się kwestia przemysłowej ekstrakcji hydratu. Jest niezwykle niestabilny, a jeśli surowce zostaną wyciągnięte na powierzchnię w metrach sześciennych za jednym razem, najprawdopodobniej nastąpi wyciek gazu. Nie da się wydobyć z gleby ton hydratów bez utraty samego gazu i bez zniszczenia struktury podwodnego grzbietu. Ale rozmawiamy o regionie aktywnym sejsmicznie i nikt nie potrzebuje wywołanego przez człowieka tsunami oprócz corocznych klęsk żywiołowych. Japońscy naukowcy mają doświadczenie w wydobywaniu metanu, ale nie mają odpowiedniej platformy do eksperymentów.

Alaska ze swoją wieczną zmarzliną może być doskonałym poligonem doświadczalnym. Udowodniono już, że najwygodniej jest dostarczać ciepło do odwiertów, tam topić hydrat i wypompowywać na powierzchnię tylko sam metan. Technologie nie są zbyt skomplikowane, zadania dostarczenia sprzętu na lodową pustynię i znalezienie odpowiednich źródeł energii również są do rozwiązania. Pytanie jest inne – co zrobić, jeśli pomysł się powiedzie?

Przeniesienie lądowej stacji wiertniczej na dno morskie jest nadal niemożliwe bez nowych, zakrojonych na szeroką skalę badań i ulepszeń – a to kwestia polityki i zaufania publicznego. Stany Zjednoczone na pewno nie pozwolą Japończykom na swobodne wydobywanie gazu na Alasce. Oczywiście sami Amerykanie mogą przejść od wydobycia łupków do wydobycia hydratu metanu z wykorzystaniem technologii japońskiej. Zwłaszcza jeśli weźmie się pod uwagę, że jest to palny lód, który zawiera prawie jedną trzecią całego węgla w minerałach na Ziemi, reszta to ropa, węgiel i gaz. Ale znowu, chociaż nie ma metod przemysłowej ekstrakcji hydratu metanu, jest całkowicie niejasne, czy będzie to korzystne w przypadku punkt ekonomiczny widok w porównaniu do tradycyjnej produkcji gazu.