Газовые гидраты: миф или светлое будущее энергетической отрасли?
Не секрет, что в настоящее время традиционные источники углеводородов все активнее истощаются, и этот факт заставляет человечество задуматься об энергетике будущего. Поэтому векторы развития многих игроков на международном нефтегазовом рынке направлены на освоение месторождений нетрадиционных углеводородов.
Вслед за «сланцевой революцией» резко возрос интерес и к другим видам нетрадиционного природного газа таких, как газогидраты (ГГ).
Что представляют из себя газовые гидраты?
Газовые гидраты внешне очень похожи на снег или рыхлый лед, который внутри себя таит энергию природного газа.
Если рассматривать с научной стороны, то газогидрат (их еще называют клатратами) — это несколько молекул воды, удерживающих внутри своего соединения молекулу метана или другого углеводородного газа.
Образуются газовые гидраты при определенных температурах и давлениях, что дает возможность существовать такому «льду» в плюсовых температурах.
[attention type=yellow]Образование газогидратных отложений (пробок) внутри различных объектов нефтегазового промысла является причиной крупных и частых аварий. К примеру, по одной из версий, причиной крупнейшей аварии в Мексиканском заливе на платформе Deepwater Horizon стала гидратная пробка, образовавшаяся в одной из труб.
[/attention]Благодаря своим уникальным свойствам, а именно — высокой удельной концентрации метана в соединениях, большой распространённости по побережьям, природные газогидраты с середины XIX века считаются основным источником углеводородов на Земле, составляя примерно 60% от общего объема запасов.
Странно, не правда ли? Ведь мы привыкли слышать из СМИ только о природном газе и нефти, но, возможно, в перспективе 20−25 лет борьба будет идти уже за другой ресурс.
Для понимая всей масштабности газогидратных залежей, скажем, что, например, общий объём воздуха в атмосфере Земли в 1,8 раза меньше предположительных объёмов газогидратов.
Основные скопления газогидратов расположены в непосредственной близости к полуострову Сахалин, шельфовых зонах северных морей России, северном склоне Аляски, вблизи островов Японии и южном побережье Северной Америки.
В России содержится около 30 000 трлн. куб. м.
гидратного газа, что на три порядка превышает объемы традиционного природного газа на сегодняшний день (32,6 трлн. куб. м.).
Соотношение разведанных запасов основных источников углеводородов в России, млрд. т. н. э.
Важной проблемой является экономическая составляющая при разработке и коммерциализации газовых гидратов. Уж слишком дорого сегодня их добывать.
Стоимость добычи природного газа из различных видов месторождений, $ (2013) /тыс. куб. м.Если бы сегодня к нашим с вами плитам и котлам поступал бытовой газ добытый из газовых гидратов, то 1 кубометр стоил бы, примерно, в 18 раз дороже.
Как их добывают?
Добывать клатраты сегодня можно различными способами. Есть две основными группы методов — добыча в газообразном состоянии и в твердом состоянии.
Наиболее перспективной считается добыча в газообразном состоянии, а именно метод разгерметизации. Вскрывают залежь, где располагаются газогидраты, давление начинает падать, что выводит «газовый снег» из равновесия, и он начинает распадаться на газ и воду. Данную технологию уже применили Японцы в своем пилотном проекте.
Российские проекты по исследованию и разработке газовых гидратов начались еще во времена СССР и считаются фундаментальными в данной области.
В связи с открытием большого числа традиционных месторождений природного газа, отличающихся экономической привлекательностью и доступностью, все проекты были приостановлены, а накопленный опыт перешел к зарубежным исследователям, оставляя не у дел многие перспективные разработки.
Где применяют газовые гидраты?
Малоизвестный, но очень перспективный энергоресурс можно применять не только для топки печей и приготовления пищи. Результатом инновационной деятельности можно считать технологию транспортировки природного газа в гидратном состоянии (HNG).
Звучит очень сложно и страшно, но на практике все более, чем понятно.
Человек придумал «упаковывать» добытый природный газ не в трубу и не в резервуары танкера СПГ (сжижение природного газа), а в ледяную оболочку, проще говоря — делать искусственные газовые гидраты для транспортировки газа к потребителю.
Капитальные затраты на организацию транспорта 4-х млрд. куб. м. природного газа по различным типам технологий.
При сопоставимых объёмах поставок товарного газа эти технологии потребляют на 14% меньше энергии, чем технологии сжижения газа (при перевозке на небольшие расстояния) и на 6% меньше при перевозках на расстояния в несколько тысяч километров, требуют наименьшего снижения температуры хранения (-20 градусов C против -162). Обобщая все факторы, можно сделать вывод — газогидратный транспорт экономичнеетранспорта в сжиженном состояниина 12−30%.
При гидратном транспорте газа потребитель получает два продукта: метан и пресную (дистиллированную) воду, что делает подобный транспорт газа особо привлекательным для потребителей, расположенных в засушливых либо заполярных районах (на каждые 170 куб. м. газа приходится 0,78 куб. м. воды).
Подводя итоги можно сказать, что газовые гидраты являются основным энергоресурсом будущего в мировом масштабе, а также несут колоссальные перспективы для нефтегазового комплекса нашей страны.
Но это очень дальновидные перспективы, эффект от которых мы сможем увидеть через 20, а то и через 30 лет, не ранее.
[attention type=red]Не принимая участие в масштабной разработке газовых гидратов, российский нефтегазовый комплекс может столкнуться с некоторыми значительными рисками. Увы, сегодняшние низкие цены на углеводороды и экономический кризис все больше и больше ставят под вопрос исследовательские проекты и начало промышленной разработки газовых гидратов, особенно в нашей стране.
[/attention]Газогидраты как альтернативный источник природного газа | Экология сегодня
Газовыми гидратами или гидратами природного газа называются кристаллические образования газа, например метана, и воды. Внешне они похожи на лед, и представляют собой твердую массу белого цвета. Один объем газогидрата может содержать от 160 до 180 объемов чистого природного газа.
Образование газогидратов возможно только при создании определенных термобарических условий: невысокие температуры или большое давление. Получить газогидраты можно даже при нуле градусов Цельсия, для этого необходимо лишь соблюдать давление в 25 атмосфер. Чаще всего благоприятные условия для формирования газогидратов встречаются в районах с холодным климатом.
Такие соединения газа и воды также называют «горящим льдом» из-за своей способности гореть и взрываться при нагреве. Такие соединения метана и воды считают одним из потенциальных источников энергии против традиционных полезных ископаемых.
Месторождения газогидратов
Газогидраты могут встречаться практически на всем пространстве мирового океана — на 90% территорий. На суше они встречаются на 23% территорий.
Специалисты сходятся во мнении, что содержащийся в литосфере природный газ в большинстве своем находится там в форме природных газовых гидратов. Общий объем газа, заключенного в гидратах оценивается в 2 — 5 квадриллионов кубических метров.
Причем большая их часть находится в полярных широтах: вечная мерзлота создает благоприятный фон для их формирования. газогидратов в полярных широтах России, по разным экспертным оценкам, может составлять около 1 квадриллиона кубометров.
Кроме того, оптимальные условия для появления газогидратов возникают на глубине от 300 до 1200 метров в морях или океанах. Глубина образования зависит от температурно-климатического режима местности. В той же Арктике холодные воды океана позволяют газогидратам образовываться уже на глубине 250 — 300 метров.
При подъеме газового гидрата на поверхность он разлагается на метан и воду. Это связано с повышением температуры и уменьшением оказываемого давления.
Добыча газогидратов
В мае 2017 года сообщалось, что Китаю удалось осуществить успешную добычу метана из газовых гидратов Южно-Китайского моря. Процесс газодобычи был проведен в северной части моря на территории Шенху. Глубина моря в месте добычи достигала 1266 метров.
При этом китайцам пришлось опуститься еще ниже уровня морского дна и пробурить скважину в 200 метров. Сообщалось, что добыча газа на 99,5% состоящего из метана достигала 16 тысяч кубометров в сутки.
По заявлению китайских властей, эта пробная добыча стала переломным этапом.
Первые находки газогидратов а Южно-Китайском море относятся к 2007 году. Весь процесс по добыче газа из гидратов осуществлялся на плавучей платформе.
Ранее, в том же году, Япония заявила об успешном получении газа из газогидратов, расположенных в Тихом океане. Первая же успешная экспериментальная добыча была осуществлена японскими специалистами еще в 2013 году.
По прогнозам экспертов, коммерческая газодобыча подобным образом должна заработать в Японии уже в 2023 году. Успешное развитие этого направления способно сделать Японию энергетически независимой страной.
[attention type=green]По разным оценками, ресурсы природного газа из гидратов способны решить проблему энергозависимости страны в ближайшие сто лет.
[/attention]Международное энергетическое агентство оценивает промышленную разработку месторождений газогидратов в 175-350 долларов за тысячу кубометров. На сегодняшний день подобная добыча газа является самым дорогим способом.
Кроме Китая и Японии работу над подобным производством ускоряют Канада и США. Проекты по исследованию и разработке месторождений газогидратов ведут такие компании как BP, Chevron, ConocoPhillips, Schlumberger.
В России добыча газогидратов проводилась в 70-е годы на Мессояхском месторождении. Около 36% добытого газа было получено из гидратов. В 80-е годы Россия также вела поиски газовых гидратов в Охотском море на побережье Тихого океана. Однако исследования не привели к старту промышленных разработок.
Сложность добычи газогидратов определяется трудностями при их подъеме на поверхность, а также транспортировки и хранения из-за изменения внешних условий.
Японская технология транспортировки и хранения газовых гидратов заключается в том, что с помощью специализированных механизмов создаются плотные блоки замороженного гидрата. После заморозки их загружают в резервуары с системой охлаждения, а затем доставляют контейнеры к месту газификации.
Там же газогидраты разлагаются с помощью частичного нагрева емкостей и выделяют необходимый объем газа. После полного использования газа оставшуюся воду и контейнеры доставляются обратно.
Опасности добычи газогидратов
Основные экологические риски, связанные с добычей газогидратов, касаются вероятности больших выбросов метана, что может привести к изменению биосферы земли. Метан входит в число газов, которые вызывают парниковый эффект.
Неконтролируемые выбросы метана, вероятность появления которых есть при работе с глубоководными месторождениями, могут негативно повлиять на окружающую экологическую обстановку.
Кроме того, подводная добыча может привести к нарушению морского дна и изменению его рельефа. А это в свою очередь может стать причиной образования цунами
