Υδρίτες Μεθανίου: Το καύσιμο του μέλλοντος και το γεωπολιτικό του αποτύπωμα στον παγκόσμιο ενεργειακό χάρτη
Τι είναι, που υπάρχουνε πάνω στον πλανήτη, με ποιες τεχνολογίες εξορύσσονται, ποιο είναι το μέλλον τους και ποιο θα είναι το γεωπολιτικό τους αποτύπωμα πάνω στον πλανήτη τα επόμενα 20 χρόνια και αν μπορεί να αλλάξει τους συσχετισμούς παγκοσμίως.
• Κυκλοφορία του νερού: Ζεστό νερό αντλείται μέσα στο κοίτασμα ένυδρου μεθανίου μέσω ενός πηγαδιού, αυξάνοντας τη θερμοκρασία μέχρι το σημείο όπου οι υδρίτες διασπώνται και το μεθάνιο απελευθερώνεται.
• Αποσυμπίεση: Οι υψηλές πιέσεις κυριαρχούν στα στρώματα ένυδρου μεθανίου, λόγω των υπερκείμενων φορτίων υδάτων και ιζημάτων. Γίνονται γεωτρήσεις στα κοιτάσματα από πάνω απελευθερώνοντας την πίεση, όπως το τρύπημα του σωλήνα σε ένα λάστιχο ποδηλάτου. Με την πτώση της πίεσης οι υδρίτες διασπούνται αργά και το μεθάνιο απελευθερώνεται.
• Ενέσεις με διοξείδιο του άνθρακα: Το μεθάνιο απελευθερώνεται από υδρίτες όταν είναι εμποτισμένο με ένα αέριο. Το διοξείδιο του άνθρακα εκτοπίζει το μεθάνιο στην ένωση εγκλεισμού, αντικαθιστώντας το στο μοριακό κλουβί. Ένα αποτέλεσμα αυτού είναι μια ισχυρότερη δέσμη του μορίου του νερού με το διοξείδιο του άνθρακα από ό, τι είχε με το μεθάνιο. Ο υδρίτης του διοξείδιο του άνθρακα είναι έτσι σημαντικά πιο σταθερός από τον υδρίτη μεθανίου.
Υδρίτες Μεθανίου
Η ύπαρξη του ένυδρου μεθανίου έχει γίνει γνωστό από τη δεκαετία του 1930.Αλλά μόνο τα τελευταία 10 χρόνια έχει καταστεί ένα αντικείμενο σοβαρά υπόψη ως πιθανή πηγή ενέργειας από ορυκτά καύσιμα για το μέλλον. Είναι δυνατόν τώρα να υπολογίσουμε τα διαθέσιμα συνολικά ποσά με κάποια εμπιστοσύνη. [1]
Εύφλεκτος πάγος από μεθάνιο και νερό
Ένυδρο μεθάνιο σχηματίζεται όταν το νερό και το αέριο μεθάνιο συνδυάζονται σε θερμοκρασίες κάτω από 10 βαθμούς Κελσίου και πιέσεις μεγαλύτερες από 30 bar ή 30 φορές την κανονική ατμοσφαιρική πίεση. Το μεθάνιο περιβάλλεται από τα μόρια του νερού και παγιδεύεται σε ένα μοριακό κλουβί. Ως εκ τούτου, οι Χημικοί αποκαλούν αυτό το είδος της μοριακής δομής κλαθρικό (λατ. clatratus = με ράβδους, κλουβιά).
Οι υδρίτες μεθανίου αναπτύσσονται σε περιοχές με μόνιμο στρώμα πάγου στη γη ή κάτω από τον πυθμένα της θάλασσας. Αυτοί συνήθως καλύπτονται από ένα στρώμα ιζημάτων. Οι σχηματισμοί τους κάτω από το πυθμένα της θάλασσας απαιτούν ένα περιβάλλον με αρκετά υψηλή πίεση και χαμηλή θερμοκρασία. Όσο πιο ζεστό το νερό είναι, τόσο μεγαλύτερη πρέπει να είναι η πίεση του νερού. Έτσι, στην Αρκτική, οι υδρίτες μεθανίου μπορεί να βρεθούν κάτω από τα βάθη νερού της τάξης των 300 μέτρων, ενώ στις τροπικές περιοχές μπορούν να βρεθούν μόνο κάτω από τα 600 μέτρα.
Τα περισσότερα κοιτάσματα ένυδρου μεθανίου σε όλο τον κόσμο βρίσκονται σε βάθη νερού μεταξύ 500 και 3000 μέτρων. Τα ένυδρα άλατα είναι στερεά και άσπρα, παρόμοιο στην εμφάνιση με την κανονικό παγωμένο νερό. Όταν βγαίνουν από τον πυθμένα της θάλασσας αρχίζουν να σπάνε σιγά-σιγά. Αυτό απελευθερώνει το αέριο μεθάνιο το οποίο μπορεί στη συνέχεια να αναφλεγεί.
Πως εξορύσσεται;
Τρεις διαφορετικές διαδικασίες που εξετάζονται για την ανάκτηση του μεθανίου:
• Κυκλοφορία του νερού: Ζεστό νερό αντλείται μέσα στο κοίτασμα ένυδρου μεθανίου μέσω ενός πηγαδιού, αυξάνοντας τη θερμοκρασία μέχρι το σημείο όπου οι υδρίτες διασπώνται και το μεθάνιο απελευθερώνεται.
• Αποσυμπίεση: Οι υψηλές πιέσεις κυριαρχούν στα στρώματα ένυδρου μεθανίου, λόγω των υπερκείμενων φορτίων υδάτων και ιζημάτων. Γίνονται γεωτρήσεις στα κοιτάσματα από πάνω απελευθερώνοντας την πίεση, όπως το τρύπημα του σωλήνα σε ένα λάστιχο ποδηλάτου. Με την πτώση της πίεσης οι υδρίτες διασπούνται αργά και το μεθάνιο απελευθερώνεται.
• Ενέσεις με διοξείδιο του άνθρακα: Το μεθάνιο απελευθερώνεται από υδρίτες όταν είναι εμποτισμένο με ένα αέριο. Το διοξείδιο του άνθρακα εκτοπίζει το μεθάνιο στην ένωση εγκλεισμού, αντικαθιστώντας το στο μοριακό κλουβί. Ένα αποτέλεσμα αυτού είναι μια ισχυρότερη δέσμη του μορίου του νερού με το διοξείδιο του άνθρακα από ό, τι είχε με το μεθάνιο. Ο υδρίτης του διοξείδιο του άνθρακα είναι έτσι σημαντικά πιο σταθερός από τον υδρίτη μεθανίου.
Αποθέματα Υδριτών παγκοσμίως
(Methane Hydrates Reserves, Source: http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2292555/Japanese-breakthr...)
Εκτίμηση για τα αποθέματα δεν μπορεί να γίνει με ασφάλεια γιατί μιλάμε για μια καινούργια μορφή ενέργειας, το μόνο σίγουρο που μπορούμε να αναφέρουμε και αναφέρετε σε πολλές εκθέσεις και από πολλούς ειδικούς είναι ότι ο πλανήτης μας περιέχει μεγάλες ποσότητες υδριτών μεθανίου. Παρακάτω παραθέτουμε 2 πηγές για τα αποθέματα.
‘Οι υδρίτες μεθανίου είναι μία από τις αναδυόμενες καθαρές πηγές ενέργειας του 21ου αιώνα. Τα πιθανά αποθέματα υδριτών υπολογίζονται 21.000 σε τρισεκατομμύρια κυβικά μέτρα τα οποία είναι περίπου 100 φορές τα συνολικά αποθέματα φυσικού αερίου παγκοσμίως μέχρι αυτήν την στιγμή. Υποθέτοντας το 10% του συνόλου των αποθεματικών ότι μπορούν να αξιοποιηθούν, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για περίπου 600 χρόνια, όπως φαίνεται στους Πίνακες 9 και 10’.
(Source: A global survey of gas hydrate development and reserves :Specifically in the marine field Shyi-MinLu, Energy and Environment Research Laboratories ,Industrial Technology ResearchInstitute , Chutung ,Hsinchu310 ,Taiwan)
Η πρώτη εκτίμηση είναι από έκθεση που κατέβηκε από την διεθνή επιστημονική βιβλιοθήκη http://www.sciencedirect.com/ , το όνομα και η προέλευση της παρατίθεται στις παραπομπές στο τέλος του άρθρου.[2]
Η δεύτερη εκτίμηση μας προέρχεται από την γερμανική ιστοσελίδα http://www.spiegel.de/από ένα άρθρο με τίτλο ‘Warning Signs on the Ocean Floor: China and India Exploit Icy Energy Reserves,By Gerald Traufetter’. Είναι παλιά η πηγή γιατί το άρθρο γράφτηκε το 2007, απλώς το παραθέτουμε για να τονίσουμε ότι πολλοί γεωπολιτικοί παγκόσμιοι δρώντες όπως η Γερμανία έχουν γνώση για τους υδρίτες μεθανίου εδώ και πολλά χρόνια.[3]
Ιαπωνία η πρώτη χώρα που παράγει φυσικό αέριο από υδρίτες μεθανίου
Ο Πρόεδρος Hirobumi Kawano της Ιαπωνική Κρατική Εταιρεία JOGMEG ανέφερε ότι η εταιρεία έχει διεξάγει εργασίες προετοιμασίας για την πρώτη δοκιμή παραγωγής στην ανοικτή θάλασσα στα ανοικτά των ακτών της Ιαπωνίας στις χερσονήσους, Atsumi και Shima, επίσης η εταιρεία ξεκίνησε έναν έλεγχο ροής εφαρμόζοντας τη μέθοδο αποσυμπίεσης και επιβεβαίωσε την παραγωγή του αερίου μεθανίου από στρώματα υδριτών μεθανίου στις 12 Μαρτίου, 2013.
Η JOGMEC θα αρχίσει να αναλύει τα δεδομένα, ενώ συνεχίζει την εξέταση της ροής.[4]
Πιθανά κοιτάσματα υδριτών μεθανίου έχουν αναφερθεί σε θαλάσσια ιζήματα στο Nankai Trough από την ακτή του Ειρηνικού στην κεντρική Ιαπωνία, όπου το βάθος του νερού είναι πάνω από 500 μέτρα. Ορισμένες εκτιμήσεις δείχνουν ότι τα αποθέματα υδριτών μεθανίου αντιστοιχούν σε προμήθεια 100 χρόνων φυσικού αερίου για την Ιαπωνία, καθιστώντας το μια σημαντική δυνητική πηγή ενέργειας.[5]
Ύπαρξη υδριτών μεθανίου στην Νοτιανατολική Μεσόγειο
Όπως έχουμε αναφέρει και σε προηγούμενο άρθρο μας (βλέπε εδώ) η ύπαρξη υδριτών μεθανίου ίσως είναι ο πραγματικός λόγος σύγκρουσης όλων των γεωπολιτικών δρώντων στην περιοχή της Νοτιοανατολικής Μεσογείου και όχι τα συμβατικά αποθέματα φυσικού αερίου και πετρελαίου. Παρακάτω παραθέτουμε δύο φωτογραφίες που δείχνουνε τις πιθανές περιοχές ύπαρξης υδριτών μεθανίου στην Νοτιοανατολική Μεσόγειο.
Από αυτά συνεπάγεται ότι η αμερικανική στροφή τα τελευταία χρόνια προς την Νοτιοανατολική Ασία ίσως δεν είναι μόνο η Κίνα αλλά ίσως και οι υδρίτες.
Τέλος θα θέλαμε να αναφέρουμε ότι το ταξίδι τώρα ξεκινά και φαίνεται συναρπαστικό για αυτό δέστε τις ζώνες σας, η ιστορία των υδριτών μεθανίου τώρα ξεκίνησε και μπορεί να αλλάξει την ζωή πάνω στον πλανήτη μας όπως τον ξέρουμε μέχρι σήμερα.
* Αθανάσιος Πίτατζης, Διπλωματούχος Μηχανικός Παραγωγής και Διοίκησης, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης,
Σχόλια