Кое-кто следит за рынком углеводородов и пытается спрогнозировать движение валют вверх или вниз. Но лишь немногие знают, что существуют коллосальные запасы газа на дне океанов перекрывающие все разведанные запасы в несколько раз. Это гидраты метана!
Метан - простейший газообразный улеводород, состоящий из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Его химическая формула - СН4. Метан - основа природного газа, который и состоит в основном из метана на 90%. По сути, когда мы говорим о природном газе и его добыче, мы подразумеваем добычу метана.
Природный газ - отличное топливо, экологически чистое по сравнению с бензином, дизелем и уж тем более углем. Перевод теплоэлектростанций с угля на газ, снижает выбросы СО2 ровно в два раза. И всё благодаря метану и его чудесной формуле СН4, где на один "вредный" атом углерода приходится четыре атома водорода, который в конечном счёте и является топливом. Водород горит, а ненужный улерод выбрасывается в атомосферу. Сравните метан с другим составляющим природного газа - этаном (С2Н6). Здесь на каждый атом углерода приходится только три атома водорода. Соответственно, выбросов от его сжигания на три четверти больше.
С экологической точки зрения, газ очень хорошее топливо. К тому же его достаточно легко добывать. Внутреннее давление в геологических пластах само выталкивает газ наружу. Плохо то, что газовые месторождения обычно находятся в труднодоступных районах планеты, а легкодоступные уже в досточной степени исчерпаны. Именно эти соображения натолкнули нефтедобытчиков на поиск альтернатив и таковые были найдены. Ими оказались залежи метана в виде гидратов.
Что это?
По сути, гидрат метана - это простой водяной лёд с метаном внутри кристалличекой решетки. Кубометр такого "льда", если его растопить, высвобождает около 167 кубических метров метана.
Сам собой "метановый лёд" на поверхности Земли не образуется. Для этого нужны некоторые условия: высокое давление, низкая температура, газообразный метан. Такие условия встречаются в морях и океанах на глубине около километра, а также под поверхностью под слоем вечной мерзлоты в приполярных областях земного шара.
Начиная с 1982 года США, Япония, Канада, Китай вложили миллионы долларов в исследования глубоководных источников углеводородов и к 1995 году в основном завершили оценку своих газогидратных месторождений и запустили несколько пилотных проектов. В результате выяснилось, что в газогидратах хранится намного больше энергии, чем в традиционных углеводородах: нефти, газе, угле вместе взятых. Вот карта расположения крупных газогидратных отложений:
Легко заметить, что почти все отложения расположены на морском дне на относительно небольшой глубине. Почему так?
Образование газогидратов
Метан в основном образуется микроорганизмами, которые превращают органические вещества в метан. Что это за вещества? В основном это остатки планктона, который жил в океане давным давно и теперь погребен под еще более новыми, верхними слоями отложений на морском дне. Постепенно микроорганизмы превращают эту органику в меловые осадочные породы и метан. И если неорганические остатки прессуются огромным давлением на дне океана, то метан устремляется вверх. Однако достичь поверхности ему не суждено.
Постепенно, по мере подъема температура воды начинает падать. Давление при этом оставается еще достаточным для формирования и стабилизации гидратов. Именно так они и образуются. Морское дно - идеальное место для образования гидратов: вода почти равномерно холодная, температурой от 0 до 4 градусов Цельсия, давление около 35 бар, глубины от 350 метров.
Интересно, что с увеличением глубины, температура вновь начинает расти и достигает 30 градусов по Цельсию в местах, где живут те самые бактерии, перерабатывающие органику. Это происходит на глубинах около километра и более. Таким образом, метан образуется в глубоких и тёплых осадочных горизонтах и превращается в гидрат в более холодных верхних горизонтах океана.
Для образования гидратов мало физических условий, нужно иметь постоянный источник отмирающей органики. Это основная причина того, что залежи гидрата расположены на шельфе, который наиболее богат биомассой в отличие от открытого океана.
Перспективы добычи
До сих пор добыча газогидратов в океане слишком дорогой. Однако по мере роста цен на энергоносителии эти запасы становятся всё более привлекательными. Так многие ученые считают, что добыча гидратов может стать экономически выгодной при цене нефти около 50 USD за баррель. Это значит, что добыча становится выгодной уже сегодня. И действительно, в настоящее время предпринимаются значительные усилия по разработке залежей гидрата в территориальных водах Японии, Тайваня, Китая, Индии, Южной Кореи.
Так китайским нефтяникам удалось добыть первые 120 кубометров газогидрата с глубины около 1,2 км. Подводная скважина находится в 285 км. к юго-востоку от Гонконга. Содержание метана в гидрате - 95%.
По словам заместителя Управления геологических исследований министерства земельных и природных ресурсов Китая Ли Цзиньфа, КНР заняла передовые позиции по добыче "горючего льда". Он добавил, что это будет таким же крупным событием, как произошедшая в США сланцевая революция. Цзиньфа отметил, что методы добычи и использования энергоносителей скоро изменятся.
В действительности Китай пытается избавиться от угля и перевести все свои тепловые станции на природный газ. Это позволит снизить остроту экологических проблем, стоящих перед этой страной. Япония также хочет закрыть свои ядерные станции и перейти на более безопасное топливо - природный газ. При том, что традиционных запасов газа у нее нет и на сегодня она является крупнейшим импотрером этого энергоносителя. Освоение газогидратов для этих стран - рыбок в будущее...
