211service.com
Gaz staje się stały
Prawie 95 procent znanych złóż gazu na świecie jest zbyt małe, aby uzasadnić wymagane koszty doprowadzania gazu do zakładu, przekształcania go w ciecz, a następnie transportu na specjalnie wyposażonych cysternach.
Jednak garstka badaczy ma pomysł, który może sprawić, że te pola będą warte wydobycia: zamiast wymyślać tańsze sposoby transportu tego czystszego źródła energii z punktu A do punktu B w postaci cieczy, dlaczego nie zmienić gazu ziemnego w substancję stałą, która jest łatwiej i taniej w transporcie?
Japońscy naukowcy Hajime Kanda z Mitsui Engineering and Shipbuilding w Tokio i Yasuhara Nakajima z japońskiego Narodowego Instytutu Badań Morskich uważają, że znaleźli rozwiązanie za pomocą hydratów, stałych kryształów, w których gaz ziemny, składający się głównie z metanu, jest zamknięty w wodzie molekuły.
Przez dziesięciolecia naukowcy szukali sposobów na zebranie tych kryształów z głębin oceanicznych i zebranie tego, co według nich może być zbiorem gazu ziemnego. Kanda i Nakajima przyjmują odwrotne podejście. Zamiast wydobywać metan z nawadniają, chcą zamienić metan w uwadnia się - zasadniczo, przekształcając bezbarwny i bezwonny gaz w małe granulki, które można łatwo przechowywać, transportować i ostatecznie zamienić z powrotem w gaz ziemny. Kilka miesięcy temu Mitsui, we współpracy z Uniwersytetem w Osace, otworzył fabrykę demonstracyjną w pobliżu Tokio, aby promować koncepcję i pokazać, że działa. Jeśli proces Mitsui okaże się wykonalny i ekonomiczny, wiele niewykorzystanych złóż gazu ziemnego może stać się istotnymi źródłami energii.
Przemiana gazu ziemnego w formę uwodnioną w celu tańszego transportu zwróciła uwagę na początku lat 90. XX wieku. Norwescy inżynierowie naftowi po raz pierwszy zaproponowali ten pomysł po porównaniu ekonomiki transportu ciekłego gazu ziemnego z hydratami gazu ziemnego, wiedząc, że hydraty mogą przechowywać duże ilości gazu ziemnego na małej przestrzeni. W jednej stopie sześciennej hydratu można zmagazynować ponad 180 standardowych stóp sześciennych gazu, mówi Rudy Rogers, profesor inżynierii chemicznej na Mississippi State University i autorytet w zakresie przemysłowego wykorzystania hydratów gazowych.
Kolejna ważna zaleta: transport gazu ziemnego w postaci hydratów może odbywać się w wyższej temperaturze i niższym ciśnieniu niż w przypadku ciekłego gazu ziemnego, a ryzyko zapłonu w transporcie jest znacznie niższe, wyjaśnia Hugh Guthrie, który bada gaz ziemny w National Energy w Departamencie Energii Stanów Zjednoczonych. Laboratorium Technologiczne w Morgantown, WV. Duża część wysokich kosztów ciekłego gazu ziemnego wynika z wymagań dotyczących temperatury i ciśnienia w rurociągach, transporcie i obiektach magazynowych.
Wytwarzanie hydratów wymaga mieszania gazu ziemnego z wodą w reaktorze zbiornikowym z ciągłym mieszaniem. Gdy gaz jest wprowadzany do wody od dołu, na powierzchni pęcherzyków gazu tworzą się hydraty. Usunięcie pozostałości wody pozostawia resztki proszku hydratu. Kanda i Nakajima wyobrażają sobie zakład produkcji granulek hydratyzowanych w pobliżu pól gazowych w Azji Południowo-Wschodniej. Stamtąd nośnik granulek transportowałby ładunek hydratu do zakładów, gdzie granulki byłyby zamieniane z powrotem w gaz i dostarczane na rynek.
Zakład demonstracyjny firmy produkuje aż 600 kilogramów hydratów dziennie, przenosząc metan przez wszystkie niezbędne fazy: tworzenie hydratów, przechowywanie, granulowanie i kontrolowaną dysocjację lub separację gazu i wody. Podczas gdy instalacja ciekłego gazu ziemnego wymaga temperatury -162 C, zakład Mitsui pracuje przy -10 C, co oznacza ogromne oszczędności w kosztach chłodzenia. Kanda mówi, że projekt, który jest współsponsorowany przez rządową Organizację Rozwoju Nowej Energii i Technologii Przemysłowych, pokazuje, że hydraty mogą być skutecznym wektorem transportu gazu.
Jedyna znacząca konkurencja Mitsui w technologii hydratów gazowych pochodzi od innej japońskiej firmy, Mitsubishi. Mitsubishi realizuje własną technologię zamiany gazu w ciało stałe, opartą na zawiesinie oleju hydratyzowanego, której główną wadą jest to, że wytwarza tysiące ton nadmiaru wody, którą należy usunąć.
Ponieważ hydraty są nadal tajemniczą substancją, istnieje wiele przeszkód naukowych i inżynieryjnych, które mogą sprawić, że koszt procesu jest zaporowy. Ale Kanda i jego koledzy są optymistami. Japonia, drugi światowy konsument energii, dużo inwestuje w badania nad hydratami, zwłaszcza że opinia publiczna coraz bardziej sprzeciwia się energii jądrowej jako alternatywie dla ropy naftowej. Naukowcy z Mitsui mają nadzieję, że ich maleńkie białe granulki będą dokładnie tym, czego potrzebuje ich kraj.