Газогідрати нові можливості для енергопостачання
Газові гідрати - досить новий, проте потенційно великий джерело природного газу, здатний забезпечити потреби зростаючих світових економік. За оцінками вчених, його запаси в українській Арктиці складають близько 1000 трлн куб. м. Про те, які можливості відкриває видобуток газових гідратів, які існують технології їх зберігання і перевезення, а також про підготовку фахівців в даній області порталу arctic.ru розповів доктор геолого-мінералогічних наук, професор Сміла Станіславович Якушев.
Що таке газові гідрати? Чи великі їх запаси на території української Арктики?
За раніше зробленими українськими оцінками, в надрах арктичних шіротУкаіни може міститися до 1000 трлн куб. м газу в гідратної стані. Однак далеко не весь цей обсяг можна добути на сучасному рівні розвитку технологій. Але якщо хоча б 10% цього обсягу можна буде добути, то це в значній мірі забезпечить енергопостачання країни на багато десятиліть.
Які загрози таять в собі газові гідрати?
У північних широтах з гідратами знайомі давно: якщо в свердловині або трубопроводі встановлюється режим гидратообразования, то формується гидратная пробка, яка блокує рух газу або нафти і призводить до аварії. Холодний клімат Арктики, наявність вічної мерзлоти сприяють виникненню режиму гидратообразования в видобувному обладнанні, і на наших північних родовищах вже давно функціонують установки для запобігання утворенню гідратів пробок.
Інша стара проблема, пов'язана з газовими гідратами в Арктиці, - внутрімерзлотние заморожені газогідрати, які при проходці свердловинами починають розкладатися і генерувати викиди газу, що ускладнює процес буріння, а іноді і призводить до аварій на свердловинах. Причому чим далі на північ рухаються бурові верстати, тим частіше й інтенсивніше стають ці викиди. Про внутрішню енергії і масштабах таких газ-газогідратних внутрімерзлотних скупчень можуть свідчити фотографії недавно виявленого «ямальського кратера».
Ще одна загроза, пов'язана з природними гідратами, яка широко обговорюється в науковій літературі, - це можливість масованого викиду в атмосферу парникового газу, метану, викликана швидким розкладанням океанічних гідратів внаслідок якого-небудь тектонічного катаклізму. Однак, на мою думку, ймовірність такого викиду вкрай мала.
Як можна застосовувати газогідрати на практиці? Наприклад, чи можливо застосовувати газові гідрати для газифікації окремих населених пунктів?
Як здійснюється транспортування газових гідратів? Наскільки дорога їх перевезення і зберігання?
В даний час існує тільки один пілотний проект по газогідратного технології зберігання і транспорту газу. Він здійснюється в Японії і якраз спрямований на те, щоб оцінити комерційну складову цієї технології. Для транспортування газогідратних брикетів побудовані два типи контейнерів для автомобільного перевезення - на 7 т і 0,5 т. Обидва типи контейнерів призначені для різномасштабних споживачів газу.
Технологія полягає в тому, що на спеціалізованій установці виробляються щільні брикети замороженого газогідрату, ці брикети завантажуються у відповідні автомобільні контейнери з охолодженням (рефрижератори) і перевозяться до місця газифікації - електростанції і житлового кварталу на відстані до 400 км від місця виробництва гідратів. Там шляхом часткового нагріву газогідрати поступово розкладаються всередині контейнерів, виділяючи необхідні обсяги газу. Потім контейнери з водою, що залишилася транспортуються назад до місця виробництва гідратів.
У разі Арктики від таких герметичних контейнерів можна відмовитися, тому що якщо температура навколишнього середовища нижче 0 градусів Цельсія, заморожені гідрати можна перевозити і в негерметичних ємностях. Це відкриває можливості для автономного газопостачання арктичних селищ: раз в декілька років по Північному морському шляху може проходити танкер-гідратовоз і вивантажувати запаси заморожених гідратів в сховища, споруджені у вічній мерзлоті поблизу селищ. Звідти гідрати можуть витрачатися у міру потреби для газопостачання селища. При цьому нічого, крім прісної води, не залишається, тобто екологія не порушується.
Оцінити вартість такої доставки поки не представляється можливим внаслідок відсутності дослідно-промислових випробувань цієї технології в нашій країні.
Чи існують вУкаіни можливості і технології для їх використання?
Незважаючи на те що ефект самоконсервації газогідратів - основа описуваної технології - був відкритий і грунтовно вивчений вУкаіни, до напівпромислового використання заморожених гідратів поки доросла тільки Японія, де цей проект реалізується вже більше 10 років. ВУкаіни є кілька патентів на промислове використання законсервованих гідратів, але далі цього справа не пішла: потрібні серйозні інвестиції і час на створення технології.
Наскільки важливий кадровий потенціал в даному питанні? Чи існують вУкаіни такі фахівці і чи багато їх?
Це, напевно, найважливіше питання зараз. Справа в тому, що газогідрати самі по собі досить складний об'єкт для вивчення. Для їх дослідження потрібно апаратура високого тиску, робота з вибухонебезпечними газами, тому у нас в країні вчених, що спеціалізуються на вивченні газогідратів, можна перерахувати по пальцях. А тих, хто працює з метастабільними станами газогідратів, до яких відносяться заморожені гідрати, взагалі одиниці.
Як показує досвід Японії, для підготовки команди фахівців, здатних розробити і виготовити необхідне обладнання для виробництва, зберігання і транспортування гідратних брикетів, було потрібно більше 10 років. З огляду на цей досвід, в нашій країні такий термін можна було б скоротити, але для цього необхідне створення спеціалізованого конструкторського бюро і відповідної проектної команди.
Володимире Станіславовичу, чи існує світовий досвід використання газових гідратів?
У світі немає досвіду використання синтетичних гідратів, тому що ефект самоконсервації був відкритий не так давно, а без цього ефекту зберігання газогідратів вимагає посудин високого тиску і відразу програє тому ж зберігання газу в стиснутому стані. Але перспективи у газогідратних технологій є, і не тільки в області транспортування і зберігання природного газу.
Справа в тому, що при Гідратоутворення відбувається поділ сирого газу на газову фазу (це метан-бутанова група, яка переходить в гідратне стан) і рідку вуглеводневу фазу (це вуглеводні від пентану і важче, які не утворюють гідрати). Крім того, якщо для гідратоутворення використовується морська вода, то відбувається її опріснення (в гідрат переходить тільки прісна вода). Таким чином, при формуванні гідрату можна отримати газову фракцію, газоконденсатную фракцію і прісну воду. Це надзвичайно важливо для розробки віддалених морських родовищ, в тому числі в Арктиці, тому що в перспективі дозволяє відмовитися від дорогих важких видобувних платформ, на яких в даний час проводиться підготовка газу до транспортування.
Версія для друку Поділитися