Перспективы использования газогидратов как источника энергии

20 Мар

На минувшей неделе японская государственная компания JOGMEC (Japan Oil, Gas & Metals National Corp.) подтвердила факт успешной экспериментальной добычи природного газа (метана) из так называемых газогидратов, залегающих на морском дне. Таким образом Япония открывает для себя только на этом участке потенциальный депозит в 1 триллион кубических метров природного газа – по самым скромным подсчетам.

Это сообщение вызвало волну комментариев, в которых среди прочего отмечается, что 1 трлн кубометров метана хватит, чтобы обеспечить потребление всей Японии на десять лет вперед. Но пока этот газ еще дорог, а главное, промышленная технология добычи будет разработана только к 2018 году.

Осторожный оптимизм специалистов связан с самой природой исходной «породы», из которой и будут добывать газ – речь идет о газогидратах. Газогидраты – это молекулы газа, облепленные вокруг молекулами воды, такой вот «газ в клетке». Это особое совмещение воды и газа в нашей повседневной жизни мы встретить не можем. Чтобы образовались газогидраты метана, нужна особая комбинация температуры и давления – например, устойчивые газогидраты могут возникнуть при нулевой температуре и давлении не менее 25 атмосфер. Такое давление и температура встречается в море на глубине 250 метров и более. В нашем случае японские бурильщики вскрыли залежи газогидратов на глубине 300 метров.

Внешне газогидраты выглядят как грязноватый снег или желтовато-кремовые кристаллы, которые на поверхности стремительно испаряются. Если их поджечь, они горят жарким пламенем. При падении давления разрушаются стремительно, выделяя огромный объем газа: из одного литра газогидрата получается почти 180 литров метана.

Мне довелось наблюдать этот процесс в 1990 году, когда Дальневосточная морская инженерно-геологическая экспедиция проводила инженерно-геологические изыскания на шельфе острова Сахалин, в частности на одной из глубоководных площадок. Отобранные там из приповерхностных отложений образцы газогидратов на палубе начинали на глазах шипеть и распухать, покрываясь порами, как губка. Когда мы подносили спичку, газ вспыхивал. Если образец быстро разламывали, то внутри как раз и можно было увидеть эти самые грязные кристаллы газогидратов.

Газогидраты давно вызывают интерес у специалистов. В 1967 году в Западной Сибири было открыто Мессояхское газогидратно-газовое месторождение. Считается, что это первый случай успешной добычи природного газа из месторождения, которое имеет гидратную природу, хотя до сих пор идут дискуссии относительно доли самих гидратов в продуцировании газовой отдачи.

Однако долгое время газовики рассматривали газогидраты не как ресурс, а как досадную помеху при добыче и транспортировке газа. Ведь газогидраты при наличии паров воды образуются на стенках скважин, в трубопроводах и регулирующей арматуре, уменьшая их проводимость и нарушая нормальную работу. Поэтому в трубопроводы закачивают различные вещества, которые препятствуют образованию газогидратов, например метиловый спирт.

С нежелательным образованием газогидратов столкнулись в 2010 году американские нефтяники, ликвидировавшие нефтяной прорыв после гибели платформы Deepwater Horizon в Мексиканском заливе. Тогда для контроля над вырывающейся нефтью соорудили специальный короб, который планировали поставить над аварийным устьем скважины. Но нефть оказалась весьма газированной, и метан стал образовывать на стенках короба целые наледи газогидратов. Они примерно на 10% легче воды, и когда количество газогидратов стало достаточно большим, они просто стали поднимать короб, что, в общем-то, заранее предсказывалось специалистами.

Поэтому в сообщениях японских геологов очень аккуратно говорится о перспективе разработки метангидратов – ведь катастрофа буровой платформы Deepwater Horizon, по мнению ряда ученых, включая профессора Калифорнийского университета в Беркли Роберта Би, стала следствием взрыва гигантского пузыря метана, который образовался из потревоженных буровиками донных залежей гидратов.

Но как бы ни закончилось сейчас это дело у японских газовиков, оно свидетельствует об одной важной тенденции – именно газ уверенно выходит на позиции главного энергетического ресурса XXI века. Ставка на газ вполне оправдана, так как метана на Земле много. Общемировые запасы метана в классических месторождениях на конец минувшего десятилетия составляли около 179 трлн кубических метров, при этом на долю России приходится почти 48 трлн. Второе и третье место делят Иран и Катар – у них примерно по 26 трлн кубометров. А вот четвертое и пятое место разделили между собой Саудовская Аравия и США, у них примерно по 7 трлн кубометров газа, что соответствует потенциальным запасам японского шельфа.

Если учитывать так называемый сланцевый газ (это тот же метан, только из месторождений другого типа), то США рассчитывают на 30 трлн кубометров технически извлекаемых запасов, Китай может располагать 45 трлн, Аргентина, замыкая тройку лидеров, – 27 трлн. Всемирные запасы сланцевого газа оцениваются американскими специалистами в 236 трлн кубометров.

Но все эти богатства бледнеют перед морскими или, как их еще называют, аквальными месторождениями газогидратов. Суммарный объем метана в них оценивается в 20 тысяч трлн кубических метров! Это колоссальные запасы, они неизмеримо больше, чем запасы сланцевого газа и газа в классических месторождениях. Можно говорить о том, что этих запасов хватит на несколько столетий самой беспощадной эксплуатации. Стоит напомнить, что эти месторождения находятся в шельфовой зоне не только Японии, но и России (особенно в Охотском море), а также Украины и Грузии.

Если человечеству удастся решить вопрос безопасной добычи и хранения газа в газогидратной форме, это может открыть огромные возможности для его использования, например, в качестве автомобильного топлива. А это значит, что приближается время новой, ориентированной на газообразное топливо транспортной инфраструктуры.

Как Катон, заканчивавший каждую свою речь в сенате Древнего Рима требованием разрушения Карфагена, так и автор этих строк хочет вновь обратиться к российским инвесторам – пришло время создавать новые двигатели, а скорее всего – топливные системы, которые бы работали на природном газе – метане, потому что за этим будущее. Японский успех – это очередной звонок, возвещающий начало новой эпохи.

Автор: Константин Ранкс

Перепост: Slon.ru