Китай ледяной газ. Что такое «горючий лед»? Бермудский треугольник — метангидратовая ловушка

Удалось добыть со дна моря «горючий лед» - соединение воды и газа, ставшее кристаллическим веществом под действием высокого давления и низких температур

Китай впервые добыл со дна моря «горючий лед». Как сообщило Центральное телевидение КНР, образцы были подняты с глубины более 1200 метров с подводной скважины примерно в 300 километрах к юго-востоку от Гонконга .

«Горючий лед» - это соединение воды и природного газа, превратившееся в кристаллическое вещество под действием высокого давления и низких температур. В одном кубометре этого энергоносителя содержится эквивалент 160 кубометров природного газа. «Наша страна заняла передовые позиции по добыче „горючего льда“. Это будет таким же крупным событием, как произошедшая ранее в США сланцевая революция», - заявили в китайском министерстве земельных и природных ресурсов. Что представляет собой «горючий лед»? Почему он пока не смог заменить природный газ?

«Возможно, это метановое топливо будущего. Но в настоящее время это, скорее, из области научных разработок перспективных. Конечно, прогресс идет довольно быстрыми темпами, но на земле еще достаточно много ресурсов газа, которые извлекаются гораздо с меньшими затратами и с меньшими технологическими проблемами. Есть просто запасы традиционного газа, для которых нужно пробурить скважину глубиной всего тысячу метров и без специальных технологических примочек транспортировать его чуть ли не под изначальным давлением. Поэтому китайцы ищут тут возможности, как и другие. Япония предпринимала шаги, даже запускала некую опытно-промышленную добычу с одного из специальных научно-исследовательских кораблей. Но такие пиар-запуски о том, что это было сделано, возникают регулярно. Однако отчет о реальных успехах, пока мы не слышали».

Когда может начаться промышленная добыча «горючего льда»?

«Вопрос на миллиард долларов, потому что это действительно, была бы следующая революция. Сланцевая революция. Но сланцами тоже занимались десятилетия прежде, чем удалось подобрать такие технологии, которые оказались экономически эффективными. Газогидратами тоже занимаются уже десятилетия. Пока не удалось сделать это экономически эффективным. Если удастся сделать в больших масштабах, это может быть очень большим сдвигом, потому что ресурсы газогидратов очень велики, гораздо больше, чем ресурсы традиционного газа и нетрадиционного газа. Но давать какие-то оценки просто не время, потому что, еще раз, этим многие занимаются, на это брошено довольно большие силы. Государственные гранты есть, исследовательские коллективы работают. Пока сделать это масштабным экономически эффективным не удавалось».

Китай обнаружил залежи «горючего льда» в Южно-Китайском море в 2007 году, напоминает Shanghai Daily. По информации издания, первые в мире попытки извлечения этого энергоносителя были предприняты в 60-х годах XX века. Китай приступил к соответствующим исследованиям только в 1998 году.

Согласно публикациям западных ученых, признаки наличия крупных залежей горючего льда обнаружены в Сибири. Информации о том, чтобы Россия пыталась его извлечь, в открытых источниках нет.

Власти КНР объявили об «историческом прорыве» в добыче углеводородов

Китайские специалисты наладили полноценную добычу газогидратов с подводного морского месторождения. В официальном сообщении случившееся названо «историческим прорывом», который повлияет на развитие всей энергетики. Аналитики отмечают, что подобные эксперименты уже проводились другими странами и пока никто из них не начал промышленную добычу

Эксперимент по добыче газовых гидратов с месторождения на дне Южно-Китайского моря закончился «полным успехом», сообщает Геологическая служба Министерства земельных и природных ресурсов Китая.

Разработка месторождения так называемого горючего льда (внешне газовые гидраты напоминают снег или рыхлый лед) началась 10 мая и к настоящему моменту успешно продолжается восемь дней подряд. За это время с месторождения, расположенного на глубине свыше 1200 м от поверхности моря и еще около 200 м от поверхности дна, было получено более 120 тыс. куб. м газа с содержанием метана до 99,5%.

В сообщении Геологической службы успех эксперимента назван историческим прорывом, достигнутым «под твердым руководством ЦК Коммунистической партии Китая». Особо подчеркивается, что эксперимент, ставший первым успешным примером промышленной морской добычи газогидратов, был достигнут с опорой исключительно на собственные силы и будет иметь «далеко идущие последствия».

В сообщении Центрального телевидения Китая (ЦТК) отмечается, что в других странах попытки наладить бесперебойную добычу газогидратов со дна моря по разным причинам не привели к успеху, что доказывает достижение китайскими специалистами «высшего мирового уровня».

«Первая успешная демонстрация означает, что освоение месторождений «горючего льда» вступило в новую фазу развития и может изменить ситуацию в глобальной отрасли добычи энергоресурсов», — подчеркивается в сообщении ЦТК.

«Газпром» не смог оценить риски от освоения Китаем технологии добычи газовых гидратов. «Никаких данных, по которым можно было бы сделать хоть какие-то выводы о перспективах этой технологии не опубликовано и нам неизвестно», — сообщил РБК пресс-секретарь председателя правления газовой монополии Алексея Миллера Сергей Куприянов.

Китай присоединился к экспериментам в газогидратной добыче, которые ранее осуществляли некоторые страны, отмечает аналитик Vygon Consulting Мария Белова. Так, в 2008 году тестовая добыча газогидратов проводилась на канадском месторождении Маллик (в течение шести дней было добыто 13 тыс. куб. м газа), а в 2013 году в течение шести дней тест делала Япония, которая продолжает дорабатывать технологию, перечисляет Белова.

«О прорыве можно будет заявить тогда, когда мы увидим, что какая-то из стран начала промышленную добычу газогидратов. У той же Японии, которая планирует начать промдобычу в 2018-2019 годах, с момента первого теста уйдет порядка семи лет, так что это небыстрый процесс», — полагает аналитик Vygon Consulting. К тому же Китай ничего не сообщил об экономике добычи. У Японии себестоимость добычи газогидратов варьируется в интервале $8-30 за МБТЕ, в то время как текущая и среднесрочная прогнозная цена газа в Азиатско-Тихоокеанском регионе находится ниже этого уровня ($5-7 МБТЕ), добавила она.

Это перспективная разработка, отдачу от которой можно ожидать через десятки лет, считает замдиректора Фонда национальной энергетической безопасности Алексей Гривач. «Сегодня технологии не позволяют эффективно извлекать газовые гидраты. Мало того что дорогая добыча, но еще же нужно доставить такое топливо до потребителя, а все это стоит баснословных денег. В свете этих заявлений от Китая я бы сделал вывод, что сланцевая добыча у них не прижилась», — сказал он.

Акватория Южно-Китайского моря, в которой начата добыча гидратов, является предметом территориальных споров между целым рядом стран. Настаивая на своих претензиях, китайцы укрепляют спорные архипелаги Спратли и Парасельские острова, на шельфе которых, по данным исследований, сосредоточены большие запасы нефти, газа и тех же гидратов.

Из 1 куб. м «горючего льда» можно получить более 160 куб. м метана. По некоторым оценкам, мировые запасы газогидратов на порядок превышают запасы «обычного» природного газа, однако точный объем этих запасов ученые оценивают по-разному, оценки колеблются от 2,5 тыс. до 20 тыс. трлн куб. ​м. К настоящему времени месторождения газогидратов обнаружены вблизи берегов США, Канады, Коста-Рики, Гватемалы, Мексики, Японии, Южной Кореи, Индии и Китая, а также в Средиземном, Черном, Каспийском и Южно-Китайском морях. Однако освоение газогидратных месторождений осложняется высокой стоимостью добычи.

В начале 2000-х годов реализацию государственной программы по освоению газогидратных месторождений начала Япония, где был создан исследовательский консорциум MH21 . В феврале 2012 года Японская национальная корпорация по нефти, газу и металлам (JOGMEC) провела пробное бурение скважин в Тихом океане, а в марте 2013-го первой в мире приступила к тестовому извлечению метана из газогидратов в открытом море. В течение шести дней было получено порядка 120 тыс. куб. м метана. Следующий тест запланирован на ближайшее время, сообщало в апреле агентство Reuters . Полномасштабное освоение месторождения страна планирует начать в 2018 году после разработки пригодной для промышленного использования технологии добычи.

По оценке JOGMEC, с имеющимися запасами метангидратов на шельфе страны Япония может покрыть свои потребности в природном газе на 100 лет вперед.

На территории России наличие месторождений газогидратов подтверждено на дне озера Байкал, Черного, Каспийского и Охотского морей, однако разработка газогидратов на этих месторождениях пока не велась. Предварительные оценки компании «Газпром ВНИИГАЗ» указывают на наличие в стране ресурсов газогидратов в 1100 трлн куб. м. В середине 2013 года сообщалось, что Дальневосточный геологический институт РАН предложил «Роснефти» изучить возможность добычи газовых гидратов на шельфе Курил, оценивая их потенциал в 87 трлн​ куб. м.

Этого горючего льда и совершить революцию в энергетике.

Не знаю, что там японцы, а вот нефтяники из Китая стали первыми, кто смог добыть с океанического дна «горючий лед» — гидрат природного газа. Об этом сообщило Центральное телевидение Китая со ссылкой на министерство земельных и природных ресурсов КНР.

«Тот факт, что мы сумели успешно осуществить добычу этого полезного ископаемого, свидетельствует о том, что в плане теоретической базы и соответствующих технологий Китай в данном направлении достиг беспрецедентных успехов <…>. Это будет таким же крупным событием, как произошедшая ранее в США сланцевая революция»,— заявил заместитель Управления геологических исследований министерства Ли Цзиньфа.

Также в министерстве земельных и природных ресурсов Китая подчеркнули, что подобный прорыв способен привести к энергетической революции во всем мире.

Образцы были подняты с глубины более 1,2 км, сама 200-метровая подводная скважина находится в Южно-Китайском море в 285 км к юго-востоку от Гонконга.

Сообщается, что за 8 дней работы добыто 120 куб. м этого энергоносителя, содержание метана в котором составляет 99,5%.

При этом 1 кубический метр этого вещества эквивалентен 160 куб. м природного газа в газообразном состоянии (на 100 литрах газа автомобиль может проехать 300 км, тогда как на 100 л «горючего льда» — 50 тыс. км).

Аналогичными проектами по добыче природного ресурса занимаются и другие страны, в частности Канада и Япония, однако «горючий лед» удалось извлечь со дна моря только Китаю

ЧТО ТАКОЕ МЕТАНГИДРАТ?

Метангидрат сосредоточен на глубинах от 500 до 2000 метров у берегов некоторых континентов, как правило, на крутых подводных склонах. Есть он и в Арктике, что доказывают сейсмические измерения и бурение. Метангидрат, состоящий из воды и метана, выглядит как обычный серый хрупкий лед. На ощупь — гладкий и холодный. Запаха не имеет, сгорает желтовато-синим пламенем.

Метановый лед относится к так называемым «ящичным» соединениям. В них не возникает химических связей между молекулами метана и молекулами воды. Метан размещается в пустотах кристаллической решетки водяного льда. Единичный конгломерат из воды и газа составляют 32 молекулы воды и 8 молекул метана. В одном кубическом метре этого вещества содержится значительно больше энергии, чем в кубометре природного газа (при одинаковом давлении). В ледовых пустотах одного кубометра метангидрата «запрятано» 164 кубометра газа. Молекулы льда, а значит, и метана уложены здесь более плотно.

Метангидрат образуется под давлением на глубине в порах донных осадков, куда сверху постоянно поступает органический материал и где царят низкие температуры и достаточно высокое давление. Сырьем для него служат отмершие растения и останки живых существ, поставляемых реками и самой океанской водой. Ил, содержащий углерод, быстро покрывается другими осадками, и доступ к нему аэробных бактерий, которые бы превратили биологический осадок в двуокись углерода, прекращается. Однако защищенный от этих микроорга низмов ил становится пищей для гнилостных бактерий. Результат их деятельности — метан.

Скопления метангидрата образуются и там, где океаническая кора сталкивается с континентальной и уходит под нее в магму. Это обстоятельство легло в основу другой точки зрения на происхождение метангидрата. Из российских источников почерпнута гипотеза, которая рассматривает не только органическое, но и космическое происхождение метана.

Уже сказано, что месторождения метанового льда встречаются и в тех местах океана, где океанское дно ныряет под континент. Там между двумя гигантскими трущимися друг о друга плитами есть щели, через них метан может высвобождаться из магмы в глубины океана. Этот газ присутствовал в протопланетном облаке, из которого родилось семейство планет, вращающихся ныне вокруг нашего Солнца. В протопланетном облаке, когда зажглось центральное светило, происходила дифференциация вещества: легкие молекулы — газы — давлением солнечного света отгонялись на периферию облака (не случайно дальние планеты-гиганты — Юпитер и Сатурн — содержат в своих атмосферах огромные массы аммиака и метана). Земля, как близкая к Солнцу планета, сложилась из более тяжелых элементов, но изрядное количество метана ей все-таки перепало. Теперь он выделяется из магмы, когда давление в щели между материковыми и океанскими плитами падает.

Оба предположения о природе метана — органической, то есть вторичной, и космической — могут мирно сосуществовать.

Глубины океана — печальная картина: на дне — немногочисленные морские огурцы, пятилучевые звезды и сотни всевозможных червей. Все они ждут падающих сверху остатков пищи животных, занявших солнечные этажи океана. Редкие рыбы-хищники проплывают здесь в надежде приманить жертву своими светящимися глазами или пятнами. Вечная тьма не дает никаких шансов для жизни растений.

Но некоторые места океанских глубин подобны оазисам в пустыне — здесь на дне жизнь расцветает. Тут благоденствуют раковинные моллюски, по дну ползают щетинистые и трубчатые черви, а само дно сочится нефтью и метаном. Это признак того, что где-то неподалеку находятся залежи метангидрата. Совместно углеводы и сероводород заменяют для жителей глубин свет и кислород. Бактерии вполне удовлетворены условиями жизни, предоставляемыми океанским дном. Свою энергию они расходуют на то, чтобы производить углеводы, которые служат пищей многим обитателям этого оазиса.

В 1997 году в Мексиканском заливе был открыт экзотический обитатель — розоватый щетинистый червь. Сотни этих тварей кишмя кишели на глыбе осадочных пород. Они проделывали себе отверстия в тех местах, где открывался доступ к метангидрату. Очевидно, здесь встретился новый случай симбиоза — червей с метановыми бактериями, но детали их взаимодействия еще не изучены. Живой мир, обитающий в местах выделения этого газа, остается почти непознанным.

КРУПНЕЙШЕЕ ХРАНИЛИЩЕ УГЛЕРОДА

По приблизительным оценкам, на планете хранится от 10 000 до 15 000 гигатонн углерода в виде метангидрата (гига равна 1 миллиарду). Эти числа выведены на основе бурения и сейсмической разведки в ограниченном числе мест, но полученные данные распространены на те области океана, где есть сходные условия.

Огромная масса запрятанного на глубине метана перекрывает по запасам все известные на Земле природные источники энергии. Вопрос только в том, как воспользоваться этим богатством, не нарушив природного равновесия и не вызвав катастрофы, подобной той, что случилась в плеоцене. Но и природные катастрофы способны дестабилизировать подводные хранилища метангидрата. Правда, в настоящее время с потеплением климата уровень океана растет, способствуя тем самым росту давления в нижних слоях, а следовательно, стабильности метангидрата.

Но если океанские течения изменят свои маршруты и теплые воды проникнут в нижние слои океанов, особенно в Северной Атлантике, то метановый лед растает и освобожденный газ уйдет в атмосферу. Возможно, именно такое событие объясняет потепление, случившееся в плеоцене. В ту эпоху в сравнительно короткое время было выброшено в атмосферу, по расчетам ученых, примерно 1000 гигатонн углерода. Избыток углерода, попавший тогда в атмосферу, задержался в ней около 140 тысяч лет, пока не был поглощен океанской водой и не пошел на построение раковин многих морских животных, а затем стал частью донных известковых отложений.

За последние 1000 лет человечество с помощью своих печей и двигателей выбросило в газовую оболочку Земли значительно больше углерода — от 2000 до 4000 гигатонн. (Числа, относящиеся к плеоцену, получены Рихардом Норрисом из Океанографического института и Урсулой Роль из Бременского университета с помощью анализа кернов, добытых в Западной Атлантике около Флориды.)

Но спусковым курком для развязывания катастрофы в наше время могут стать, по мнению одного из сотрудников Оксфордского университета, и природные катаклизмы: обширное землетрясение или вулканические взрывы, в результате которых понизится давление (оно станет меньше 50 атмосфер) и поднимется температура в зоне океана, содержащего метангидрат. Исследователи предполагают, что под слоем метанового льда — его толщина достигает порой нескольких сотен метров — находится чистый метан. Сотрясение земных недр может выпустить этот запечатанный газ наверх через трещины в ледяном слое.

БЕРМУДСКИЙ ТРЕУГОЛЬНИК — МЕТАНГИДРАТОВАЯ ЛОВУШКА?

По мнению некоторых исследователей, в Мировом океане существуют места, где время от времени происходит выход метана. Не с этим ли связаны те или иные катастрофы в тех местах?

5 декабря 1945 года пять американских самолетов-торпедоносцев совершали тренировочный полет. Они стартовали с аэродромов Флориды в направлении Багамских островов. За полчаса до намеченной по плану посадки командный пункт получил радиограмму: командир эскадрильи сообщал о непонятном поведении компаса и о загадочных свечениях в атмосфере. И тут же радиосвязь оборвалась. На поиски эскадрильи был послан шестой самолет, он тоже исчез. Ни машины, ни люди так и не были найдены.

Возникло множество фантастических объяснений причин исчезновения самолетов, а впоследствии и судов у берегов Флориды. Среди тех, кто искал реальную причину непонятных катастроф, был геохимик Рихард Мак-Ивер. Он считает, что произошли подвижки метанового льда, покрывающего дно в треугольнике Флорида, Пуэрто-Рико и Бермуды, газ, до того запечатанный слоем метанового льда, высвободился и огромным пузырем взлетел через воду в атмосферу. Попавшие в этот поток самолеты рухнули в море.

Некоторые доказательства возможности такой катастрофы принесло бурение в Западной Атлантике. В поднятом керне после слоя, где еще присутствуют микроорганизмы, лежит двадцатисантиметровый слой ила. Исследовав его, группа ученых из университета Нью-Джерси удостоверилась, что этот ил, как они и ожидали, содержит метановый лед. Большая волна типа цунами вполне могла вызвать обрушение его подводного склона.

Действительно, условия у берегов Флориды не исключают возможности смещения полей метанового льда. Когда такой слой приходит в движение, размышляют ученые, газ из-под лежащих на нем слоев льда вполне может высвобождаться и в виде гигантских пузырей подниматься на поверхность океана. Если корабль, самолет попадут в такой пузырь, они, потеряв подъемную силу, тотчас уйдут под воду.

Теоретически это возможно, соглашается исследователь из США Вильям Диллон, руководитель исследования газовых гидратов при американской геологической службе. Но, по его мнению, нет никаких данных, которые бы говорили о том, что в Бермудском треугольнике суда гибнут чаще, чем в других местах океана.

Другой позиции придерживается Томас Гольд, геолог из Корнеллского университета. Он считает, что выбросы газа со дна океана ответственны по крайней мере за четыре крупные аварии самолетов у североамериканских берегов. Эти катастрофы случились недавно, и они у многих, вероятно, в памяти. Последней было падение в море после старта самолета компании «Egupt Air-990″ в октябре 1999 года. По мнению эксперта, здесь нет «нормально го» объяснения трагедии. Как и во всех четырех случаях, причиной падения должно было служить нечто внезапное, что не дало пилотам возможности передать по радио какие-либо детали возникших неполадок. Хотя объяснения Т. Гольда и встретили возражения, его гипотезу поддерживают еще два факта: перед падением двух крупных машин в воздухе были видны газовое пламя и огненные шары. Может быть, это горел метан, вырвавшийся из воды? Гольд предполагает, что причиной тому послужило легкое землетрясение в прибрежной зоне дна.

Некоторые ученые скептически относятся к гипотезе о том, что свободный метан способен пробить толстый слой метанового льда. Однако есть свидетельства, подтверждающие выход метана на поверхность океана, правда, не в столь больших количествах.

Германское экспедиционное судно «Полярная звезда» побывало в арктическом море Лаптевых и у берегов Пакистана — в акваториях, где сосредоточены обильные скопления метангидрата. Оно нашло на дне кратеры диаметром 20 и 30 метров. Эти углубления, по мнению исследователей, — следы взрыва газа. В 1997 году российское исследовательское судно «Сергей Вавилов» у побережья Новой Земли оказалось в районе, где из моря происходило интенсивное выделение газов. В прошлом году немецкие и американские исследователи впервые наблюдали, как пузыри метана вырывались из воды. Это было в Тихом океане у берегов штата Орегон. При погружении исследовательской лодки «Alvin» ученые впервые увидели на дне отверстия, из которых выплывали газовые пузыри. Они, по их предположению, исходили из скоплений под слоями метангидрата (его толщина здесь равняется 140 метрам — согласно сейсмическим измерениям). Ученые считают, что метан стремительно прорывается через слой метангидрата: при медленном просачивании он застревал бы в этом слое и замерзал.

ПЕРВЫЕ ПОПЫТКИ «ПРИРУЧИТЬ» МЕТАНГИДРАТ

Еще нет полного описания всех запасов метангидрата, но, даже пользуясь приблизительными оценками того, что накопила Природа у океанских побережий, ученые оценивают его энергетический эквивалент как самый крупный резерв энергии, доступный человечеству, если иметь в виду горючие ископаемые. Только углерода в метангидрате содержится больше, чем в привычных каменном угле, торфе, сланцах и нефти, вместе взятых (но в это соединение входит еще и водород — самый ценный энергоноситель). Можно с уверенностью считать, что этого вида топлива человечеству хватит еще на многие тысячелетия. Вопрос: как к нему подобраться?

В марте 1998 года канадско-японская геологическая экспедиция на северо-западе Канады провела испытательное бурение в дельте реки Мак-Кензи. На глубине 900 метров бур наткнулся на метангидрат. На поверхность был извлечен керн — хрупкий лед серого цвета, пронизанный илом. Когда ученые положили кусок керна в миску с водой, началось бурное, подобно кипению, высвобождение газа из ледяного плена. Но эта энергия очень мала по сравнению с той, которую мы получаем при химическом взаимодействии метана с кислородом, то есть при горении.

Сегодня еще нет отлаженной промышленной технологии добычи нового топлива. Высказывается, например, идея, что при добыче следует предусмотреть крышу над слоем этого вещества или полог, чтобы случайное повышение температуры или действие химических веществ не высвободили газ из-под слоя льда. Даже бурение метанового льда — рискованная операция: оно может снизить давление, следовательно, породить нестабиль ность. Пока неясны такие исходные данные, как концентрация метангидрата в донных отложениях. Поскольку он сохраняет стабильность только при больших давлениях, то еще ни разу не удалось поднять на борт достаточно большую глыбу конгломерата.

Соединенные Штаты, согласно перспективным расчетам, к 2020 году должны на 30 процентов увеличить потребление энергии. готовы они использовать и метангидрат: конгресс страны отпустил 42 миллиона долларов на разрабтку программы включения нового топлива в энергетический баланс страны.

Особенно заинтересована в освоении добычи метангидрата Япония — страна, лишенная нефтяных месторождений, но обладающая обширными запасами метана, спрятанного в океане — во льду и под ним. Японцы стремятся освоить коммерческую, промышленную добычу. Бурение, предпринятое в канадской Арктике, в дельте реки Мак-Кензи, в условиях вечной мерзлоты, показало, что в кернах поры льда заполнены газом на 80 процентов. Японцы выдвигают свои буровые в сторону Тихого океана, и опробуются различные технологии. Однако о результатах их экспериментальных работ пока ничего не известно.

Геолог Скотт Даллимор считает, что бурение в Сибири и на Аляске показало концентрацию газа в порах льда от 50 до 80 процентов. Морские залежи крупнее, но там заполняемость газом равна примерно 20 процентам. В России, в Сибири, есть месторождение Meссоякское — газовое поле, расположенное в вечной мерзлоте, — единственное место в мире, где обычный природный газ получают из метангидрата. Это довольно мощное месторождение, работающее уже много лет. От него проложен трубопровод до Норильска — крупного потребителя энергии.

В отличие от вечной мерзлоты океанские запасы, как уже говорилось, состоят из двух частей: метанового льда, слой которого может превышать несколько сотен метров, и удерживаемого этим слоем газового пузыря. Сейчас идет поиск промышленной технологии, которая позволила бы чрезвычайно аккуратно добывать газ, не допуская его утечек в атмосферу: метан и углекислый газ ответственны за парниковый эффект — его влияние в последние годы мы все почувствовали. Если в дополнение к СО2 в атмосферу вырвутся еще и большие массы метана, то растущая ее температура может возродить те условия, в которых оказалась наша планета 55 миллионов лет назад, о чем говорилось в начале статьи.

Не годится также и обычное сжигание вновь добываемых гигантских объемов метана — мы получим в большом количестве все тот же СО2, парниковый газ, то есть и в этом случае атмосфера начнет энергичнее разогревать ся. Природа припасла для человека щедрый подарок, но ученым и инженерам придется хорошенько поломать головы, прежде чем удастся воспользоваться ее милостью.

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.

Как известно, вода имеет достаточно сложную структуру. Вода является универсальным растворителем, одним из двух главных универсальных растворителей, известных химикам. Вода способна смешиваться почти с любыми веществами и тем более с метаном. При растворении метана в воде образуются такие кластеры, структуры которых при обычной комнатной температуре и при атмосферном давлении являются жидкостью, но эти кластеры при температуре порядка 4°C и давления несколько сот атмосфер в отличие от воды становятся твердыми и образуют так называемые газовые гидраты. Гидраты образуются не только с метаном, они могут образовываться также с другими углеводородными и неуглеводородными газами. Это достаточно распространенное явление.

Если эти газовые гидраты оказываются в условиях, когда они стабильны, то они накапливаются. Многие бактерии, которые живут в толще морской воды, выделяют метан. Этот метан связывается с водой и опускается на дно, потому что газовые гидраты оказываются тяжелее воды. И на дне накапливаются залежи газовых гидратов. Во всех глубоких океанских впадинах есть эти гидраты. В России существуют целые месторождения газовых гидратов на суше. Это газы, которые находятся в смеси с водой и в твердом состоянии. Вечная мерзлота имеет температуру от 0 до -3 °C, в этих условиях даже при атмосферном давлении могут образовываться гидраты.

Новости о том, что Китай добыл со дна моря «горючий лед» ничего не значат, это утверждение на уровне того, что Россия - родина слонов. Это может быть утверждением некомпетентного человека на не слишком широко известную тему или утверждение компетентного человека, который хочет обмануть некомпетентных людей. Ничего нового они не открыли.

О существовании газовых гидратов на дне глубоких океанских впадин известно более полувека. В 70-е годы было доказано, что такие гидраты существуют и на суше, их обнаружили в зоне вечной мерзлоты в Якутии. Тогда советские ученые получили диплом на открытие. Как вы знаете, получить патент на изобретение несложно, а вот дипломов в год выдают всего несколько во всем мире. Но даже этому открытию полвека. А что касается газовых гидратов, которые называют «горючим льдом», то об этом давно всем известно. Япония в течение нескольких десятилетий пытается реализовать программу добычи этих газовых гидратов со дна впадин. Технически это легко реализуемо и можно драгой набрать сколько угодно гранул, но дело в том, что при подъеме их на поверхность они начинают сразу же распадаться на воду и метан, который уходит в атмосферу. Кстати говоря, метан является самым сильным агентом по сохранению парникового эффекта, он в этом смысле превосходит даже углекислый газ. Это прямой вред для экологии.

А что касается того, чтобы использовать газовые гидраты в качестве топлива, это техническая проблема, нужно сначала поднять его на поверхность, потом создавать условия, чтобы гидрат не распадался. Нужно обеспечить низкие температуры, около 4°C и давление в несколько сот атмосфер. Гидрат хранится в таком виде и при необходимости делится на воду и газ, после чего газ используется в качестве топлива. Только это оказывается экономически нецелесообразно, потому что поддерживать давление можно лишь за счет расходования топлива. В результате получается, что вы больше тратите, чем получаете. Китайцы, как и японцы, пытаются решить эту техническую задачу, потому что у них энергетический баланс отрицателен, они вынуждены завозить дополнительную энергию из других стран, в основном из России.

Эта тема не очень интересна и довольно объемна информационно. В той или иной мере этой тематикой занимаются у нас, в какой-то степени в США. Это не экзотика, вовсе не открытие и не новость. Да, китайцы поставили платформу, они вышли на уровень полупромышленного применения. Все хорошо, одно плохо - экономика этого технологического процесса отрицательна. Пока что денег туда уходит больше, чем возвращается. Поэтому считать газовые гидраты конкурентами обычных видов энергоносителей никак нельзя. Если бы это было возможно, японцы уже давно избавились бы от газовой зависимости и перестали быть главным импортером газа в мире.

МОСКВА, 18 января. /ТАСС/. Российские математики создали модель для разработки залежей самого богатого источника природного газа на планете - газовых гидратов, концентрация которых высока в арктической зоне, а ученые Сколтеха предложили технологию добычи метана из гидратов. Эксперты рассказали ТАСС, как добыча такого метана поможет снизить парниковый эффект, в чем преимущества новых исследований, и есть ли перспективы у промышленной разработки газогидратов в России.

Против парникового эффекта

Газовые гидраты - это твердые кристаллические соединения льда и газа, их еще называют "горючий лед". В природе они встречаются в толще океанского дна и в вечномерзлых породах, поэтому добывать их очень сложно - на глубину в нескольких сотен метров нужно бурить скважины, а потом выделять природный газ из ледовых отложений и транспортировать его на поверхность. Сделать это удалось в Южно-Китайском море в 2017 году китайским нефтяникам, но для этого им пришлось углубиться в толщу морского дна на более чем 200 метров при том, что глубина в районе добычи превышала 1,2 км.

Исследователи считают газовые гидраты перспективным источником энергии, который может быть востребован, в частности, странами, ограниченными в других энергоресрусах, например, Японией и Южной Кореей. Оценки содержания метана, сжигание которого дает энергию, в газогидратах в мире разнятся: от 2,8 квадриллионов тонн по данным Минэнерго РФ до 5 квадриллионов тонн по данным Мирового энергетического агентства (МЭА). Даже минимальные оценки отражают огромные запасы: для сравнения, общемировой объем запасов нефти корпорация BP (British Petroleum) в 2015 году оценила в 240 млрд тонн.

"По оценкам некоторых организаций, прежде всего Газпром ВНИИГАЗ, ресурсы метана в газогидратах на территории РФ составляют от 100 до 1000 трлн кубометров, в арктической зоне, в том числе морях, - до 600-700 трлн кубометров, но это очень приблизительно", - рассказал ТАСС ведущий научный сотрудник Центра добычи углеводородов Сколковского института науки и технологий (Сколтеха) Евгений Чувилин.

Помимо собственно источника энергии, газогидраты могут стать спасением от парниковых газов, что позволит остановить глобальное потепление. Освободившиеся от метана пустоты можно заполнять углекислым газом.

"По оценкам исследователей, в гидратах метана содержится более 50% углерода от суммарных известных мировых запасов углеводородов. Это не только самый богатый на нашей планете источник углеводородного газа, но и возможное вместилище для углекислого газа, который считается парниковым. Можно убить двух зайцев - добыть метан, сжечь его для получения энергии и закачать на его место полученный при сжигании углекислый газ, который займет место метана в гидрате", - рассказал ТАСС замдиректора по научной работе Тюменского филиала Института теоретической и прикладной механики Сибирского отделения РАН Наиль Мусакаев.

В условиях вечной мерзлоты

На сегодня исследователи выделяют три основных перспективных способа добычи газовых гидратов.

"Прежде чем добыть газ из гидратов, требуется их разложить на составляющие - газ и воду или газ и лед. Можно выделить основные методы добычи газа - снижение давления на забое скважины, нагрев пласта с помощью горячей воды или пара, подача в пласт ингибиторов (веществ для разложения газогидратов - прим. ТАСС)", - пояснил Мусакаев.

Ученые из Тюмени и Стерлитамака создали математическую модель для добычи метана в вечной мерзлоте. Примечательна она тем, что учитывает процесс образования льда во время разработки месторождения.

"Образование льда имеет плюсы и минусы: он может закупорить оборудование, но, с другой стороны, разложение газогидрата на газ и лед требует в три раза меньше энергии, чем при разложении на газ и воду", - рассказал Мусакаев.

Преимущество математического моделирования - возможность спрогнозировать сценарий разработки газогидратных залежей, в том числе оценить экономическую эффективность способов добычи газа из таких месторождений. Результаты могут заинтересовать проектные организации, которые занимаются планированием и разведкой на газогидратных месторождениях, отметил ученый.

Сколтех также занимается разработкой технологий для добычи метана из гидратов. Совместно с коллегами из Университета Хериота-Уатта в Эдинбурге специалисты Сколтеха предложили извлекать метан из газогидратов путем закачки воздуха в пласт породы. "Этот метод - более экономичный по сравнению с существующими, и меньше влияет на окружающую среду", - пояснил Чувилин.

В данном методе предполагается, что в пласт закачивается углекислый газ или азот, и газогидраты из-за разницы в давлении разлагаются на составляющие. "Мы пока проводим методические исследования по опробованию метода и его эффективности. До создания технологии еще далеко, пока мы создаем физико-химические основы этой технологии", - подчеркнул ученый.

По словам Чувилина, в России пока нет полностью готовых технологий для эффективной добычи метана из гидратов, так как нет целевых программ поддержки этого научного направления. Но разработки все равно ведутся. "Может быть, газовые гидраты не станут главным энергоресурсом будущего, но их использование наверняка потребует развития новых знаний", - добавил Мусакаев.

Экономическая целесообразность

Разведку и разработку газогидратных месторождений учитывает в числе долгосрочных перспектив газодобычи прогноз развития топливно-энергетического комплекса России на период до 2035 года. В документе отмечается, что газогидраты могут стать "фактором в мировой энергетике только через 30-40 лет", но при этом не исключается прорывной сценарий. В любом случае разработка гидратов повлечет глобальный передел на мировом рынке топливных ресурсов - цены на газ будут снижаться, и сохранить доходы добывающие корпорации смогут только захватывая новые рынки и увеличивая объем продаж. Для массовой разработки таких месторождений надо создавать новые технологии, улучшать и удешевлять существующие, отмечается в стратегии.

Учитывая труднодоступность гидратов и сложность их добычи, эксперты называют их перспективным источником энергии, но отмечают, что это не тенденция ближайших лет - для гидратов нужны новые технологии, которые пока только разрабатываются. А в условиях налаженной добычи природного газа метан из гидратов находится в не самом выигрышном положении. В дальнейшем все будет зависеть от конъюнктуры рынка энергоносителей.

Заместитель директора Центра добычи углеводородов Сколтеха Алексей Черемисин считает, что метан из гидратов начнут добывать нескоро как раз из-за имеющихся запасов традиционного газа.

"Сроки промышленной добычи зависят как от экономически доступной технологии поиска, локализации и добычи газа, так и от рыночных факторов. Газодобывающие компании имеют достаточное количество запасов традиционного газа, поэтому рассматривают технологии добычи газа из газогидратов как задел на долгосрочную перспективу. По моей оценке, промышленная добыча в РФ начнется не ранее чем через 10 лет", - сказал эксперт.

По мнению Чувилина, в России есть месторождения, на которых метан из газогидратов могут начать добывать в ближайшие 10 лет, и это будет достаточно перспективно. "На некоторых газовых промыслах севера Западной Сибири при истощении традиционных газовых коллекторов возможна разработка вышележащих горизонтов, где газ может находиться и в гидратной форме. Это возможно в ближайшем десятилетии, все будет зависеть от стоимости энергоносителей", - резюмировал собеседник агентства.