Китайские инженеры нашли способ добывать природный газ из ледяных отложений со дна Южно-Китайского моря. Речь идет о запасах гидрата метана, также известного как «горючий лед». Таким образом ученые стали на шаг ближе к освоению этого неосвоенного источника энергии.
Гидрат метана выглядит как лед, но состоит из метана, запертого внутри решетки молекул воды. При поднесении к нему огня он начинает не просто таять, а гореть. Эти твердые газовые месторождения находятся в местах с низкой температурой и умеренным давлением, например, на дне океана, на глубине сотен метров. При нарушении этой стабильности решетка из молекул воды рушится и метан выпускается в воду. Вот почему добыча газа из гидратов метана – это большая проблема для инженеров.
Гидрат метана под водой
Теперь китайским ученым удалось разгерметизировать гидраты метана и вывести газ на поверхность («По сравнению с результатами японских исследований китайские ученые добились впечатляющего успеха, сумев получить гораздо больше метана при экстракции»). По сообщениям местных СМИ, таким образом удается добыть около 35 тысяч кубических метров газа в день. Однако здесь есть свои риски: метан – это очень мощный парниковый газ, который в 36 раз больше сказывается на глобальном потеплении, чем углекислый газ. При выбросе в атмосферу могут быть большие проблемы.
Тем не менее, залежи метана расположены очень плотно: один кубический метр гидрата метана может выпустить 164 кубических метра природного газа, что делает его ценным топливным ресурсом. Исследователи считают, что подобные запасы существуют в обилии по всему миру – возможно, в больших количествах, чем все остальные виды ископаемого топлива вместе взятые. Но точных данных у ученых нет.
(+Япония – не имеет запасов ископаемых источников энергии, Южная Корея, Индия, США и Канада – Аляска, РФ – Западная Сибирь (при поддержке Газпрома) - Газовые гидраты были впервые обнаружены на севере России в 60-х годах прошлого столетия. Однако исследования в области добычи гидратов из донных отложений начались всего 10-15 лет назад.).
"Впервые перспективы добычи гидратов выглядят обещающими, - говорит он. - Но полагаю, что только к 2025 году (самое раннее) мы сможем увидеть реальное коммерческое использование гидратов".
Стартап Чикагского университета превращает возобновляемую энергию в метан с помощью микроорганизмов
Одно из главных препятствий на пути повсеместного внедрения солнечных батарей и ветрогенераторов – отсутствие способа хранения избыточной энергии, которую они производят. Power-to-gas – технология, разработанная в Чикагском университете, обращается к неустойчивой природе этих возобновляемых источников. В ней используются одноклеточные организмы, которые ученые вывели путем селекции. Микроорганизмы помогают преобразовывать электроэнергию в метан – газ, который можно хранить, транспортировать и использовать везде, где используется природный газ, в том числе и для производства электроэнергии по требованию.
В центре технологии power-to-gas находится штамм метанообразующих архей, адаптированных для промышленного использования. Метаногенез начинается с излишков электроэнергии, полученных от ветрогенератора или солнечной батареи, но в данный момент ненужных. Эта энергия используется для превращения воды в водород и кислород. Затем водород объединяется углекислым газом, полученным из любого источника, в собственном биореакторе, в котором организмы катализируют преобразование смеси в метан и воду.
Технология позволяет увеличить использование изменчивых по своей природе источников энергии, таких как ветер и Солнце. Если запасать избыточную энергию, тем самым можно сгладить эти колебания и сделать возобновляемые источники энергии более реальными и экономически жизнеспособными.
Ученые уверены, потенциал запатентованной технологии power-to-gas имеет большое значение. Метан — простейший углеводород, который получил очень широкое распространение: на нем греют воду и пищу, ездит транспорт, и даже существуют ракетные двигатели, работающие на этом газе. Метан полностью совместим с существующей газовой сетью, и он может стать основным источником для большей части энергетических потребностей общества, включая электричество, отопление, промышленные процессы и транспортировка. Надежный способ создания чистого метана из возобновляемых источников имеет потенциал для преобразования существующих энергетических систем.