science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat zijn aardgashydraten?

Wikimedia Commons

Aardgashydraten zijn ijsachtige structuren waarin gas, meestal methaan, zit gevangen in watermoleculen. In tegenstelling tot het ijs dat we allemaal kennen, dat volledig is afgeleid van water, gashydraten zijn namelijk licht ontvlambaar, een eigenschap die deze kristallijne structuren zowel een aantrekkelijke toekomstige energiebron als een potentieel gevaar maakt.

Hydraten zijn een veel overvloedigere bron van aardgas dan conventionele afzettingen. Volgens de U.S. Geological Survey, de wereldwijde voorraden gashydraten zijn goed voor ten minste 10 keer de voorraad conventionele aardgasvoorraden, met tussen de 100, 000 en 300, 000, 000 biljoen kubieke voet gas moet nog worden ontdekt.

Als deze bronnen van aardgas veilig zouden kunnen zijn, efficiënt en goedkoop aangeboord, gashydraten kunnen mogelijk kolen en olie verdringen als de belangrijkste bronnen van energie in de wereld. Maar dat is een grote "als."

De jacht op hydraten

Hoewel methaanhydraten te vinden zijn in permafrost, het grootste deel van de toevoer van gashydraten is duizenden meters te vinden - minstens 1, 600 voet in feite - onder het zeeoppervlak waar de gasmoleculen kristalliseren te midden van de koude oceaandiepten.

Vanwege de diepte waarop deze potentiële energiebronnen te vinden zijn, informatie ontbreekt over samenstelling en volume van gashydraten en verschillende locaties. Wetenschappers zijn van mening dat deze hydraten de neiging hebben zich langs continentale breuklijnen te vormen en hebben afgeleide locaties waar grote hoeveelheden aardgashydraten kunnen worden gevonden. Dit betekent dat elke poging om deze energiebron aan te boren wordt belemmerd door niet precies te weten waar te kijken, wat energieleveranciers zouden kunnen verwachten of zelfs de beste manier om de hulpbron te exploiteren.

IJs branden als bevroren brandstof

Net als elke andere fossiele brandstof, gashydraten zijn koolwaterstofketens die zijn samengesteld uit koolstof en waterstof. Zoals William Harris van HowStuffWorks.com meldt, gashydraten bevatten "twee keer zoveel koolstof als de andere fossiele brandstoffen van de aarde samen". In andere woorden, 1 procent van de natuurlijke methaanhydraten zou de Verenigde Staten van stroom kunnen voorzien voor 170, 000 jaar, legt Harris uit. Gezien het feit dat de Verenigde Staten waarschijnlijk een ruime voorraad diepzeegashydraten langs de kustlijn hebben, vooral voor de kust van Alaska, gashydraten zou het land een energieonafhankelijke toekomst kunnen beloven.

Volgens een artikel van AFP dat in de zomer is geschreven, Japan, een land dat momenteel afhankelijk is van buitenlandse leveranciers van fossiele brandstoffen om in zijn energiebehoeften te voorzien, zal 's werelds allereerste offshore-extractie van diepzeehydraten uitvoeren, met plannen om in 2013 de eerste boortesten uit te voeren. technologie die oorspronkelijk in Japan is ontworpen, werd in 2008 voor het eerst gebruikt om methaan uit gashydraten in permafrost te extraheren.

Ministerie van Energie

Deze inspanningen zijn slechts vooronderzoek, echter. Grootschalige commerciële operaties die bedoeld zijn om gashydraatafzettingen te exploiteren, zijn nog minstens een decennium verwijderd.

De gevaren van hydraten

Op de avond van 20 april 2010, een bel van methaangas, afgeleid van gashydraten in de diepten van de Golf van Mexico, rees op in de boorkolom van het booreiland Deepwater Horizon, breidde uit naarmate het dichter bij het oppervlak kwam en explodeerde. In totaal 11 arbeiders, twee ingenieurs en negen van de rigbemanning, overleden als gevolg van de explosie. Vijf maanden geleden voordat de olielekkage was ingedamd, die een van de ergste milieurampen in de geschiedenis van de VS veroorzaakte.

Zoals blijkt uit de tragedie die plaatsvond op het Deepwater Horizon-platform, methaanhydraten kunnen vluchtig zijn en al een gevaar vormen voor bestaande diepzee-olieboringen. Hoewel oliemaatschappijen vroeger diepzeeboringen schuwden rond locaties met gashydraten, boren in deze gebieden is de afgelopen 10 tot 15 jaar een industriebrede praktijk geworden, zoals gerapporteerd door Eric Niiler van Discovery News, en zou kunnen leiden tot meer van het soort rampen van de Deepwater Horizon-variëteit.

En dat is alleen op bestaande rigs. Booroperaties die bedoeld zijn om methaan uit hydraten te winnen, zouden het hoofd moeten bieden aan de vluchtige aard van het gas en de uitzetting ervan wanneer het van een hogedruk- naar een lagedrukomgeving naar de oppervlakte stijgt.

Eindelijk, methaan is een broeikasgas. Hoewel het kan leiden tot schone brandende energie, methaan dat in de atmosfeer ontsnapt, is nog slechter voor het milieu dan koolstof. Om niet alleen een milieuramp te voorkomen, maar ook om een ​​efficiënte winning te garanderen, elke poging om gashydraten als energiebron aan te boren, zou lekken tot een minimum moeten beperken.