Gashydrate R&D Program
Das Gashydrate R&D Program des Department of Energy Fossil Energy hat die Aufgabe, kommerziell nutzbare Technologien und Methoden für die Entdeckung, Bewertung und Produktion von Gashydraten zu entwickeln, die dazu führen werden, das Potenzial von Gashydraten als zuverlässige zukünftige Energieressource durch die Zusammenarbeit mit der Industrie, der Wissenschaft, internationalen Forschungsorganisationen und anderen US-Regierungsstellen zu fördern.
Gashydrate bestehen aus Erdgasmolekülen (dem Hauptbestandteil von Erdgas; Methan), die in einem festen Gitter aus Wassermolekülen eingeschlossen sind. Ein Kubikmeter Gashydrat setzt, wenn es an die Erdoberfläche gebracht wird, 164 Kubikmeter Erdgas frei. Gashydratvorkommen sind überall dort zu finden, wo Methan in Gegenwart von Wasser unter hohem Druck und bei relativ niedrigen Temperaturen vorkommt, z. B. unter Permafrostböden oder in flachen Sedimenten entlang von Tiefsee-Kontinentalrändern. Methan, das Hydrate bildet, kann sowohl biogen sein, d. h. durch biologische Aktivität in Sedimenten entstehen, als auch thermogen, d. h. durch geologische Prozesse im Erdinneren. Einst nahm man an, dass Gashydrate selten sind, heute geht man davon aus, dass sie in riesigen Mengen vorkommen und 250.000-700.000 Billionen Kubikfuß Methan enthalten, wobei die Mächtigkeit der Formation mehrere hundert Meter betragen kann.
Zu den frühen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Bewertung der Methanproduktion aus Hydraten gehörten die Bestätigung der Existenz und des Vorkommens hochwertiger Lagerstätten, der Nachweis der Fähigkeit, solche Vorkommen zuverlässig zu lokalisieren, und die Entwicklung der für die Produktion erforderlichen Techniken/Technologien. Diese Herausforderungen werden durch das DOE und international unterstützte Forschungsarbeiten angegangen. Das Ziel des Gashydrat-Forschungsprogramms ist es, das wissenschaftliche Verständnis von Gashydraten durch frühzeitige Forschung voranzutreiben und das Vorkommen, die Beschaffenheit und das Verhalten der potenziell riesigen, natürlich vorkommenden Gashydrat-Ressourcen in den USA zu bewerten. Das Programm arbeitet auch daran, das Ausmaß und die Beschaffenheit der potenziell förderbaren Ressourcen durch komplexe Bohr- und Entkernungsprogramme zu bestätigen, die durchgeführt werden müssen. Das Programm wird letztlich die Technologien entwickeln, die erforderlich sind, um Methan aus Hydraten durch Feldversuche, numerische Simulationen und Laborexperimente sicher und effizient aufzuspüren, zu charakterisieren und zu gewinnen.
Die kommerzielle Rentabilität von Gashydratvorkommen ist noch nicht bekannt, wird aber von den wirtschaftlichen Bedingungen in der Zukunft abhängen. Ziel des Programms ist es, die Entwicklung von Technologien und Methoden zu fördern, um die Gesamtkosten der Erschließung von Gashydraten zu senken. Bisher wurde nur eine begrenzte Anzahl von kurzen Produktionstests durchgeführt. Daher ist eine Reihe von kontrollierten wissenschaftlichen Feldexperimenten, gefolgt von längerfristigen Produktionstests, erforderlich, um die Raten und Volumina zu quantifizieren, mit denen Methan extrahiert werden kann, und um mögliche Auswirkungen auf die Umwelt zu bewerten.
Das Methanhydratprogramm des US-Energieministeriums zielt darauf ab, die Instrumente und Technologien zu entwickeln, die eine umweltfreundliche Methanproduktion aus arktischen und heimischen Offshore-Hydraten ermöglichen. Das Programm umfasst Forschung und Entwicklung in den Bereichen:
- Machbarkeit der Produktion: Methanhydrate kommen in großen Mengen unter dem Permafrost und vor der Küste vor. DOE R&D konzentriert sich auf die Bestimmung des Potentials und der Umweltauswirkungen der Produktion von Erdgas aus Hydraten.
- Forschung und Modellierung: Das DOE untersucht innovative Methoden zur Vorhersage der Lage und Konzentration von Methanhydraten im Untergrund vor dem Bohren. Das DOE führt auch Studien durch, um die physikalischen Eigenschaften von Gashydrat-führenden Schichten zu verstehen und dieses Verständnis auf Lagerstättenebene zu modellieren, um zukünftiges Verhalten und Produktion vorherzusagen.
- Internationale Zusammenarbeit: Die internationale Zusammenarbeit ist weiterhin ein wichtiger Bestandteil des Programms, da Gashydrate Forschungsherausforderungen und Ressourcenpotenziale darstellen, die auf globaler Ebene von Bedeutung sind.
Quick Links
- Faktenblatt zu Gashydraten
- Jahresberichte über Methanhydrate an den Kongress
- 2018 Alaska North Slope Assessing Gas Hydrate Resource Potential
- 2017 Gulf of Mexico Drilling and Coring Expedition
- WATCH: Fueling the Future: Die Suche nach Methanhydraten
- Quadrennial Technology Review 2015: Gashydratforschung & Entwicklung
- Der Ignik Sikumi Gashydrat Feldversuch 2012
- WATCH: Das Ignik Sikumi, Fire in the Ice, Methane Hydrates Research Field Trial Video
- 2011/2012 Ignik Sikumi Dataset
- FE/NETL Methane Hydrate Reference Shelf
- Methane Hydrate Advisory Committee