Gas Hydrates R&D Program
Misją Departamentu Energii Fossil Energy’s Gas Hydrates R&D Program jest opracowanie komercyjnie opłacalnej technologii i metodologii do odkrywania, oceny i produkcji hydratów gazowych, co doprowadzi do zwiększenia potencjału hydratów gazowych, aby stać się niezawodnym przyszłym zasobem energii poprzez współpracę z przemysłem, środowiskiem akademickim, międzynarodowymi organizacjami badawczymi i innymi agencjami rządowymi USA.Hydraty gazowe składają się z cząsteczek gazu ziemnego (głównego składnika gazu ziemnego – metanu) zamkniętych w stałej siatce cząsteczek wody. Po wydostaniu się na powierzchnię ziemi, jeden metr sześcienny hydratu gazu uwalnia 164 metry sześcienne gazu ziemnego. Złoża hydratów gazowych znajdują się wszędzie tam, gdzie metan występuje w obecności wody pod podwyższonym ciśnieniem i w stosunkowo niskich temperaturach, np. pod wieczną zmarzliną lub w płytkich osadach wzdłuż głębokowodnych marginesów kontynentalnych. Metan tworzący hydraty może być zarówno biogeniczny, powstały w wyniku aktywności biologicznej w osadach, jak i termogeniczny, powstały w wyniku procesów geologicznych zachodzących głębiej w ziemi. Kiedyś uważano, że hydraty gazowe są rzadkie, obecnie uważa się, że występują w ogromnych ilościach i zawierają 250 000-700 000 trylionów stóp sześciennych metanu, a grubość formacji może wynosić kilkaset metrów.
Wczesne wyzwania związane z oceną produkcji metanu z hydratów obejmowały potwierdzenie istnienia i występowania wysokiej jakości zbiorników, wykazanie zdolności do wiarygodnego zlokalizowania takich miejsc oraz opracowanie technik/technologii niezbędnych do umożliwienia produkcji. Wyzwania te są rozwiązywane dzięki wysiłkom badawczym DOE i wspieranym na arenie międzynarodowej. Wciąż istnieją wyzwania związane z pełnym zrozumieniem potencjału i konsekwencji wydobycia gazu z hydratów.
Celem programu badawczego Gas Hydrates R&D jest pogłębienie naukowego zrozumienia hydratów gazowych poprzez badania na wczesnym etapie oraz ocena występowania, charakteru i zachowania potencjalnie ogromnych, naturalnie występujących zasobów hydratów gazowych w USA. Program ostatecznie opracuje technologie potrzebne do bezpiecznego i efektywnego znalezienia, scharakteryzowania i wydobycia metanu z hydratów poprzez badania terenowe, symulacje numeryczne i eksperymenty laboratoryjne.
Zdolność komercyjna zbiorników hydratów gazowych nie jest jeszcze znana, ale będzie zależeć od warunków ekonomicznych w przyszłości. Celem programu jest wspieranie rozwoju technologii i metodologii w celu obniżenia całkowitych kosztów zagospodarowania hydratów gazu ziemnego. Dotychczas przeprowadzono ograniczoną liczbę krótkich testów produkcyjnych. Dlatego konieczne jest przeprowadzenie serii kontrolowanych eksperymentów naukowych w terenie, a następnie testów produkcyjnych o przedłużonym czasie trwania, aby określić ilościowo tempo i objętość wydobycia metanu oraz ocenić potencjalny wpływ na środowisko.
Program hydratów metanu Departamentu Energii USA ma na celu opracowanie narzędzi i technologii umożliwiających bezpieczne dla środowiska wydobycie metanu z hydratów arktycznych i krajowych hydratów podmorskich. Program obejmuje badania w następujących dziedzinach:
- Wykonalność produkcji: Hydraty metanu występują w dużych ilościach pod wieczną zmarzliną i na morzu. Prace badawczo-rozwojowe DOE koncentrują się na określeniu potencjału i konsekwencji środowiskowych produkcji gazu ziemnego z hydratów.
- Badania i modelowanie: DOE bada innowacyjne sposoby przewidywania lokalizacji i koncentracji podpowierzchniowych hydratów metanu przed rozpoczęciem wierceń. DOE prowadzi również badania mające na celu zrozumienie fizycznych właściwości warstw zawierających hydraty gazu oraz modelowanie tego zrozumienia w skali złoża w celu przewidzenia przyszłego zachowania i produkcji.
- Współpraca międzynarodowa: Współpraca międzynarodowa jest nadal istotną częścią programu, ponieważ hydraty gazowe stanowią wyzwania badawcze i potencjał zasobów, które są ważne w skali globalnej.
Quick Links
- Gas Hydrates Factsheet
- Methane Hydrate Annual Reports to Congress
- 2018 Alaska North Slope Assessing Gas Hydrate Resource Potential
- 2017 Gulf of Mexico Drilling and Coring Expedition
- WATCH: Fueling the Future: The Search for Methane Hydrate
- Quadrennial Technology Review 2015: Gas Hydrates Research & Development
- The 2012 Ignik Sikumi Gas Hydrate Field Trial
- WATCH: The 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
.