211service.com
Gas wordt vast
Bijna 95 procent van de bekende gasvelden in de wereld is te klein om de benodigde kosten te rechtvaardigen. Leid het gas naar een fabriek, verander het in een vloeistof en vervoer het vervolgens op speciaal uitgeruste tankers.
Maar een handvol onderzoekers heeft een idee dat deze velden de mijnbouw waard zou kunnen maken: in plaats van goedkopere manieren te bedenken om deze schoner brandende energiebron van punt A naar punt B te transporteren als een vloeistof, waarom zou je aardgas dan niet veranderen in een vaste stof die makkelijker en goedkoper te vervoeren?
Japanse onderzoekers Hajime Kanda van Mitsui Engineering and Shipbuilding in Tokio en Yasuhara Nakajima van het Japanse National Maritime Research Instititute denken een oplossing te hebben gevonden met behulp van hydraten, vaste kristallen waarin aardgas, dat voornamelijk uit methaan bestaat, in water wordt opgesloten moleculen.
Decennialang hebben onderzoekers gezocht naar manieren om deze kristallen uit hun diepzeeafzettingen te halen en te oogsten wat ze verwachten dat een aardgasoogst zou kunnen zijn. Kanda en Nakajima kiezen voor een tegenovergestelde benadering. In plaats van methaan te extraheren van hydraten, ze willen methaan omzetten naar binnen hydrateert in wezen, waarbij het kleurloze en geurloze gas wordt omgezet in kleine pellets die gemakkelijk kunnen worden opgeslagen, vervoerd en uiteindelijk weer in aardgas kunnen worden omgezet. Een paar maanden geleden opende Mitsui, in samenwerking met de universiteit van Osaka, een demonstratiefabriek in de buurt van Tokio om het concept te promoten en te laten zien dat het werkt. Als het proces van Mitsui haalbaar en economisch blijkt te zijn, kunnen veel onaangeboorde aardgasvoorraden vitale energiebronnen worden.
Het omzetten van aardgas in een hydraatvorm voor goedkoper transport kreeg begin jaren negentig aandacht. Noorse petroleumingenieurs kwamen met het idee nadat ze de transporteconomie van vloeibaar aardgas hadden vergeleken met aardgashydraten, wetende dat hydraten grote hoeveelheden aardgas in een kleine ruimte kunnen opslaan. Meer dan 180 standaard kubieke voet gas kan worden opgeslagen in één kubieke voet hydraat, zegt Rudy Rogers, hoogleraar chemische technologie aan de Mississippi State University, en een autoriteit op het gebied van industrieel gebruik van gashydraten.
Nog een groot voordeel: het transporteren van aardgas als hydraten kan bij een hogere temperatuur en lagere druk dan bij vloeibaar aardgas, en het risico op ontbranding tijdens het transport is veel lager, legt Hugh Guthrie uit, die aardgas bestudeert bij het National Energy Department of Energy van het Amerikaanse ministerie van Energie. Technologielaboratorium in Morgantown, WV. Veel van de hoge kosten van vloeibaar aardgas zijn het gevolg van temperatuur- en drukeisen aan leidingen, scheepvaart en opslagfaciliteiten.
Om de hydraten te produceren, moet aardgas met water worden gemengd in een continu geroerde tankreactor. Wanneer gas vanaf de bodem in het water wordt geleid, vormen zich hydraten op het oppervlak van de gasbellen. Het verwijderen van het restwater laat een residu van hydraatpoeder achter. Kanda en Nakajima stellen zich een fabriek voor de productie van hydraatpellets voor in de buurt van gasvelden in Zuidoost-Azië. Van daaruit zou een pelletdrager de hydraatlading naar fabrieken transporteren waar de pellets weer in gas zouden worden omgezet en naar de markt zouden worden geleid.
De demonstratiefabriek van het bedrijf produceert maar liefst 600 kilogram hydraten per dag, waarbij het methaan door alle noodzakelijke fasen gaat: hydraatvorming, opslag, pelletisering en gecontroleerde dissociatie, of scheiding van gas en water. Waar een installatie voor vloeibaar aardgas temperaturen van -162 C vereist, werkt de fabriek van Mitsui bij -10 C, wat enorme besparingen op de koelingskosten betekent. Kanda zegt dat het project, dat mede wordt gesponsord door de New Energy and Industrial Technology Development Organization van de regering, aantoont dat hydraten een succesvolle vector kunnen zijn voor gastransport.
Mitsui's enige significante concurrentie op het gebied van gashydraattechnologie komt van een ander Japans bedrijf, Mitsubishi. Mitsubishi streeft naar zijn eigen gas-naar-vaste stof-technologie op basis van een hydraat-olieslurry, een proces waarvan het belangrijkste nadeel is dat het duizenden tonnen overtollig water produceert dat moet worden verwijderd.
Omdat hydraten nog steeds een mysterieuze substantie zijn, zijn er veel wetenschappelijke en technische obstakels die het proces onbetaalbaar kunnen maken. Maar Kanda en zijn collega's zijn optimistisch. Japan, 's werelds nummer twee energieverbruiker, investeert zwaar in hydraatonderzoek, vooral omdat de publieke opinie zich steeds meer tegen kernenergie keert als alternatief voor ruwe olie. Mitsui-onderzoekers hopen dat hun kleine witte korrels precies zijn wat hun land nodig heeft.