211service.com
Mijnbouw 'Ice That Burns'
Gevangen in moleculaire kooien die op ijs lijken, op de bodem van de oceaan en in terrestrische permafrost over de hele wereld, is een voorraad aardgas die, volgens voorzichtige schattingen, gelijk is aan twee keer de hoeveelheid energie in alle andere fossiele brandstoffen die in de aardkorst. De vraag was of deze enorme energiereserve, bekend als methaanhydraten, in de natuur bestond in een vorm die het waard was om na te streven, en of de technologie bestond om het te oogsten.
Diep graven: Een boorplatform op de North Slope van Alaska dat de USGS hielp een schatting te maken van de hoeveelheid aardgas die uit het gebied zou kunnen worden gewonnen.
Afgelopen vrijdag heeft de United States Geological Survey (USGS) de ontdekking aangekondigd van geschikte omstandigheden voor de winning van methaanhydraten op 1.000 meter onder de zeebodem in de Golf van Mexico. Samen met Chevron en het Amerikaanse ministerie van Energie ontdekte de USGS de reserve aan hydraten in hoge concentraties in 15 tot 30 meter dikke zandbodems, die sterk lijken op terrestrische methaanhydraatreserves, die al commercieel bruikbare stroom hebben opgeleverd. tarieven. Deze afzettingen verschillen aanzienlijk van de gashydraten die eerder zijn ontdekt in de kustwateren van de VS, die voorkomen in relatief ondiepe wateren aan de oppervlakte van de zeebodem en die een zorg zijn geworden voor klimaatwetenschappers vanwege hun potentieel om snel te smelten en grote hoeveelheden vrij te geven van methaan in de atmosfeer.
In het voorjaar van 2008 heeft een gezamenlijke Canadees-Japanse expeditie in Mallik in de Northwest Territories, Canada, vastgesteld dat methaanhydraten kunnen worden geoogst door een waterpomp te gebruiken om een put die al in het reservaat is geboord, drukloos te maken. Dit hield in dat de druk werd verlaagd door het water weg te pompen dat zich van nature in de put ophoopt. Cruciaal was dat het slechts 10 tot 15 procent van de energie nodig had die wordt vertegenwoordigd door het gas dat uit de put stroomde, waardoor het een veel levensvatbare benadering was dan eerdere methoden die werden gebruikt om hydraten te oogsten, waarbij ze met warm water moesten worden gesmolten. Standaard olie- en gasboorapparatuur werd gebruikt om een oude put opnieuw binnen te gaan die tot een diepte van 3500 voet was geboord en deze vervolgens te renoveren door de hele put te omhullen met stukken stalen buizen die op hun plaats waren gecementeerd om te voorkomen dat deze instortte.
Hydraten hebben zowel koude temperaturen als hoge druk nodig om zich te vormen; het elimineren van beide condities bevrijdt het gas uit zijn ijzige kooi, maar eerdere pogingen om dit te doen door de hydraten te verwarmen bleken onbetaalbaar moeilijk. De Canadees-Japanse expeditie heeft tijdens een zesdaagse proef in 2008 met succes tot 4.000 kubieke meter gas per dag geproduceerd met behulp van drukverlaging.
Ik denk dat [de vondst in de Golf van Mexico] en Mallik twee revolutionaire gebeurtenissen zijn, zegt Timothy Collett, een geoloog bij de USGS en een van 's werelds meest vooraanstaande autoriteiten op het gebied van gashydraten.
Hoewel niemand gelooft dat alle methaanhydraten van de wereld kunnen worden teruggewonnen, is de omvang van de wereldwijde reserves door het Amerikaanse ministerie van Energie beschreven als onthutsend. Ze komen overal voor waar water, methaan, lage temperaturen en hoge druk samen voorkomen, met andere woorden, in de 23 procent van het landoppervlak van de wereld dat wordt bedekt door permafrost en op de bodem van de oceaan, met name op het continentaal plat.
De toegenomen belangstelling voor natuurlijk voorkomende methaanhydraten is gedreven door het verlangen naar energieonafhankelijkheid van het Midden-Oosten en Rusland en door de noodzaak om energiebronnen te vinden met een kleinere potentiële impact op het klimaat dan steenkool. (Aardgas produceert per energie-eenheid half zoveel koolstof als steenkool.) Dit wordt weerspiegeld door een exponentiële groei van het aantal wetenschappelijke artikelen dat per jaar over dit onderwerp wordt gepubliceerd, volgens Caroline Koh , mededirecteur van het Center for Hydrate Research aan de Colorado School of Mines. Volgens Collett zijn sinds 2001 meer dan een dozijn expedities gelanceerd om terrestrische en mariene hydraatreserves te oogsten of te bemonsteren, niet alleen in de Verenigde Staten en Canada, maar ook in Japan, Korea, China en India.
Hoewel de USGS de totale omvang van de potentiële methaanhydraatreserve in de Golf van Mexico nog niet heeft berekend, hebben Collett en zijn collega's de omvang berekend van een ander veel toegankelijker reservaat waar ze hopen de technologie te perfectioneren die nodig is voor de productie op lange termijn van methaanhydraten: Alaska's North Slope.
De North Slope is al de thuisbasis van een groot deel van de conventionele olie- en aardgaswinning (het is het noordelijke eindpunt van de trans-Alaska-pijpleiding), en het is, niet toevallig, slechts een paar honderd mijl ten westen van Mallik.
De USGS gebruikte geavanceerde driedimensionale modellerings- en beoordelingstechnieken om de waarschijnlijke hoeveelheid winbaar gas uit de noordhelling van Alaska te schatten: de mediane opbrengst werd berekend op 85,4 biljoen kubieke voet, of vier keer zoveel aardgas als de Verenigde Staten gebruiken in een jaar. Het model is gebouwd met behulp van seismometers die als sonar in de aarde kijken en luisteren naar de voortplanting van geluidsgolven die worden gegenereerd door een gecontroleerde bron; opnames van die gegevens kunnen worden omgezet in een compleet beeld van de grootte en vorm van de hydraatreserves.
Dit zou het grootste beoordeelde volume aan gasvoorraden in de VS zijn, zegt Collett, die waarschuwt dat zijn berekeningen alleen weergeven wat technisch uit het veld kan worden geproduceerd, maar geen rekening houden met de vraag of het al dan niet economisch zal zijn om dit te doen.
Mallik heeft wetenschappers geleerd hoe ze gas kunnen produceren uit methaanhydraten, en de reservoirs in Alaska's North Slope en de Golf van Mexico suggereren dat Mallik geen uniek geval is. De echte uitdaging zal echter zijn om uit te zoeken hoe op een economische manier voldoende gas kan worden gewonnen. Dit hangt af van de nabijheid van de hydraten tot bestaande pijpleidingen en de prijs en beschikbaarheid van aardgas: niemand zal immers betalen om nieuwe hulpbronnen te ontwikkelen totdat de oude voldoende duur zijn geworden.
Tot op heden is geen van 's werelds extractie- of beoordelingspogingen primair gefinancierd door de industrie. Bedrijven die hebben deelgenomen aan veldonderzoek naar methaanhydraat in Noord-Amerika zijn onder meer Chevron, ConocoPhilips en BP.
De vraag is: heeft de industrie het vermogen om op eigen benen te staan zonder overheidssteun? zegt Collet. Op een gegeven moment zullen ze dat zijn, en we denken dat we nu dat breekpunt naderen.
De Verenigde Staten zijn niet het enige land met plannen om langdurige productietests van methaanhydraten uit te voeren. Japan geeft verreweg het meeste geld uit aan onderzoek naar methaanhydraat; het leverde het grootste deel van de financiering voor de Mallik-tests, die werden gesponsord door de Japan Oil, Gas and Metals National Corporation en door Natural Resources Canada, met veldoperaties door Aurora College/Aurora Research Institute en ondersteuning van Inuvialuit Oilfield Services.
Volgens Koh van het Center for Hydrate Research investeert Japan zwaar in pogingen om diepzeehydraatreserves te oogsten die voor de zuidkust van Japan in de Nankai-trog zijn ontdekt.
De Japanners plannen de commerciële productie van de Nankai Trough tegen 2017, zegt Koh. Als ze daarin slagen, zal Japan de eerste binnenlandse fossiele brandstofreserves aanboren die het land ooit heeft gekend.