Лёд и пламень

АрхивЧеловек и Общество

Насколько реально использование кристаллогидрата метана вместо традиционных видов топлива? Япония будет иметь однозначный ответ до 2011 года.

Согласно имеющимся на сегодняшний день подсчётам, ориентировочное количество метана, содержащегося в виде кристаллогидрата в донных отложениях Мирового океана и вечной мерзлоте, составляет, по крайней мере, 250 триллионов кубических метров, что в пересчёте на традиционные виды топлива более чем в 2 раза превышает количество имеющихся на планете запасов нефти, угля и газа вместе взятых.

Кристаллогидрат или просто гидрат метана представляет собой комплекс молекул метана (СН4) и воды, образующей вокруг тетраэдра молекулы метана нечто вроде каркаса. Внешне вещество напоминает мокрый снег или соль. Образуется кристаллогидрат метана при значительном давлении (26 и больше атмосфер) и низкой температуре (для метана критической является 21,5 градусов по Цельсию), какие наблюдаются в зоне вечной мерзлоты и на больших глубинах в океане. Изменение указанных условий приводит к нарушению целостности комплекса, и, в конечном счёте, система деградирует с выделением метана и воды. Сам по себе метан - газ без цвета и запаха, горит синеватым пламенем.



Первые предположения относительно колоссальных запасов данного вещества на планете были выдвинуты ещё в XIX столетии. Поначалу предполагалось, что основные запасы гидрата метана сосредоточены в зонах вечной мерзлоты Сибири и Аляски. Однако тогда вопрос об их разработке всерьёз не рассматривался. Отчасти причина заключалась в том, что основное внимание уделялось вполне традиционным видам горючих ископаемых, а главное - из-за потенциальной сложности, если вообще практической осуществимости разработки запасов метана, поскольку первые залежи гидрата были обнаружены в вечной мерзлоте и в осадочных океанических породах на значительной глубине. Сейчас значительные количества гидратов обнаружены в Тихом океане, в особенности в его части, прилежащей к средине Японского архипелага.

Сложности при добыче метана из отложений кристаллогидрата вполне понятны - это и бурение под водой на больших глубинах, и очистка кристаллогидрата от мула, да и проблема утечки далеко последняя, ведь по мере падения давления и роста температуры гидрат начинает испаряться, и выделяющийся метан растворяется в воде или уходит в атмосферу.

Сегодня, в пору всё возрастающих темпов потребления энергоносителей на фоне одновременного истощения последних тема разработки залежей кристаллогидрата метана становится весьма актуальной. В пользу сказанного свидетельствуют весьма солидные научные проекты по созданию технологий эффективной добычи метана из залежей, разрабатываемые ведущими странами мира. "Передовую" в данном плане занимают Япония и США.

Для Японии, всегда испытывавшей потребность в естественных ресурсах в силу скудности последних на собственной территории, данному направлению уделяется особый интерес. По данным Washington Times Токио возлагает значительные надежды на использование гидрата метана и надеется разработать и запустить технологию его добычи до 2015 года. Следует отметить, что перспектива весьма и весьма заманчива - если сегодня Япония импортирует до 97 % природного газа и практически всю нефть, разработка даже незначительной части доступных ей запасов кристаллогидрата (более 7 трлн. куб. м) сможет обеспечить экономику страны на более чем сотню лет.

Согласно проекту, на который только в следующем году в бюджете Японии будет выделено 120 миллионов долларов, к 2011 году учёные и экономисты должны определить, реальна ли вообще и насколько экономически выгодна коммерческая разработка запасов кристаллогидрата. В случае, если рентабельность разработки будет доказана, за следующие 4 года Япония намерена начать практическое освоение доступных запасов.

В январе следующего года японские исследователи на специально оборудованном корабле отправятся на юг от Японии, где в Тихом океане будет пробурено от 10 до 20 скважин на глубине до 1100 метров.

Япония является наиболее активной в разработке "метанового" направления, однако не единственной державой, заинтересованной в данной сфере. По данным геологоразведочной службы США, запасы кристаллогидрата метана в Соединённых штатах составляют около 336 000 триллионов кубических футов. Это приблизительно в 200 раз больше доступных запасов и резервов природного газа, имеющихся в стране.

Следует отметить, что США разрабатывают технологию добычи метана из кристаллогидратов, имея ввиду ещё один возможный аспект его использования - а именно в качестве топлива для ракет, которые когда-то будут "бороздить" межпланетные просторы. Ожидается, что метан в фирме гидратов вполне может присутствовать и на других планетах.

Обсуждая тему гидратов метана, нельзя не упомянуть весьма любопытную теорию, выдвинутую недавно американским исследователем Грегори Рискином (Gregory Ryskin) из Северо-Западного университета г. Эванстон. Он утверждает, что массовые вымирания организмов, периодически происходящие на Земле, обусловлены ни чем иным, как интенсивным выделением в атмосферу как раз больших количеств метана. Накопление этого газа может завершаться колоссальной силы взрывом, который приводит к гибели многих видов живых организмов и может сильно влиять на климат планеты. Между прочим, Рискин предполагает, что легендарный Библейский потоп также вполне может быть следствием аналогичного события.

С кристаллогидратами связывают также одно из наиболее таинственных и любопытных событий прошлого столетия - Тунгусский метеорит, якобы упавший в Сибири 30 июля 1908 года. До сих пор исследователи не пришли к какому-либо однозначному выводу, однако, многие факты (а именно яркий огненный "факел", несколько суток наблюдавшийся над местом предполагаемого падения, образование огромного болота, отсутствие каких-либо останков самого метеорита и т.д.) склоняют многих учёных к выводу, что причиной Тунгусского явления было ни что иное, как взрыв большого количества кристаллогидрата метана, содержавшегося в вечной мерзлоте.

В своей статье, посвящённой "метановой теории вымираний", Рискин предлагает уделять больше внимания процессам круговорота метана в природе и быть бдительными на случай, если описываемые явления действительно имеют место. Однако, полагаю, что в случае масштабной разработки залежей метана, к которой стремится, в частности, Япония, "утечь" в атмосферу ему не дадут.