Monday, 13 November 2023 13:37

Гидраты метаны, возобновляемые ресурсы, градостроение - взгляд из Японии

Вопрос таяния ледников вызывает много вопросов экологов, но также интересен с точки зрения энергетических ресурсов, которые могут заключать в себе тающие шельфовые ледники. Как известно газ растворенный в воде или  гидрат метана образуется при давление не ниже 26 Атм и 0 градусов по Цельсию или при минусовых температурах ниже  -10 в вечной мерзлоте или высоко в горах.  Его запасы рассеяны по планете и по подсчетам геологов на два порядка выше чем запасы нефти, при этом при  сгорании метана образуется на 30% меньше углекислого газа, чем нефти и угля. 

Япония - страна, которая стоит на передовой исследований и уже провела добычу этого ресурса со дна своего шельфа. 

Чтобы разработать гидрат метана в качестве ресурса, Министерство экономики, торговли и промышленности сформулировало «План развития гидрата метана в Японии» еще в июле 2001 года и Консорциум по исследованию ресурсов гидрата метана. Исследования (MH21), проведенные до 2018 года, включали обнаружение «зоны концентрации гидрата метана», обширного песчаного слоя, в котором гидрат метана накапливался с высокой скоростью насыщения, в восточной части Нанкайского желоба, проведены лабораторные эксперименты, численное моделирование и наземные исследования. производственные испытания в Канаде. Деятельность MH21 достигла таких результатов, как первое в мире испытание добычи в океане, которое продемонстрировало, что «метод декомпрессии», который разлагает гидрат метана на воду и газ без использования искусственного тепла, является эффективным методом. Он завершился в марте 2019 года.

Несмотря на эти достижения, было обнаружено, что все еще остается много технических проблем для стабильной добычи газа в океане в долгосрочной перспективе, и в феврале 2019 года был принят пересмотренный этап 4 «Освоения энергии и минеральных ресурсов океана» (2019 финансовый год). В 2022  был сформулирован план с целью проведения морских производственных испытаний с 2024 года - до 2027  года. Он  направлен на разработку технологии добычи и добычу перспективных концентрированных зон. Было решено продолжить долгосрочные усилия, такие как проведение морских исследований , оценки воздействия на окружающую среду и оценки изобилия этого ресурса в морях, окружающих Японию.
 На этапе 4, будучи членом недавно организованного Консорциума исследований и разработок MH21-S, мы (Консорциум японских компаний) определим перспективные зоны концентрации посредством морских исследований в водах вблизи Японии и проведем долгосрочные производственные испытания на Аляске. Посредством проверки технологии долгосрочного производства и оценки воздействия на окружающую среду, мы продолжаем исследования и разработки с прицелом на будущие долгосрочные морские производственные испытания в водах вблизи Японии ( https://www.jogmec.go.jp/oilgas/). 

Японский ученый Юзуру Ашида (бывший почетный профессор кафедры гражданского строительства - Киотский Университет - https://www.t.kyoto-u.ac.jp/) рассматривает использование гидрата метана  как вполне реальный вид топлива, но связывает начало его коммерциализации с истощением мировых запасов нефти, что носит довольно относительный характер.  

- При рассмотрении энергии как ресурса вопрос заключаются в том, где она находится (на суше, в море, на расстоянии до точки потребления и т. д.), в какой форме (твердой, жидкой, газообразной) и какой плотности залегания. Например, такие ресурсы, как солнечная энергия, уран  и золото в морской воде, в целом имеются в изобилии, но их плотность низка. Поэтому агрегирование обходится дорого. С другой стороны, месторождения урановых руд и месторождения золотых руд могут быть использованы в качестве ресурсов, если месторождения будут обнаружены, благодаря тому, что земля агломерировала их в течение многих лет. Разница между ресурсами и энергией заключается в стоимости. Даже если он существует как ресурс, его нельзя использовать в качестве энергии, если он не является экономически эффективным. 

EPR (коэффициент энергетической прибыли) — это показатель, который четко разграничивает ресурсы и энергию. Это значение того, сколько входной энергии требуется для получения выходной энергии. Если он равен 1, не будет ни прибыли, ни убытка, если он меньше 1, будет убыток, а если больше 1, будет прибыль. Гидрат метана, который, как ожидается, в настоящее время существует в морях вокруг Японии, является ресурсом с точки зрения EPR, но не может быть использован в качестве энергии.

В ответ на недавний рост цен на нефть было много дискуссий о нефтяных пиках. Нефтяной пик – это момент, когда мировая добыча нефти достигла своего пика. Если посмотреть на открытия и добычу нефти в период с 1930 по 2004 год, то можно отметить, что открытия достигли пика в 1967 году, достигли такого же количества в 1982 году, а затем достигли пика в период с 1990 по 1999 год. Если    взглянуть на  среднегодовой объем открытия и потребления в Соединенных Штатах, потребленное количество  (6 миллиардов баррелей) в четыре раза превышает обнаруженное количество (25 миллиардов баррелей).

Что касается прогноза конечных запасов нефти, то самая пессимистичная оценка составляет 1,8 триллиона баррелей, тогда как более оптимистичная оценка исходит от Геологической службы США, которая оценивает их в 3 триллиона баррелей. Если 1,8 триллиона баррелей доступны для добычи в течение 41 года, простой пропорциональный расчет 3 триллионов баррелей даст 68 лет. Переход с 1941 на 1968 год мог  выиграть некоторое время, но фундаментальных изменений не произойдет, даже если закончится нефть, останется природный газ. Природный газ добывается так же, как нефть. Пессимисты говорят, что срок службы человечеству природного газа составит 65 лет, а оптимисты - 130 лет. Коэффициент   извлекаемых запасов представляет собой объем  доказанных запасов, деленный на объем добычи в этом году, поэтому, если нефти становится мало,  природный газ используется все больше и больше, его добыча увеличивается, например, на 5% в год, это продлится 130 лет, однако после этих подсчетов прошло 40 лет.
Что касается поставок нефти, истощение нефтяных месторождений Северного моря оказалось более быстрым, чем ожидалось, и нефтяные месторождения в Саудовской Аравии начинают снижать темпы. С другой стороны, что касается спроса, то в связи с модернизацией стран организации  БРИКС (Бразилия, Россия, Индия, Китай, ЮАР), особенно в Китае и Индии, наблюдается быстрый рост спроса, и ожидается, что в будущем он будет расти еще больше, поэтому мы считаем, что это структурный фактор. Решение баланса между спросом и предложением сегодня на повестке дня .

Традиционная энергия существует с высокой плотностью энергии, имеет рынок и очень прибыльна. С другой стороны, природная (возобновляемая) энергия широко распространена и возобновляема, но имеет низкую плотность концентрации энергии. Таким образом, хотя прибыли низки, а рыночная конкурентоспособность слаба, можно ожидать, что это принесет экологические выгоды и внесет вклад в регион и местную экономику. В будущем необходимо будет построить самодостаточное, регионально децентрализованное общество, которое будет стремиться производить и потреблять местную энергию и продукты питания на местном уровне. Для этого необходимо понять особенности региона, воспользоваться доступной в регионе энергией и сформировать центральный город с населением от 200 000 до 500 000 человек.

Нефть, природный газ и уголь создавались на Земле на протяжении тысячелетий, от 200 до 300 миллионов лет. Мы использовали его на протяжении последних 100–200 лет для построения нашей нынешней цивилизации. Однако все ресурсы, в том числе и земля, конечно, всегда имеют пик на стадии производства и использования. Вы не замечаете пик это или пузырек, когда находитесь в его середине, но только когда он проходит, вы понимаете,  это был пик или пузырек. Поэтому необходимо прогнозировать будущее, осуществлять управление рисками и разрабатывать контрмеры. Мы должны избегать негативного наследия разрушения окружающей среды и критики со стороны будущих поколений, которые будут подвергать сомнению то, что человечество сделало в 20-м и 21-м веках.

Мы искренне надеемся, что Киотский университет воспользуется своими преимуществами как комплексного университета и возглавит проведение исследований, направленных на будущее выживание человечества, пишет японский ученый.

Read 566 times
anniversary
НОВОСТИ