A metán hidratálja a Tudomány számára hasznosítható erőforrást
A metán-hidrátokról, a víz és a gáz kristályosított keverékéről azt mondják, hogy ezek a földgáz jelentős erőforrásai. Kihasználásuk azonban ma sem gazdaságilag, sem technikailag nem lehetséges. Ezenkívül még mindig nem világos, hogy befolyásolják-e az éghajlatot. Interjú Vially Rolanddal.
A metán hidratálja a nem szokványos gázokat ?
Vally Roland: Ezek a vegyületek valóban a nem konvencionális gáz egyik formája, de jelentősen eltérnek a másik háromtól (palagáz, széngáz és tömör gáz), még akkor is, ha ez ismét metán. A metán-hidrát víz és metán keveréke, amely bizonyos nyomás- és hőmérsékleti körülmények között szilárd anyaggá kristályosodik.
A gázhidrátokat az 1810-es években fedezte fel Humphrey Davy brit kémikus, de kevés figyelmet szenteltek nekik. Aztán 120 évvel később kiderült, hogy el tudják zárni a gázvezetékeket az orosz sarkvidéken. Az 1950-es években a kristályográfusok tisztázták a gázhidrátok szerkezetét: ez megfelel a klatrátoknak nevezett anyagcsaládnak. A hidrogénkötésekkel összekapcsolt vízmolekulákból álló alveoláris csontvázat Van der Waals típusú kötések stabilizálják a polihedrális ketrecekben rekedt gázmolekulákkal. Ez utóbbit a ketrecek száma és alakja különbözteti meg (ötszög, hatszög).
Hol találjuk őket ?
A természetben a hidrátok stabilitásához szükséges feltételek teljesülnek a sarkvidéki területek üledékrétegeinek felső részében (nagyon alacsony hőmérséklet és alacsony nyomás), különösen a permafrostban, ez a tartósan fagyott talajréteg.
Ezek a megfelelő hőmérsékleti és nyomásviszonyok a mély óceáni vizek felszíni üledékeiben is megtalálhatók (magas nyomás és alacsony hőmérséklet). Ahogy süllyedünk az üledékbe, ezek a hidrátok már nem stabilak, mert a geotermikus gradienshez kapcsolódó hőmérséklet emelkedik. A hidrátokat tartalmazó domén és a hidrátmentes tartomány közötti határfelületre jellemző az akusztikai impedancia erős kontrasztja, amely a szeizmikus felvételeken látható: az óceán fenekével párhuzamosan van egy reflektor.
Amikor természetes okokból, például a globális felmelegedés, a tengerszint csökkenése vagy a tektonikus emelkedés, a hidratálók „elhagyják” a stabilitás területét, disszociálódnak, hogy víz és gáz képződjenek. A hidrátokat tartalmazó sárgarépa felszínre kerülésekor elbomlanak, és a metán meggyulladhat.
A hagyományos gázokkal ellentétben már nem beszélhetünk olaj- vagy gázrendszerről, mert a metán-hidrátok előállításához elegendő a metán, valamint a megfelelő nyomás- és hőmérsékleti viszonyok.
Milyen mennyiségű metánt képviselnek? És el tudjuk képzelni, hogy hozzáférünk hozzá ?
Rendkívül nehéz megbecsülni az üledékben metán-hidrátként elhelyezkedő gáz mennyiségét, de általában elfogadják az 1000 köbméteres teraméternél lényegesen nagyobb értékeket. Ezeket az értékeket össze kell hasonlítani a hagyományos gáz bizonyítottan meglévő tartalékaival, amelyek 180 köbméteres nagyságrendűek és három köbméteres éves világfogyasztással rendelkeznek. Bármi legyen is a szám, ez jelentős, de tegyük meg, hogy a helyben lévő gáz mennyiségét képviseli, és nem a hasznosítható források mennyiségét.