211service.com
Gasen blir fast
Nästan 95 procent av de kända gasfälten i världen är för små för att motivera de kostnader som krävs för att leda gasen till en anläggning, förvandla den till en vätska och sedan transportera den på specialutrustade tankfartyg.
Men en handfull forskare har en idé som kan göra dessa områden värda att bryta: snarare än att ta reda på billigare sätt att transportera denna renare brinnande energikälla från punkt A till punkt B som en vätska, varför inte ändra naturgas till ett fast ämne som är lättare och billigare att transportera?
De japanska forskarna Hajime Kanda vid Mitsui Engineering and Shipbuilding i Tokyo och Yasuhara Nakajima från Japans National Maritime Research Institute tror att de har hittat en lösning med hjälp av hydrater, fasta kristaller i vilka naturgas som huvudsakligen består av metan är inkapslad inuti vatten molekyler.
I decennier har forskare letat efter sätt att samla dessa kristaller från deras djuphavsavlagringar och skörda vad de förväntar sig kan vara en skörd av naturgas. Kanda och Nakajima har en motsatt inställning. Snarare än att utvinna metan från hydrater vill de förvandla metan in i hydrater i huvudsak, omvandlar den färglösa och luktfria gasen till små pellets som enkelt kan lagras, transporteras och så småningom omvandlas till naturgas. För några månader sedan öppnade Mitsui, i samarbete med Osaka University, en demonstrationsanläggning nära Tokyo för att marknadsföra konceptet och visa att det fungerar. Om Mitsui-processen visar sig genomförbar och ekonomisk kan många outnyttjade naturgasfyndigheter bli livsviktiga energikällor.
Att ändra naturgas till en hydratform för billigare transporter fick uppmärksamhet i början av 1990-talet. Norska petroleumingenjörer föreslog först idén efter att ha jämfört transportekonomin för flytande naturgas med naturgashydrater, i vetskap om att hydrater kunde lagra stora mängder naturgas på ett litet utrymme. Mer än 180 standardkubikfot gas kan lagras i en kubikfot hydrat, säger Rudy Rogers, professor i kemiteknik vid Mississippi State University, och en auktoritet för industriell användning av gashydrater.
En annan stor fördel: att transportera naturgas som hydrater kan göras vid högre temperatur och lägre tryck än flytande naturgas, och risken för antändning vid transport är mycket lägre, förklarar Hugh Guthrie, som studerar naturgas vid det amerikanska energidepartementets National Energy. Technology Laboratory i Morgantown, WV. Mycket av de höga kostnaderna för flytande naturgas kommer från temperatur- och tryckkrav på rörledningar, frakt och lagringsanläggningar.
Att producera hydraterna kräver att naturgas blandas med vatten i en kontinuerligt omrörd tankreaktor. När gas leds in i vattnet från botten bildas hydrater på ytan av gasbubblorna. Ta bort resterande vatten lämnar kvar en rest av hydratpulver. Kanda och Nakajima föreställer sig en anläggning för produktion av hydratpellets nära gasfält i Sydostasien. Därifrån skulle en pelletsbärare transportera hydratlasten till anläggningar där pelletsen skulle omvandlas till gas och ledas till marknaden.
Företagets demonstrationsanläggning producerar så mycket som 600 kg hydrater per dag, vilket för metanet genom alla nödvändiga faser: hydratbildning, lagring, pelletisering och kontrollerad dissociation, eller separation av gasen och vattnet. Medan en anläggning för flytande naturgas kräver temperaturer på -162 C, arbetar Mitsuis anläggning vid -10 C, vilket innebär enorma besparingar i kylningskostnader. Kanda säger att projektet, som är medsponsrat av regeringens organisation för utveckling av ny energi och industriell teknologi, visar att hydrater kan vara en framgångsrik vektor för gastransport.
Mitsuis enda betydande konkurrens inom gashydratteknologi kommer från ett annat japanskt företag, Mitsubishi. Mitsubishi bedriver sin egen gas-to-solid-teknologi baserad på en hydrat-oljeuppslamning, en process vars största nackdel är att den producerar tusentals ton överskottsvatten som måste avlägsnas.
Eftersom hydrater fortfarande är ett mystiskt ämne, finns det många vetenskapliga och tekniska hinder som kan göra processkostnaderna oöverkomliga. Men Kanda och hans kollegor är optimistiska. Japan, världens största energikonsument, satsar hårt på hydratforskning, särskilt när den allmänna opinionen i allt högre grad vänder sig mot kärnenergi som ett råoljealternativ. Mitsui-forskare hoppas att deras små vita pellets kommer att vara precis vad deras land behöver.