Stały wzrost zapotrzebowania energetycznego sprawia, że ludzkość zmuszona jest do poszukiwań tzw. alternatywnych źródeł energii. Jedną z propozycji ostatnich dekad jest eksploatacja złóż hydratów metanu. Czy ta – wydawać by się mogło – ogromna szansa to rzeczywiście dobry sposób na pozyskiwanie energii? Jakie zagrożenia wiążą się z tytułową strukturą oraz jej wydobyciem? Odpowiedzi na te (oraz inne) pytania znajdziecie poniżej.
Co trzeba wiedzieć o hydratach metanu?
Z perspektywy chemii organicznej, hydraty (lub klatraty) to – przyjmujące formę kryształów – połączenia związków węglowodorowych z wodą. Aby doszło do utworzenia takiej struktury, tworzące ją substancje powinny znajdować się w warunkach o odpowiedniej temperaturze i ciśnieniu. Woda uczestnicząca w reakcji tworzy pewnego rodzaju klatki, które szczelnie okalają pozostały składnik związku.
Zgodnie z powyższym, hydratami metanu (więcej o nich tutaj: https://trendywenergetyce.pl/hydraty-metanu-gazowe-eldorado-czy-metanowy-pistolet) nazywa się połączenie metanu i wody, które razem przybierają kształt bardzo zbliżony do kryształów lodu. Do powstania takiej struktury dochodzi tylko w temperaturze wynoszącej kilka stopni Celsjusza przy ciśnieniu równym około 49,5 atmosfer. Takie warunki panują przede wszystkim na dnach oceanicznych oraz terenach wiecznej zmarzliny. Warto wiedzieć, że do powstawania klatratów dochodzi również w miejscach wydobycia gazu ziemnego, co może być skutkiem źle prowadzonych odwiertów.
Potencjał energetyczny kryształów
Jak podają źródła, z 1 m3 hydratów można uzyskać aż 165-170 m3 metanu. W kontekście wykorzystania tego surowca w energetyce jest to świetna wiadomość, gdyż uwięziony w kryształach wody gaz może być wykorzystywany do pozyskiwania energii – podobnie jak gaz ziemny.
Czy fakt, że na naszej planecie może znajdować się nawet 10000 miliardów ton hydratów metanu to powód do szczęścia i energetycznej rewolucji? Niekoniecznie. Jak się okazuje, wydobywanie klatratów jest nie tylko trudne pod względem logistycznym, ale też wiąże się z szeregiem zagrożeń.
Wpływ hydratów metanu na środowisko
Metan, zaraz przy parze wodnej i dwutlenku węgla, należy do najgroźniejszych gazów cieplarnianych. Ze względu na ten fakt – oraz inne właściwości jego połączenia z wodą – wszelkie procesy dotyczące hydratów metanu powinny być prowadzone z uwzględnieniem odpowiednich przygotowań oraz z zachowaniem nadzwyczajnej staranności.
Zagrożenia ze strony metanu wynikają przede wszystkim z niskiej stabilności struktury hydratów. Natomiast do niebezpieczeństw związanych z ich obecnością na naszej planecie zaliczyć można:
- toksyczność siarkowodoru będącego rezultatem metabolizmu bakterii siarkowych (organizmy te prężnie rozwijają się w warunkach beztlenowych powstających wskutek reakcji uwolnionego metanu z tlenem zawartym w wodzie);
- podwyższenie temperatury powietrza, a także wynikające z tego zmiany klimatyczne;
- osuwanie się dna oceanicznego w miejscach odwiertów gazu ziemnego, co może prowadzić nawet do powstawania fal tsunami;
- wybuchy i pożary (pioruny mogą stanowić istotne zagrożenie już przy zawartości metanu w powietrzu wynoszącej kilka-kilkanaście procent).
Powyższe niebezpieczeństwa wskazują, że obok problemu hydratów metanu nie można przejść obojętnie. Sugeruje się, że najlepszym sposobem walki z powyższymi zagrożeniami jest niedopuszczenie do powstawania kolejnych kryształów.
Podsumowanie
Klatraty to bez wątpienia źródło energii odnawialnej ze sporym potencjałem. Jednocześnie należy zdawać sobie sprawę z zagrożeń, które wynikają zarówno z ich występowania, jak i wydobycia. Na chwilę obecną można powiedzieć, że nie dysponujemy odpowiednimi technologiami i rozwiązaniami, które pozwoliłyby przetwarzać je w zupełnie bezpieczny sposób.
