A gázhidrát

Mi az a gázhidrát, hogyan hasznosítható?

A gázhidrátok kristályos szerkezetű és vízalapú szilárd anyagok, amelyek fizikai küllemükre a jéghez hasonlatosak. Másik nevük a klatrát-hidrátok, gazdamolekulájuk a víz, míg vendégmolekulájukat nagyrészt gáz vagy folyadék alkotja. A földgáz kinyerését egyre több módon és különböző fellelhető nyersanyagokból kísérlik meg: ilyen a gázhidrát is, amelyet a jövőben földgáz termelésére kívánnak használni.

A klatrát-hidrátok nem kémiai vegyületek, hiszen nem kapcsolódnak a rácshoz a fogva tartott molekulák. Először a 18. században fedezték fel a tudósok, majd Humphry Davy dokumentálta őket 1810-ben. A klatrátok képződésének feltétele az, hogy a vízmolekulák rácsképzésre való törekvése biztosított legyen, másfelől a vendégmolekulák alkalmasak legyenek méretüket és formájukat tekintve arra, hogy a vízmolekula rácsaiba beépüljenek. Azonban a vendégmolekula és a vízmolekula között nem jöhet létre kémiai reakció.

A gázhidrátot metán-hidrátnak is nevezik, alacsony hőmérsékleten és nagy nyomáson jön létre az óceán fenekén. Jégkristály kinézete és a tulajdonsága révén, illetve azzal, hogy környezetében a nyomás csökkenésével, és a hőmérséklet emelkedésével a víz és metán elválik egymástól és sok éghető gáz szabadul fel, kiérdemelte a „lángoló jég” elnevezést.

A gázhidrát képződésének a feltételeit az ipari rendszerekben előforduló víz és alacsony hőmérséklet, továbbá a rendszerek nyomása teremti meg. Például a szén-hidrogének és a klór beépülésével jönnek létre leggyakrabban gáz-hidrátok, azonban a téli időszakban nehezített az ipari gáz- és földgáztermelésben a hidrát-képződés, ugyanis a csővezetékek és gáztartályok leghidegebb pontjain fokozott az úgynevezett hidrát-kiválás. Tipikusan előforduló eset például, hogy az összeállt hidrát szemcsék elzárják az adott csővezetéki szakaszt, ez magától nem szűnik meg és eltávolítása veszélyt is hordozhat magában, hiszen balesetveszélyes gázkiáramlás léphet fel.

Lelőhelyek és felhasználási lehetőségek

A gáz-hidrátot sokan a jövő fűtőanyagának is tekintik. A Bajkál-tó mélyén nagy gázhidrát mezők, lelőhelyek találhatóak, amelyeket a Mir mélyvízi merülő csónakok fedeztek fel. Egy köbméter gázhidrátból körülbelül 200 köbméter metánt lehet kipréselni. A gáz-hidrátok az óceán alatti üledékekben, a sarki régiókban és sekély vízben megtalálhatóak, de a mély vízben a kontinentális lejtős üledékekben is. A Fekete-tenger mélyén szakemberek szerint mintegy 25 trillió köbméter gáz lelhető fel megkötött állapotában. Vízi lelőhelyek még a Mexikói-öböl, a Bengáli-öböl és Japán keleti partvidéke is. Szárazföldi kiaknázás Alaszkában és Kanadában folyik, de gázhidrátok jeleire szintén felfigyeltek Kína és Dél-Korea partvidékein. A hasznosításra való törekvések érdekében Japán, Dél-Korea, India és Kína fektetett nagyobb volumenű erőforrásokat a metán-hidrát kutatásokba.

A gáz-hidrát fő hátránya, hogy illékony, így a jégből metánt kinyerő technológia energiaigényes. Ígéretes tény azonban, hogy a metán-hidrát mennyiség akár a 2-10-szerese is lehet annak a földgázkészletnek, amellyel valaha rendelkezett a Föld.

Bár a földgáz kivonása a gáz-hidrátokból nemzetközi tudományos vélemények szerint gyorsan fejlődik, annak kereskedelmi szintű hasznosítása igazából csak 2025 környékén indulhatna el. Amennyiben valóban főszereplővé válhat a nemzetközi olaj- és gázpiac színterén, úgy nagyban megváltoztathatja az eddigi felállást.

Forrás: wikipedia.org nrgreport.com