Metaanihydraatti

Määritelmä ja ominaisuudet

Metaanihydraattia kuvataan usein "jään ympäröimänä metaanikaasuna". Vaikka tämä kuvaus on helppo ymmärtää, se ei ole täysin tarkka. Tarkempi kuvaus olisi, että metaanihydraatti koostuu "metaanikaasusta, joka on jäänyt vesimolekyyleistä koostuvien häkkimäisten kiderakenteiden sisään". Nämä "häkit" ovat kooltaan atomien ja molekyylien kokoisia, aivan liian pieniä, jotta niitä voisi nähdä paljain silmin. Normaalissa lämpötilassa ja paineessa yksi litra metaanihydraattia vastaa 168 litraa metaanikaasua.

Metaanihydraatin alkuperä

Metaanihydraatin uskotaan muodostuvan maan kerrosten väliin jääneestä kuolleesta orgaanisesta aineksesta, jota mikro-organismit ja maan lämpö hajottavat. Prosessi on samankaltainen kuin se, joka tuottaa metaania, kun orgaaninen jäte kaadetaan jätekuoppaan ja peitetään maalla, paitsi että se tapahtuu syvällä maanpinnan alapuolella. Organismeja, jotka tuottavat metaania käymisprosessin avulla, ovat metaanogeeni Archea.

Luonnonvarat

Alueet, joilla luontaista metaanihydraattia uskotaan esiintyvän, ovat yleensä valtameren alla sijaitsevia alueita, joissa mannerlaatat kohtaavat. Syvyyksissä 500-1000 metrin syvyydessä, jossa paine on korkea ja lämpötila riittävän alhainen.

Mahdolliset louhintamenetelmät

Lämmön talteenottomenetelmä

• Tässä menetelmässä porataan kaivo metaanihydraattia sisältävään kerrokseen, ja metaanihydraatti irrotetaan kuumentamalla sitä nesteellä (kuumalla vedellä tai höyryllä), joka kuumennetaan pinnalla kattilassa tai vastaavassa laitteessa ja kierrätetään alaspäin kaivossa. Tämä saa metaanihydraatin hajoamaan ja tuottaa metaanikaasua. Metaanikaasu sekoittuu kuumaan veteen ja palaa takaisin pintaan, jossa kaasu ja kuuma vesi erotetaan toisistaan.

Paineenpoistomenetelmä

• Kuten geologisessa muodostumassa, metaanihydraattia sisältävät kerrokset joutuvat paineistetuiksi meriveden ja muodostumispaineen yhdistetyn painon vaikutuksesta. Kun porataan muodostumia, joihin kohdistuu tällainen paine, on tavallista käyttää porauslietettä, jonka ominaispaino on suurempi kuin tämä paine. Paineenpoistomenetelmällä taas alennetaan painetta porausreiän sisällä ja kannustetaan metaanihydraattia hajoamaan. (Metaanihydraatti dissosioituu metaanikaasuksi ja vedeksi, kun se paineistetaan).

Injektionesteen injektointimenetelmä

• Tässä menetelmässä inhibiittori, kuten metanoli, ruiskutetaan pinnalta alaspäin metaanihydraattia sisältäviin kerroksiin. Menetelmä mahdollistaa metaanihydraatin hajoamisen muuttamatta metaanihydraattia sisältävän kerroksen painetta tai lämpötilaa.

Metaanihydraatin merkitys ja vaarallisuus

Metaanihydraatin merkitys

• Monien mukaan esiintymiä on kaikkialla maailmassa, ja niistä saadaan kaksi kertaa enemmän energiaa kuin meillä on koskaan ollut öljyä, kaasua ja hiiltä yhteensä. Tämä voisi olla etsimämme energiavaihtoehto siirtymävaiheen ratkaisuksi, kunnes fossiilisten polttoaineiden ja ydinenergian käyttö ei ole enää tarpeen.

Metaanihydraatin vaara

• Metaani on voimakas kasvihuonekaasu. Suurten maakaasumäärien äkillisen vapautumisen metaanihydraattiesiintymistä on oletettu olevan syynä menneisiin ja mahdollisiin tuleviin ilmastonmuutoksiin.