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Ein billigerer und sicherer Weg, Erdgas zu transportieren
Speicherung und Versand von Erdgas durch Einfangen in Eis – mit Technologie in Entwicklung von Forschern des US-Energieministeriums – könnte die Transportkosten für den Kraftstoff senken, es den Ländern erleichtern, Erdgas aus vielen verschiedenen Quellen zu kaufen, und schließlich zu einer stabileren Versorgung weltweit führen.
Power-Schnee: Ein fünf Zentimeter breiter Düsenkopf (oben) versprüht ein Gemisch aus Methan und Wasser, das schneeähnliches Methanhydrat bildet.
Die Forscher des DOE sagen, dass der Ansatz auch sicherer sein könnte als derzeitige Methoden zum Transport von Erdgas, wie etwa die Kühlung zu verflüssigtem Erdgas (LNG), da keine Gefahr besteht, dass vereistes Erdgas explodiert, wenn der Versandbehälter beschädigt wird.
Die Technologie fängt Erdgas in Form von Methanhydrat ein, in dem Methan, der Hauptbestandteil von Erdgas, in käfigartigen Eiskristallen eingeschlossen ist. Herkömmliche Technologien zur Herstellung von Methanhydrat benötigen Stunden oder Tage: Sie beinhalten das Mischen von Wasser und dem Kohlenwasserstoff in großen Druckbehältern. Der neue Ansatz drückt Wasser und Methan durch eine speziell entwickelte Düse, die das Methanhydrat fast augenblicklich erzeugt, sagt Charles Taylor, der leitende Forscher des Projekts am National Energy Technology Laboratory des DOE in Pittsburgh. Wenn die Mischung aus der Düse austritt, bildet sie schnell Feuchtigkeit, die wie Schnee aussieht.
Die Herausforderung bestand laut Taylor darin, die Düse so zu konzipieren, dass sie genau die richtigen Bedingungen für die Bildung des Methanhydrats unmittelbar nach dem Austritt des Wasser-Methan-Gemischs aus der Düse schafft. Wenn sich das Hydrat zu früh bildet, verstopft es die Düse. Obwohl der Ansatz nur in kleinem Maßstab demonstriert wurde, könnte er sich als billiger als bestehende Transportmethoden erweisen, sagt er.
Die Schwierigkeit und die Kosten des Transports von Erdgas – es wird entweder durch Pipelines geleitet oder in LNG umgewandelt – bedeutet, dass der Zugang zu vielen Erdgasressourcen, insbesondere in abgelegenen, zu teuer ist. Taylor sagt, dass die neue Technologie dazu beitragen könnte, einige dieser gestrandeten Ressourcen zu retten – die weltweite Versorgung zu erhöhen und es mehr Ländern zu ermöglichen, Produzenten zu werden.
Die Ergebnisse eines Methanhydrats Demonstrationsprojekt in Japan von Mitsui Engineering & Schiffbau , ein großer Hersteller von Schiffen für den Transport von Öl und Erdgas, schlug vor, dass die Gesamtkosten für den Transport von Methanhydrat – einschließlich der Infrastruktur, die für die Herstellung und Freisetzung des Gases an seinem Bestimmungsort erforderlich ist – laut dem . viel niedriger sein könnten als die von LNG Begleitung. Bei dieser Demonstration wurden konventionelle Methoden zur Herstellung von Methanhydraten verwendet, sagt Taylor. Seine neue Technologie würde den Ansatz noch günstiger machen, sagt er, wobei die Forscher noch nicht wissen, um wie viel.
Die Herstellung von Methanhydrat beinhaltet die Nachahmung des hohen Drucks und der niedrigen Temperaturen, bei denen es sich in der Natur bildet, typischerweise tief unter dem Ozean. (Enorme Reserven an Methanhydrat existieren an Orten wie dem Alaskan North Slope, die beide drohen, eine weitere Quelle von Treibhausgasen zu werden, und potenziell eine riesige Quelle für Erdgas bieten.) Sobald sich die Eiskristalle gebildet haben, halten sie das Methan zurück, selbst wenn die Der Umgebungsdruck wird gesenkt, sodass das Methanhydrat bei Atmosphärendruck transportiert werden kann, solange es gefroren bleibt.
Das schneeähnliche Hydrat kann in Würfel verpackt und in Kühlschiffe, Güterwagen und Lastwagen verladen werden, mit denen heute Tiefkühlkost bei -10 °C transportiert wird. Diese Temperatur ist viel einfacher und kostengünstiger zu handhaben als die für LNG erforderlichen -162 °C. Auch wenn LNG-Transportbehälter beschädigt werden, kann das Methan schnell verdampfen und explodieren. Taylor sagt, dass das Methanhydrat zwar brennen kann, das Methan jedoch langsam genug freigesetzt wird, dass es nicht explosiv ist. (Wenn ein Versandbehälter beschädigt wird und die Hydrate schmelzen, würde das Methan langsam entweichen und sich verflüchtigen, bevor es eine Explosionshöhe erreicht. Es besteht Explosionsgefahr, wenn sich das Methan auf engstem Raum ansammeln würde.) Wenn das Hydrat seine Bestimmungsort kann das Methan freigesetzt werden, indem es auf Raumtemperatur erwärmt wird.
Konzeptionell ist der Ansatz sehr interessant, sagt Anthony Meggs , ein Gastingenieur am MIT und ehemaliger Vizepräsident für Technologie bei BP. Aber er sagt, dass es schwer zu sagen ist, wie praktisch es sein wird, bis man es in die Kosten pro Tonne oder Kubikfuß für den Transport von Erdgas umwandelt. Dazu bedarf es einer größeren Demonstration. Wenn der Ansatz funktioniert, könnte es noch Jahrzehnte dauern, bis er Auswirkungen auf die weltweiten Energiemärkte hat, weil Unternehmen ihre Investitionen in die aktuelle Transportinfrastruktur wie spezialisierte LNG-Schiffe und -Terminals amortisieren wollen, bevor sie in neue Technologien investieren.