विषय
- अगली ऊर्जा "गेम चेंजर"?
- मीथेन हाइड्रेट क्या है?
- मीथेन हाइड्रेट जमा कहाँ हैं?
- मीथेन हाइड्रेट का उत्पादन आज कहां है?
- मीथेन हाइड्रेट खतरों
- शक्तिशाली क्षमता
मीथेन हाइड्रेट: बाईं ओर मीथेन हाइड्रेट का एक बॉल-एंड-स्टिक मॉडल है, जो पानी के अणुओं के "पिंजरे" से घिरा केंद्रीय मीथेन अणु दिखा रहा है। अन्य हाइड्रोकार्बन अणु जैसे पेंटेन और ईथेन इस संरचना में केंद्रीय स्थिति पर कब्जा कर सकते हैं। (यूनाइटेड स्टेट्स डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी इमेज)। दाईं ओर मीथेन हाइड्रेट आइस (यूनाइटेड स्टेट्स जियोलॉजिकल सर्वे इमेज) का एक जलता हुआ नमूना है।
मिथेन हाइड्रेट "सीमेंट" समूह में ?: यह तस्वीर मल्लिक टेस्ट वेल में मीथेन हाइड्रेट ज़ोन का एक मुख्य नमूना दिखाती है। यह अच्छी तरह से कनाडास मैकेंजी नदी डेल्टा क्षेत्र में पेराफॉस्ट जमा करता है। कोर का यह हिस्सा बजरी को मीथेन हाइड्रेट बर्फ द्वारा एक "समूह" में सीमेंट करता है। चित्र बड़ा करने के लिए क्लिक करें।
अगली ऊर्जा "गेम चेंजर"?
चूंकि शेल से प्राकृतिक गैस एक वैश्विक ऊर्जा "गेम चेंजर" बन जाती है, इसलिए तेल और गैस शोधकर्ता मीथेन हाइड्रेट जमा से प्राकृतिक गैस का उत्पादन करने के लिए नई तकनीकों को विकसित करने के लिए काम कर रहे हैं। यह शोध महत्वपूर्ण है क्योंकि मीथेन हाइड्रेट जमाओं को दुनिया के सभी तेल, प्राकृतिक गैस और कोयले के संयुक्त रूप से बड़े हाइड्रोकार्बन संसाधन माना जाता है। यदि इन जमाओं को कुशलतापूर्वक और आर्थिक रूप से विकसित किया जा सकता है, तो मीथेन हाइड्रेट अगले ऊर्जा गेम परिवर्तक बन सकता है।
आर्कटिक पारमाफ्रोस्ट के नीचे, अंटार्कटिक बर्फ के नीचे और दुनिया भर में महाद्वीपीय मार्जिन के साथ तलछटी जमा में मीथेन हाइड्रेट की प्रचुर मात्रा में पाया गया है। दुनिया के कुछ हिस्सों में वे किसी भी प्राकृतिक गैस क्षेत्र की तुलना में उच्च आबादी वाले क्षेत्रों के बहुत करीब हैं। ये पास की जमा राशियाँ उन देशों को अनुमति दे सकती हैं जो वर्तमान में प्राकृतिक गैस का आयात कर आत्मनिर्भर बनते हैं। वर्तमान चुनौती इस संसाधन को सूचीबद्ध करने और इसे विकसित करने के लिए सुरक्षित, किफायती तरीके खोजने की है।
मीथेन हाइड्रेट स्थिरता चार्ट: यह चरण आरेख ऊर्ध्वाधर अक्ष पर पानी की गहराई (दबाव) और क्षैतिज अक्ष पर तापमान दिखाता है। धराशायी लाइनों में पानी, पानी की बर्फ, गैस और गैस हाइड्रेट के स्थिरता क्षेत्र अलग होते हैं। "हाइड्रेट टू गैस ट्रांस्फ़ॉर्म" लेबल वाली लाइन महत्वपूर्ण है। मीथेन हाइड्रेट के निर्माण की शर्तें इस रेखा के नीचे होती हैं।इस लाइन के ऊपर मीथेन हाइड्रेट नहीं बनेगा। लाल रेखा एक भूताप (एक विशिष्ट स्थान पर गहराई के साथ तापमान का परिवर्तन) का पता लगाती है। ध्यान दें कि गहराई बढ़ने पर, भूतापीय गैस संक्रमण रेखा तक हाइड्रेट को पार कर जाता है। इसका मतलब यह है कि तलछट में गैस हाइड्रेट आमतौर पर मुक्त गैस पर निर्भर करता है। NOAA के बाद संशोधित ग्राफ।
मीथेन हाइड्रेट क्या है?
मीथेन हाइड्रेट एक क्रिस्टलीय ठोस होता है जिसमें इंटरलॉकिंग पानी के अणुओं के पिंजरे से घिरे मीथेन अणु होते हैं (इस पृष्ठ के शीर्ष पर छवि देखें)। मीथेन हाइड्रेट एक "बर्फ" है जो केवल स्वाभाविक रूप से उपसतह जमा में होता है जहां तापमान और दबाव की स्थिति इसके गठन के लिए अनुकूल होती है। इन स्थितियों को इस पृष्ठ पर चरण चित्र में चित्रित किया गया है।
यदि बर्फ को इस तापमान / दबाव के वातावरण से हटा दिया जाता है, तो यह अस्थिर हो जाता है। इस कारण मीथेन हाइड्रेट जमा का अध्ययन करना मुश्किल है। उन्हें अन्य उपसतह सामग्रियों की तरह अध्ययन के लिए ड्रिल और कोर्ड नहीं किया जा सकता है क्योंकि जब उन्हें सतह पर लाया जाता है, तो दबाव कम हो जाता है और तापमान बढ़ जाता है। इससे बर्फ पिघल जाती है और मीथेन बच जाती है।
कई अन्य नामों का आमतौर पर मीथेन हाइड्रेट के लिए उपयोग किया जाता है। इनमें शामिल हैं: मीथेन क्लैथ्रेट, हाइड्रोमेथेन, मीथेन बर्फ, आग बर्फ, प्राकृतिक गैस हाइड्रेट, और गैस हाइड्रेट। अधिकांश मीथेन हाइड्रेट जमा में अन्य हाइड्रोकार्बन हाइड्रेट्स की थोड़ी मात्रा भी होती है। इनमें प्रोपेन हाइड्रेट और ईथेन हाइड्रेट शामिल हैं।
मीथेन हाइड्रेट मानचित्र: यह मानचित्र यूएसजीएस प्राकृतिक गैस हाइड्रेट घटना डेटाबेस की वैश्विक सूची में स्थानों का एक सामान्यीकृत संस्करण है।
गैस हाइड्रेट मानचित्र: सबसे व्यापक रूप से अध्ययन किए गए गैस हाइड्रेट जमाओं में से एक ब्लेक रिज, उत्तरी केरोलिना और दक्षिण कैरोलिना के अपतटीय क्षेत्र में से एक है। इस जमा से मीथेन के उत्पादन की चुनौतियां उच्च मिट्टी की सामग्री और कम मीथेन एकाग्रता हैं। यह नक्शा संभावित प्राकृतिक गैस बाजारों में महाद्वीपीय मार्जिन जमा की निकटता का एक उदाहरण है। NOAA द्वारा छवि।
USGS गैस हाइड्रेट लैब: यह वीडियो आपको USGS गैस हाइड्रेट्स लैब की यात्रा पर ले जाता है जहां शोधकर्ता ध्रुवीय और महाद्वीपीय मार्जिन क्षेत्रों से एकत्रित गैस हाइड्रेट्स के नमूनों पर प्रयोग करते हैं। वे अपने रासायनिक और भौतिक गुणों को निर्धारित करने के लिए सिंथेटिक गैस हाइड्रेट्स भी बनाते हैं और प्रयोगों का संचालन करते हैं।
मीथेन हाइड्रेट जमा कहाँ हैं?
पृथ्वी के चार वातावरणों में मीथेन हाइड्रेट के निर्माण और स्थिरता के लिए उपयुक्त तापमान और दबाव की स्थिति है। ये हैं: 1) आर्कटिक पारमाफ्रोस्ट के नीचे तलछट और तलछटी चट्टान इकाइयाँ; 2) महाद्वीपीय मार्जिन के साथ तलछटी जमा; 3) अंतर्देशीय झीलों और समुद्रों के गहरे पानी के तलछट; और, 4) अंटार्कटिक बर्फ के नीचे। । अंटार्कटिक जमा के अपवाद के साथ, मीथेन हाइड्रेट संचय पृथ्वी की सतह से बहुत नीचे नहीं हैं। ज्यादातर स्थितियों में मीथेन हाइड्रेट तलछट सतह के कुछ सौ मीटर के भीतर है।
मीथेन हाइड्रेट जमा मॉडल: महाद्वीपीय मार्जिन पर और मीमाफ्रोस्ट के तहत मीथेन हाइड्रेट जमा के लिए जमा मॉडल।
इन वातावरणों में मीथेन हाइड्रेट परतों, पिंडों और अंतरग्राहक छतों के रूप में तलछट में होता है। जमा अक्सर इतने घने होते हैं और बाद में लगातार होते हैं कि वे एक अभेद्य परत बनाते हैं जो नीचे से ऊपर की ओर बढ़ने वाली प्राकृतिक गैस को फंसा देता है।
2008 में, संयुक्त राज्य भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण ने अलास्का उत्तरी ढलान क्षेत्र के लिए कुल अनदेखा गैस हाइड्रेट संसाधन का अनुमान लगाया। उनका अनुमान है कि गैस हाइड्रेट के रूप में कुल अनदेखा प्राकृतिक गैस संसाधन 25.2 और 157.8 ट्रिलियन क्यूबिक फीट के बीच है। क्योंकि गैस हाइड्रेट संचय के माध्यम से बहुत कम कुओं को ड्रिल किया गया है, अनुमानों में अनिश्चितता का एक उच्च स्तर है।
USGS गैस हाइड्रेट लैब: यह वीडियो आपको USGS गैस हाइड्रेट्स लैब की यात्रा पर ले जाता है जहां शोधकर्ता ध्रुवीय और महाद्वीपीय मार्जिन क्षेत्रों से एकत्रित गैस हाइड्रेट्स के नमूनों पर प्रयोग करते हैं। वे अपने रासायनिक और भौतिक गुणों को निर्धारित करने के लिए सिंथेटिक गैस हाइड्रेट्स भी बनाते हैं और प्रयोगों का संचालन करते हैं।
गैस हाइड्रेट अच्छी तरह से: इग्निक सिकुमी # 1 गैस अलास्का उत्तरी ढलान पर अच्छी तरह से हाइड्रेट करता है। यूएसजीएस गैस हाइड्रेट संसाधन मूल्यांकन ने निर्धारित किया कि उत्तरी ढलान में एक व्यापक गैस हाइड्रेट संसाधन है जो परमैफ्रॉस्ट से नीचे फंसा हुआ है। ऊर्जा फोटो विभाग।
इग्निक सिकुमी: यह वीडियो आपको इग्निक सिकुमी गैस हाइड्रेट फील्ड ट्रायल की यात्रा पर ले जाता है, जो अलास्कास नॉर्थ ढलान पर एक कुआं है जो पर्मफ्रोस्ट के नीचे गैस हाइड्रेट्स से प्राकृतिक गैस का उत्पादन करता है। गैस हाइड्रेट को पिघलाए बिना - यहां की गई उपलब्धि को कार्बन डाइऑक्साइड के साथ बदलकर मीथेन को मुक्त करना था।
मीथेन हाइड्रेट का उत्पादन आज कहां है?
आज तक गैस हाइड्रेट जमा से बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक मीथेन उत्पादन नहीं हुआ है। उत्पादन के सभी या तो छोटे पैमाने पर किया गया है या प्रयोगात्मक है।
2012 की शुरुआत में, संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान के बीच एक संयुक्त परियोजना ने मीथेन हाइड्रेटिंग संचय में कार्बन डाइऑक्साइड को इंजेक्ट करके मीथेन के एक स्थिर प्रवाह का उत्पादन किया। कार्बन डाइऑक्साइड ने हाइड्रेट संरचना में मीथेन को बदल दिया और सतह पर प्रवाह करने के लिए मीथेन को मुक्त कर दिया। यह परीक्षण महत्वपूर्ण था क्योंकि इसने पिघलने वाली गैस हाइड्रेट से जुड़ी अस्थिरताओं के बिना मीथेन के उत्पादन की अनुमति दी थी।
सबसे पहले विकास के लिए चुने जाने वाले मीथेन हाइड्रेट जमा की निम्नलिखित विशेषताएं होंगी: 1) हाइड्रेट की उच्च सांद्रता; 2) उच्च पारगम्यता के साथ जलाशय चट्टानें; और, 3) ऐसे स्थान जहां कोई मौजूदा बुनियादी ढांचा है। इन विशेषताओं को पूरा करने वाले डिपॉजिट की संभावना अलास्का नॉर्थ ढलान या उत्तरी रूस में स्थित होगी।
इग्निक सिकुमी: यह वीडियो आपको इग्निक सिकुमी गैस हाइड्रेट फील्ड ट्रायल की यात्रा पर ले जाता है, जो अलास्कास नॉर्थ ढलान पर एक कुआं है जो पर्मफ्रोस्ट के नीचे गैस हाइड्रेट्स से प्राकृतिक गैस का उत्पादन करता है। गैस हाइड्रेट को पिघलाए बिना - यहां की गई उपलब्धि को कार्बन डाइऑक्साइड के साथ बदलकर मीथेन को मुक्त करना था।
गैस हाइड्रेट पिघलने: जब तेल के कुओं को हाइड्रेटिंग-असर तलछट के माध्यम से ड्रिल किया जाता है, तो जमे हुए हाइड्रेट ज़ोन के माध्यम से तेल का गर्म तापमान पिघल सकता है। यह अच्छी तरह से विफलता में परिणाम कर सकते हैं। जमे हुए हाइड्रेट आउटक्रॉप पर चलने वाली गर्म पाइपलाइन भी एक खतरा है। USGS की छवि।
मीथेन हाइड्रेट खतरों
मीथेन हाइड्रेट संवेदनशील अवसाद हैं। वे तापमान में वृद्धि या दबाव में कमी के साथ तेजी से विघटित हो सकते हैं। यह पृथक्करण मुक्त मीथेन और पानी का उत्पादन करता है। तरल और गैसों में एक ठोस तलछट का रूपांतरण समर्थन और कतरनी ताकत का नुकसान पैदा करेगा। ये पनडुब्बी की मंदी, भूस्खलन, या उप-निर्माण का कारण बन सकते हैं जो उत्पादन उपकरण और पाइपलाइनों को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
मीथेन एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है। वार्मर आर्कटिक तापमान क्रमिक रूप से गैस हाइड्रेट्स के क्रम में पिघलने के कारण हो सकता है। वार्मिंग महासागरों में तलछट-जल इंटरफेस के पास गैस हाइड्रेट्स के क्रमिक पिघलने का कारण हो सकता है। हालांकि कई समाचार रिपोर्टों ने इसे संभावित तबाही के रूप में प्रस्तुत किया है, यूएसजीएस अनुसंधान ने निर्धारित किया है कि वर्तमान में गैस हाइड्रेट्स कुल वायुमंडलीय मीथेन में योगदान दे रहे हैं और अस्थिर हाइड्रेट जमा की एक भयावह पिघलने से वातावरण में बड़ी मात्रा में मीथेन भेजने की संभावना नहीं है।
शक्तिशाली क्षमता
यद्यपि मीथेन हाइड्रेट संचय कठिन वातावरण में स्थित हैं और कई तकनीकी चुनौतियां पेश करते हैं, लेकिन वे व्यापक रूप से वितरित किए जाते हैं और पृथ्वी पर हाइड्रोकार्बन का सबसे बड़ा स्रोत हैं। दबाव में कमी, आयन एक्सचेंज और अन्य प्रक्रियाओं का उपयोग करके उन्हें उत्पादित करने के लिए विभिन्न तकनीकों का विकास किया जा सकता है जो उनके अद्वितीय रासायनिक और भौतिक गुणों का लाभ उठाते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा, जापान और भारत सभी के पास गैस हाइड्रेट्स के उत्पादन के लिए व्यवहार्य प्रौद्योगिकियों की खोज के लिए जोरदार अनुसंधान कार्यक्रम हैं। मीथेन हाइड्रेट हमारे भविष्य के ऊर्जा मिश्रण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।