Methaanhydraat

Definitie en kenmerken

Methaanhydraat wordt vaak beschreven als "methaangas omgeven door ijs". Hoewel deze beschrijving gemakkelijk te begrijpen is, is ze niet helemaal accuraat. Een nauwkeurigere beschrijving zou zijn dat methaanhydraat bestaat uit "methaangas gevangen in kooiachtige kristalstructuren bestaande uit watermoleculen." Deze "kooien" hebben een grootte van atomen en moleculen, veel te klein om met het blote oog te zien. Onder normale temperatuur en druk is één liter methaanhydraat gelijk aan 168 liter methaangas.

Oorsprong van methaanhydraat

Methaanhydraat wordt vermoedelijk gevormd door dood organisch materiaal dat tussen de aardlagen gevangen zit, en vervolgens wordt afgebroken door micro-organismen en de warmte van de aarde. Het proces is vergelijkbaar met het proces dat methaan produceert wanneer organisch afval in een afvalput wordt gedumpt en met aarde wordt bedekt, behalve dat het diep onder het aardoppervlak plaatsvindt. De organismen die methaan produceren door een proces van fermentatie zijn de methaanogene Archea.

Natuurlijke hulpbronnen

Gebieden waar natuurlijk methaanhydraat zou voorkomen zijn over het algemeen gebieden onder de oceaan waar continentale platen elkaar raken. Op diepten tussen 500 en 1000 meter, waar de druk hoog en de temperatuur laag genoeg is.

Mogelijke mijnbouwmethoden

Thermische terugwinningsmethode

• Bij deze methode wordt een put geboord tot de methaanhydraathoudende laag, en wordt het methaanhydraat gescheiden door verhitting met behulp van een vloeistof (heet water of stoom) die aan de oppervlakte in een ketel of een soortgelijk apparaat wordt verwarmd en door de put naar beneden wordt gecirculeerd. Hierdoor wordt het methaanhydraat afgebroken en ontstaat er methaangas. Het methaangas vermengt zich met het hete water en keert terug naar de oppervlakte, waar het gas en het hete water worden gescheiden.

Drukverlagingsmethode

• Net als bij geologische formaties worden methaanhydraathoudende lagen onder druk gezet door het gecombineerde gewicht van zeewater en de formatiedruk. Bij het boren in formaties die aan een dergelijke druk onderhevig zijn, is het gebruikelijk een boorspoeling te gebruiken met een soortelijk gewicht dat hoger is dan deze druk. Omgekeerd verlaagt de drukverlagingsmethode de druk in de put en bevordert zij de dissociatie van het methaanhydraat. (Methaanhydraat valt bij drukverlaging uiteen in methaangas en water).

Inhibitor injectie methode

• Bij deze methode wordt een inhibitor, zoals methanol, vanaf het oppervlak geïnjecteerd in methaanhydraathoudende lagen. Deze methode maakt dissociatie van methaanhydraat mogelijk zonder de druk of de temperatuur van de methaanhydraathoudende laag te veranderen.

Belang en gevaar van methaanhydraat

Belang van methaanhydraat

• Velen suggereren dat er over de hele wereld afzettingen zijn die tweemaal zoveel energie opleveren als we ooit hadden met olie, gas en kolen samen. Dit zou het energiealternatief kunnen zijn dat we zoeken als overgangsoplossing; totdat het gebruik van fossiele brandstoffen en kernenergie niet meer nodig is.

Gevaar van methaanhydraat

• Methaan is een krachtig broeikasgas. Het plotseling vrijkomen van grote hoeveelheden aardgas uit methaanhydraatafzettingen is verondersteld een oorzaak te zijn van klimaatveranderingen in het verleden en mogelijk in de toekomst.