Náttúran

Neðanjarðarís er bólginn af orku

Undir sífreranum á heimsskautinu og við meginlandsstöpulinn um heim allan er helmingi meira af náttúrugasi bundið í metanís heldur en finnst af kolum, olíu og gasi. Einungis fáein prósent af metanísnum geta veitt okkur næga orku fyrir margar kynslóðir.

BIRT: 04/11/2014

Framtíðarhorfur eru kristaltærar að mati jarðfræðingsins Arthurs Thompson, sem hefur starfað við olíuiðnað í heilan mannsaldur. Á alþjóðlegri ráðstefnu í Austurríki á síðasta ári orðaði hann bjartsýnt mat sitt svo: „Eftir tvo áratugi mun 10 – 15% af náttúrugasi á heimsvísu vera unnið úr metanhýdrötum og iðnaðurinn mun velta árlega meira en 200 milljörðum dala.“

Metanhýdröt samanstanda af náttúrugasi sem er frosið inni í ís. Metanísinn myndast úr gasi og vatni við mikinn þrýsting og lágt hitastig. Og uppsöfnun á heimsvísu er svo gríðarleg að magn þess er talið geyma orkuauðlind sem er helmingi stærri en vinnanleg olía, kol og gas. Mestan hluta þess er að finna við meginlandsstöplana, en einnig hefur mikið safnast upp í sífreranum, t.d. í Kanada, Alaska og Síberíu. Rétt eins og tilfellið er með venjulegt náttúrugas, hefur metanið myndast af árþúsunda verkun gerla sem brjóta niður lífrænar leifar og losa frá sér gas.

Metan myndast djúpt undir hafsbotni og stígur upp gegnum gropin jarðlög. Við meginlandsstöplana myndast mikið magn af metanís í hafsbotninum, yfirleitt á hundruða til þúsund metra dýpi. Þessu veldur einkum mikill þrýstingur frá yfirliggjandi vatnsmassa og hitastig sem nemur fáeinum gráður, eða sem svarar til hitastigs sjávar við botninn. Þessi mikli þrýstingur verður þess valdandi að vatnið í jarðlögunum frýs þrátt fyrir að hitastigið sé ofan við venjulegt frostmark vatns.

Þrisvar sinnum umhverfisvænna en kol

Metangasið er þéttpakkað í vetninu – einn rúmmetri af metanís inniheldur 164 rúmmetra af frjálsu náttúrugasi – en þrátt fyrir gríðarlegt magn er metanís á hafsbotni á flestum stöðum í svo litlu magni að varla borgar sig að vinna það. Annars staðar getur metanís numið milli 20 og 40% af setlögum og þar getur verið eftirsóknarvert að hagnýta það eftir því sem hefðbundnar lindir olíu, kola og náttúrugass minnka. Metan er umhverfisvænst af öllu jarðeldsneyti. Við bruna er mengunin hverfandi og losun á CO2 í lofthjúpinn er aðeins þriðjungur þess sem verður við bruna kola.

Ekki er vitað með vissu hve mikið magn er að finna af metanís. Mat sérfræðinga sveiflast milli 10.500 og 42.000 milljarða rúmmetra. Til samanburðar er talið að venjulegt náttúrugas nái um 368 milljörðum rúmmetra.

Þrátt fyrir að metanhýdröt finnist helst á hafsbotni er þó auðveldast að vinna gasið úr metanísnum undir sífreranum og flytja það til neytenda í gegnum leiðslur. Malik-svæðið í norðvesturhluta Kanada lofar góðu í þessum efnum þar sem lög með metanís liggja á kílómetradýpi undir sífreranum.

Jarðfræðingar frá Kanada, Japan, Indlandi, Þýskalandi og BNA hafa á síðustu árum þróað tækni til að auðvelda vinnslu gassins, sem má losa úr ísnum annað hvort með því að létta á þrýstingi í setlögunum eða með því að hita þau upp. Tilraunir voru gerðar árið 2002 þar sem jarðfræðingar dældu heitu vatni niður í jarðlögin. Þannig tókst þeim að ná í 470 rúmmetra af metani upp til yfirborðsins. Tilraunin varð vel heppnuð í þeim skilningi að þar tókst í fyrsta sinn að vinna náttúrugas úr metanís, en jafnframt varð einnig ljóst að orkunotkunin við að hita upp vatnið reyndist of mikil.

Þess vegna kusu jarðfræðingar að reiða sig á þrýstingsminnkun í nýrri og stærri tilraun sem fór fram árið 2008. Þrýstingur í setlögum yfir metanísnum var minnkaður með því að dæla vatni úr jarðgrunninum gegnum borholur. Sú tilraun tókst með slíkum ágætum – á sex dögum tókst að safna 13.000 rúmmetrum af náttúrugasi upp úr metanísnum – að jarðfræðingar segja þessa aðferð þá skilvirkustu.

Loftslagsreikniskilin ganga upp

Þetta er gagnleg uppgötvun. Á mörgum stöðum er nefnilega að finna venjulegt náttúrugas undir metanís þar sem hitinn úr iðrum jarðar heldur vatninu fljótandi í gljúpu berginu þrátt fyrir mikinn þrýsting. En með því að minnka þrýstinginn á undirliggjandi náttúrugasi, má leysa metanísinn upp neðan frá og losa þannig gasið og dæla upp.

Takist að þróa hagnýtar aðferðir til að vinna gas úr metanís í nægjanlegu magni, felst næsta áskorun í að flytja gasið til neytenda. Einn kostur er að leggja miklar leiðslur eftir hafsbotninum, en sú lausn er dýr og áhættusöm. Ef bráðnun metaníssins leysir úr læðingi skriður á bröttum meginlandssökklinum geta þær auðveldlega rifið gasleiðslurnar í sundur.

Þess vegna hafa sérfræðingar rannsakað fleiri valkosti. Einn þeirra eru hreinsistöðvar á pöllum þar sem metani er breytt í fljótandi eldsneyti sem síðan má flytja í skipum. Þetta er mögulegt með því að brenna metanið að hluta svo fram komi svokallað blendingsgas af vetni og kolildi sem síðan má umbreyta í fljótandi eldsneyti. Ókosturinn er sá að þriðjungur orkuinnihalds gassins glatast í slíku ferli.

Hugmyndaríkasta tillagan kemur frá Roger Sassey við Texas AM University. Tillaga hans gengur út á að endurmynda fastan metanís í sjónum þannig að ísklumparnir verði hreinir og lausir við sand og möl. Ummyndunin getur gerst af sjálfu sér á dýpi þar sem þrýstingur er nægjanlega mikill og hitastig sjávar hæfilega lágt. Síðan má flytja ísinn í 300 metra löngum neðansjávar „Zeppelin-förum“, þar sem kælibúnaður heldur gasfylltum ísnum kældum meðan risaflutningsfarið er dregið í land af kafbáti.

Þegar öllu er á botninn hvolft eru leiðslurnar raunhæfasta lausnin og sú aðferð býður upp á að vinnslan geti orðið hlutlaus hvað loftslagið varðar. Heimsins stærsti gasframleiðandi, Gazprom í Rússlandi, vinnur að áætlun um að dæla fljótandi koltvísýringi úr orkuverum niður á hafsbotninn samsíða vinnslu gass úr metanís. Takist þetta ganga loftslagsreikniskilin upp.

Metan stígur upp úr hafinu

Metanísinn á hafsbotni er hins vegar ekki einungis auðlind, heldur einnig möguleg uppspretta metanlosunar sem getur magnað gróðurhúsaáhrif á næstu öldum og orsakað miklar loftslagsbreytingar. Ef hitastig sjávar við hafsbotn yfir metanísnum hækkar aðeins um fáeinar gráður er hætta á að stórkostlegt magn af þessu gróðurhúsagasi losni.

Kannski er það ferli þegar hafið. Árið 2008 sigldu sérfræðingar við International Siberian Shelf Study meðfram gjörvallri síberísku ströndinni á rússneska rannsóknarskipinu Jacob Smirnitskyi og mældu hækkað magn metans í loftinu yfir stórum hafsvæðum. Niðurstöður þeirra sýndu að nokkuð af metani frá hafsbotni sleppur beint út í andrúmsloftið áður en það nær að umbreytast í CO2 af örverum í sjónum. Og það er uggvænleg uppgötvun. Hver sameind metans er nefnilega 20 sinnum öflugri gróðurhúsalofttegund en CO2.

Þrátt fyrir að losun metans frá hafsbotni hafi ekkert með gróðurhúsaáhrif af mannavöldum að gera, eru fræðimenn sammála um að fylgjast beri grannt með þessum váboða. Því rétt eins og metanísinn lofar góðu sem orkuauðlind, þá getur hann orsakað mikla loftslagsógn ef metangasið sleppur stjórnlaust út án okkar afskipta.

 
 

Heilsa

41 næringarríkustu fæðutegundir jarðar

Menning og saga

Leynirými í 4.400 ára gömlum egypskum pýramída

Menning og saga

Leynirými í 4.400 ára gömlum egypskum pýramída

Heilsa

Vísindamenn hafa fundið mikilvægan eiginleika sem er sameiginlegur öllum sem náð hafa 100 ára aldri.

Heilsa

Vísindamenn hafa fundið mikilvægan eiginleika sem er sameiginlegur öllum sem náð hafa 100 ára aldri.

Heilsa

Bakteríurnar þrífast vel í handklæðinu þínu

Lifandi Saga

Voru víkingarnir húðflúraðir?

Menning

Þess vegna verða konur þreyttar á (sumum) körlum

NÝJASTA NÝTT

Tækni

Vandamál sem gat orðið aðkallandi

Maðurinn

Efnaskiptin eru stöðug frá 20 til 60 ára aldurs

Maðurinn

Er siðblindingi á vinnustaðnum þínum?

Maðurinn

Úmamí – fimmta frumbragðtegundin

Maðurinn

Eru fingraför óhjákvæmilega ólík?

Maðurinn

Frestar þú leiðinlegum verkefnum? Samkvæmt vísindamönnum er það slæm hugmynd

Læknisfræði

Hversu gamalt er Viagra?

Maðurinn

Ný rannsókn: Áhrif framhjálds á konur koma á óvart

Maðurinn

Hve lengi hefur krabbamein hrjáð mannkynið?

Maðurinn

Við getum lifað án heilastofns

Tækni

Vandamál sem gat orðið aðkallandi

Maðurinn

Efnaskiptin eru stöðug frá 20 til 60 ára aldurs

Maðurinn

Er siðblindingi á vinnustaðnum þínum?

Maðurinn

Úmamí – fimmta frumbragðtegundin

Maðurinn

Eru fingraför óhjákvæmilega ólík?

Maðurinn

Frestar þú leiðinlegum verkefnum? Samkvæmt vísindamönnum er það slæm hugmynd

Læknisfræði

Hversu gamalt er Viagra?

Maðurinn

Ný rannsókn: Áhrif framhjálds á konur koma á óvart

Maðurinn

Hve lengi hefur krabbamein hrjáð mannkynið?

Maðurinn

Við getum lifað án heilastofns

Fáðu aðgang að vÍSINDI.IS

Ókeypis í 2 vikur!

 

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

 

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Heilsa

Hinn týndi hlekkur milli krabbameins og mataræðis ef til vill fundinn

Heilsa

Hinn týndi hlekkur milli krabbameins og mataræðis ef til vill fundinn

Heilsa

Vísindamenn: Miklir kostir þess að nota stigann frekar en lyftuna.

Heilsa

Vísindamenn: Miklir kostir þess að nota stigann frekar en lyftuna.

Spurningar og svör

Er ekki bara hægt að lyfta Títanic upp á yfirborðið?

Lifandi Saga

60 aðalsmenn drukknuðu í skít

Náttúran

Skógareldar geisa um gjörvallan hnöttinn

Alheimurinn

Hin dulda hlið tunglsins

Vinsælast

1

Maðurinn

Ný rannsókn: Áhrif framhjálds á konur koma á óvart

2

Heilsa

41 næringarríkustu fæðutegundir jarðar

3

Maðurinn

Er siðblindingi á vinnustaðnum þínum?

4

Maðurinn

Hve lengi hefur krabbamein hrjáð mannkynið?

5

Maðurinn

Úmamí – fimmta frumbragðtegundin

6

Maðurinn

Frestar þú leiðinlegum verkefnum? Samkvæmt vísindamönnum er það slæm hugmynd

1

Maðurinn

Ný rannsókn: Áhrif framhjálds á konur koma á óvart

2

Maðurinn

Er siðblindingi á vinnustaðnum þínum?

3

Maðurinn

Hve lengi hefur krabbamein hrjáð mannkynið?

4

Maðurinn

Úmamí – fimmta frumbragðtegundin

5

Maðurinn

Frestar þú leiðinlegum verkefnum? Samkvæmt vísindamönnum er það slæm hugmynd

6

Maðurinn

Efnaskiptin eru stöðug frá 20 til 60 ára aldurs

Náttúran

Taumhald á gróðureldum: Skógareldar

Lifandi Saga

7 óviðeigandi brandarar frá fornöld

Alheimurinn

Slær öll met:  Brúnn dvergur er heitari en sólin

Lifandi Saga

Hve fjölmennir eru rússnesku minnihlutahóparnir í Austur-Evrópu?

Lifandi Saga

Kjarnorkubrjálæðingar kalda stríðstímans

Náttúran

Þrisvar til tunglsins og til baka aftur

Alheimurinn

Fullt tungl 2024 – Hvenær er tunglið fullt?

Jörðin

Hversu mikið menga leikföng?

Maðurinn

Af hverju þessi ást á áfengi?

Heilsa

Er hægt að sofa of mikið?

Lifandi Saga

Hver fann upp á „kalda stríðinu“?

Maðurinn

Síðbúnar kvöldmáltíðir gera þig þyngri og svangari

Vandamál sem gat orðið aðkallandi

Á miðöldum gerði fólk þarfir sínar á götum úti og kastaði innihaldi næturgagnsins út um glugga. Betri lausnir litu smám saman dagsins ljós og m.a. vatnssalerni, salernispappír og klósettsetur áttu eftir að breytu ýmsu.

Tækni

ÁSKRIFT AÐ VÍSINDI.IS

Prófaðu í 14 daga ókeypis!

  • Fullur aðgangur að vefnum okkar með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Lifandi vísindi/Lifandi saga í rafrænni útgáfu á vefnum,
  • Aðeins 1.690 krónur á mánuði.
  • Engin skuldbinding – Þú getur hætt hvenær sem er.

ÁSKRIFT AÐ TÍMARITINU

Þrjú tölublöð + gjöf: Skemmtilegur sjónauki
  • Þrjú næstu tölublöð Lifandi vísinda/Lifandi sögu – sent heim til þín – eins færðu lítinn og vandaðan sjónauka að gjöf.
  • Fullur aðgangur að vefnum okkar – visindi.is – með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Spennandi greinar og flottar myndir sem svala forvitni þinni.
  • Þú getur hætt eftir tilboðið en ef þú heldur áfram skuldbindur þú þig aðeins þrjú tölublöð í einu og þú getur sagt upp hvenær sem sem og klárar þá tímabilið sem er hafið.
  • Venjuleg áskrift – þrjú tölublöð – kostar aðeins 7.590 kr

Sjónauki og þriggja blaða áskrift – Alls 3.800 kr.

Lifandi vísindi

Lyf

Lifandi saga

Search

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Innskráning

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Viltu lesa greinina?

Fáðu aðgang að visindi.is

Ókeypis í 2 vikur!

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Núverandi áskrifendur að tímaritinu fá að sjálfsögðu ókeypis aðgang að vefnum og þurfa bara að virkja aðgang sinn hér.

Ef þú ert þegar áskrifandi að visindi.is