Sunt hidrații de metan o resursă exploatabilă pentru știință
Hidrații de metan, un amestec cristalizat de apă și gaz, se spune că sunt o resursă considerabilă de gaze naturale. Cu toate acestea, exploatarea lor nu este astăzi nici economică, nici tehnică posibilă. În plus, nu este încă clar dacă acestea afectează clima. Interviu cu Roland Vially.
Sunt hidrații de metan gaze neconvenționale ?
Roland Vial: Acești compuși sunt într-adevăr o formă de gaz neconvențional, dar diferă semnificativ de ceilalți trei (gaz de șist, gaz de cărbune și gaz strâns), chiar dacă din nou este metan. Un hidrat de metan este un amestec de apă și metan care, în anumite condiții de presiune și temperatură, cristalizează într-un solid.
Hidrații de gaze au fost descoperiți pentru prima dată în anii 1810 de către chimistul britanic Humphrey Davy, dar au primit puțină atenție. Apoi, 120 de ani mai târziu, s-a descoperit că ar putea bloca conductele de gaz din Arctica Rusă. În anii 1950, cristalografii au elucidat structura hidraților de gaz: corespunde unei familii de substanțe numite clatrați. Un schelet alveolar format din molecule de apă legate prin legături de hidrogen este stabilizat prin legături de tip Van der Waals cu molecule de gaz prinse în cuști poliedrice. Acestea din urmă se disting prin numărul și forma cuștilor (pentagoane, hexagoane).
Unde le găsim ?
În natură, condițiile necesare pentru hidrați să fie stabile sunt îndeplinite în partea superioară a straturilor sedimentare din regiunile arctice (temperatură foarte scăzută și presiune scăzută), în special în permafrost, acest strat de sol înghețat permanent.
Aceste condiții adecvate de temperatură și presiune se găsesc și în sedimentele de suprafață ale apelor adânci ale oceanului (presiune ridicată și temperatură scăzută). Pe măsură ce ne scufundăm în sedimente, acești hidrați nu mai sunt stabili, deoarece temperatura, legată de gradientul geotermal, crește. Interfața dintre domeniul care conține hidrați și cel lipsit de hidrați se caracterizează printr-un puternic contrast al impedanței acustice care poate fi văzut pe înregistrările seismice: există un reflector paralel cu fundul oceanului.
Atunci când, din motive naturale, cum ar fi încălzirea globală, o scădere a nivelului mării sau ridicarea tectonică, hidrații „părăsesc” domeniul lor de stabilitate, se disociază pentru a forma apă și gaz. Când morcovii care conțin hidrați sunt aduși la suprafață, aceștia se descompun și metanul poate fi aprins.
Spre deosebire de gazele convenționale, nu mai putem vorbi de un sistem de petrol sau gaze, deoarece este suficient să existe metan și condițiile relevante de presiune și temperatură pentru a obține hidrați de metan.
Ce volum de metan reprezintă? Și ne putem imagina că avem acces la el ?
Oferirea unei estimări a gazului din sediment ca hidrat de metan este extrem de dificilă, dar sunt acceptate în mod obișnuit valori semnificativ mai mari de 1000 de terametri cubi. Aceste valori ar trebui comparate cu rezervele dovedite de gaz convențional, care sunt de ordinul a 180 de terametri cubi și cu consumul anual mondial de trei terametri cubi. Oricare ar fi cifra, este considerabilă, dar să precizăm că reprezintă volumul de gaz existent și nu cel al resurselor recuperabile.