Наука в Сибири
N 32-33 (2368-2369)
16 августа 2002 г.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК XXI ВЕКА

4-я международная конференция по газовым гидратам, которые называют главным энергетическим источником XXI века, недавно прошла в Японии, в Йокогаме.

В.Белослудов
доктор физико-математических наук

Совсем немного времени понадобилось международному сообществу для осознания того, какая важная роль отведена природным газовым гидратам в XXI веке. В значительной мере этому способствовали международные конференции по газовым гидратам, которые проходили в 1993, 1999 в США и в 1996 во Франции. Четвертая конференция состоялась в г. Йокогама (Япония) и была первой азиатской конференцией. В ней участвовали представители из 19-ти стран мира. Впервые столь активное участие в конференции по газогидратам принимали китайцы и корейцы. До последнего времени в этих странах практически не велись работы, связанные с газовыми гидратами. Среди новых стран, в которых начаты работы по газовым гидратам, следует отметить и Аргентину и Бразилию.

Сюда, в Японию, как и на предыдущую, 3-ю международную конференцию, проходившую в США, прибыли различные специалисты, представители правительств и бизнеса.

К конференции были изданы два тома трудов, в которых опубликованы 204 доклада с результатами работ, выполненных в течение последних трех лет. В настоящее время, благодаря финансовой поддержке правительств США, Японии, Германии, Индии и Китая, а также ведущих нефтяных и газовых компаний мира, широким фронтом проводятся разведка месторождений, исследования фундаментальных свойств газогидратов и разработка технологии их добычи, производства и транспортировки.

Интерес к гидратам в разных странах непрерывно растает. По не самым оптимистическим оценкам мировые запасы метана, содержащиеся в них, огромны. Это подтвердили исследования месторождений гидратов в Японии и Канаде. Очевидно, что природные гидраты могут рассматриваться как будущий источник энергии и коренным образом изменить энергетическое равновесие в мире.

Гидраты обнаружены в Нанкайской впадине вблизи берегов Японии, открыты месторождения газовых гидратов на северном побережье Канады в дельте реки Макензи. Следует отметить, что исследование газогидратных залежей, расположенных в дельте реки Макензи, проводились в рамках совместного проекта США, Канадой, Японией и Германией. После завершения всеобъемлющей научной программы исследований данный проект вступил в стадию проведения технологических экспериментов, направленных на отработку методик добычи газа из газогидратной залежи. Проведены эксперименты по разложению гидратов в залежах путем снижения давления и закачки в пласт нагретой воды.

Наибольшее число докладов (63) было из Японии. Это связано с тем, что еще в 1995 году Япония приняла государственную программу по метановым гидратам.

Значительный практический интерес вызвали доклады, представленные фирмами "Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd.", National Maritime Research Institute и Osaka University, японскими группами "Kobe Shipyard" and "Machinery Works", "Mitsubishi Heavy Industries Ltd." и рядом других организаций. Они посвящены разработке технологической цепочки транспортировки природного газа в форме газовых гидратов. Технологическая цепочка включает в себя получение гидрата природного газа, формирование пригодной для транспортировки формы, специальные судна для перевозки газовых гидратов и установку для их разложения. Интересная особенность разработок — методика получения газовых гидратов путем распыления воды в сжатый охлажденный газ.

52 доклада сделали специалисты из США, и они равномерно были представлены на всех 8 секциях конференции, из которых 5 секций были посвящены исследованию фундаментальных свойств газовых гидратов. Особо обратил на себя внимание доклад Лауры Штерн, в котором представлены экспериментальные данные по кинетике разложения гидратов метана в диапазоне температур 193-300 К при атмосферном давлении.

Работы по газовым гидратам проводятся в США в рамках национальной программы, разработанной совместно учеными и правительством. Она рассчитана на 15 лет.

Принятый в стране закон для координации работ по программе обеспечил устойчивый рост финансирования проводимых работ.

Интенсивно ведутся работы по газогидратам в Канаде (12 докладов), Франции (12 докладов), Норвегии (11 докладов), Англии (10 докладов), Китае (10 докладов) и Германии (8 докладов). Китай, Франция и Норвегия представили по 4 доклада на прикладную секцию "Образование гидратов и предотвращение их образование в трубопроводах".

Россия представила на конференцию 10 докладов. Эта цифра, разумеется, не отражает объема работ, проводимых в стране. Научный потенциал, накопленный со времени открытия газовых гидратов сибирскими учеными Ю.Макогоном, А.Трофимуком и др., огромен, и в настоящее время интенсивно ведутся работы в Санкт-Петербурге, Москве, Челябинске, Новосибирске, Тюмени, Иркутске и Владивостоке. Во всем мире высоко оцениваются результаты, полученные сибирскими исследователями. Среди них наиболее активно работал профессор Ю.Дядин из ИНХ СО РАН. На конференции, после памятной речи о нем, все участники почтили память ученого минутой молчания в знак признания мировым сообществом его заслуг.

Значительный интерес вызвал устный доклад, сделанный учеником Ю.Дядина А.Манаковым, посвященный структурным исследованиям газовых гидратов при высоких давлениях. Доклад подготовлен совместно сибирскими (Институт неорганической химии СО РАН, Институт минералогии СО РАН) и уральскими (Институт физики металлов УрО РАН) учеными. Наиболее важным из представленных результатов можно считать открытие нового структурного типа газовых гидратов, существующего в условиях высоких давлений.

На секции "Термодинамика" работы по исследованию фазовых диаграмм гидратообразующих систем и теоретическому предсказанию условий гидратообразования индивидуальных газов и их смесей были представлены в докладах российских исследователей В.Истомина (ВНИИГАЗ, Москва), Е.Чувилина (МГУ, Москва) и в обзоре результатов лаборатории клатратных соединений Института неорганической химии СО РАН (Новосибирск). Сравнение представленных результатов с другими позволяет сделать вывод, что работы российских ученых не уступают мировому уровню.

Результаты совместных с проф. Ю.Кавазое из университета Тохоку (Япония) теоретических исследований электронных, динамических и термодинамических свойств газовых гидратов были показаны в трех докладах.

Отметим важный с экологической точки зрения доклад Р.Белослудова, Ю.Кавазое, В.Белослудова и Ф.Кузнецова, в котором обобщены результаты исследования стабилизации различными молекулами гостями различных гидратных полостей, выполненного на электронном уровне. Они служат одним из доказательств существования гидратов озона. Образование гидратов озона в верхних слоях атмосферы, как предполагается, может быть одной из причин образования озоновых дыр.

Два доклада были посвящены информационной системе и банкам данных по газовым гидратам.

В докладе Ф.Кузнецова и В.Белослудова дано описание структуры проекта создания информационной системы по газовым гидратам, выполняемого в рамках CODATA. Основная цель проекта — создание всеобъемлющей информационной системы по основным аспектам газовых гидратов.

В докладе T.Uchida, J.A.Ripmeester, S.M.Masutani and E.D.Sloan, Jr. изложена концепция общей базы данных, которая обсуждалась на международном семинаре по исследованию и разработке месторождений метановых гидратов "Горящий лед со дна морей" (Гаваи, 7-9 марта, 2001).

Во время работы конференции проходили два заседания международной рабочей группы CODATA. Группа была создана в рамках проекта CODATA в октябре 2000 г., и в нее вошли ведущие специалисты из разных стран. Главная цель рабочей группы CODATA по газовым гидратам — разработка основных принципов создания международной распределенной информационной системы данных по газовым гидратам. Руководитель группы академик Ф.Кузнецов (ИНХ СО РАН, Новосибирск) представил информацию о проекте по созданию многопрофильной распределенной информационной системы большого размера по природным газовым гидратам. В основе общей концепции информационной системы лежит мультидисциплинарная система с согласованными форматами.

Распределенный характер информационной системы означает, что она будет состоять из частей, создаваемых и поддерживаемых отдельными научными группами, с возможностью обмена информацией между ними. Предполагаемыми пользователями будут как сами ее создатели, так и широкий круг ученых, администраторов, студентов. Представленный проект вызвал большой интерес среди участников конференции.

4-я международная конференция, как и предыдущие три, позволяет сделать вывод, что природные газовые гидраты — один из основных факторов, которые будут определять развитие человечества в XXI веке.

стр.