Днепропетровский ученый Константин Ганушевич о том, как замороженный газ может снизить зависимость Украины от импортного топлива
Ведущим автором инновации стал ассистент кафедры подземной разработки полезных ископаемых Национального горного университета Константин Ганушевич. Три года назад он начал изучать тему утилизации метана и достиг в этом немалых успехов. Его инновация победила в номинации "Наука" на престижном международном конкурсе Ten Outstanding Young Persons of the World (TOYP), а сам Ганушевич вошел в десятку самых перспективных молодых ученых Украины. Кстати, украинцы были представлены в TOYP впервые за 76 лет. О подробностях своего изобретения "ДС" рассказал Константин Ганушевич.
К.Г. Исследования начались по просьбе одной из крупнейших угледобывающих компаний Украины. Вместе с моими коллегами, а также специалистами из Ивано-Франковского института нефти и газа, Полтавского университета мы разработали технологию, с помощью которой метан переходит в твердое состояние - лед. Молекула метана при определенном давлении проникает в молекулу воды. Это соединение мы замораживаем, получая ледяные блоки. В одном кубометре газогидрата содержится от 160 до 200 кубометров газа. За последние четыре года был осуществлен прорыв - раньше такой процесс занимал четверо суток, сейчас на него уходит до 20 минут. Задача состоит в том, чтобы сократить срок образования газовых гидратов до нескольких секунд. Только после этого технологию есть смысл выводить на промышленную основу.
К.Г. Газогидрат можно доставлять потребителям в обычных рефрижераторах. Для этого не требуется соблюдение повышенных мер безопасности: даже если грузовик перевернется, от удара замороженная глыба не взорвется. Правда, для хранения ледяных блоков придется построить специальные бункеры. При разморозке газ напрямую поступает в системы отопления. Это будет очень выгодно для сел, где нет централизованного газоснабжения. Кроме того, у многих установлены индивидуальные системы отопления, которые обходятся все дороже. Купив всего один куб замороженного метана, хозяин жилья обеспечит себя газом на год. При этом газогидрат обойдется как минимум в десять раз дешевле по сравнению с природным газом.
Замороженный шахтный метан можно доставлять потребителям в обычных рефрижераторах. Всего один кубометр его обеспечит газом дом на целый год
К.Г. Планируется, что газогидрат будет использоваться централизованно. То есть в поселке построят для хранения топлива специальный бункер и проложат трубопровод. Когда в бункере температура повышается, подогретый газ поступает по трубам в каждый дом. С другой стороны, газогидрат - это обычные замороженные брикеты. Их можно хранить в погребе, под землей и бросать при необходимости в печь.
К.Г. По предварительным оценкам, мировые ресурсы метана оцениваются в 260 трлн кубометров. Основные запасы, как правило, находятся на дне морей и океанов на глубине от 800 м. Наиболее значительные месторождения сосредоточены в США, Китае, России, Австралии, ЮАР, Индии, Польше, Германии и Украине. Хотя разработку метановых месторождений осуществляют все передовые страны мира.
К.Г. В Украине три таких месторождения разрабатывались в районе Одессы, но ввиду недостатка финансирования работы пришлось приостановить. Черноморские запасы оценивают в 17 трлн кубометров газогидратов. Если мы наладим добычу газа из Черного моря, нам хватит его на много тысячелетий. Метан также может быть в Азовском море. Что же касается шахтного метана, то его можно начать использовать уже к концу года. Ресурсы шахтного метана в Украине составляют как минимум 1,7-2 трлн кубометров. Шахтами Донбасса за год выделяется порядка 1,5 млрд кубометров, Львовско-Волынским угольным бассейном - около 60 млн. Доля метана, используемого в качестве топлива, составляет только 8%, остальной просто выбрасывается в атмосферу. Потенциальные места добычи газогидратов - угольные шахты в Павлограде, Доброполье, Красноармейском регионе.
"ДС" Сейчас вы работаете над созданием промышленной установки по производству газовых гидратов, что она из себя представляет?
Раньше процесс замораживания метана занимал четверо суток, сейчас - до 20 минут. Задача состоит в том, чтобы сократить срок образования газовых гидратов до нескольких секунд. Только после этого технологию есть смысл выводить на промышленную основу
К.Г. Это будет система, установленная на автомобиле рефрижераторного типа. Конструктивно камера разделена на две секции: в первой, в зоне реактора, происходит формирование газового гидрата и поддерживается температура плюс 1-3 градуса, давление при этом составляет 5-6 МПа. Вторая секция камеры предназначена для хранения газогидрата при атмосферном давлении и температуре минус 20 градусов. Данная установка на автомобильных шасси сможет подъехать к скважине, получить оттуда газ, превратить его в газовый гидрат и транспортировать потребителю. Такая добыча газа, по предварительным подсчетам, на 40-50% дешевле, чем традиционными способами. Мы уже создали пять рабочих лабораторных прототипов, на которых вырабатывается газогидрат.
К.Г. Шахты заинтересованы в наших технологиях, и некоторые их финансируют. В последнее время интерес проявляют и частные инвесторы, но пока регулярных инвестиций нет. Если бы мы получили необходимые средства, то в течение двух-трех лет вывели бы производство газогидратов на промышленную основу.
К.Г. Комплектующие для промышленной мобильной установки для производства газового гидрата на 90% выпускаются в Украине, так что обойдутся недорого. Стоимость полной сборки системы составит, по моим подсчетам, порядка 100 тыс. грн. Главное - метановые скважины уже есть, их бурить не нужно. А сама установка ставится на обычную машину. То есть расходы самые минимальные и окупятся всего за месяц.
К.Г. Мне бы не хотелось делать столь громкие заявления, но надеюсь, что да. Все зависит от того, как она будет развиваться. Разумеется, без участия государства здесь не обойтись.
Опубликовано в еженедельнике "Деловая столица" от 20 июля 2015 г. (№ 29/739)