Hořící led. Nový zdroj energie, nebo nová chiméra?

  0:21
Po desetiletích konečně přinášejí první výsledky pokusy o využití velmi specifického energetického zdroje: hydrátů metanu - tedy zemního plynu zamrzlého ve vodním ledu. Zdroj sice neznámý, ale zato potenciálně velmi bohatý.
Fotogalerie2

Vzorek metan hydrátu vytažený z hloubky 1 200 metrů u pobřeží Oregonu | foto: Wusel007 CC-BYCreative Commons

V březnu roku 2013 zaujaly první místa v japonských médiích pozitivní zprávy o úspěchu tamních vědců: jako prvním na světě se jim totiž podařilo z vrstev usazenin pod dnem moře uvolnit plyn uvězněný ve vodním ledu. Zemi, která po vyřazení atomové elektrárny Fukušima z provozu velkou vlnou tsunami v podstatě opustila vytyčenou cestu majoritního využívání jaderné energie, se tak otevřely zcela nové energetické výhledy. Zatím sice stále jen hypotetické, ale možná i o to lákavější.

Na přelomu letošního roku japonská vláda potvrdila, že geologové a těžaři se po zhruba dvou letech vracejí na místo činu a experiment tedy bude pokračovat. Nová expedice se znovu – a především důkladněji – pokusí prověřit možnost těžby „metanového ledu“ ze sedimentů pod dnem Tichého oceánu.

I když je optimismus japonských zpráv v mnoha ohledech nepochybně přehnaný, protože úspěch jednoho experimentu zdaleka není zárukou dosažení kýženého cíle, dopad této změny by mohl být skutečně zásadní. Navíc se odborníci domnívají, že v principu je využití této metody možné i se současnou technologií. Tak si pojďme „hořlavý led“ trochu představit.

Když zamrznou trubky

Hydrát metanu

je tuhá bílá látka připomínající vodní led – ten je ostatně také jeho hlavní složkou. Látka vzniká, když se plynný metan, vznikající třeba při rozkladu biologického materiálu nebo pronikající vzhůru zemskou kůrou, dostane za vysokých tlaků a nízkých teplot do kontaktu s vodou. V takové situaci se plyn může zachytit v krystalické struktuře obyčejného vodního ledu a hydrát metanu je na světě. Výsledná látka je poměrně stabilní, dokud se nedostane z prostředí s vhodnými teplotami a tlaky – na vzduchu by dlouho nevydržela.

Hydráty metanu jsou poměrně „horkou“ novinkou – alespoň v poměrech geologie. První popisy jejich existence se sice objevují už na konci 18. století, ale dlouho to bylo považováno za laboratorní kuriozitu. Ve 30. letech 20. století se ovšem geologové začali podivovat nad zvláštním ledem, který ucpával plynové potrubí, v přírodě se ho podařilo objevit ale až později při vrtech sovětských geologů. Postupně se zásoby hydrátu metanu podařilo objevit na dnech mnoha moří a rovněž v permafrostu, tedy ve věčně zmrzlé půdě v polárních oblastech, která ani v létě nerozmrzá.

Ukázalo se, že jde velmi jednoduše o vodní led, do jehož krystalické mřížky se pod tlakem natlačí metan, vzniklý třeba při rozpadu organických zbytků. Dnes víme, že hydráty metanu lze najít na mnoha místech Země. Kromě některých oblastí věčně zmrzlé půdy na souši lemují v hloubkách od několika desítek do několika set metrů podél pobřeží velké části kontinentů oblasti bohaté na tuto látku. Mořská ložiska jsou mnohem vydatnější, podle současných odhadů v nich leží zhruba 95 % z celkového množství této látky na Zemi.

Na mnoha místech hydráty leží i přímo na dně moří, tyto zásoby se dnes považují za zanedbatelné. Mnohem důležitější jsou zásoby, které leží zhruba pár desítek až pár stovek metrů pod mořským dnem. Nevýhodou je, že i ta bohatší ložiska hydrátů nejsou tak koncentrovaná jako konvenční ložiska zemního plynu nebo ropy. A na většině lokalit jsou hydráty „roztroušeny“ tak řídce, že si dnes nedokážeme ani teoreticky představit jejich ekonomickou těžbu.

Mořský sediment s vrstvami vodního ledu obsahujícími metan

I tak jde o zajímavý zdroj. Nevíme to stále jistě, ale hydrátů metanu je zřejmě v zemské kůře několikanásobně, nebo dokonce možná až řádově více než zemního plynu v běžné podobě. Potenciálně je to zdroj energie na dlouhá desetiletí a možná i staletí. Ovšem musíme zároveň jedním dechem dodat, že dělat dnes takové odhady je jednoduše nezodpovědné. Na první pohled tento zdroj vypadá určitě zajímavě – a více dokážeme říci, až ho případně vyzkoušíme a začneme používat.

Jak využít odpad

Průkopníkem ve využití netradičního zdroje jsou – asi vás to ani nepřekvapí – USA. Pod patronátem státní organizace, konkrétně tamní geologické služby USGS, probíhá už prakticky od přelomu tisíciletí výzkum možných technologií těžby na kontinentálním ložisku v Prudhoe Bay na Aljašce. Šlo jen o experimentální ověření principu jednoho typu těžby, která vypadá na pohled velmi slibně: vytlačování metanu ze sedimentů CO2, který má metan v ledu nahradit.

Pokus probíhá ve spolupráci s místními těžaři, kteří mají oxidu uhličitého s malou nadsázkou plné zuby; místní plynová ložiska ho totiž obsahují velké množství (až 12 %) a najít pro něj ekonomické využití by byl doslova zlatý důl. Postup je (alespoň zatím, možná se s rostoucími zkušenostmi změní) takový, že se do cílové vrstvy nejprve natlakuje dusík, který má vytlačit v něm obsaženou vodu v tekutém skupenství, aby nezmrzla, až následně dojde na injekci CO2.

I když dosavadní projekty probíhaly poměrně úspěšně a bez velkých potíží, je otázkou, kdy by se mohl postup využívat. Američané mají sice dravý soukromý těžařský sektor, který si zakládá na své odvaze k experimentům, na druhou stranu USA nyní „trpí“ poměrně značným nadbytkem plynu z těžby v břidlicích. Cena komodity na americkém trhu je tedy relativně nízká, a tak ochota jít do nového typu těžby a nového rizika nebude neomezená.

Pod moře!

Na dně moří i pod věčně zmrzlou půdou čeká na své využití nový zdroj zemního plynu.

Zajímavější než USA je tedy alespoň nyní využití hydrátu metanu v zemích, které žádná konvenční ložiska fosilních paliv nemají nebo jich mají malé množství. Česká republika samozřejmě má smůlu, protože nemá moře ani věčně zmrzlou půdu, ale jiní na tom jsou podstatně lépe. Především je to Japonsko, které je dnes největším dovozcem zemního plynu na světě (země tvoří 37 procent světového trhu se zkapalněným zemním plynem, tedy LNG).

Právě proto to byla japonská státní agentura Japan Oil, Gas and Metals National Corporation (JOGMEC), jejíž geologové ve spolupráci se soukromými těžaři jako první v roce 2013 získali plyn z podmořského ložiska hydrátu metanu. Bylo to na ložisku v oblasti podmořského údolí Nankai, jen několik desítek kilometrů jižně od japonského ostrova Honšú, které je dnes téměř určitě nejlépe prozkoumanou zásobárnou hydrátu metanu na světě.

Hydrát metanu se těžil v principu podobně jako na Aljašce, tedy snížením tlaku (bez využití CO2). Z pohledu dnešních vrtných technologií nejde o nic převratného – jen jde o proces poměrně časově i finančně nákladný, jak je tomu u každého vrtu pod mořem. Během šest dní trvajícího experimentálního provozu v březnu 2013 japonští geologové a těžaři nakonec z mořského dna získali asi 120 tisíc krychlových metrů metanu (při běžném atmosférickém tlaku), což je zhruba 80 tun zemního plynu. A to je množství odpovídající skutečně experimentálnímu charakteru podniku (pro srovnání je to celkem zhruba čtvrtina denní produkce zemního plynu i v tak nevýznamné producentské zemi, jako je Česká republika).

Jednoduchý princip ale není zárukou jednoduchého provozu a pokusy byly po několika týdnech předčasně přerušeny kvůli technickým obtížím. Země se k nim chce vrátit až v letošním roce, ale jde o tak komplikovanou operaci, že postup bude pomalý. První plyn by se měl z vrtu získat někdy na začátku roku 2017, do té doby se geologové budou k zásobám hydrátu propracovávat přes vrstvu usazenin na dně.

Uvidíme, jak se jim bude dařit. Jedním velkým problémem japonského projektu je, že s pracemi v takto extrémních podmínkách nemají v Japonsku příliš velké zkušenosti, protože tamní těžební sektor není až tak významný. K mnohokrát opakovanému prohlášení, že by se s komerční těžbou mohlo začít do roku 2020, je i z tohoto důvodu nutné přistupovat velmi opatrně. Na druhou stranu Japonsko je ve zcela jiné situaci než USA a plynu má naopak akutní nedostatek.

Motivace je tedy podstatně větší, i přes náročnější technologii a podmínky podmořské těžby. Kdyby Japonci uspěli, nebude rozvoj této technologie s velkou pravděpodobností tak bouřlivý jako u těžby břidličného plynu (potažmo ropy), která zamávala světovými trhy. Na to Japonsko nemá dostatečně silný těžební sektor. Ale i tak by šlo o ohrožení pozice tradičních exportních zemí, především ze Středního východu. Pokud hořlavý led jednou skutečně vstoupí na scénu, bude to asi hodně hlasité entrée.

Informace: Článek byl převzat z webu Svět plný energie. Původní verzi najdete zde.
Aktualizace: Článku jsme změnili titulek.

Autor:

Nejčtenější

Jak nahodit slavný německý tank Tiger. Chce to hlavně nechat dobře zahřát

Můžeme o tom vést spory a můžeme s tím i nesouhlasit, ale německý tank Tiger I je pravděpodobně nejslavnějším tankem druhé světové války. Bylo o něm napsáno hodně, ale v tomto textu se zaměříme na...

Viděl padat své nejoblíbenější letadlo. Na letištích natáčí skoro třicet let

Jeho zájem o letectví se zrodil na vyhlídkové terase pražského ruzyňského letiště, kam jej někdy v roce 1985 vzal tatínek. Letecký kameraman Jan Jánský vytvořil za téměř třicet let videoarchiv,...

Čína potvrdila plán na stavbu jaderné elektrárny na Měsíci spolu s Ruskem

V první polovině třicátých let má podle současných plánů na Měsíci vzniknout vesmírná základna, která bude využívat energii z jaderné elektrárny. Provozovat ji bude Čína a Rusko.

Vzkazy v láhvi odhalily zbytečnou smrt vzduchoplavců. Zkáza vzducholodi L.19

Spojení pojmů „vzducholoď“ a „první světová válka“ dodnes v lidech evokuje německé noční nálety na anglická města. Ačkoli koráby lehčí vzduchu neprovozovali jen Němci, dá se taková myšlenková zkratka...

V noci můžete pozorovat padající částečky z komety Thatcher

Pokud v noci z pondělí na úterý zakloníte hlavu a budete pozorovat oblohu, možná se vám podaří zachytit některý z projevů meteorického roje Lyridy. Během jejich vrcholu by mělo být k vidění několik...

Dno vyschlého Aralského jezera se zvedá. Za rok stoupne o sedm milimetrů

Snad nejhorší ekologická katastrofa v moderních dějinách má překvapivé následky. Podle geologů se projevila i na svrchní vrstvě zemského pláště. Podobně působí ústup ledovců.

25. dubna 2025  10:02,  aktualizováno  10:02

O víkendu bude novoluní. Přináší příležitosti pro noční fotografy

V neděli 27. dubna nastane nov – fáze Měsíce, při níž jeho strana přivrácená k Zemi zůstává zcela neosvětlená. Právě díky absenci měsíčního svitu je tato noc ideální pro pozorování a fotografování...

25. dubna 2025

Apple připravuje levnější VR soupravu, ale pošilhává po brýlích

Pře téměř dvěma roky společnost Apple představila svou náhlavní soupravu pro virtuální a rozšířenou realitu Vision Pro. Do prodeje se dostala v únoru 2024. I přes technickou vyspělost to však nebyl...

25. dubna 2025

Před 65 lety padl rekord. Americká ponorka obeplula svět pod vodou

Ponorka USS Triton byla ve své době největší svého typu na světě. Měla také primát nejdelší americké ponorky, až v 80. letech ji překonala raketonosná třída Ohio. Jako první americká ponorka měla tři...

25. dubna 2025

Před 100 lety Beneš urovnal spory s Polskem. Oživil je následně Mnichov

Československo-polské spory o hranice byly před 100 lety zažehnány: aspoň po dobu existence meziválečné republiky. Po Mnichovu ale Poláci znovu obsadili Těšínsko.

24. dubna 2025

Nepoctivost je lidská. Mnoho z nás o sobě neví, jestli bychom vzali úplatek

Štěpán Bahník z Vysoké školy ekonomické zkoumá morální rozhodování. Vloni se podílel na studii, která napodobovala situaci při vyplňování daňového přiznání. Vědce zajímalo, jak naše chování ovlivňují...

24. dubna 2025

Úžasný vesmír pohledem Hubbleova kosmického teleskopu, který slaví 35 let

Hubbleův vesmírný dalekohled (HST) se za 35 let svého působení stal ikonou. A když ho v mnoha ohledech překonávají přístroje na modernějších systémech v čele s teleskopem Jamese Webba, stále má své...

24. dubna 2025

Bič na Facebook, TikTok a další sociální sítě. EU nabídne kontrolu věku

Sociální sítě a další internetové služby mají věkové omezení, které však některé z nich nijak důsledně nekontrolují. To by se brzy mělo změnit. Evropská komise připravuje aplikaci, jež má ověřovat...

23. dubna 2025  17:59

Před 130 lety vyplul Joshua Slocum s lodí Spray na svou cestu kolem světa

V dětství jsem trávil hodně času u babičky. Jelikož jsme byli jachtařská rodina, měla v knihovně spoustu knížek o lodích. Snad nejraději jsem měl Osamělé mořeplavce od Francouze Jeana Merriena.

23. dubna 2025  16:02

Čína potvrdila plán na stavbu jaderné elektrárny na Měsíci spolu s Ruskem

V první polovině třicátých let má podle současných plánů na Měsíci vzniknout vesmírná základna, která bude využívat energii z jaderné elektrárny. Provozovat ji bude Čína a Rusko.

23. dubna 2025  14:51

Akční letáky
Akční letáky

Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!

Obrovské množství v dokumentech uvězněných znalostí se otevírá. Díky AI

Extrakce textu z obrázků významně pokročila, nicméně stále je co zlepšovat. Své o tom ví podniky, vlády, či výzkumníci, kteří mají řadu dat stále v papírové podobě. Případně je naskenovali do...

23. dubna 2025

Jak nahodit slavný německý tank Tiger. Chce to hlavně nechat dobře zahřát

Můžeme o tom vést spory a můžeme s tím i nesouhlasit, ale německý tank Tiger I je pravděpodobně nejslavnějším tankem druhé světové války. Bylo o něm napsáno hodně, ale v tomto textu se zaměříme na...

22. dubna 2025
Nastavte si velikost písma, podle vašich preferencí.