Перспективы метаногидратных технологий в Украине
Определены перспективы развития гидратных технологий в Украине: транспорт природного газа в виде гидратов, длительное хранение природного газа в гидратном состоянии, добыча природного газа из его природных гидратных месторождений. Исследован положительный зарубежный опыт в развитии гидратных техноло...
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут газу НАН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127214 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Перспективы метаногидратных технологий в Украине / Г.В. Жук, А.И. Пятничко, С.П. Крушневич, Д.С. Федоренко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2013. — № 3. — С. 10-17. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127214 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1272142025-02-09T20:33:54Z Перспективы метаногидратных технологий в Украине Перспективи метаногідратних технологій в Україні Prospects of Methane Hydrate Technologies in Ukraine Жук, Г.В. Пятничко, А.И. Крушневич, С.П. Федоренко, Д.С. Топливо и энергетика Определены перспективы развития гидратных технологий в Украине: транспорт природного газа в виде гидратов, длительное хранение природного газа в гидратном состоянии, добыча природного газа из его природных гидратных месторождений. Исследован положительный зарубежный опыт в развитии гидратных технологий. Проведены предварительные расчеты экономической эффективности транспорта гидратов природного газа, показывающие на 18–25 % более низкие эксплуатационные затраты по сравнению с транспортом газа в сжиженном виде. Создан экспериментальный стенд, позволяющий получать в лабораторных условиях гидраты метана и диоксида углерода, и проведены первые эксперименты. Визначено перспективи розвитку гідратних технологій в Україні: транспорт природного газу у вигляді гідратів, тривале зберігання природного газу в гідратному стані, видобуток природного газу з його природних гідратних родовищ. Досліджено позитивний закордонний досвід у розвитку гідратних технологій. Проведено попередні розрахунки економічної ефективності транспорту гідратів природного газу, що показують на 18–25 % нижчі експлуатаційні витрати порівняно з транспортом газу в зрідженому вигляді. Створено експериментальний стенд, що дозволяє отримувати в лабораторних умовах гідрати метану та діоксиду вуглецю, проведені перші експерименти. Perspectives of the hydrate technologies development in Ukraine were determined: transportation of natural gas in the form of hydrates, long-term storage of natural gas in hydrate state, natural gas production from its hydrate deposits. Extraction of methane from natural gas hydrates will replace a significant part of imports of natural gas. Hydrate transportation is also relevant as an alternative to transport it in a liquid state at a competitive cost. Positive international experience in the development of hydrate technology was investigated. USA intensified them explorative activity in methane hydrates natural deposits since Methane Hydrate Research and Development Act was adopted in 2001. Japan, Canada, Korea, India followed them. However, the industrial technology of methane extracting from hydrates still no exist. In Black Sea near Ukraine three zones of hydrate formation were found with estimated reserves of 50–60 trillion cubic meters of methane. Scientists considered the method of methane hydrates substitution by carbon dioxide as the most promising. Much further advanced research was in the field of transportation of natural gas in the form of hydrates. Japanese companies were succeeding in technology for hydrate pellets production, its transportation by road and using for electricity (heating) production. Hydrate pellets transported by sea under the conditions: pressure is up to 0,5 MPa, the temperature of 253 K, which corresponds to a temperature of maximum stability of methane hydrates. The researchers estimate the capital cost of transportation to the NGH as smaller 12–26 % than similar costs for LNG, depending on the size and distance of transport. Our preliminary calculations of cost-effective transport of natural gas hydrate to Ukraine showing 18–25 % lower operating costs compared to gas transport in liquefied form. At the Gas Institute of NAS of Ukraine experimental facility was created allows laboratory generation of methane and carbon dioxide hydrates. The experimental stand consists of a working chamber, the cooling unit, filling unit and the measuring equipment. The facility is designed for pressures up to 10 MPa and temperature to –26 °C. The experiments established the thermodynamic conditions of hydrate formation and dissociation for the specific composition of natural gas. Hydrates were obtained as clusters of spheres with a diameter of 2–3 mm. Domestic production of natural gas hydrate with minimal energy consumption can be created on gas distribution stations of transmission system. 2013 Article Перспективы метаногидратных технологий в Украине / Г.В. Жук, А.И. Пятничко, С.П. Крушневич, Д.С. Федоренко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2013. — № 3. — С. 10-17. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127214 628.49 ru Энерготехнологии и ресурсосбережение application/pdf Інститут газу НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Топливо и энергетика Топливо и энергетика |
| spellingShingle |
Топливо и энергетика Топливо и энергетика Жук, Г.В. Пятничко, А.И. Крушневич, С.П. Федоренко, Д.С. Перспективы метаногидратных технологий в Украине Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| description |
Определены перспективы развития гидратных технологий в Украине: транспорт природного газа в виде гидратов, длительное хранение природного газа в гидратном состоянии, добыча природного газа из его природных гидратных месторождений. Исследован положительный зарубежный опыт в развитии гидратных технологий. Проведены предварительные расчеты экономической эффективности транспорта гидратов природного газа, показывающие на 18–25 % более низкие эксплуатационные затраты по сравнению с транспортом газа в сжиженном виде. Создан экспериментальный стенд, позволяющий получать в лабораторных условиях гидраты метана и диоксида углерода, и проведены первые эксперименты. |
| format |
Article |
| author |
Жук, Г.В. Пятничко, А.И. Крушневич, С.П. Федоренко, Д.С. |
| author_facet |
Жук, Г.В. Пятничко, А.И. Крушневич, С.П. Федоренко, Д.С. |
| author_sort |
Жук, Г.В. |
| title |
Перспективы метаногидратных технологий в Украине |
| title_short |
Перспективы метаногидратных технологий в Украине |
| title_full |
Перспективы метаногидратных технологий в Украине |
| title_fullStr |
Перспективы метаногидратных технологий в Украине |
| title_full_unstemmed |
Перспективы метаногидратных технологий в Украине |
| title_sort |
перспективы метаногидратных технологий в украине |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Топливо и энергетика |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127214 |
| citation_txt |
Перспективы метаногидратных технологий в Украине / Г.В. Жук, А.И. Пятничко, С.П. Крушневич, Д.С. Федоренко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2013. — № 3. — С. 10-17. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| series |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| work_keys_str_mv |
AT žukgv perspektivymetanogidratnyhtehnologiivukraine AT pâtničkoai perspektivymetanogidratnyhtehnologiivukraine AT krušnevičsp perspektivymetanogidratnyhtehnologiivukraine AT fedorenkods perspektivymetanogidratnyhtehnologiivukraine AT žukgv perspektivimetanogídratnihtehnologíivukraíní AT pâtničkoai perspektivimetanogídratnihtehnologíivukraíní AT krušnevičsp perspektivimetanogídratnihtehnologíivukraíní AT fedorenkods perspektivimetanogídratnihtehnologíivukraíní AT žukgv prospectsofmethanehydratetechnologiesinukraine AT pâtničkoai prospectsofmethanehydratetechnologiesinukraine AT krušnevičsp prospectsofmethanehydratetechnologiesinukraine AT fedorenkods prospectsofmethanehydratetechnologiesinukraine |
| first_indexed |
2025-11-30T12:50:23Z |
| last_indexed |
2025-11-30T12:50:23Z |
| _version_ |
1850219716928339968 |
| fulltext |
References
1. GOST 17071-91. Fusel oil. Specifications.
01.01.91. (Rus.)
2. Application 4403830 Germany. Verfahren fur die
Ververtung von Fuseloren. M. Shulte-Hotte, 1995.
3. Pat. 2120470 Russia, IPC6 C 10 L 1/00. Motor fuel.
T.L.Krylova, 1998. (Rus.)
4. Pat. 2106391 Russia, IPC6 C 10 L 1/00. Composi-
tion of hydrocarbon fuel. L.S.Kuznecova, 1998.
(Rus.)
5. Pat. 4762529 USA, IPC4 C 10 L 01/02; C 10 L
01/10; C 10 L 01/00; C 10 L 01/23; C 10 G
01/00; F 23 B 07/00. Novel fuel for use evergy gen-
erating processes. J.G.Schulz. — Publ. 1988.
6. Golovin G.S., Gorlov E.G., Borovkova O.A.(1995).
Improving the qualtity of water-coal suspensions
from Kansk-Achinsk Basin coals by barothermal
treatment // Int. Symp. Coal_Fired Power Gener.,
Environ. and Publ. Accept. (Draft. Doc.). Ankara,
pp. 207.
7. Pat. 4787915 USA, IPC4 C 10 L 001/32. Metod of
varying rheology characteristics of novel coal de-
rived fuel systems. Edmond G., Meyer, Lee G.
Meyer, Gerald F. Cavaliere. 1988.
8. Golovin G.S., Gorlov E.G., Lapidus A.L. (1994).
Ecologically pure production of alcohol-water-coal
suspensions on the base of brown coals of
Kansk-Achinsk basin. Solid Fuel Chemistry, (3),
ðð. 3–8. (Rus.)
9. Takeshi S., Masayoshi S., Masahiro S. (1985). Single
droplet combustion of coal-methanol slurry. Fuel.
64 (2), pp. 163–166.
10. Tarkovskaja I.A. (1981), Oxidized coal. — Kiev :
Naukova dumka, 198 p. (Rus.)
11. Junya N., Kazuhiko K., Masao S. (1989), Relation
of viscosity characteristics in cwm to coal rank, J.
Chem. Eng. Jap., 22 (2), pp. 162–167.
12. Ålomrani Ì., Brunello J., Nomine Ì. (1989). Prep-
aration des melanges charbon-eau: effet de la nature
du charbon et amelioration de la qualite des suspen-
sions par action sur les proprietes des particules,
Ðowder Òechnol, 57 (4), pp. 223–234.
13. Sukyuki Ì., Njenre Kekajsi (1990). Zeta potential
for fine coal dust in an aqueous suspension, J. Fuel
Soc. Jap., 69 (9), pp 806–812.
14. Makarov À.S., Degtjarenko T.D., Tretinnik V.Ju.
(1991). Effect of the nature of the solid phase on
the formation of coal-water slurry, Fiz.-him.
mehanika i liofil’nost’ dispersnyh system, (22), pp.
70–77. (Rus.)
Received April 3, 2013
10 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 3
ÓÄÊ 628.49
Æóê Ã.Â., äîêò. òåõí. íàóê, Ïÿòíè÷êî À.È., êàíä. òåõí. íàóê,
Êðóøíåâè÷ Ñ.Ï., êàíä. òåõí. íàóê, Ôåäîðåíêî Ä.Ñ.
Èíñòèòóò ãàçà ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ
óë. Äåãòÿðåâñêàÿ, 39, 03113 Êèåâ, Óêðàèíà, e-mail: hen_zhuk@ukr.net
Ïåðñïåêòèâû ìåòàíîãèäðàòíûõ òåõíîëîãèé â Óêðàèíå
Îïðåäåëåíû ïåðñïåêòèâû ðàçâèòèÿ ãèäðàòíûõ òåõíîëîãèé â Óêðàèíå: òðàíñïîðò ïðè-
ðîäíîãî ãàçà â âèäå ãèäðàòîâ, äëèòåëüíîå õðàíåíèå ïðèðîäíîãî ãàçà â ãèäðàòíîì ñî-
ñòîÿíèè, äîáû÷à ïðèðîäíîãî ãàçà èç åãî ïðèðîäíûõ ãèäðàòíûõ ìåñòîðîæäåíèé. Èñ-
ñëåäîâàí ïîëîæèòåëüíûé çàðóáåæíûé îïûò â ðàçâèòèè ãèäðàòíûõ òåõíîëîãèé. Ïðîâå-
äåíû ïðåäâàðèòåëüíûå ðàñ÷åòû ýêîíîìè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè òðàíñïîðòà ãèäðàòîâ
ïðèðîäíîãî ãàçà, ïîêàçûâàþùèå íà 18–25 % áîëåå íèçêèå ýêñïëóàòàöèîííûå çàòðàòû
ïî ñðàâíåíèþ ñ òðàíñïîðòîì ãàçà â ñæèæåííîì âèäå. Ñîçäàí ýêñïåðèìåíòàëüíûé
ñòåíä, ïîçâîëÿþùèé ïîëó÷àòü â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ ãèäðàòû ìåòàíà è äèîêñèäà
óãëåðîäà, è ïðîâåäåíû ïåðâûå ýêñïåðèìåíòû. Áèáë. 16, ðèñ. 7, òàáë. 3.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ãèäðàò ìåòàíà, òðàíñïîðòèðîâêà ïðèðîäíîãî ãàçà, äîáû÷à ìåòàíà,
àëüòåðíàòèâíûå èñòî÷íèêè òîïëèâà, èçâëå÷åíèå è õðàíåíèå äèîêñèäà óãëåðîäà.
� Æóê Ã.Â., Ïÿòíè÷êî À.È., Êðóøíåâè÷ Ñ.Ï., Ôåäîðåíêî Ä.Ñ., 2013
Ãàçîâûå ãèäðàòû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïðî-
çðà÷íûå êðèñòàëëèêè áåç öâåòà è çàïàõà, ñêîï-
ëåíèÿ êîòîðûõ ïîõîæè íà ñíåã èëè ðûõëûé
ëåä. Ãèäðàòû ñóùåñòâóþò áëàãîäàðÿ ýíåðãåòè÷å-
ñêè áëàãîïðèÿòíîé ãåîìåòðèè ðåøåòêè, â êîòî-
ðîé ìîëåêóëû ãàçà óäåðæèâàþòñÿ â ïîëîñòè
ãèäðàòíîãî êàðêàñà èç ìîëåêóë âîäû ñëàáûìè
âàíäåðâààëüñîâûìè ñâÿçÿìè.
Ãèäðàòû ìåòàíà ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé êîì-
ïëåêñû âèäà CH4
.p(H2O), ãäå p = 5,75, òî åñòü
íà îäíó ìîëåêóëó ìåòàíà ïðèõîäèòñÿ â ñðåäíåì
îêîëî 6 ìîëåêóë âîäû [2]. Ïî äàííûì Ãåîëîãè-
÷åñêîé ñëóæáû ÑØÀ çà 1999 ã., â ìèðîâîì
îêåàíå íàõîäèòñÿ îãðîìíûé çàïàñ ïðèðîäíûõ
ãàçîãèäðàòîâ, êîòîðûé â ýêâèâàëåíòå ñîñòàâëÿåò
1018–1019 ì3 ìåòàíà.
 ìèðå ïðîáëåìó ïðèðîäíûõ ãàçîãèäðàòîâ
èçó÷àþò îòíîñèòåëüíî íåäàâíî — îêîëî 20 ëåò.
Ïðàâèòåëüñòâîì ÑØÀ â ñâÿçè ñ ïðèíÿòèåì
«Àêòà îá èññëåäîâàíèè ãèäðàòîâ» â 2001 ã.
áûëî âûäåëåíî áîëåå 50 ìëí äîëë. íà íàó÷-
íî-èññëåäîâàòåëüñêèå ðàáîòû â ýòîé îáëàñòè. Ê
èññëåäîâàíèÿì ïðèñîåäèíèëèñü ßïîíèÿ, Êàíà-
äà, Êîðåÿ, Èíäèÿ è äðóãèå ñòðàíû. Îäíàêî
ïðîìûøëåííûõ òåõíîëîãèé äîáû÷è ìåòàíà èç
ãàçîãèäðàòîâ äî ñèõ ïîð íå ñóùåñòâóåò.
Çíà÷èòåëüíî äàëüøå ïðîäâèíóëèñü èññëå-
äîâàíèÿ â îáëàñòè ïåðåâîçêè ïðèðîäíîãî ãàçà â
âèäå ãèäðàòîâ. ßïîíñêèìè êîìïàíèÿìè íà îñíî-
âå ðàçðàáîòàííîé òåõíîëîãèè ïîëó÷åíèÿ ãèäðàò-
íûõ ãðàíóë ñîçäàíà è óñïåøíî âíåäðåíà òàêàÿ
öåïî÷êà: ïðîèçâîäñòâî ãðàíóë — òðàíñïîðòè-
ðîâêà àâòîìîáèëüíûì òðàíñïîðòîì — èñïîëüçî-
âàíèå ãàçà äëÿ ïîëó÷åíèÿ ýëåêòðîýíåðãèè
(îòîïëåíèÿ) [3]. Îáîñíîâàíà òàêæå ìîðñêàÿ ïå-
ðåâîçêà ïðèðîäíîãî ãàçà â âèäå ãèäðàòîâ îò ìå-
ñòîðîæäåíèÿ äî ïîòðåáèòåëÿ [4, 5].
Ïåðñïåêòèâíûì ïðåäñòàâëÿåòñÿ çàõîðîíåíèå
äèîêñèäà óãëåðîäà, îáëàäàþùåãî ïàðíèêîâûì
ýôôåêòîì, â âèäå ãèäðàòîâ [6]. Â ïîñëåäíèå ãîäû
ïðàâèòåëüñòâà Àâñòðàëèè, Êàíàäû, ßïîíèè, Íîð-
âåãèè, Ðåñïóáëèêè Êîðåÿ, Âåëèêîáðèòàíèè è
ÑØÀ, à òàêæå Åâðîïåéñêàÿ Êîìèññèÿ îñóùåñòâ-
ëÿëè çíà÷èòåëüíîå ôèíàíñèðîâàíèå è àêòèâíî
ñïîñîáñòâîâàëè ðàçâåðòûâàíèþ êðóïíûõ ïðîåê-
òîâ äëÿ äåìîíñòðàöèè òåõíîëîãèé óëàâëèâàíèÿ è
õðàíåíèÿ äèîêñèäà óãëåðîäà (Carbon Capture and
Storage — CCS). Ê àïðåëþ 2010 ã. ãîñóäàðñòâåí-
íûå âëîæåíèÿ ñîñòàâëÿëè 26,6–36,1 ìëðä äîëë.
Ïðàâèòåëüñòâà îáÿçàòåëèñü çàïóñòèòü äî 2020 ã.
îò 19 äî 43 ìàñøòàáíûõ ïðîåêòîâ äåïîíèðîâà-
íèÿ äèîêñèäà óãëåðîäà.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ Óêðàèíà êðàéíå çàèíòå-
ðåñîâàíà â ðàçâèòèè ãàçîãèäðàòíûõ òåõíîëîãèé
â óêàçàííûõ âûøå íàïðàâëåíèÿõ. Äîáû÷à ìåòà-
íà èç ïðèðîäíûõ ãàçîâûõ ãèäðàòîâ ïîçâîëèò çà-
ìåñòèòü çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü èìïîðòíûõ ïîñòà-
âîê ïðèðîäíîãî ãàç, à â äàëüíåéøåì âîâñå îò
íèõ îòêàçàòüñÿ. Òðàíñïîðòèðîâêà ïðèðîäíîãî
ãàçà â âèäå ãèäðàòîâ àêòóàëüíà êàê àëüòåðíàòè-
âà åãî ïåðåâîçêè â æèäêîì ñîñòîÿíèè ïðè êîí-
êóðåíòîñïîñîáíîé ñòîèìîñòè òàêîé ïåðåâîçêè.
Äîáû÷à ìåòàíà èç ïðèðîäíûõ ãèäðàòîâ
 ðåçóëüòàòå èññëåäîâàíèé, ïðîâåäåííûõ â
1990-õ ãã. Èíñòèòóòîì ãåîëîãè÷åñêèõ íàóê ÍÀÍ
Óêðàèíû â ñîîòâåòñòâèè ñ Ïîñòàíîâëåíèåì Êà-
áèíåòà Ìèíèñòðîâ Óêðàèíû 22.11.1993 ¹ 938
«Î ïîèñêàõ ãàçîãèäðàòíîãî ñûðüÿ â ×åðíîì ìî-
ðå è ñîçäàíèè ýôôåêòèâíûõ òåõíîëîãèé åãî äî-
áû÷è è ïåðåðàáîòêè», â ×åðíîì ìîðå îáíàðóæå-
íû òðè çîíû ãèäðàòîîáðàçîâàíèÿ ñ îöåíî÷íûìè
çàïàñàìè ìåòàíà 50–60 òðëí ì3. Ïî èõ îöåíêàì,
îäíà èç ìíîãîñëîéíûõ ñòðóêòóð ìîæåò äàòü
òîëüêî ñ îäíîãî ãîðèçîíòà 40–60 ìëðä ì3 ãàçà
ïðè êîýôôèöèåíòå äîáû÷è 10 %.
Ïðîãíîçèðóåìûå òåõíîëîãèè äîáû÷è ìåòàíà
èç åãî ãèäðàòîâ îñíîâàíû íà íàðóøåíèè òåðìî-
äèíàìè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ â ñèñòåìå ìåòàí —
âîäà — ãèäðàò ìåòàíà âñëåäñòâèå ëîêàëüíîãî
ïîâûøåíèÿ òåìïåðàòóðû, ñíèæåíèÿ äàâëåíèÿ,
äîáàâëåíèÿ àêòèâíîãî òðåòüåãî êîìïîíåíòà
(æèäêîñòü èëè ãàç).
Ïåðâûå äâà ïóòè èç-çà îòñóòñòâèÿ çàìêíó-
òîãî (ëîêàëèçîâàííîãî) ïðîñòðàíñòâà âåñüìà çà-
òðàòíû: ðàçíîñòü òåìïåðàòóðû è äàâëåíèÿ ñ
îêðóæàþùåé ñðåäîé íåîáõîäèìî áóäåò ïîñòîÿí-
íî ïîääåðæèâàòü, ïðè÷åì çàòðàòû íà ýòî, âåðî-
ÿòíî, ïðåâûñÿò ýíåðãåòè÷åñêóþ âûãîäó îò ïîëó-
÷àåìîãî ìåòàíà.
Ïîäà÷à ìåòàíîëà â ñêâàæèíó áûëà ýêñïåðè-
ìåíòàëüíî îïðîáîâàíà äëÿ óâåëè÷åíèÿ äîáû÷è
ãàçà çà ñ÷åò ðàçëîæåíèÿ ãèäðàòîâ íà Ìåññîÿõ-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 3 11
Ðèñ.1. Ðàâíîâåñíûå êðèâûå îáðàçîâàíèÿ ãèäðàòîâ ÑÎ2 è ÑÍ4.
ñêîì ìåñòîðîæäåíèè [1]. Äåáåò ñêâàæèíû áûë
óâåëè÷åí, íî òåõíîëîãè÷åñêèå ðàñõîäû ïðåâû-
ñèëè ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò îò äîáû÷è ìåòàíà.
Ìíîãèå ó÷åíûå ñ÷èòàþò ìåòîä çàìåùåíèÿ ìåòà-
íà â ãèäðàòàõ óãëåêèñëîòîé íàèáîëåå ïåðñïåê-
òèâíûì [7].
Äëÿ çàìåùåíèÿ ìîëåêóë ìåòàíà â ãèäðàò-
íîé êîìïîçèöèè íà ìîëåêóëû óãëåêèñëîãî ãàçà
åñòü âñå óñëîâèÿ: òåðìîäèíàìè÷åñêèå, ýíåðãåòè-
÷åñêèå, ñòðóêòóðíûå.  äèàïàçîíå òåìïåðàòóð
ìîðñêîé âîäû îò 0 äî 8 �Ñ ãèäðàòû äèîêñèäà
óãëåðîäà îáðàçóþòñÿ ïðè ìåíüøåì äàâëåíèè,
÷åì ãèäðàòû ìåòàíà (ðèñ.1). Òåïëîòà äèññîöèà-
öèè ãèäðàòîâ ìåòàíà ïðèáëèçèòåëüíî ðàâíà òåï-
ëîòå äèññîöèàöèè ãèäðàòîâ óãëåêèñëîãî ãàçà
(òàáë.1), òî åñòü ïðîöåññ çàìåùåíèÿ íå òðåáóåò
çíà÷èòåëüíîãî äîïîëíèòåëüíîãî ïîäâîäà òåïëà.
Òðàíñïîðòèðîâêà ïðèðîäíîãî ãàçà
â ãèäðàòíîì ñîñòîÿíèè
Òåõíîëîãèÿ ïåðåâåäåíèÿ ïðèðîäíîãî ãàçà â
ãèäðàòíîå ñîñòîÿíèå ðàçðàáîòàíà â áîëüøåé ñòå-
ïåíè, íåæåëè äîáû÷è ìåòàíà èç ïðèðîäíûõ ãèä-
ðàòîâ. Óñïåøíî ïðîâåäåíû îïûòíî-ïðîìûøëåí-
íûå èñïûòàíèÿ ãèäðàòíîé òåõíîëîãèè ïîëó÷åíèÿ
êàïñóë (ïåëëåò), ñîñòîÿùèõ èç ãèäðàòîâ ìåòàíà
è âîäû, ñîçäàíî ïðîèçâîäñòâî ãèäðàòíûõ êàïñóë
ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ ïî ìåòàíó 0,7 ò/ñóò [3],
ïðîâåäåíû îöåíêè ñòîèìîñòè ãèäðàòíîãî ñïîñîáà
òðàíñïîðòèðîâêè ïðèðîäíîãî ãàçà [5].
Ñîãëàñíî ðàçðàáîòàííîé òåõíîëîãèè [3],
ãàç ïåðåðàáàòûâàþò â ãàçîâûå ãèäðàòû, 1 ò êî-
òîðûõ ñîäåðæèò îêîëî 160 ñò. ì3 ìåòàíà. Ïðè-
ðîäíûé ãàç î÷èùàþò îò ÑÎ2 è H2S è ïðè âçàè-
ìîäåéñòâèè åãî ñ âîäîé ïîëó÷àþò ãèäðàòû â âè-
äå ãðàíóë. Ãðàíóëû õðàíÿò â áóíêåðå è ïåðåâî-
çÿò ïî ìîðþ â êîíòåéíåðàõ ïðè òåìïåðàòóðå
–20 �Ñ.  ïîðòó íàçíà÷åíèÿ ãðàíóëû ðàçãðóæà-
þò â áóíêåð è ïî ìåðå íàäîáíîñòè ïåðåãðóæàþò
â öèñòåðíû âûñîêîãî äàâëåíèÿ, â êîòîðûõ ïåðå-
âîçÿò êî âõîäó â ãàçîâóþ ìàãèñòðàëü. Ïåðåä çà-
êà÷êîé â ìàãèñòðàëü ïðîèçâîäÿò ðåãàçèôèêà-
öèþ ãèäðàòîâ ïóòåì äèññîöèàöèè (ðàñïàäà) ïîä
âîçäåéñòâèåì âíåøíåãî íàãðåâà.
Ïðîöåññ ïîëó÷åíèÿ ãèäðàòíûõ êàïñóë (ïåë-
ëåò) ñîñòîèò èç ñëåäóþùèõ ýòàïîâ: 1) ãåíåðà-
öèÿ ãèäðàòíûõ êàïñóë â ñîñòàâå âîäÿíîé ïóëü-
ïû ïóòåì áîðáîòèðîâàíèÿ ãàçà è ïåðåìåøèâà-
íèÿ ñ îòâîäîì òåïëà. Ñîñòàâ: ãèäðàòû — 10 %,
âîäà — 90 %. Óñëîâèÿ: 5,5 ÌÏà, 277 Ê; 2) îò-
äåëåíèå êàïñóë îò âîäû â êîëîííå (ðèñ.2), ïî-
ëó÷åíèå ïåëëåò (ðèñ.3). Ñîñòàâ: ãèäðàòû —
75 %, âîäà — 25 %. Óñëîâèÿ: 5,5 ÌÏà, 277 Ê;
3) çàìîðàæèâàíèå ïåëëåò. Ñîñòàâ: ãèäðàòû —
75 %, ëåä — 25 %. Óñëîâèÿ: 0,1 ÌÏà, 253 Ê.
Ãèäðàòíûå êàïñóëû òðàíñïîðòèðóþòñÿ ïî
ìîðþ ïðè ñëåäóþùèõ óñëîâèÿõ: äàâëåíèå — äî
0,5 ÌÏà, òåìïåðàòóðà —253 Ê, ÷òî ñîîòâåòñò-
âóåò òåìïåðàòóðå íàèáîëüøåé óñòîé÷èâîñòè ãèä-
ðàòîâ ìåòàíà. Ïðè òåìïåðàòóðå íèæå òî÷êè çà-
ìåðçàíèÿ âîäû ãèäðàòû ñîñòàâëÿþùèõ ïðèðîä-
íîãî ãàçà ìîãóò õðàíèòüñÿ ïðè äàâëåíèè, áëèç-
êîì ê àòìîñôåðíîìó, òî åñòü çíà÷èòåëüíî íèæå
ðàâíîâåñíîãî (òàê íàçûâàåìàÿ «ñàìîêîíñåðâà-
öèÿ» ãèäðàòîâ) (ðèñ.4).
12 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 3
Òàáëèöà 1. Òåïëîòà äèññîöèàöèè ãèäðàòîâ ÑÎ2
è ÑÍ4 (êÄæ/ìîëü)
Èñòî÷íèê
äàííûõ ÑÎ2 ÑÍ4
[8] – 54,2
[2] 59,9 60,67
[9] 68,9 –
[10] – 64,5
Ðèñ.2. Ïðîöåññ îòäåëåíèÿ êàïñóë îò âîäû.
Ðèñ.3. Âíåøíèé âèä ãèäðàòíûõ êàïñóë â êîíòåéíåðå.
Ðèñ.4. Çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè äèññîöèàöèè ãèäðàòîâ îò
òåìïåðàòóðû. Ìèíèìóì äèññîöèàöèè ñîîòâåòñòâóåò 253 Ê
(–20 �Ñ) [3].
Ñàìîêîíñåðâàöèþ ãèäðàòîâ ïðèíÿòî îáúÿñ-
íÿòü îáðàçîâàíèåì íà ïîâåðõíîñòè ãèäðàòíûõ
÷àñòèö â íà÷àëüíûé ìîìåíò èõ äèññîöèàöèè ëå-
äÿíîãî ïîêðûòèÿ, êîòîðîå ïðåïÿòñòâóåò ïîñëå-
äóþùåìó âûäåëåíèþ ãàçà èç ãèäðàòîâ [9, 10].
Îáðàçîâàíèå ëüäà ïðè äèññîöèàöèè ãèäðàòîâ
ïîäòâåðæäàåòñÿ ýêñïåðèìåíòàìè, íî ñàì ìåõà-
íèçì ôîðìèðîâàíèÿ ëåäÿíîãî ïîêðûòèÿ îñòàåò-
ñÿ ìàëîïîíÿòíûì. Îäèí èç ïðåäëîæåííûõ è
òåîðåòè÷åñêè îáîñíîâàííûì â ðàìêàõ ðàâíîâåñ-
íîé òåðìîäèíàìèêè ìåõàíèçìîâ ñàìîêîíñåðâà-
öèè ãèäðàòîâ ïðåäóñìàòðèâàåò, ÷òî äèññîöèàöèÿ
ãèäðàòîâ ïðè òåìïåðàòóðàõ íèæå 273 Ê ìîæåò
ïðîòåêàòü ÷åðåç ïðîìåæóòî÷íûå ìåòàñòàáèëü-
íûå ôàçû (ïåðåîõëàæäåííóþ âîäó, êóáè÷åñêèé
ëåä) [11]. Íàïðèìåð, ïðè òåìïåðàòóðå 253 Ê
(–20 �Ñ) äèññîöèàöèÿ ãèäðàòîâ çà 14 ñóò ñî-
ñòàâëÿåò 0,25 %, ïðè 268 Ê (–5 �Ñ) çà òî æå
âðåìÿ — 10 % [3].
ßïîíñêàÿ êîìïàíèÿ Mitsui ðåàëèçîâàëà ïè-
ëîòíûé ïðîåêò ñíàáæåíèÿ ãàçîì (1000 ñò.
ì3/ñóò) íåáîëüøîé ãàçîòóðáèííîé ýëåêòðîñòàí-
öèè ìîùíîñòüþ 280 êÂò. Òåõíîëîãèÿ ïîëó÷åíèÿ
ãèäðàòíûõ ãðàíóë àíàëîãè÷íà îïèñàííîé âûøå.
Ïðè ýòîì èñõîäíûé ìåòàí áåðóò â òåðìèíàëå
æèäêîãî ãàçà, èñïîëüçóÿ çàïàñåííûé â íåì õî-
ëîä â òåõíîëîãè÷åñêèõ öåëÿõ îáðàçîâàíèÿ ãèä-
ðàòîâ. Ïåðåâîçÿò ãðàíóëû â êîíòåéíåðàõ 5 ò
ïîä äàâëåíèåì 0,5 ÌÏà, èñïîëüçóÿ èõ òàêæå â
êà÷åñòâå ñîñóäîâ ðåãàçèôèêàöèè. Äëÿ ïðîâåäå-
íèÿ ïðîöåññà ðåãàçèôèêàöèè óòèëèçèðóþò òåï-
ëî âûõëîïíûõ ãàçîâ òóðáèí. Òàêæå áûë ðåàëè-
çîâàí ïðîåêò ïî ñíàáæåíèþ ãàçîì æèëîãî êîì-
ïëåêñà (10 ñåìåé) â îáúåìå 20–40 ñò. ì3/ñóò â
êîíòåéíåðàõ åìêîñòüþ 0,4 ò, â êîòîðîì â
êà÷åñòâå èñòî÷íèêà òåïëà äëÿ äèññîöèàöèè ãèä-
ðàòîâ èñïîëüçóþò òåïëîâîé íàñîñ.
Ðàñõîäû íà òðàíñïîðòèðîâêó ïðèðîäíîãî
ãàçà â ãèäðàòíîì ñîñòîÿíèè ñîñòîÿò èç êàïè-
òàëüíûõ è ýêñïëóàòàöèîííûõ çàòðàò íà ñëåäóþ-
ùèõ ýòàïàõ: ïðîèçâîäñòâî ãèäðàòîâ è èõ õðàíå-
íèå â ïîðòó îòïðàâêè; ñîáñòâåííî òðàíñïîðòè-
ðîâêà ïî ìîðþ; õðàíåíèå ãèäðàòîâ â ïîðòó ïðè-
åìêè è ðåãàçèôèêàöèÿ ïðèðîäíîãî ãàçà.
×èñòî ýíåðãåòè÷åñêèå çàòðàòû íà ïðîèçâîä-
ñòâî è ðåãàçèôèêàöèþ ãèäðàòîâ ïðèðîäíîãî ãà-
çà (NGH) ìîãóò áûòü îöåíåíû, èñõîäÿ èç
óäåëüíîé òåïëîòû ãèäðàòîîáðàçîâàíèÿ ìåòàíà,
êîòîðàÿ, ïî äàííûì èñòî÷íèêîâ [2, 8, 10], ñî-
ñòàâëÿåò 50–60 êÄæ/ìîëü.  ïåðåâîäå â äðó-
ãèå åäèíèöû ýíåðãåòè÷åñêèå çàòðàòû ñîñòàâëÿþò
1 êÂò.÷/êã ìåòàíà, ÷òî íåñêîëüêî áîëüøå, ÷åì
òåîðåòè÷åñêèå çàòðàòû ïðè ñæèæåíèè ìåòàíà
(LNG) (0,4 êÂò.÷ /êã). Ïðîèçâîäñòâî LNG ñî-
ïðÿæåíî ñ îõëàæäåíèåì è õðàíåíèåì ïðîäóêòà
ïðè òåìïåðàòóðå –162 �Ñ, â îòëè÷èå îò –20 �Ñ
äëÿ ãèäðàòíîé òåõíîëîãèè, ÷òî ñîïðÿæåíî ñ ãî-
ðàçäî áîëüøèìè òåõíîëîãè÷åñêèìè çàòðàòàìè.
Îöåíêà ñòîèìîñòè òðàíñïîðòèðîâêè ïðè-
ðîäíîãî ãàçà â ãèäðàòíîì ñîñòîÿíèè ïðîâîäè-
ëàñü ðàçíûìè àâòîðàìè, íà÷èíàÿ ñ ðàñ÷åòîâ,
ïðîâåäåííûõ â 1995 ã. Íîðâåæñêèì íàó÷íî-òåõ-
íîëîãè÷åñêèì óíèâåðñèòåòîì [4]. Èññëåäîâàòå-
ëè îöåíèâàþò êàïèòàëüíûå çàòðàòû ïî òðàíñ-
ïîðòèðîâêå NGH êàê ìåíüøèå íà 12–26 %, ÷åì
àíàëîãè÷íûå çàòðàòû ïî LNG, â çàâèñèìîñòè îò
îáúåìîâ è äàëüíîñòè ïåðåâîçîê (ðèñ.5).
Ïðè òðàíñïîðòèðîâêå ãèäðàòîâ ïî ×åðíîìó
ìîðþ â ïîðò ïðèåìêè íà òåððèòîðèè Óêðàèíû
íàèáîëåå áëèçêèì ÿâëÿåòñÿ ðàñ÷åò êàïèòàëüíûõ
çàòðàò [4], ïðîäåëàííûé äëÿ îáúåìîâ 4 ìëðä
ñò. ì3/ãîä è ðàññòîÿíèÿ 5500 êì (òàáë.2). Ïðè
òðàíñïîðòèðîâêå òîãî æå îáúåìà, íàïðèìåð, èç
Ïîòè â Ôåîäîñèþ (620 êì) ðàñõîäû íà ïåðåâîç-
êó ñóùåñòâåííî ñíèçÿòñÿ.
Ïî äàííûì H. Kanda (ßïîíèÿ) [5], ýêñòðà-
ïîëèðîâàííûì äëÿ äàííîãî ïðèìåðà, ýêñïëóàòà-
öèîííûå ðàñõîäû ñîñòàâëÿþò, äîëë./1000 ì3:
íà ïðîèçâîäñòâî — 70, íà òðàíñïîðòèðîâêó —
26; íà ðåãàçèôèêàöèþ ãèäðàòîâ — 18; èòîãî —
114. Ýòî íà 18–25 % íèæå, ÷åì äëÿ LNG, ïî
äàííûì òîãî æå àâòîðà.
Ñðàâíåíèå äàííûõ ïî LNG è NGH ÿâëÿåò-
ñÿ íå ñîâñåì êîððåêòíûì, òàê êàê æèäêèé ìå-
òàí êàê îáúåêò ïåðåâîçîê ïðèðîäíîãî ãàçà èñ-
ïîëüçóþò äàâíî è â ìàñøòàáàõ, ñðàâíèìûõ ñ
òðóáîïðîâîäíûì òðàíñïîðòîì [12], à òåõíîëî-
ãèè NGH òîëüêî ðàçðàáàòûâàþòñÿ. Òåì íå ìå-
íåå, íåëüçÿ íå ïðèçíàòü ïåðñïåêòèâíîñòü ïåðå-
âîçîê NGH, â ÷àñòíîñòè, äëÿ Óêðàèíû.
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 3 13
Ðèñ.5. Ïðèáëèçèòåëüíûå êàïèòàëüíûå çàòðàòû äëÿ ðàçíûõ
ñïîñîáîâ òðàíñïîðòèðîâêè ïðèðîäíîãî ãàçà.
Òàáëèöà 2. Êàïèòàëüíûå çàòðàòû òåõíîëîãèé
òðàíñïîðòà LNG è NGH
Ýòàï LNG,
ìëí äîëë. (%)
NGH, ìëí
äîëë. (%)
Ðàçíèöà, ìëí
äîëë. (%)
Ïðîèçâîäñòâî 1489 (56) 955 (48) 534 (36)
Ïåðåâîçêà 750 (28) 560 (28) 190 (25)
Ðåãàçèôèêàöèÿ 438 (16) 478 (24) –40 (–9)
Èòîãî 2677 (100) 1995 (100) 684 (26)
Ïåðåâîçêè ïðèðîäíîãî ãàçà â âèäå NGH
ãîðàçäî áîëåå ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòû è áåçîïàñíû
ïî ñðàâíåíèþ ñ åãî ïåðåâîçêîé â ñæèæåííîì
ñîñòîÿíèè. Ïðè ïîâðåæäåíèè ñóäíà (ðåçåðâóà-
ðà õðàíåíèÿ ïðèðîäíîãî ãàçà) ñî ñæèæåííûì
ãàçîì ïðîèñõîäèò áûñòðûé ïåðåõîä åãî â ãàçî-
îáðàçíîå ñîñòîÿíèå. Ýòî ÷ðåâàòî âçðûâàìè è
ïîæàðàìè, à òàêæå ìàññîâûìè îòðàâëåíèåì è
óäóøüåì. Îñîáåííî îïàñíûì ÿâëÿåòñÿ ïðîõîæ-
äåíèå òàíêåðîâ ÷åðåç óçêèå ïðîëèâû Áîñôîð è
Äàðäàíåëëû ïðè òðàíñïîðòèðîâêå LNG èç ãî-
ñóäàðñòâ Ïåðñèäñêîãî çàëèâà â ×åðíîå ìîðå.
Ãèäðàòíûå êàïñóëû âûäåëÿþò ìåòàí ìåäëåííî
èç-çà ýôôåêòà ñàìîêîíñåðâàöèè, è ïîäîáíàÿ
àâàðèÿ íå ïîâëå÷åò ýêîëîãè÷åñêîé êàòàñòðîôû.
Ýêñïåðèìåíòàëüíîå îáîðóäîâàíèå
Íà÷àëîì èçó÷åíèÿ ãàçîâûõ ãèäðàòîâ â Óê-
ðàèíå ñëåäóåò ñ÷èòàòü ðàáîòû Êëèìåíêî À.Ï.
[13] è Ñìèðíîâà Ë.Ô. [14]. Ýêñïåðèìåíòàëü-
íûå èññëåäîâàíèÿ ãèäðàòîâ ïðîâîäèëèñü â
Îäåññêîì èíñòèòóòå íèçêîòåìïåðàòóðíîé òåõíè-
êè è ýíåðãåòèêè [15] (ãèäðàòû ôðåîíîâ) è Êè-
ðîâîãðàäñêîì íàöèîíàëüíîì òåõíè÷åñêîì óíè-
âåðñèòåòå [16] (ãèäðàòû äèîêñèäà óãëåðîäà).
Ãèäðàòû ìåòàíà (ïðèðîäíîãî ãàçà) íà ñïåöèàëü-
íîì îáîðóäîâàíèè â Óêðàèíå íå èññëåäîâàëèñü.
Ñ öåëüþ èññëåäîâàíèÿ ïðîöåññîâ îáðàçîâà-
íèÿ è äèññîöèàöèè ãèäðàòîâ óãëåâîäîðîäíûõ
ñîåäèíåíèé, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ ïðèðîäíîãî ãà-
çà, áûë ñîçäàí ãèäðàòíûé ñòåíä ÑÃ-16:100
(ðèñ.6).
Ñòåíä ñîñòîèò èç ðàáî÷åé êàìåðû, õîëî-
äèëüíîãî àãðåãàòà, çàïðàâî÷íîãî áëîêà è èçìå-
ðèòåëüíîé àïïàðàòóðû. Ðàáî÷àÿ êàìåðà ïðåä-
ñòàâëÿåò ñîáîé âåðòèêàëüíî ðàñïîëîæåííûé íà
ñòàëüíîé ðàìå ñòàëüíîé öèëèíäð äèàìåòðîì
108 ìì è âûñîòîé 525 ìì. Îòâåðñòèÿ íà òîðöàõ
öèëèíäðà îáîðóäîâàíû ôëàíöàìè c âåíòèëÿìè
äëÿ ïîäà÷è â îáúåì ðàáî÷åé êàìåðû æèäêîñòè è
ãàçà. Êîíñòðóêöèÿ ðàáî÷åé êàìåðû ðàññ÷èòàíà
íà äàâëåíèå äî 10 ÌÏà. Êàìåðà îñíàùåíà îêíà-
ìè èç îðãñòåêëà è íåðæàâåþùåé êàïñóëîé òåì-
ïåðàòóðíîãî äàò÷èêà. Âíóòðè ðàáî÷åé êàìåðû
âåíòèëü ïîäà÷è ãàçà çàêàí÷èâàåòñÿ ôîðñóíêîé,
÷åðåç êîòîðóþ îñóùåñòâëÿþò áàðáîòàæ ãàçà.
Õîëîäèëüíûé àãðåãàò ñîñòîèò èç êîìïðåñ-
ñîðà, òðóáîïðîâîäà, çìååâèêà è ýëåêòðîííîãî
ðåëå. Îí ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü íà èñïàðèòåëå
òåìïåðàòóðó äî –26 �Ñ. Äëÿ èçìåðåíèÿ, ðåãèñò-
ðàöèè è ðåãóëèðîâàíèÿ òåìïåðàòóðû ðàáî÷åé
êàìåðû ñîçäàí îðèãèíàëüíûé ïðèáîð òåðìîðå-
ãóëèðîâàíèÿ, âêëþ÷àþùèé â ñåáÿ ýëåêòðîííûé
äàò÷èê òåìïåðàòóðû è ðåëå. Äàò÷èê òåìïåðàòó-
ðû ïîìåùåí â êàïñóëó (ñì. âûøå). Ïðîâåðêà
ïðàâèëüíîñòè ïîêàçàòåëåé äàò÷èêà îñóùåñòâëÿ-
åòñÿ òåðìîïàðîé, ñïàé êîòîðîé ðàñïîëîæåí â
òîé æå êàïñóëå. Òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ òåìïåðàòó-
ðû ñîñòàâëÿåò 0,1 �Ñ. Ïðèáîð òåðìîðåãóëèðîâà-
íèÿ ïîçâîëÿåò óñòàíàâëèâàòü íèæíþþ è âåðõ-
íþþ òåìïåðàòóðû ôóíêöèîíèðîâàíèÿ õîëî-
äèëüíîãî öèêëà. Ïîäêëþ÷åíèå ê êîìïüþòåðó
ïîçâîëÿåò òàêæå ôèêñèðîâàòü êðèâóþ èçìåíå-
íèÿ òåìïåðàòóðû êàïñóëû âî âðåìåíè.
 ðåçóëüòàòå ïðîâåäåíèÿ ýêñïåðèìåíòîâ
óñòàíîâëåíû òåðìîäèíàìè÷åñêèå óñëîâèÿ îáðà-
çîâàíèÿ è äèññîöèàöèè ãèäðàòîâ äëÿ êîíêðåòíî-
ãî ñîñòàâà ïðèðîäíîãî ãàçà.  êà÷åñòâå ãàçà èñ-
ïîëüçîâàí ïðèðîäíûé ãàç, ñîñòàâ êîòîðîãî ïðè-
âåäåí â òàáë.3 ïî ðåçóëüòàòàì õðîìàòîãðàôè÷å-
ñêèõ èññëåäîâàíèé. Ïðîáû ïðèðîäíîãî ãàçà
14 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 3
Ðèñ.6. Ãèäðàòíûé ñòåíä ÑÃ-16:100.
Òàáëèöà 3. Ðåçóëüòàòû ãàçîâîãî àíàëèçà ïðîá
ïðèðîäíîãî ãàçà, % (îá.)
Êîìïîíåíò Ïðîáà 1 Ïðîáà 2
CH4 92,89 93,5
CO2 0,47 0,59
C2H6 3,22 3,26
C3H8 0,86 0,86
iC4H10 0,06 0,09
nC4H10 0,12 0,14
i-C5–nC5 ñëåäû ñëåäû
H2O 0,54 0,56
Ðèñ.7. Ãèäðàòû ïðèðîäíîãî ãàçà, ïîëó÷åííûå íà îïûòíîì
ñòåíäå.
àíàëèçèðîâàëè â ëàáîðàòîðèè Èíñòèòóòà ãàçà
ÍÀÍ Óêðàèíû íà ãàçîâîì õðîìàòîãðàôå
Agilent 6890 N. Îáðàçöû ãàçà ââîäèëè íåïî-
ñðåäñòâåííî â õðîìàòîãðàô.
Äëÿ äàííîãî ñîñòàâà ïðèðîäíîãî ãàçà ïîëó-
÷åíû ãèäðàòû. Ôîðìà ãèäðàòîâ — ñêîïëåíèÿ
ñôåð äèàìåòðîì 2–3 ìì (ðèñ.7).
Èñïîëüçîâàíèå NGH âìåñòî LNG ñ öåëüþ
ðåçåðâèðîâàíèÿ ãàçà, ïîêðûòèÿ ïèêîâûõ íàãðó-
çîê â ýíåðãåòèêå, îáåñïå÷åíèÿ ãàçîì óäàëåííûõ
îò ñåòåé ïîòðåáèòåëåé è ò.ä. ïîçâîëèò èñêëþ-
÷èòü çàòðàòû íà äîðîãîå êðèîãåííîå îáîðóäîâà-
íèå. Â Óêðàèíå ïðîèçâîäñòâî NGH ñ ìèíèìàëü-
íûìè ýíåðãåòè÷åñêèìè çàòðàòàìè ìîæåò áûòü
ñîçäàíî íà ÃÐÑ ãàçîòðàíñïîðòíîé ñèñòåìû.
Âûâîäû
Èìååòñÿ ïîëîæèòåëüíûé çàðóáåæíûé îïûò
àâòîìîáèëüíûõ ïåðåâîçîê ïðèðîäíîãî ãàçà â âè-
äå ãèäðàòîâ è èñïîëüçîâàíèÿ èõ äëÿ äåöåíòðà-
ëèçîâàííîé âûðàáîòêè òåïëîâîé è ýëåêòðè÷å-
ñêîé ýíåðãèè.
Ìîðñêîé òðàíñïîðò ïðèðîäíîãî ãàçà â ãèä-
ðàòíîì ñîñòîÿíèè ìîæåò ñîñòàâèòü êîíêóðåí-
öèþ òðóáîïðîâîäíîìó òðàíñïîðòó è òðàíñïîðòó
LNG. Ïðè ýòîì ðàñøèðÿåòñÿ êðóã ïîòåíöèàëü-
íûõ ýêñïîðòåðîâ ãàçà â Óêðàèíó.
Ñîáñòâåííîå ïðîèçâîäñòâî NGH, êðîìå êàê
íà îñíîâå èñïîëüçîâàíèÿ õîëîäà LNG-òåðìèíà-
ëà, ìîæåò áûòü òàêæå ñîçäàíî íà ÃÐÑ ãàçî-
òðàíñïîðòíîé ñèñòåìû Óêðàèíû çà ñ÷åò óòèëè-
çàöèè ýíåðãèè õîëîäà äðîññåëüíûõ èëè äåòàí-
äåðíûõ öèêëîâ.
 Èíñòèòóòå ãàçà ÍÀÍ Óêðàèíû íà÷àòû è
áóäóò ðàçâèâàòüñÿ èññëåäîâàíèÿ ïðîöåññîâ îá-
ðàçîâàíèÿ NGH è èõ çàìåùåíèÿ ãèäðàòàìè äè-
îêñèäà óãëåðîäà â ïðèðîäíûõ ãàçîãèäðàòíûõ
ìåñòîðîæäåíèÿõ.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Ìàêîãîí Þ.Ô. Ïðèðîäíûå ãàçîâûå ãèäðàòû :
ðàñïðîñòðàíåíèå, ìîäåëè îáðàçîâàíèÿ, ðåñóðñû
// Ðîñ. õèì. æóðí. — 2003. — ¹ 3. — Ñ. 70–79.
2. Áûê Ñ.Ø., Ìàêîãîí Þ.Ô., Ôîìèíà Â.È. Ãàçîâûå
ãèäðàòû. — Ì. : Õèìèÿ, 1980. — 296 ñ.
3. Shigeru Watanabe, Shinji Takahashi, Hiroshi
Mizubayashi. A demonstration project of NGH land
transportation system // Proc. VI Intern. Conf. on
Gas Hydrates (ICGH 2008). — Vancouver, British
Columbia, Canada, 6–10 July 2008.
4. Gudmundsson, J.S., Hveding, F. and Borrehaug, A.
(1995): Transport of Natural Gas as Frozen Hy-
drate, Proc. 5th International Offshore and Polar
Engineering Conf., The Hague, June 11–16, Vol. 1,
ð. 282–288.
5. Kanda H. Economic study on natural gas transporta-
tion with natural gas hydrate (NGH) pellets //
ÕÕIII World Gas Conf., Amsterdam, 2006. —
http://igu.dgc.dk/html/wgc2006/pdf/paper/
add10399.pdf
6. Áîíäàðåíêî Á.È., Ïÿòíè÷êî À.È., Æóê Ã.Â.
Ãèäðàòíîå õðàíåíèå óãëåêèñëîãî ãàçà // Ýíåð-
ãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. — 2011. —
¹ 3. — C. 52–54.
7. Nago A., Nieto A. Natural gas production from meth-
ane hydrate deposits using CO2 clathrate sequestra-
tion : State-of-the-art review and new technical ap-
proaches. — Hindawi Publishing Corporation :
Journal of Geological Research, Vol. 2011, Article
ID 239397, 6 p.
8. Èñòîìèí Â.À., ßêóøåâ Â.Ñ. Ãàçîâûå ãèäðàòû â
ïðèðîäíûõ óñëîâèÿõ. — Ì. : Íåäðà, 1992. — 236 ñ.
9. Ãðîéñìàí À.Ã. Òåïëîôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ãàçîâûõ
ãèäðàòîâ. — Íîâîñèáèðñê : Íàóêà, 1985. — 94 ñ.
10. Ìàêîãîí Þ.Ô. Ãèäðàòû ïðèðîäíûõ ãàçîâ. — Ì. :
Íåäðà, 1974. — 206 ñ.
11. Ìåëüíèêîâ Â.Ï., Íåñòåðîâ À.Í., Ïîäåíêî Ë.Ñ. è
äð. Ìåòàñòàáèëüíûå ñîñòîÿíèÿ ãàçîâûõ ãèäðàòîâ
ïðè äàâëåíèÿõ íèæå äàâëåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ëåä —
ãèäðàò — ãàç // Êðèîñôåðà Çåìëè. — 2011. —
Ò. 15, ¹ 4. — Ñ. 80–83.
12. Ëàâðåí÷åíêî Ã.Ê., Êîïûòèí À.Â. Êðèîãåííûå
êîìïëåêñû ïðîèçâîäñòâà è îòãðóçêè ÑÏÃ, åãî
ïðèåìà, õðàíåíèÿ è ðåãàçèôèêàöèè â ñèñòåìå
ìåæäóíàðîäíîé òîðãîâëè // Òåõí. ãàçû. — 2010.
— ¹ 3. — Ñ. 2–19.
13. Êëèìåíêî À.Ï. Êëàòðàòû. — Êèåâ : Íàóê. äóìêà,
1989. — 73 ñ.
14. Ñìèðíîâ Ë.Ô. Òåõíîëîãè÷åñêîå èñïîëüçîâàíèå
ãàçîâûõ ãèäðàòîâ // Ñá. íàó÷. òð. Ãîñ. ãàçîâ.
êîíöåðíà «Ïðèðîäíûå è òåõíîãåííûå ãàçîâûå
ãèäðàòû». — Ì., 1990. — Ñ. 137–165.
15. Ñìèðíîâ Ë.Ô. Ýêñïåðèìåíòàëüíîå èññëåäîâàíèå
ïðîöåññîâ îáðàçîâàíèÿ ãèäðàòîâ ôðåîíà 12 //
Õîëîäèë. òåõíèêà. — 1973. — ¹ 2. — Ñ. 28–34.
16. Êëèìåíêî Â.Â., Ñêðèïíèê À.Â. Ýêñïåðèìåíòàëü-
íîå èññëåäîâàíèå ïëàâëåíèÿ ëüäîãàçãèäðàòíûõ
êàïñóë // Õîëîäèë. òåõí³êà ³ òåõíîëîã³ÿ. —
2010. — ¹ 5. — Ñ. 54–57.
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 3 15
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 20.02.13
16 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 3
Æóê Ã.Â., äîêò. òåõí. íàóê, Ï’ÿòíè÷êî Î.²., êàíä. òåõí. íàóê,
Êðóøíåâè÷ Ñ.Ï., êàíä. òåõí. íàóê, Ôåäîðåíêî Ä.Ñ.
²íñòèòóò ãàçó ÍÀÍ Óêðà¿íè, Êè¿â
âóë. Äåãòÿð³âñüêà, 39, 03113 Êè¿â, Óêðà¿íà, e-mail: hen_zhuk@ukr.net
Ïåðñïåêòèâè ìåòàíîã³äðàòíèõ òåõíîëîã³é â Óêðà¿í³
Âèçíà÷åíî ïåðñïåêòèâè ðîçâèòêó ã³äðàòíèõ òåõíîëîã³é â Óêðà¿í³: òðàíñïîðò ïðèðîä-
íîãî ãàçó ó âèãëÿä³ ã³äðàò³â, òðèâàëå çáåð³ãàííÿ ïðèðîäíîãî ãàçó â ã³äðàòíîìó ñòàí³,
âèäîáóòîê ïðèðîäíîãî ãàçó ç éîãî ïðèðîäíèõ ã³äðàòíèõ ðîäîâèù. Äîñë³äæåíî ïîçè-
òèâíèé çàêîðäîííèé äîñâ³ä ó ðîçâèòêó ã³äðàòíèõ òåõíîëîã³é. Ïðîâåäåíî ïîïåðåäí³
ðîçðàõóíêè åêîíîì³÷íî¿ åôåêòèâíîñò³ òðàíñïîðòó ã³äðàò³â ïðèðîäíîãî ãàçó, ùî ïîêà-
çóþòü íà 18–25 % íèæ÷³ åêñïëóàòàö³éí³ âèòðàòè ïîð³âíÿíî ç òðàíñïîðòîì ãàçó â
çð³äæåíîìó âèãëÿä³. Ñòâîðåíî åêñïåðèìåíòàëüíèé ñòåíä, ùî äîçâîëÿº îòðèìóâàòè â
ëàáîðàòîðíèõ óìîâàõ ã³äðàòè ìåòàíó òà ä³îêñèäó âóãëåöþ, ïðîâåäåí³ ïåðø³ åêñïåðè-
ìåíòè. Á³áë. 16, ðèñ. 7, òàáë. 3.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ã³äðàò ìåòàíó, òðàíñïîðò ïðèðîäíîãî ãàçó, âèäîáóòîê ìåòàíó, àëüòåð-
íàòèâí³ äæåðåëà ïàëèâà, âèëó÷åííÿ òà çáåð³ãàííÿ ä³îêñèäó âóãëåöþ.
Zhuk H.V., Doctor of Technical Science, Pyatnichko A.I., Candidate of
Technical Science, Krushnevich S.P., Candidate of Technical Science,
Fedorenko D.S.
The Gas Institute of National Academy of Science of Ukraine, Kiev
39, Degtjarivska Str., 03113 Kiev, Ukraine, e-mail: hen_zhuk@ukr.net
Prospects of Methane Hydrate Technologies in Ukraine
Perspectives of the hydrate technologies development in Ukraine were determined:
transportation of natural gas in the form of hydrates, long-term storage of natural gas in
hydrate state, natural gas production from its hydrate deposits. Extraction of methane
from natural gas hydrates will replace a significant part of imports of natural gas. Hydrate
transportation is also relevant as an alternative to transport it in a liquid state at a
competitive cost. Positive international experience in the development of hydrate
technology was investigated. USA intensified them explorative activity in methane
hydrates natural deposits since Methane Hydrate Research and Development Act was
adopted in 2001. Japan, Canada, Korea, India followed them. However, the industrial
technology of methane extracting from hydrates still no exist. In Black Sea near Ukraine
three zones of hydrate formation were found with estimated reserves of 50–60 trillion cubic
meters of methane. Scientists considered the method of methane hydrates substitution by
carbon dioxide as the most promising. Much further advanced research was in the field of
transportation of natural gas in the form of hydrates. Japanese companies were succeeding
in technology for hydrate pellets production, its transportation by road and using for
electricity (heating) production. Hydrate pellets transported by sea under the conditions:
pressure is up to 0,5 MPa, the temperature of 253 K, which corresponds to a temperature
of maximum stability of methane hydrates. The researchers estimate the capital cost of
transportation to the NGH as smaller 12–26 % than similar costs for LNG, depending on
the size and distance of transport. Our preliminary calculations of cost-effective transport
of natural gas hydrate to Ukraine showing 18–25 % lower operating costs compared to gas
transport in liquefied form. At the Gas Institute of NAS of Ukraine experimental facility
was created allows laboratory generation of methane and carbon dioxide hydrates. The
experimental stand consists of a working chamber, the cooling unit, filling unit and the
References
1. Makogon Ju.F. (2003). Natural gas hydrates: distribu-
tion, formation models, resources.. Rossijckij
Chimicheskij Zhurnal, (3), pp. 70–79. (Rus.)
2. Byk S.Sh., Makogon Ju.F., Fomina V.I.(1980). Gas
Hydrates, Moscow : Himija, 296 p. (Rus.)
3. Shigeru Watanabe, Shinji Takahashi, Hiroshi
Mizubayashi (2008). A demonstration project of
NGH land transportation system. Proceedings of the
6th International Conference on Gas Hydrates
(ICGH 2008). — Vancouver, British Columbia,
Canada, 6–10 July 2008. — Vancouver, 2008.
4. Gudmundsson, J.S., Hveding, F. and Borrehaug, A.
(1995). Transport of Natural Gas as Frozen Hy-
drate, Proc. 5th International Offshore and Polar
Engineering Conference, The Hague, June 11–16,
Vol. 1, pð. 282–288.
5. Kanda H. (2006). Economic study on natural gas
transportation with natural gas hydrate (NGH) pel-
lets. The 23rd World Gas Conference, Amsterdam, .
— http://igu.dgc.dk/html/wgc2006/pdf/pa-
per/add10399.pdf
6. Bondarenko B.I., Pjatnichko A.I., Zhuk H.V.
(2011). Hydrate storage of carbon dioxide.
Energotechnologii i resursosberezheniye, (3), pp.
52–54. (Rus.)
7. Nago A., Nieto A. Natural gas production from meth-
ane hydrate deposits using CO2 clathrate sequestra-
tion : State-of-the-art review and new technical ap-
proaches. — Hindawi Publishing Corporation :
Journal of Geological Research, Vol. 2011, Article
ID 239397, 6 pages.
8. Istomin V.A., Jakushev V.S. (1992). Gas hydrates in
nature. — Moscow : Nedra, 236 p. (Rus.)
9. Grojsman A.G. (1985). Thermophysical properties of
gas hydrates. — Novosibirsk : Nauka, 94 p. (Rus.)
10. Makogon Ju.F. (1974). Natural gas hydrates. —
Moscow : Nedra, 206 p. (Rus.)
11. Mel’nikov V.P., Nesterov A.N., Podenko L.S.,
Reshetnikov A.M., Shalamov V.V. (2011). Meta-
stable states of gas hydrates at pressures below the
equilibrium pressure of ice — hydrate — gas.
Kriosfera Zemli. 15 (4), pp. 80–83. (Rus.)
12. Lavrenchenko G.K., Kopytin A.V. (2010). Cryo-
genic systems of production and shipment of LNG,
its reception, storage and regasification in the inter-
national trading system. Tehnicheskie gazy, (3).
pp. 2–19. (Rus.)
13. Klimenko A.P. (1989). Clathrates. — Kiev :
Naukova dumka, 73 p. (Rus.)
14. Smirnov L.F. (1990). Technological use of gas hy-
drates // Collection of scientific works of the
State Gas Concern «Prirodnye i tehnogennye
gazovye gidraty», Moscow, pp. 137–165. (Rus.)
15. Smirnov L.F. (1973). Experimental study of the for-
mation of hydrates Freon 12. Holodil’naja tehnika,
(2), pp. 28–34. (Rus.)
16. Klimenko V.V., Skripnik A.V. (2010). Experimen-
tal study of melting of ice-gas hydrates capsules.
Holodyl’na tehnika i tehnologija. (5), pp. 54–57.
(Ukr.)
Received February 20, 2013
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 3 17
measuring equipment. The facility is designed for pressures up to 10 MPa and
temperature to –26 �C. The experiments established the thermodynamic conditions of
hydrate formation and dissociation for the specific composition of natural gas. Hydrates
were obtained as clusters of spheres with a diameter of 2–3 mm. Domestic production of
natural gas hydrate with minimal energy consumption can be created on gas distribution
stations of transmission system. Bibl. 16, Fig. 7, Table 3.
Key words: methane hydrate, transport of natural gas, methane extraction, alternative
fuel sources, carbon dioxide capture and storage.
Ïîäïèñûâàéòåñü íà æóðíàë
«Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå» (èíäåêñ 74546)
íà 2014 ã. ïî Ñâîäíîìó Êàòàëîãó àãåíòñòâà
«ÓÊÐÈÍÔÎÐÌÍÀÓÊÀ»
Ïî âîïðîñàì îðãàíèçàöèè ïîäïèñêè îáðàùàéòåñü ïî àäðåñàì:
â Óêðàèíå â Ðîññèè
Àãåíòñòâî «Óêðèíôîðìíàóêà»
óë. Âëàäèìèðñêàÿ, 54, êîìí. 144
Êèåâ-30, 01601
òåë. / ôàêñ +38 (044) 239-64-57
ìîá. +38 (050) 154-77-83
å-mail: innovation@nas.gov.ua
Êîìïàíèÿ «Èíôîðìíàóêà»
âåä. ñïåöèàëèñò
Ïåðîâà Îëüãà Àëåêñàíäðîâíà
òåë.: 8(495) 787 38 73
ôàêñ: 8(499) 152 54 81
e-mail: perova@viniti.ru
|