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Estrazione del 'ghiaccio che brucia'
Intrappolata in gabbie molecolari simili al ghiaccio, sul fondo dell'oceano e nel permafrost terrestre di tutto il mondo, c'è una fornitura di gas naturale che, secondo stime prudenti, equivale al doppio dell'energia contenuta in tutti gli altri combustibili fossili rimasti in la crosta terrestre. La domanda è stata se questa enorme riserva di energia, nota come idrati di metano, esistesse in natura in una forma che valesse la pena perseguire e se esistesse o meno la tecnologia per raccoglierla.
Scavare in profondità: Un impianto di perforazione sul versante nord dell'Alaska che ha aiutato l'USGS a stimare la quantità di gas naturale che potrebbe essere recuperata dall'area.
Venerdì scorso, l'United States Geological Survey (USGS) ha annunciato la scoperta di condizioni adatte per l'estrazione di idrati di metano a 1.000 metri sotto il fondo del mare nel Golfo del Messico. Insieme a Chevron e al Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, l'USGS ha scoperto la riserva di idrati in alte concentrazioni in letti di sabbia da 15 a 30 metri di spessore, condizioni molto simili alle riserve terrestri di idrati di metano, che hanno già prodotto un flusso commercialmente utile aliquote. Questi depositi sono sostanzialmente diversi dagli idrati di gas che sono stati precedentemente scoperti nelle acque costiere degli Stati Uniti, che esistono in acque relativamente poco profonde alla superficie del fondo marino e sono diventati una preoccupazione per gli scienziati del clima a causa del loro potenziale di sciogliersi rapidamente e rilasciare grandi quantità di metano in atmosfera.
Nella primavera del 2008, una spedizione congiunta canadese-giapponese a Mallik nei Territori del Nord Ovest, in Canada, ha stabilito che gli idrati di metano potrebbero essere raccolti utilizzando una pompa dell'acqua per depressurizzare un pozzo già perforato nella riserva. Ciò ha comportato l'abbassamento della pressione pompando fuori l'acqua che si accumula naturalmente nel pozzo. Fondamentalmente, richiedeva solo dal 10 al 15 percento dell'energia rappresentata dal gas che scorreva fuori dal pozzo, rendendolo un approccio molto più praticabile rispetto ai metodi precedenti utilizzati per raccogliere gli idrati, che prevedevano la loro fusione con acqua calda. L'attrezzatura standard per la perforazione di petrolio e gas è stata utilizzata per rientrare in un vecchio pozzo perforato a una profondità di 3.500 piedi e quindi ristrutturarlo rivestendo l'intero pozzo con tratti di tubi d'acciaio cementati in posizione per evitarne il collasso.
Gli idrati richiedono sia basse temperature che alta pressione per formarsi; l'eliminazione di entrambe le condizioni libera il gas dalla sua gabbia ghiacciata, ma i tentativi passati di farlo riscaldando gli idrati si sono rivelati proibitivi. La spedizione canadese-giapponese ha prodotto con successo fino a 4.000 metri cubi di gas al giorno durante una prova di sei giorni nel 2008 utilizzando la depressurizzazione.
Penso che [il ritrovamento del Golfo del Messico] e Mallik siano due eventi rivoluzionari, afferma Timothy Collett, un geologo dell'USGS e una delle principali autorità mondiali sugli idrati di gas.
Sebbene nessuno creda che tutti gli idrati di metano del mondo saranno recuperabili, la scala delle riserve globali è stata descritta dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti come sbalorditiva. Si verificano ovunque si verifichino acqua, metano, basse temperature e alta pressione, in altre parole, nel 23 percento della superficie terrestre del mondo coperta dal permafrost e sul fondo dell'oceano, in particolare sulla piattaforma continentale.
Il crescente interesse per gli idrati di metano presenti in natura è stato guidato dal desiderio di indipendenza energetica dal Medio Oriente e dalla Russia e dalla necessità di trovare fonti energetiche con un potenziale impatto sul clima minore rispetto al carbone. (Il gas naturale produce la metà del carbonio del carbone per unità di energia.) Ciò si riflette in una crescita esponenziale del numero di articoli scientifici pubblicati sull'argomento all'anno, secondo Carolyn Koh , condirettore del Center for Hydrate Research presso la Colorado School of Mines. Secondo Collett, dal 2001 sono state lanciate più di una dozzina di spedizioni progettate per raccogliere o campionare riserve di idrati terrestri e marine, non solo negli Stati Uniti e in Canada, ma anche in Giappone, Corea, Cina e India.
Mentre l'USGS non ha ancora calcolato la dimensione totale della potenziale riserva di idrato di metano nel Golfo del Messico, Collett e i suoi colleghi hanno calcolato la scala di un'altra riserva molto più accessibile dove sperano di perfezionare la tecnologia necessaria per la produzione a lungo termine di idrati di metano: versante nord dell'Alaska.
Il North Slope è già sede di una grande quantità di estrazione convenzionale di petrolio e gas naturale (è il capolinea settentrionale dell'oleodotto trans-Alaska) ed è, non a caso, a poche centinaia di miglia a ovest di Mallik.
L'USGS ha utilizzato sofisticate tecniche di modellazione e valutazione tridimensionali per stimare la probabile quantità di gas recuperabile dal North Slope dell'Alaska: la resa media è stata calcolata in 85,4 trilioni di piedi cubi, o quattro volte la quantità di gas naturale utilizzata dagli Stati Uniti in un anno. Il modello è stato costruito utilizzando sismometri che scrutano la terra come sonar, ascoltando la propagazione delle onde sonore generate da una sorgente controllata; le registrazioni di tali dati possono essere trasformate in un quadro completo delle dimensioni e della forma delle riserve di idrati.
Questo sarebbe il più grande volume valutato di risorse di gas negli Stati Uniti, afferma Collett, che avverte che i suoi calcoli riflettono solo ciò che è tecnicamente producibile dal campo, ma non tengono conto se sarà economico o meno farlo.
Mallik ha insegnato agli scienziati come produrre gas dagli idrati di metano e i giacimenti nel North Slope dell'Alaska e nel Golfo del Messico suggeriscono che Mallik non è un caso unico. La vera sfida, tuttavia, sarà capire come estrarre una quantità sufficiente di gas in modo economico. Ciò dipende dalla vicinanza degli idrati ai gasdotti esistenti e dal prezzo e dalla disponibilità del gas naturale: nessuno pagherà per sviluppare nuove risorse, dopotutto, finché le vecchie non saranno diventate sufficientemente costose.
Ad oggi, nessuno dei tentativi mondiali di estrazione o valutazione è stato finanziato principalmente dall'industria. Le aziende che hanno partecipato alla ricerca sul campo dell'idrato di metano in Nord America includono Chevron, ConocoPhilips e BP.
La domanda è: l'industria ha la capacità di reggersi da sola senza il sostegno del governo? dice Collett. Ad un certo punto, lo saranno e pensiamo che ora ci stiamo avvicinando a quel punto di rottura.
Gli Stati Uniti non sono l'unico paese con piani per tentare test di produzione a lungo termine di idrati di metano. Il Giappone sta spendendo di gran lunga la maggior parte dei soldi nella ricerca sull'idrato di metano; ha fornito la maggior parte dei finanziamenti per i test di Mallik, sponsorizzati dalla Japan Oil, Gas and Metals National Corporation e da Natural Resources Canada, con le operazioni sul campo dell'Aurora College/Aurora Research Institute e il supporto di Inuvialuit Oilfield Services.
Secondo il Centro per la ricerca sugli idrati Koh, il Giappone sta investendo pesantemente nei tentativi di raccogliere le riserve di idrati di acque profonde scoperte al largo della costa meridionale del Giappone nel Nankai Trough.
I giapponesi stanno pianificando la produzione commerciale dal Nankai Trough entro il 2017, afferma Koh. Se ci riusciranno, il Giappone attingerà alle prime riserve nazionali di combustibili fossili che il paese abbia mai conosciuto.