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Il gas diventa solido
Quasi il 95% dei giacimenti di gas conosciuti nel mondo sono troppo piccoli per giustificare i costi necessari per convogliare il gas a un impianto, trasformarlo in liquido e quindi trasportarlo su autocisterne appositamente attrezzate.
Ma una manciata di ricercatori ha un'idea che potrebbe rendere questi campi degni di essere estratti: piuttosto che trovare modi più economici per trasportare questa fonte di energia a combustione più pulita dal punto A al punto B come un liquido, perché non trasformare il gas naturale in una sostanza solida che è più facile ed economico da trasportare?
I ricercatori giapponesi Hajime Kanda della Mitsui Engineering and Shipbuilding di Tokyo e Yasuhara Nakajima del National Maritime Research Instititute del Giappone pensano di aver trovato una soluzione con l'aiuto di idrati, cristalli solidi in cui il gas naturale, composto principalmente da metano, è ingabbiato all'interno dell'acqua molecole.
Per decenni, i ricercatori hanno cercato modi per raccogliere questi cristalli dai loro depositi oceanici profondi e raccogliere quello che si aspettano potrebbe essere un raccolto di gas naturale. Kanda e Nakajima stanno adottando un approccio opposto. Piuttosto che estrarre metano a partire dal idrati, vogliono trasformare il metano in idrata, essenzialmente, trasformando il gas incolore e inodore in piccole palline che possono essere facilmente immagazzinate, trasportate e infine trasformate in gas naturale. Pochi mesi fa Mitsui, in collaborazione con l'Università di Osaka, ha aperto un impianto dimostrativo vicino a Tokyo per promuovere il concetto e dimostrare che funziona. Se il processo di Mitsui si dimostra fattibile ed economico, molti giacimenti di gas naturale non sfruttati potrebbero diventare fonti energetiche vitali.
La trasformazione del gas naturale in una forma idrata per un trasporto più economico ha attirato l'attenzione nei primi anni '90. Gli ingegneri petroliferi norvegesi hanno proposto per la prima volta l'idea dopo aver confrontato l'economia del trasporto del gas naturale liquido con gli idrati di gas naturale, sapendo che gli idrati potrebbero immagazzinare grandi quantità di gas naturale in un piccolo spazio. Più di 180 piedi cubi standard di gas possono essere immagazzinati in un piede cubo di idrato, afferma Rudy Rogers, professore di ingegneria chimica presso la Mississippi State University e un'autorità sull'uso industriale degli idrati di gas.
Un altro grande vantaggio: il trasporto di gas naturale sotto forma di idrati può essere effettuato a una temperatura più elevata e a una pressione più bassa rispetto al gas naturale liquido e il rischio di ignizione durante il trasporto è molto più basso, spiega Hugh Guthrie, che studia il gas naturale presso il National Energy del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. Laboratorio di tecnologia a Morgantown, WV. Gran parte del costo elevato del gas naturale liquido deriva dalle esigenze di temperatura e pressione delle tubazioni, delle spedizioni e degli impianti di stoccaggio.
La produzione degli idrati richiede la miscelazione di gas naturale con acqua in un reattore a serbatoio continuamente agitato. Quando il gas viene convogliato nell'acqua dal fondo, si formano idrati sulla superficie delle bolle di gas. La rimozione dell'acqua residua lascia un residuo di polvere idratata. Kanda e Nakajima immaginano un impianto di produzione di pellet di idrati vicino ai giacimenti di gas nel sud-est asiatico. Da lì, un trasportatore di pellet trasporterebbe il carico di idrati agli impianti in cui i pellet verrebbero riconvertiti in gas e convogliati al mercato.
L'impianto dimostrativo dell'azienda produce fino a 600 chilogrammi di idrati al giorno, spostando il metano attraverso tutte le fasi necessarie: formazione degli idrati, stoccaggio, pellettizzazione e dissociazione controllata, o separazione del gas e dell'acqua. Mentre un impianto di gas naturale liquido richiede temperature di -162 C, l'impianto di Mitsui funziona a -10 C, il che significa enormi risparmi sui costi di raffreddamento. Kanda afferma che il progetto, co-sponsorizzato dalla New Energy and Industrial Technology Development Organization del governo, dimostra che gli idrati possono essere un vettore di successo per il trasporto del gas.
L'unica concorrenza significativa di Mitsui nella tecnologia degli idrati di gas proviene da un'altra società giapponese, Mitsubishi. Mitsubishi sta perseguendo la propria tecnologia gas-to-solid basata su una sospensione di olio idrato, un processo il cui principale svantaggio è che produce migliaia di tonnellate di acqua in eccesso che deve essere rimossa.
Poiché gli idrati sono ancora una sostanza misteriosa, ci sono molti ostacoli scientifici e ingegneristici che potrebbero rendere proibitivo il costo del processo. Ma Kanda ei suoi colleghi sono ottimisti. Il Giappone, il secondo consumatore mondiale di energia, sta investendo pesantemente nella ricerca sugli idrati, soprattutto perché l'opinione pubblica è sempre più contraria all'energia nucleare come alternativa al petrolio greggio. I ricercatori Mitsui sperano che i loro minuscoli pellet bianchi siano proprio ciò di cui il loro paese ha bisogno.