Dekarbonizacja Europy a hydraty metanu

• Autorzy: Such Piotr

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2020.10.04

Warianty tytułu

EN

Decarbonization of Europe and methane hydrates

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Unia Europejska przyjęła ambitny plan dekarbonizacji gospodarki. Do roku 2050 państwa UE powinny zmniejszyć emisję CO2 o 90% w porównaniu z rokiem 1990 i osiągnąć tzw. neutralność CO2. W tym programie szereg celów jest oczywistych i nie podlega dyskusji. Są natomiast pewne uwarunkowania, którymi do tej pory nikt się specjalnie nie przejmuje, a które mogą postawić cały program pod znakiem zapytania. Niniejszy artykuł koncentruje się na problemie podmorskich złóż hydratów metanu. Metanu w hydratach jest więcej niż wszystkich pozostałych paliw kopalnych razem wziętych. Ich złoża zalegają głównie na dnie oceanu światowego. Aktualnie współistnieją trzy teorie dotyczące hydratów: złoża hydratów to ogromne źródło energii i nadchodzi nowa złota epoka eksploatacji metanu; złoża hydratów to bomba zegarowa – globalne ocieplenie spowoduje masową dysocjację złóż hydratów, co zwiększy w stopniu katastrofalnym skalę ocieplenia; ocean nagrzewa się tak wolno, że mamy jeszcze kilkaset lat do ewentualnej dysocjacji złóż hydratów. W zasadzie można by się zgodzić z trzecim podejściem, gdyby nie Golfstrom. Ten prąd oceaniczny niesie do Arktyki ogromne ilości ciepła, które dokładają się do ogólnego ocieplenia klimatu. W związku z tym możliwe są trzy efekty dla tych akwenów, przez które płynie Golfstrom. Są to: dysocjacja złóż hydratów, powodująca masową ucieczkę metanu do atmosfery; ewentualne osunięcia osadów na skłonach szelfu związane z utratą stabilności złóż hydratów; zmiana warunków termobarycznych złóż hydratów spowodowana cofaniem się lądolodu. Dodatkowym efektem będzie uwolnienie metanu zalegającego pod złożami hydratów. Istnieją już modele pozwalające na symulowanie zachowania się złóż hydratów. Podstawowym problemem jest brak odpowiednich danych. Stworzenie bazy danych zawierającej: mapę zasięgu występowania złóż hydratów znajdujących się w zasięgu Golfstromu oraz ich głębokości zalegania (być może konieczne będzie również opracowanie modelu transportu ciepła przez warstwy skał oddzielające złoża hydratów od wody); pomiary temperatur powierzchniowych i przydennych wód Golfstromu (tu badania powinny trwać kilka lat, aby można było wychwycić trendy zmian), pozwoli na realne prześledzenie możliwych scenariuszy dotyczących metanu ze złóż hydratów.

EN

The European Union accepted the ambitious project of decarbonization of economy. The main goal is a 90 percent reduction of CO2 emissions in comparison with 1990 emissions, which will result in the so-called climatic neutrality. In this project, several goals are obvious and not subject to discussion. But there are several conditions, previously not discussed, which could bring this program into question. This paper concentrates on the problem of methane hydrates. Methane hydrate reservoirs mainly occupied the bottom of the oceans and the volume of methane in these reservoirs is greater than the volume of hydrocarbons in all other reservoirs. Currently, three different theories about hydrates coexist: the methane hydrates is a huge energy source and a new golden age is coming; the methane hydrates are a time bomb – global warming causes dissociation of these reservoirs and a global warming catastrophe; the ocean is warming so slowly that we have several hundreds of years until eventual dissociation of methane hydrate reservoirs. Essentially, the third approach could be applied if it was not for Gulf Stream. This ocean current brings a great amount of heat to the Arctic region. It is an additional factor of global warming. Therefore, three effects are possible for the ocean areas through which Gulf Stream flows. There is methane hydrates reservoirs dissociation causing methane migration into the atmosphere, sediment landslides on shelf slopes and the associated potential tsunami, and change of thermobaric conditions connected with vanished ice sheet. The free methane cumulated under methane hydrate deposits will also migrate into the atmosphere. Appropriate models for simulation of all these possibilities do exist, however we do not have sufficient data. Thus, creation of a reliable data base is the first goal. Maps of extents of hydrate reservoirs, depth of reservoirs and results of several years of examinations of surface and bottom temperatures must be gathered in this database. This will allow us to investigate all possible scenarios.

Słowa kluczowe

PL

dekarbonizacja; hydraty metanu; globalne ocieplenie; Golfstrom

EN

decarbonization; methane hydrates; global warming; Gulf Stream

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 76, nr 10
• Strony: 696--700
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz.

Twórcy

autor

Such Piotr

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Caesar L., Rahmstrof S., Robinson H., Feulner G., Saba V., 2018. Observed fingerprint of a weaking Atlantic Ocean overturning circulation. Nature, 556: 191–196. DOI: 10.1038/s41586-018-00-6-5.
• Cremiere A., Lepand A., Chand S., Sahy D., Condon J., Noble S.R., Thorsens T., Sauer S., Brunstad H., 2016. Timescales of methane seepage on the Norwegian Sheet. Nature Communications, 7(11509). DOI: 10.1038/ncomms11509.
• Haq B.U., 1998. Gas hydrates: greenhouse nightmare? Energy panacea or pipe dream? GSA Today, 11: 1–6.
• Henry P., Thomas M., Clennel M.B., 1999. Formation of natural gas hydrates in marine sediments: 2. Thermodynamics calculations of stability conditions in porous sediments. Journal of Geophysical Research, 104: 23005–23022.
• Higgins J.A., Schrag D.P., 2006. Beyond methane: Towards a theory for the Paleocene–Eocene Thermal Maximum. Earth and Planetary Science Letters, 245: 523–537.
• Hornbach M.J., Saffer D.M., Holbrook W.S., 2004. Critically pressured free-gas reservoirs below gas-hydrate provinces. Nature, 427(6970): 142–144.
• Jabłońska M.M., 2010. Hydraty metanu źródłem zanieczyszczenia atmosfery i środowiska. Nafta-Gaz, 3: 203–210.
• Komisja Europejska, 2019. Europejski Zielony Ład. Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady Europejskiej, Rady, Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów. Bruksela, 11.12.2019 r. COM(2019) 640 final.
• Makogon Y.F., 1997. Hydrates of hydrocarbons. Tulsa: Penn Well Books: 200. ISBN 0-87814-718-7.
• Makogon Y.F., Holditch S.A., 2005. Russian field illustrates gas hydrate production. Oil and Gas Journal, 103: 41–47.
• Mienert J., 2012. Signs of instability. Nature, 490: 491–492. DOI: 10.1038/490491a.
• Pharmpus B.J., Hornbach M.J., 2012. Recent changes to the Gulf Stream causing widespread gas hydrate destabilization. Nature, 490(7421): 527–530. DOI: 10.1038/nature11528.
• Rabajczyk A., 2009. Stabilność klatratów metanu a środowisko. Rocznik Świętokrzyski, Ser. B – Nauki Przyrodnicze, 30: 39–55.
• Rabajczyk A., 2011. Zagrożenia dla środowiska wynikające z eksploatacji klatratów metanu – studium oceny oddziaływania na środowisko. Górnictwo i Geoinżynieria, 35(4/1): 321–329.
• Serov P., Vadakkepuliyambatta S., Mienert J., Patton H., Portnov A., Silyakova A., Panieri G., Carroll M., Carroll J., Andreassen K., Hubbard A., 2016. Postglacial response of Arctic Ocean gas hydrates to climatic amelioration. PNAS, 114(24): 6215–6220. DOI:10.1073/pnas.1619288114.
• Shakhova N., Semiletov I., Leifer I., Sergienko V., Salyuk A., Kosmach D., Chernykh D., Stubbs Ch., Nicolsky D., Tumskoy V., Gustafsson O., 2013. Ebullition and storm-induced methane release from the East Siberian Arctic Shelf. Nature Geoscience, 7(1): 275–286.
• Sloan E.D., Koh C.A., 2008. Clathrate hydrates of natural gases. Taylor & Francis, CRC Press. ISBN 9780849390784.
• Szpunar T., 2005. Hydraty – zasoby gazy ziemnego. Nafta-Gaz, 11: 492–494.
• Vadakkepuliyambatta S., Chand S., Bunz S., 2017. The history and future trends of ocean warming-induced gas hydrate dissociation in the SW Barents Sea. Geophysical Research Letters, 44(2): 835–844. DOI: 10.1002/2016GL071841.
• Wallmann K., Riedel M., Hong W.L., Patton H., Hubbard A., Pape T., Hsu C.W., Schmidt C., Johnson J.E., Torres M.E., Andreasses K.,
• Berndt C., Bohrmann G., 2018. Gas hydrate dissociation off Svalbard induced by isostatic rebound rather than global warming. Nature Communications, 9(1):83. DOI: 10038/s41467-017-02550-9.
• Zagórski J., 2013. Gazohydraty – nowy rodzaj paliw kopalnych. Przegląd Geologiczny, 61: 452–459.
• Zaporożec E.P., Szostak N.A., 2014. Gidraty. Izdatielnyj Dom – Jug, Krasnodar. ISBN 978-5-91718-355-8.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).