Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Μελέτη των συνθηκών σχηματισμού και αποδόμησης των υδριτών πολυσυστατικού φυσικού αερίου εντός ιζημάτων σε περιβάλλον βαθυπελαγικής ζώνης

Marinakis Dimitrios

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Ο 21ος αιώνας ενδέχεται να αποδειχθεί καθοριστικός ως προς τις ενεργειακές επιλογές της ανθρωπότητας. Η αλματώδης αύξηση του πληθυσμού παγκοσμίως, ο οποίος ξεπερνά πλέον τα 7 δισεκατομμύρια, και ταυτόχρονα η ραγδαία οικονομική ανάπτυξη κρατών, όπως η Κίνα και η Ινδία, έχουν αυξήσει δραματικά τις ενεργειακές ανάγκες σε ορυκτά καύσιμα. Με την πυρηνική ενέργεια να βρίσκεται υπό αμφισβήτηση μετά τα πρόσφατα γεγονότα στους πυρηνικούς σταθμούς της Ιαπωνίας και παρά τον εντεινόμενο προβληματισμό ως προς τη χρήση των στερεών ορυκτών καυσίμων, λόγω των επιπτώσεών τους στο φαινόμενο τουθερμοκηπίου, οι κύριες πηγές ενέργειας εξακολουθούν να παραμένουν το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Η διαφαινόμενη εξάντληση των συμβατικών ταμιευτήρων πετρελαίου και φυσικού αερίου έχει ωθήσει την παγκόσμια βιομηχανία εξόρυξης στην αναζήτηση και την ενεργειακή αξιοποίηση νέων, μη συμβατικών κοιτασμάτων. Σε αυτήν την κατεύθυνση, οι υδρίτες φυσικού αερίου διαδραματίζουν έναν κεντρικό ρόλο τόσο ως μελλοντική πηγή καθαρής ενέργειας όσο και ως ένας εν δυνάμει κίνδυνος για το φυσικό περιβάλλον.Τα κοιτάσματα υδριτών φυσικού αερίου, το οποίο αποτελείται ως επί το πλείστον από καθαρό μεθάνιο, εκτιμώνται ότι έχουν ενεργειακό περιεχόμενο πολλαπλάσιο του συνόλου των κοιτασμάτων πετρελαίου και φυσικού αερίου. Με προοπτική εκμετάλλευσης ακόμη και ενός μικρού ποσοστού των κοιτασμάτων υδριτών θα μπορούσε να εξυπηρετηθεί ένα μεγάλο μέρος των ενεργειακών μας αναγκών για πολλές δεκαετίες. Το 95% του συνόλου των υδριτών φυσικού αερίου εκτιμάται ότι βρίσκεται σε υποθαλάσσιους γεωλογικούς σχηματισμούς, αποτελώντας επίσης κι έναν εν δυνάμει περιβαλλοντικό κίνδυνο, καθώς τυχόν αύξηση της θερμοκρασίας των αντίστοιχων γεωλογικών στρωμάτων θα είχε ως αποτέλεσμα την αποδόμηση των υδριτών και την απελευθέρωση τεράστιων ποσοτήτων μεθανίου στο περιβάλλον. Η ανεξέλεγκτη απελευθέρωση μεθανίου από τους υδρίτες θα είχε ως συνέπεια την απότομη αύξηση των θερμοκρασιών παγκοσμίως, καθώς το μεθάνιο συντελεί 20 φορές πιο ισχυρά από το διοξείδιο του άνθρακα στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Επιπλέον, η τυχόν αποδόμηση των υδριτών θα είχε αρνητικές επιπτώσεις στη μηχανική σταθερότητα των γεωλογικών σχηματισμών που τους περιέχουν, με ενδεχόμενη συνέπεια την πρόκληση θαλάσσιων κατολισθήσεων και την κατάρρευση υπερκείμενων σχηματισμών και κατασκευών.Από τους υδρίτες που βρίσκονται σε υποθαλάσσιους γεωλογικούς σχηματισμούς, εκείνοι που είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι στις μεταβολές του περιβάλλοντος βρίσκονται σε θερμές περιοχές της βαθυπελαγικής ζώνης και πλησίον του θαλάσσιου πυθμένα. Η βαθυπελαγική ζώνη περιλαμβάνει τις περιοχές με βάθος 1000 - 4000m υπό την επιφάνεια της θάλασσας. Το χαρακτηριστικό της ζώνης αυτής είναι η μεγάλη υδροστατική πίεση (10 έως 40 MPa), η οποία επιτρέπει το σχηματισμό υδριτών από διαφεύγοντες αέριους υδρογονάνθρακες (C1 έως C4), σεόλο σχεδόν το εύρος των θερμοκρασιών που απαντώνται στο θαλάσσιο πυθμένα. Επιπλέον, το περιβάλλον της βαθυπελαγικής ζώνης είναι σχετικά φτωχό σε οξυγόνο εμποδίζοντας έτσι την οξείδωση των παραγόμενων υδρογονανθράκων. Κατά συνέπεια, οι αέριοι υδρογονάνθρακες που σχηματίζονται στα βαθύτερα γεωλογικά στρώματα της ζώνης αυτής από την αποδόμηση της οργανικής ύλης είτε μέσω πυρόλυσης είτε μέσω βιολογικών διεργασιών μεθανο-2 παραγωγών μικροοργανισμών μετατρέπονται γρήγορα σε υδρίτες όταν ανέρχονται σευπερκείμενα και πιο ψυχρά γεωλογικά στρώματα.Σκοπός της διατριβής είναι η πειραματική μελέτη και η ανάπτυξη μοντέλων για τημελέτη της συμπεριφοράς των υδριτών ενός πολυσυστατικού φυσικού αερίου εντός ιζηματογενών σχηματισμών σε συνθήκες της βαθυπελαγικής ζώνης. Επειδή το εύρος των δυνατών συνδυασμών συστάσεων αερίου, ιζηματογενών σχηματισμών και συνθηκών στις οποίες μπορούν να σχηματιστούν οι υδρίτες στη βαθυπελαγική ζώνη είναι τεράστιο, χρησιμοποιήθηκε ως βάση αναφοράς μία χαρακτηριστική γεωγραφική περιοχή, στην οποία έχουν ήδη εντοπιστεί υδρίτες, και συγκεκριμένα το ηφαίστειο ιλύος Amsterdam του υποθαλάσσιου όρους Αναξίμανδρος.Στα πλαίσια της μελέτης, σχηματίστηκαν εργαστηριακά υδρίτες σε περίσσεια υδατικής φάσης από αέριο μείγμα μεθανίου, αιθανίου και προπανίου, με σύσταση τέτοια ώστε να προσομοιάζει με το αέριο της περιοχής αναφοράς. Μετρήθηκε η διαλυτότητα των αερίων συστατικών σε υδατική φάση με υδρίτες σε κατάσταση ισορροπίας, για εύρος συνθηκών πίεσης 8 - 20 MPa, θερμοκρασίας 278 - 298 K και αλατότητας 0 – 4% κ.β. σε NaCl. Πριν από τις πειραματικές μετρήσεις έγιναν εκτεταμένες δοκιμές για τον καθορισμ

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες