メタンハイドレートについて詳しく解説

導入

メタンハイドレート燃焼 (USGS)。
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メタンハイドレート(またはメタンクラスレート) は、海底、特定の大陸の斜面、および極地の永久凍土に自然に存在する有機化合物です。それは地球の炭素貯蔵庫の 1 つです。

大量に存在することが知られていますが、利用するのは困難です（特に海底）。

メタンハイドレートは、石油に代わる化石エネルギー源の可能性がありますが、依然として、2 つの強力な温室効果ガスである_メタンの直接的または間接的な供給源です。

口語的に「燃える氷」または「メタン氷」と呼ばれるこの氷の化合物は、酸素または酸化剤の存在下で溶けるとすぐに可燃性になります。実際には、メタン（クラスレート）が入っている細かい氷の「檻」です。嫌気性細菌によって行われた（石油や天然ガスを生成するものと比較して）比較的最近の有機物の分解の結果としてトラップされます。

天然ガスの生産中に、他の水和物（エタンやプロパン）が形成される可能性があります。分子の長さが長くなると（ブタン、ペンタン）、形成された水和物は氷によって形成されたかご構造に入ることができなくなり、水和物の形成が不安定になる傾向があります。

天然ガスハイドレート（NGH）は、LNG（液化天然ガス）やCNG（圧縮天然ガス）よりも圧力が低く（25メガパスカル、圧縮1/170）、温度が高い（0℃）という特徴があります。

発見

調査船ゾンネ号は1996年7月に太平洋から浮上し、水深785メートルから500kgのメタンハイドレートを取り出した。

自然の貯水池

メタンハイドレートは低温高圧でも安定です。

これらの状況は、次の 2 つのまったく異なる環境で発生します。

海洋タンク

メタンは、メタンハイドレートの形で深海の堆積物や深さ数百メートルの大陸の斜面に貯蔵されています。

大陸貯水池

メタンハイドレートは、ユーラシアとアメリカの周極地域の永久凍土にも存在します。

在庫

1970年代の最初の推定以来、海洋貯留層内のメタンハイドレートの量は下方修正されてきたが、依然として相当量である。最近の推定によると、この量はガスでは 1 ～ 5 × 10 ¹⁵ m ³ 、炭素では 0.5 ～ 2.5 × 10 ¹²トンになります。大陸貯留層内のメタンハイドレートの量はあまり知られていません。永久凍土が占める表面積が比較的小さい (1,000 万 km2) ことは、永久凍土が海洋貯留層よりも小さいことを示唆しています。

比較すると、2005 年の既知の石油埋蔵量は約2×10 ¹¹ m ³でした (石油埋蔵量の記事を参照)。

メタンハイドレートの構造

メタンハイドレートは、メタンや硫化水素などのガス分子を捕捉する十二面体のかごを形成する水分子で構成されています（どちらのガスもゾンネ船によって引き上げられたハイドレートに含まれています）。これらのケージは、かなりの量のガスを貯蔵することができます（たとえば、ハイドレート1 cm ³中に164 cm ³のメタン）。