Gashydrater får smeknamnet "brinnande is" på grund av den metan som fångats. Kredit:Science Party SO174
Gashydrater anses vara en potentiell energikälla. Under de senaste 10 åren, projektet Submarine Gas Hydrate Deposits (SUGAR) har avsevärt utökat den grundläggande kunskapen om gashydrater och resulterat i utvecklingen av ny teknik för gashydratutforskning, produktion och tillhörande miljöövervakning. Nu, projektet avslutas med en avslutande konferens vid Helmholtz Center Potsdam - German Research Centre for Geosciences.
Fram till slutet av 1900-talet, gashydrater ansågs vara en sällsynt kuriosa. De isliknande föreningarna av vattenmolekyler, inklusive metan och andra gaser, hittades i gasledningar. Det var inte förrän på 1990-talet som tyska och internationella forskare fann att de kontinentala sluttningarna på alla havsmarginaler innehåller stora avlagringar av gashydrater. Forskare har sedan dess funderat på om metan från hydrater skulle kunna användas som en energiresurs.
Tysklands kuster gränsar till hav där vattendjupet är för grunt för bildandet av gashydrater. Om gashydrater skulle få ekonomisk betydelse, Tyskland kunde bara delta på marknaden som en teknikleverantör. Därför, med start 2008, det federala ekonomiministeriet och det federala forskningsministeriet har finansierat det gemensamma SUGAR-projektet för den akademiska industrin. "SUGAR-konsortiet har uppnått mycket under denna tid. Det har avsevärt utökat kunskapen om gashydrater i havsbotten och utvecklat teknologier som nu efterfrågas över hela världen, säger projektkoordinator Dr. Matthias Haeckel från GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel.
Efterfrågan på dessa tekniker är störst i asiatiska länder. Både Japan och Kina genomförde framgångsrik testproduktion av metan från undervattenshydratfyndigheter förra året. Indien, Sydkorea och Taiwan är också mycket intresserade av att starta egna fälttester. Företag från Tyskland som deltar i SUGAR-projektet har under de senaste åren kunnat utveckla teknologier för miljöövervakning. Dessa inkluderar speciella ekolod som kan upptäcka metangasbubblor som oavsiktligt sipprar ut från havsbotten, och sensorer som kan mäta metankoncentrationer i vattenpelaren.
Grafik som visar gashydratstrukturen. Vid högt tryck och låga temperaturer, vattenmolekyler bildar burar runt gaser. Kredit:Jens Greinert / GEOMAR
"Till och med frågan om var gashydrater faktiskt förekommer och i vilka mängder, vi kan svara mer exakt nu än i början av SUGAR. Det gjordes stora språng i kunskap inom detta område, bland annat, tack vare bättre datorsimuleringar av processer i havsbotten och högupplöst avbildning av havsbotten ner till 500 meters djup, " förklarar Prof. Dr. Klaus Wallmann från GEOMAR, som fungerade som koordinator under de två första faserna av projektet fram till mitten av 2014.
Ett annat exempel på teknik som utvecklats inom SUGAR är Large Reservoir Simulator (LARS) vid GFZ. Det är en 425-liters ståltank utrustad med sensorer. I denna tank, gashydrater bildas i sediment under simulerade förhållanden. "Med LARS, vi kan testa olika metoder för utvinning av metan från naturgashydratavlagringar i teknisk skala, säger Dr Judith Schicks, chef för arbetsgruppen "gashydratforskning" vid GFZ.
Grundforskning har också nytta av sådana experimentella anläggningar. Även efter slutet av SUGAR-projektet, gashydrater är fortfarande intressanta för forskare i Tyskland och världen över. "Bland annat, vi vill ta reda på om de kan orsaka jordskred och tsunamier om de destabiliseras till följd av havsuppvärmningen, " förklarar Dr. Haeckel.
När man tar itu med dessa frågor, grundvetenskap har gynnats av insikterna och utvecklingen av SUGAR -projektet. "Bättre modellering av havsbotten eller högtryckstestenheter för att undersöka gashydratdynamik i sediment kommer att ge nya insikter om risken för jordskred. Mobil borrteknik, utvecklat inom SUGAR, möjliggör kostnadseffektiv återvinning av nödvändiga naturgashydratprover samtidigt som det omgivande trycket bibehålls, " förklarar Dr. Haeckel.