Language
Country/Area
No result found
Il segreto dell'adsorbimento: come immagazzina e rilascia il metano il metano proveniente dai giacimenti carboniferi?
Il metano da giacimenti carboniferi (CBM) è un gas naturale ricavato da giacimenti di carbone, diverso dalle tradizionali risorse di gas naturale. Con l'aumento della domanda di energia, soprattutto negli Stati Uniti, in Canada e in Australia, il metano estratto dai giacimenti di carbone è diventato un'importante fonte di energia. La particolarità di questa fonte energetica è che il metano viene immagazzinato nel giacimento di carbone sotto forma di adsorbimento anziché fluire direttamente sotto forma di gas.
Il metano da giacimenti carboniferi non è solo una fonte energetica interattiva, ma anche un importante esempio del processo di adsorbimento nell'industria petrolifera e del gas.
Il processo di stoccaggio del metano da giacimenti carboniferi sfrutta la struttura porosa del carbone e il metano viene assorbito nei minuscoli pori del carbone in uno stato prossimo allo stato liquido. Ciò rende il metano da giacimenti carboniferi diverso dalle tradizionali arenarie o da altri giacimenti di gas convenzionali. Queste crepe aperte nei pori, chiamate fessure, possono anche contenere gas libero o essere sature d'acqua.
Il processo di formazione e la storia del metano da giacimenti carboniferi
La formazione di metano da giacimenti carboniferi è dovuta principalmente al processo di maturazione termica della materia organica. A differenza dei comuni giacimenti di carbone che vengono riempiti con acqua di falda, il metano dei giacimenti di carbone è spesso generato dalla fermentazione delle comunità microbiche presenti all'interno del giacimento stesso. Ciò significa che l'esistenza di metano da giacimenti carboniferi è strettamente correlata alle scorte e alla qualità del carbone, e le condizioni interne degli strati di carbone nelle diverse regioni influenzeranno la generazione e lo stoccaggio del gas.
Alla fine degli anni '70, la promozione del metano da giacimenti carboniferi da parte del governo degli Stati Uniti non solo favorì la ricerca nel settore, ma stimolò anche l'interesse per lo sviluppo commerciale.
Proprietà di stoccaggio del metano da giacimenti carboniferi
Il processo di stoccaggio e rilascio del metano da giacimenti carboniferi coinvolge diverse proprietà fisiche, come la porosità e la capacità di adsorbimento. La struttura porosa dei giacimenti di metano nei giacimenti carboniferi consente di considerare gli strati di carbone come falde acquifere a doppia porosità, in cui la porosità delle fratture influenza il comportamento del flusso del gas, mentre la porosità della matrice carbonifera determina la quantità di gas che può essere immagazzinata. In generale, la porosità dell'acqua metanigena immagazzinata nei giacimenti di carbone varia dal 10% al 20% circa, mentre la porosità delle fratture è compresa tra lo 0,1% e l'1%.
Inoltre, anche la capacità di assorbimento del giacimento di carbone è fondamentale. La capacità dipende dalla qualità e dal tipo di carbone. Se il filone di carbone è di grado e qualità superiori, la capacità di adsorbimento può raggiungere 100-800 piedi cubi standard di gas per tonnellata di carbone.
Metodi di estrazione del metano dai giacimenti carboniferi
I metodi di estrazione del metano dai giacimenti carboniferi solitamente prevedono la perforazione di pozzi nei giacimenti di carbone, un processo che può arrivare fino a 100-1.500 metri sottoterra. Man mano che la pressione nel giacimento di carbone diminuisce, il gas e l'acqua prodotta salgono in superficie attraverso le tubature. Il trattamento dell'acqua prodotta dipende principalmente dalla sua composizione chimica, che può contenere solidi disciolti come idrossido di sodio e cloruro di sodio. Il gas generato può essere ulteriormente inviato a una stazione di compressione e trasportato verso un gasdotto.
Grazie alle minori emissioni di gas serra durante il processo di combustione rispetto al carbone, il metano estratto da giacimenti carboniferi è diventato una fonte di energia pulita che sta gradualmente guadagnando attenzione.
Impatti e sfide ambientali
Lo sfruttamento e l'uso del metano estratto da giacimenti carboniferi non sono privi di impatto ambientale, in particolare non si può ignorare l'impatto del metano rilasciato sul riscaldamento globale. Diversi studi hanno dimostrato che l'effetto serra del metano è di gran lunga maggiore di quello dell'anidride carbonica, pertanto una gestione efficace del gas durante il processo di estrazione è fondamentale per ridurre le emissioni di gas serra.
Inoltre, anche la qualità dell'acqua prodotta durante il processo produttivo ha destato preoccupazione, poiché contiene una grande quantità di sale e metalli pesanti. Le diverse regioni devono esplorare metodi appropriati per gestire questi sottoprodotti e proteggere le risorse idriche locali.
Aree di produzione di metano da giacimenti carboniferi globali
Attualmente, le principali aree di produzione di metano da giacimenti carboniferi includono gli Stati Uniti, l'Australia e il Canada. Con il progresso tecnologico, anche molti paesi come l'India e il Kazakistan hanno iniziato a ricercare e sviluppare il potenziale del metano ricavato da giacimenti carboniferi. Secondo dati recenti, la produzione annuale di metano da giacimenti di carbone negli Stati Uniti rappresenta ancora il 3,6% della produzione totale di gas, mentre anche Australia e Canada hanno registrato una crescita stabile della produzione.
Di fronte all'aumento della domanda globale di energia, il potenziale di mercato e la sostenibilità dello sviluppo del metano da giacimenti carboniferi meritano ancora una riflessione approfondita. Pertanto, come bilanciare l'impatto ambientale espandendo al contempo l'uso del metano da giacimenti carboniferi dovrebbe diventare una questione importante per i governi e le aziende energetiche.
