Le gaz devient solide

Près de 95 % des gisements de gaz connus dans le monde sont trop petits pour justifier les coûts nécessaires acheminer le gaz jusqu'à une usine, le transformer en liquide, puis le transporter sur des pétroliers spécialement équipés.

Mais une poignée de chercheurs ont une idée qui pourrait faire en sorte que ces champs valent la peine d'être exploités : plutôt que de trouver des moyens moins coûteux de transporter cette source d'énergie à combustion plus propre d'un point A à un point B sous forme liquide, pourquoi ne pas transformer le gaz naturel en une substance solide qui est plus facile et moins cher à transporter ?

Les chercheurs japonais Hajime Kanda de Mitsui Engineering and Shipbuilding à Tokyo et Yasuhara Nakajima du National Maritime Research Institute du Japon pensent avoir trouvé une solution à l'aide d'hydrates, de cristaux solides dans lesquels du gaz naturel, composé principalement de méthane, est enfermé dans l'eau. molécules.

Pendant des décennies, les chercheurs ont cherché des moyens de collecter ces cristaux dans leurs gisements océaniques profonds et de récolter ce qu'ils s'attendent à ce que ce soit une récolte de gaz naturel. Kanda et Nakajima adoptent une approche opposée. Plutôt que d'extraire du méthane à partir de hydrate, ils veulent transformer le méthane dans hydrate essentiellement, transformant le gaz incolore et inodore en petites pastilles qui peuvent être facilement stockées, transportées et éventuellement reconverties en gaz naturel. Il y a quelques mois, Mitsui, en partenariat avec l'Université d'Osaka, a ouvert une usine de démonstration près de Tokyo pour promouvoir le concept et montrer qu'il fonctionne. Si le procédé de Mitsui s'avère faisable et économique, de nombreux gisements de gaz naturel inexploités pourraient devenir des sources d'énergie vitales.

La transformation du gaz naturel en une forme d'hydrate pour un transport moins cher a attiré l'attention au début des années 90. Les ingénieurs pétroliers norvégiens ont d'abord proposé l'idée après avoir comparé l'économie du transport du gaz naturel liquide aux hydrates de gaz naturel, sachant que les hydrates pouvaient stocker de grandes quantités de gaz naturel dans un petit espace. Plus de 180 pieds cubes standard de gaz peuvent être stockés dans un pied cube d'hydrate, explique Rudy Rogers, professeur de génie chimique à l'Université d'État du Mississippi et autorité en matière d'utilisation industrielle des hydrates de gaz.

Autre avantage majeur : le transport du gaz naturel sous forme d'hydrates peut se faire à une température plus élevée et à une pression plus basse que le gaz naturel liquide, et le risque d'inflammation lors du transport est beaucoup plus faible, explique Hugh Guthrie, qui étudie le gaz naturel à la National Energy du département américain de l'Énergie. Laboratoire de technologie à Morgantown, WV. Une grande partie du coût élevé du gaz naturel liquide provient des exigences de température et de pression sur la tuyauterie, l'expédition et les installations de stockage.

La production des hydrates nécessite le mélange de gaz naturel avec de l'eau dans un réacteur à réservoir agité en continu. Lorsque le gaz est acheminé dans l'eau par le bas, des hydrates se forment à la surface des bulles de gaz. L'élimination de l'eau résiduelle laisse un résidu de poudre d'hydrate. Kanda et Nakajima envisagent une usine de production de pastilles d'hydrate à proximité de gisements de gaz en Asie du Sud-Est. De là, un transporteur de boulettes transporterait la charge d'hydrates vers les usines où les boulettes seraient transformées en gaz et acheminées vers le marché.

L'usine de démonstration de l'entreprise produit jusqu'à 600 kilogrammes d'hydrates par jour, déplaçant le méthane à travers toutes les phases nécessaires : formation des hydrates, stockage, pastillage et dissociation contrôlée, ou séparation du gaz et de l'eau. Alors qu'une installation de gaz naturel liquide nécessite des températures de -162 °C, l'usine de Mitsui fonctionne à -10 °C, ce qui signifie d'énormes économies sur les coûts de refroidissement. Kanda dit que le projet, qui est coparrainé par la New Energy and Industrial Technology Development Organization du gouvernement, démontre que les hydrates peuvent être un vecteur efficace pour le transport du gaz.

Le seul concurrent important de Mitsui dans la technologie des hydrates de gaz vient d'une autre société japonaise, Mitsubishi. Mitsubishi poursuit sa propre technologie gaz-solide basée sur une boue hydrate-huile, un procédé dont le principal inconvénient est qu'il produit des milliers de tonnes d'eau en excès qu'il faut éliminer.

Parce que les hydrates sont encore une substance mystérieuse, il existe de nombreux obstacles scientifiques et techniques qui pourraient rendre le coût du processus prohibitif. Mais Kanda et ses collègues sont optimistes. Le Japon, deuxième consommateur mondial d'énergie, investit massivement dans la recherche sur les hydrates, d'autant plus que l'opinion publique se tourne de plus en plus contre l'énergie nucléaire comme alternative au pétrole brut. Les chercheurs de Mitsui espèrent que leurs minuscules pastilles blanches seront exactement ce dont leur pays a besoin.

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