가스 하이드레이트(gas hydrate) 메탄 하이드레이트(methane hydrate)
격자 하이드레이트, 클래쓰레이트 하이드레이트(clathrate hydrates)
<이미지:USGS>
매장 분포로 보아 동해안에 대한 일본과의 치열한 각축전이 예상된다. 일본은 이미 1970년대부터 개발을 시작했다고 하니 우리는 한참 뒤쳐져있다고 봐야 한다.
What we're looking at is one of the most concentrated forms of energy that exists on the planet earth.
It's the BRIDGE to the future.
...
This is gas hydrate.
When we run out of conventional oil and gas, this is goin' to be the power of the planet.
...
This gas hydrate is frozen methane bonded with water.
It abounds on the moons of Jupiter.
Scientists now estimate that the earth holds more reserves of gas hydrate than coal, oil or gas put together.
The trick is finding them.
...
2900ft, seabed,
huge chunk of hydrate,
this turned out to be the largest concentration of gas hydrate ever found on earth
동해서 초대형 ‘가스 하이드레이트층’ 발견 - 대한민국 정책포털
독도 심해저 메탄 하이드레이트 가치는 '150조원' - 매일신문 2009년 05월 01일
"석유 대체할 노다지"…메탄 하이드레이트 선점 경쟁 - 세계일보
불타는 얼음, 하이드레이트 - KICE 교수학습개발센터
격자 하이드레이트, 클래쓰레이트 하이드레이트(clathrate hydrates)
<이미지:USGS>매장 분포로 보아 동해안에 대한 일본과의 치열한 각축전이 예상된다. 일본은 이미 1970년대부터 개발을 시작했다고 하니 우리는 한참 뒤쳐져있다고 봐야 한다.
가스는 기체 상태로 존재하지만 만약 온도를 영하로 내리고 압력을 수십 기압까지 높이면 물은 얼게 되고 기체는 물 입자가 만든 격자형의 우리 속에 갇히게 된다.
이것을 가스 하이드레이트(Gas Hydrate: 기체수화물)라고 하는데, 그 속에 갇힌 가스가 메탄(Methane, CH4)일 경우 메탄 하이드레이트라고 부른다. 보통 천연가스는 지하의 높은 온도 때문에 기체 상태로 존재하지만, 알래스카나 시베리아와 같은 동토지역의 깊은 땅속이나 수심 300～1,000미터의 바다 밑에서와 같이 30기압 이상의 높은 압력과 함께 온도가 0도 가까이 내려가면 천연가스가 물과 같이 결합하여 고체 상태로 변하게 된다. 겉 모습은 드라이아이스(Dry ice, CO2)와 비슷하다. 그렇다면 1리터의 얼음 속에는 얼마나 많은 가스를 담을 수 있을까? 기체 입자는 분자 운동에너지가 크므로 매우 커다란 부피를 차지 할 수 있다. 이것이 고체로 변하게 될 때는 165～215배 정도로 압축된다. 즉, 1리터의 가스 하이드레이트 속에 약 200리터의 가스가 담겨져 있다는 말이다.
메탄 하이드레이트는 오늘날 과학자들이 21세기의 신에너지 자원으로 주목하고 있는 물질이다. 그 첫 번째 이유는 막대한 매장량이다. 현재까지 알려진 바로는 천연가스 매장량의 약 100배인 10조 톤이 넘을 것으로 예측하고 있는데 이는 현재 세계에서 사용되고 있는 에너지량의 200~500년분에 해당하는 엄청난 양이다. 두 번째 이유는 메탄 하이드레이트의 ‘깨끗함’이다. 메탄을 주성분으로 하는 천연가스는 태워도 온실효과를 일으키는 이산화탄소의 발생량이 석탄, 석유에 절반에도 못미치기 때문에 청정에너지라 불리울 수 있다.
이와 같이 메탄 하이드레이트는 새로운 대체 에너지로 각광 받고 있지만 당장 사용하기에는 몇가지 문제점이 있다. 메탄이 연소되면 물과 이산화탄소 밖에 생기지 않고 또 이산화탄소의 발생비율도 다른 화석연료에 비해 매우 낮지만, 시추과정에서 메탄이 연소되지 않고 공중에 그대로 방출되면 이산화탄소보다 10배나 더 심각한 온실효과를 일으킬 수 있다. 메탄 하이드레이트에 포함된 메탄가스의 양은 대기권에 존재하는 양의 300배로 예상되고 있는데, 이렇게 많은 양의 메탄 가스가 공기 중으로 방출된다면 지구의 기후는 엄청난 혼란에 빠지고 말 것이다. 따라서 메탄 하이드레이트를 이용하기 위해서는 시추과정에서 어떻게 메탄의 방출을 막을 것인가라는 기술적 문제를 해결하여야만 한다.
- 출처 : 과학향기
이것을 가스 하이드레이트(Gas Hydrate: 기체수화물)라고 하는데, 그 속에 갇힌 가스가 메탄(Methane, CH4)일 경우 메탄 하이드레이트라고 부른다. 보통 천연가스는 지하의 높은 온도 때문에 기체 상태로 존재하지만, 알래스카나 시베리아와 같은 동토지역의 깊은 땅속이나 수심 300～1,000미터의 바다 밑에서와 같이 30기압 이상의 높은 압력과 함께 온도가 0도 가까이 내려가면 천연가스가 물과 같이 결합하여 고체 상태로 변하게 된다. 겉 모습은 드라이아이스(Dry ice, CO2)와 비슷하다. 그렇다면 1리터의 얼음 속에는 얼마나 많은 가스를 담을 수 있을까? 기체 입자는 분자 운동에너지가 크므로 매우 커다란 부피를 차지 할 수 있다. 이것이 고체로 변하게 될 때는 165～215배 정도로 압축된다. 즉, 1리터의 가스 하이드레이트 속에 약 200리터의 가스가 담겨져 있다는 말이다.
메탄 하이드레이트는 오늘날 과학자들이 21세기의 신에너지 자원으로 주목하고 있는 물질이다. 그 첫 번째 이유는 막대한 매장량이다. 현재까지 알려진 바로는 천연가스 매장량의 약 100배인 10조 톤이 넘을 것으로 예측하고 있는데 이는 현재 세계에서 사용되고 있는 에너지량의 200~500년분에 해당하는 엄청난 양이다. 두 번째 이유는 메탄 하이드레이트의 ‘깨끗함’이다. 메탄을 주성분으로 하는 천연가스는 태워도 온실효과를 일으키는 이산화탄소의 발생량이 석탄, 석유에 절반에도 못미치기 때문에 청정에너지라 불리울 수 있다.
이와 같이 메탄 하이드레이트는 새로운 대체 에너지로 각광 받고 있지만 당장 사용하기에는 몇가지 문제점이 있다. 메탄이 연소되면 물과 이산화탄소 밖에 생기지 않고 또 이산화탄소의 발생비율도 다른 화석연료에 비해 매우 낮지만, 시추과정에서 메탄이 연소되지 않고 공중에 그대로 방출되면 이산화탄소보다 10배나 더 심각한 온실효과를 일으킬 수 있다. 메탄 하이드레이트에 포함된 메탄가스의 양은 대기권에 존재하는 양의 300배로 예상되고 있는데, 이렇게 많은 양의 메탄 가스가 공기 중으로 방출된다면 지구의 기후는 엄청난 혼란에 빠지고 말 것이다. 따라서 메탄 하이드레이트를 이용하기 위해서는 시추과정에서 어떻게 메탄의 방출을 막을 것인가라는 기술적 문제를 해결하여야만 한다.
- 출처 : 과학향기
물분자들의 수소결합이 우리("cages") 같은 형태를 이루고 그 사이로 가스 분자들이 갇혀서 물리적으로 얼음과 유사한 고체형태가 된다. 다른 분자들을 가두는 주 역할을 물 분자들이 하고 있고 갇히는 분자들은 무게가 가벼운 분자들, 예를 들어 수소 산소 질소 이산화탄소 메탄 등이 있다. 만약 사이사이에 갇혀있는 분자들이 없다면 결국 얼음이 되거나 물이 될 것이다. 가스 하이드레이트는 물 분자와 갇힌 분자들 사이에 아무런 화학 결합도 없기 때문에 화학 반응으로 형성되는 것이 아니며 단순한 상(phase)의 변화이다. 가스 하이드레이트의 형성과 분해 과정은 아직까지 정확하게 밝혀진 바는 없다. 가스 하이드레이트는 1820년 Humphry Davy 경에 의해 처음 문서화되었다.
- http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_hydrate
- http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_hydrate
What we're looking at is one of the most concentrated forms of energy that exists on the planet earth.
It's the BRIDGE to the future.
...
This is gas hydrate.
When we run out of conventional oil and gas, this is goin' to be the power of the planet.
...
This gas hydrate is frozen methane bonded with water.
It abounds on the moons of Jupiter.
Scientists now estimate that the earth holds more reserves of gas hydrate than coal, oil or gas put together.
The trick is finding them.
...
2900ft, seabed,
huge chunk of hydrate,
this turned out to be the largest concentration of gas hydrate ever found on earth
동해서 초대형 ‘가스 하이드레이트층’ 발견 - 대한민국 정책포털
독도 심해저 메탄 하이드레이트 가치는 '150조원' - 매일신문 2009년 05월 01일
"석유 대체할 노다지"…메탄 하이드레이트 선점 경쟁 - 세계일보
불타는 얼음, 하이드레이트 - KICE 교수학습개발센터