Produksjon av frossen naturgass under lagring av klimagasser

Naturgasshydrater er islignende krystallinske strukturer som består av vann og naturgass (for det meste metan). Metanet fanges i et bur av vannmolekyler i frosset tilstand. Disse er svært brennbare metanhydrater, også kjent som "brennende is" eller "brannis". De er til stede i store mengder i havsenger og sedimentære bergarter i arktiske regioner.

Disse reservene er nok til å oppfylle fremtidige energibehov i lang tid framover. Noen estimater indikerer at hvis bare en tusendedel av hele metanhydratreservoaret blir ekstrahert som vil være nok til å møte verdens energibehov i ett år. Hydratet er imidlertid ikke stabilt og avhenger av tette forseglingslag (vanligvis leire eller skifer). Lekkasje av naturgass fra smeltende hydrater gjennom systemer av sprekker fører til store globale lekkasjer av naturgass fra disse reservoarene. Siden metan er en langt mer aggressiv klimagass enn karbondioksid er disse lekkasjene en global bekymring.

Smelting av hydrater fører også til geologiske ustabilitet av formasjoner. Et av de største underjordiske rasområdene er “Storegga” utenfor Norgeskysten. Det ble sannsynligvis utløst av en prosess som involverte gasshydrat-dissosiasjon for 8000 år siden, som dekket et totalt volum på nesten 5000 km³ og reiste fra vestkysten av Norge til Sør-Island.

Den viktigste utfordringen for å effektivt utnytte disse store reservoarene er å øke forståelsen for samspillet mellom fritt vann, hydrater, gass og sediment i bakken. I denne doktorgradsutdanningen utvikles en ny kinetisk teori for hydrater i porøse medier ved hjelp av fasefeltteori med tilhørende gjenværende termodynamikk, hydrodynamikk og varmetransport i et lukket system under konstant trykk. Disse modellene kan også brukes til å øke forståelsen av naturlige lekkasjer av naturgass fra hydrater.

På samme måte som karbondioksid er dette også i stand til å danne hydrater med vann. Disse karbondioksidhydrater er mer stabile enn naturgasshydrater. Derfor, ved å bringe karbondioksid i kontakt med naturgasshydrater, vil karbondioksid erstatte naturgass og fryse mens den frigjorte naturgassen kan utnyttes. Dette fantastiske konseptet med karbondioksidlagring og energiproduksjon har blitt demonstrert i en feltprøve som ble fullført suksessivt i Ignik Sikumi-naturgasshydratfeltet i Alaska North Slope i 2012. Dette vitenskapelige arbeidet med utviklede matematiske modeller gir helt unike muligheter for å forstå mekanismer som fører til utveksling, og dermed også ulike muligheter for å lette effektiv teknologi for dette konseptet.

Personalia:

Khuram Baig (f. 1978) er født og oppvokst i Pakistan. Han studerte Kjemisk ingeniørfag ved Punjab-universitetet i Pakistan 1999-2003. I perioden 2003-2005 har han jobbet som assisterende produksjonsingeniør i BOC Gasser Pakistan Ltd. I perioden 2005-2007 har han jobbet som Prosses ingeniør i PROTECH i Pakistan. Fra 2007 til 2009 har han fullført sin mastergrad i prosessteknologi-spesialisering i separasjon fra Universitetet i Bergen. I perioden april 2010 til oktober 2010 har han jobbet som assisterende forsker (50% stilling) ved Universitetet i Bergen. Han har kompetanse i Matematisk Modellering, Computational Fluid Dynamics (CFD), Termodynamikk og Simulering, Prosessteknikk Simuleringer, Hydraulikk, Trykkprofilering, Varmeveksler Design og Klassifisering, Presseskjermer, Prosessflytdiagrammer (PFD), Piping og Instrumentasjonsdiagrammer (P&ID), Multifasestrøm i porøse medier.