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“冰”还能燃烧?——解密可燃冰 |
来源:本站原创 作者:admin 发布日期:2018-04-24 16:29:18 |
早在20世纪30年代,工程技术人员就发现,一些输气管经常会被奇怪的冰块堵塞。化学家对这些冰块进行分析后得知,这是甲烷等气体被关在冰晶体中形成的。当时,这些甲烷水合物被视为一种麻烦,而不是一种新型的能源。直到60年代,苏联科学家才意识到,在自然界也许存在一种水合物,并预测它将成为一种可利用的新能源。那么这种新能源到底是什么?它的勘探开采难度有多大?它有哪些价值?
可燃冰(天然气水合物)是未来洁净的新能源。它是天然气的固体状态,它的形成与海底石油的形成过程相仿,而且密切相关——埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中,被厌气性细菌分解,最后形成石油和天然气(石油气),其中许多天然气又被包进水分子中。天然气有一种特殊的性能,即它和水在2~5℃内可以结晶,这个结晶就是可燃冰。 可燃冰的形成必须满足三个条件。首先,温度不能太高,在0℃以上可以生成,0~10℃为宜,最高限是20℃左右,超过这个最高限,可燃冰便会分解。第二,压力要足够大,需要30个大气压才可形成水合物,压力越大水合物就越稳定,而海深300米才能达到30个大气压。第三,地底要有气源。 可燃冰开采难度大 我们已经知道,可燃冰形成的条件非常苛刻,而且目前,世界上已发现海底可燃冰的区域主要在大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台等,西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、日本南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域等,东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等,印度洋的阿曼海湾,南极的罗斯海和威德尔海,北极的巴伦支海和波弗特海,以及大陆内的黑海与里海,等等。在这些地方开采可燃冰,其所需的技术和成本可想而知。 此外,可燃冰的开采还伴随着风险,在一定程度上增加了开采难度。 厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强表示:“可燃冰确实是很‘干净’的能源,储量大、能量高,然而通常情况下这种物质状态(可燃冰)不稳定,开发过程中出问题会造成严重的环境污染。”
尽管可燃冰开采难度大、成本高,但2017年5月18日,中国宣布对南海可燃冰试采实现连续187个小时稳定产气。这是全球首次对资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型储层可燃冰成功试采,给人们带来了巨大的惊喜。 国土资源部中国地质调查局副局长李金发公开表示,我国一开始就瞄准了可燃冰资源潜力巨大、具有广泛利用前景的特点。虽然开采难度很大,但开发成功后,其广泛利用更具意义。
此外,全球可燃冰的储量是现有天然气、石油储量的两倍,具有广阔的开发前景,并且海底可燃冰的储量够人类使用1000年。因而,可燃冰被科学家誉为“未来能源”“21世纪能源”。
可燃冰以其独有的优势和特征,征服了科学家的心,在生产和生活领域中,发挥着越来越重要的作用。
工艺生产 我国在烤漆生产线、烟叶烘干、沥青加热保温等方面有很高的成就,成品的使用和出口量也十分巨大,因此,对燃料的消耗也很大。使用可燃冰,可有效降低成本,也可减少环境污染。 城市燃气事业 目前,我国仍然是世界上人口最多的国家,随着城市化进程的加速,取暖、做饭等日常生活对天然气的需求量明显增加。因此,可燃冰作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。
增效天然气 以天然气为主要原料的一种新型工业燃气,燃烧温度能提高400℃~600℃,可广泛应用于多个行业,可在船舱内安全使用。 虽然可燃冰会给人类社会带来巨大的帮助,但它也可能是引起地质灾害的主要因素之一。 可燃冰的存在很可能导致海床不稳定,引发大规模的海底泥流,对海底管道和通讯电缆有严重的破坏作用。另外,如果海底地层断裂,游离的气体就会喷出海面,或在海水表层形成高度集中的易燃气泡,这会给过往行船和低空飞行的飞机带来厄运。有学者认为,近几个世纪在百慕大三角区海域发生过的许多神秘事件可能与它有关。 可燃冰的开发利用就像一柄“双刃剑”,需要我们加以重视。
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