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可燃冰属于气候资源猫

发布时间:2021-05-10 06:30:45

1、可燃冰是气候资源吗

不是。可燃冰是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。属于新能源,矿产能源。

2、可燃冰是东东?

“可燃冰”的主要成分是甲烷与水分子(CH4·H2O)。它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿,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,厌气性细菌把有机质分解,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,在海底的低温与压力下又形成“可燃冰”。这是因为天然气有个特殊性能,它和水可以在温度2~5摄氏度内结晶,这个结晶就是“可燃冰”。

有天然气的地方不一定都有“可燃冰”,因为形成“可燃冰”除了压力主要还在于低温,所以一般在冰土带的地方较多。长期以来,有人认为我国的海域纬度较低,不可能存在“可燃冰”;而实际上我国东海、南海都具备生成条件。

东海底下有个东海盆地,面积达25万平方公里。经20年勘测,该盆地已获得1484亿立方米天然气探明加控制储量。尔后,中国工程院院士、海洋专家金翔龙带领的课题组根据天然气水化物存在的必备条件,在东海找出了“可燃冰”存在的温度和压力范围,并根据地温梯度、结合东海地质条件,勾画出“可燃冰”的分布区域,计算出它的稳定带的厚度,对资源量做了初步评估,得出“蕴藏量很可观”结论。这为周边地区在新世纪使用高效新能源开辟了更广阔的前景。

1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。科学家估计,海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里,占海洋总面积的10%,海底可燃冰的储量够人类使用1000年。

随着研究和勘测调查的深入,世界海洋中发现的可燃冰逐渐增加,1993年海底发现57处,2001年增加到88处。据探查估算,美国东南海岸外的布莱克海岭,可燃冰资源量多达180亿吨,可满足美国105年的天然气消耗;日本海及其周围可燃冰资源可供日本使用100年以上。

据专家估计,全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度,再有50-60年,全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现,让陷入能源危机的人类看到新希望。

重大战略意义下的联手勘测

今年6月2日,26名中德科学家从香港登上德国科学考察船“太阳号”,开始了对南海42天的综合地质考察。通过海底电视观测和海底电视监测抓斗取样,首次发现了面积约430平方公里的巨型碳酸盐岩。

中德科学家一致建议,将该自生碳酸盐岩区中最典型的一个构造体命名为“九龙甲烷礁”。其中“龙”字代表了中国,“九”代表了多个研究团体的合作。同位素测年分析表明,“九龙甲烷礁”区域的碳酸盐结壳最早形成于大约4.5万年前,至今仍在释放甲烷气体。

中方首席科学家、广州海洋地质调查局总工程师黄永样对此极为兴奋,他说,探测证据表明:仅南海北部的可燃冰储量,就已达到我国陆上石油总量的一半左右;此外,在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里,其资源估算达4.1万亿立方米。

我国从1993年起成为纯石油进口国,预计到2010年,石油净进口量将增至约1亿吨,2020年将增至2亿吨左右。因此,查清可燃冰家底及开发可燃冰资源,对我国的后续能源供应和经济的可持续发展,战略意义重大。

黄永样介绍,在未来十年,我国将投入8.1亿元对这项新能源的资源量进行勘测,有望到2008年前后摸清可燃冰家底,2015年进行可燃冰试开采。

战略性与危险性共同打造的“双刃剑”

迄今,世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。

1960年,前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏,并于1969年投入开发,采气14年,总采气50.17亿立方米。

美国于1969年开始实施可燃冰调查。1998年,把可燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划,计划到2015年进行商业性试开采。

日本关注可燃冰是在1992年,目前,已基本完成周边海域的可燃冰调查与评价,钻探了7口探井,圈定了12块矿集区,并成功取得可燃冰样本。它的目标是在2010年进行商业性试开采。

但人类要开采埋藏于深海的可燃冰,尚面临着许多新问题。有学者认为,在导致全球气候变暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10 20倍。而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏,都足以导致甲烷气体的大量泄漏。另外,陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难,一旦出了井喷事故,就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。

由此可见,可燃冰在作为未来新能源的同时,也是一种危险的能源。可燃冰的开发利用就像一柄“双刃剑”,需要小心对待。

“可燃冰”是深藏于海底的含甲烷的冰。它是由于处于深海之高压低温条件下,水分子通过氢键紧密缔合成三维网状体,能将海底沉积的古生物遗体所分解的甲烷等气体分子纳入网体中形成水合甲烷。这些水合甲烷就象一个个淡灰色的冰球,故称可燃冰。这些冰球一旦从海底升到海面就会砰然而逝。

可燃冰是一种潜在的能源,储量很大。据国际地质勘探组织估算,地球深海中水合甲烷的蕴藏量足以超过2.84×1021 m3,是常规气体能源储存量的1 000倍。且在这些可燃冰层下面还可能蕴藏着1.135×1020 m3的气体。有专家认为,水合甲烷一旦得到开采,将使人类的燃料使用史延长几个世纪。

为开发这种新能源,国际上成立了由19个国家参与的地层深处海洋地质取样研究联合机构,有50个科技人员驾驶着一艘装备有先进实验设施的轮船从美国东海岸出发进行海底可燃冰勘探。这艘可燃冰勘探专用轮船的7层船舱都装备着先进的实验设备,是当今世界上唯一的一艘能从深海下岩石中取样的轮船,船上装备有能用于研究沉积层学、古人种学、岩石学、地球化学、地球物理学等的实验设备。这艘专用轮船由得克萨斯州A•M大学主管,英、德、法、日、澳、美科学基金会及欧洲联合科学基金会为其提供经济援助。

海底可燃冰的存在很可能使海床不稳定,常会导致大规模的海底泥流,对海底管道和通讯电缆有严重的破坏作用。更严重的是,如果地震中海底地层断裂,游离的气体和水合甲烷分解产生的气体就会喷出海面,或在海水表层及水面上形成许多高度集中的易燃气泡,这不仅会对过往行船有危险,也会给低空飞行的飞机带来厄运。有学者认为,近几个世纪,在位于佛罗里达、百慕大群岛和波多黎各之间的百慕大三角区海域发生过的许多船只和飞机神秘失踪事件,即所谓百慕大之谜就可能与此有关。

由于可燃冰是在深海处低温高压条件下形成的,氢键是一种弱作用,冰状的水合甲烷一出水面就会自动融化分解成气体,故我们没有必要在分解水合甲烷上费神,只要用专用设备将这些气体收集起来就可利用。

值得注意的是,可燃冰作为一种新能源虽具有开发应用前景,但甲烷是一种高效的温室效应气体,可燃冰的开采如果方法不当,释放出的甲烷扩散到大气中,会增强地球的温室效应,导致地球上永久冻土和两极冰山融化而使地球变暧。安全合理地开发可燃冰,必须同时考虑环境保护。

一种特别的物质被科学家发现,它存在于300―500米海洋深处的沉积物中和寒冷的高纬度地区,其储量是煤炭、石油和天然气总和的两倍,1立方米的它可释放出相当于天然气164倍的能量。在能源紧缺的现在发现它真可解燃眉之急。

可燃冰有望取代煤、石油和天然气,成为21世纪的新能源。科学家估计,海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%,相当于4000万平方公里,是迄今为止海底最具价值的矿产资源,足够人类使用1000年。但在繁复的可燃冰开采过程中,一旦出现任何差错,将引发严重的环境灾难,成为环保敌人—— 首先,收集海水中的气体是十分困难的,海底可燃冰属大面积分布,其分解出来的甲烷很难聚集在某一地区内收集,而且一离开海床便迅速分解,容易发生喷井意外。更重要的是,甲烷的温室效应比二氧化碳厉害10至20倍,若处理不当发生意外,分解出来的甲烷气体由海水释放到大气层,将使全球温室效应问题更趋严重。 此外,海底开采还可能会破坏地壳稳定平衡,造成大陆架边缘动荡而引发海底塌方,甚至导致大规模海啸,带来灾难性后果。目前已有证据显示,过去这类气体的大规模自然释放,在某种程度上导致了地球气候急剧变化。8000年前在北欧造成浩劫的大海啸,也极有可能是由于这种气体大量释放所致。

一、什么是“可燃冰”

这种看起来像冰霜的物质叫“可燃冰”,学名叫“天然气水合物”,因为主要成分是甲烷,因此也常称为“甲烷水合物”。在常温常压下它会分解成水与甲烷,“可燃冰”可以看成是高度压缩的固态天然气。“可燃冰”外表上看它像冰霜,从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”,由若干水分子组成一个笼子,每个笼子里“关”一个气体分子。目前,可燃冰主要分布在东、西太平洋和大西洋西部边缘,是一种极具发展潜力的新能源,但由于开采困难,海底可燃冰至今仍原封不动地保存在海底和永久冻土层内。

二、“可燃冰”是如何形成的呢?

可燃冰由海洋板块活动而成。当海洋板块下沉时,较古老的海底地壳会下沉到地球内部,海底石油和天然气便随板块的边缘涌上表面。当接触到冰冷的海水和在深海压力下,天然气与海水产生化学作用,就形成水合物。科学家估计,海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%,相当于4000万平方公里,是迄今为止海底最具价值的矿产资源,足够人类使用1000年。

“可燃冰”的形成有三个基本条件:首先温度不能太高,在零度以上可以生成,0-10℃为宜,最高限是20℃左右,再高就分解了。第二压力要够,但也不能太大,零度时,30个大气压以上它就可能生成。第三,地底要有气源。因为,在陆地只有西伯利亚的永久冻土层才具备形成条件和使之保持稳定的固态,而海洋深层300-500米的沉积物中都可能具备这样的低温高压条件。因此,其分布的陆海比例为1∶100。

三、人类如何开采、利用“可燃冰”?

开采方案主要有三种。第一是热解法。利用“可燃冰”在加温时分解的特性,使其由固态分解出甲烷蒸汽。但此方法难处在于不好收集。海底的多孔介质不是集中为“一片”,也不是一大块岩石,而是较为均匀地遍布着。如何布设管道并高效收集是急于解决的问题。

方案二是降压法。有科学家提出将核废料埋入地底,利用核辐射效应使其分解。但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题。

方案三是“置换法”。研究证实,将CO2液化(实现起来很容易),注入1500米以下的洋面(不一定非要到海底),就会生成二氧化碳水合物,它的比重比海水大,于是就会沉入海底。如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层,因CO2较之甲烷易于形成水合物,因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”,从而将其置换出来。

但如果“可燃冰”在开采中发生泄露,大量甲烷气体分解出来,经由海水进入大气层。甲烷的温室效应比CO2要大21倍,因此一旦这种泄露得不到控制,全球温室效应将迅速增大,大气升温后,海水温度也将随之升高、地层温度上升,这会造成海底的“可燃冰”的自动分解,引起恶性循环。因此,开采必须要受控,使释放出的甲烷气体都能被有效收集起来。

海底可燃冰的开采涉及复杂的技术问题,所以目前仍在发展阶段,估计需要10至30年的时间才能投入商业开采。其实,中国、美国、加拿大、印度、韩国、挪威和日本已开始各自的可燃冰研究计划,其中日本建成7口探井,期望在2010年投入商业开采,美国近年也急起直追,希望在2015年在海床或永久冻土带进行商业开采。

可见,“可燃冰”带给人类的不仅是新的希望,同样也有新的困难,只有合理的、科学的开发和利用,“可燃冰”才会真正的为人类造福。

“冰”怎么会“可燃”?即使是二氧化碳在超低温状态下形成的“干冰”也不可燃。但确有“可燃冰”存在,它是甲烷类天然气被包进水分子中,在海底低温与压力下形成的一种类似冰的透明结晶。据专家介绍,1立方米“可燃冰”释放出的能量相当于164立方米的天然气。目前国际科技界公认的全球“可燃冰”总能量,是所有煤、石油、天然气总和的2~3倍。美国和日本最早在各自海域发现了它。我国近年来也开始对其进行研究。

“可燃冰”的主要成分是甲烷与水分子(CH4•H2O)。它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿,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,厌气性细菌把有机质分解,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,在海底的低温与压力下又形成“可燃冰”。这是因为天然气有个特殊性能,它和水可以在温度2~5摄氏度内结晶,这个结晶就是“可燃冰”。

有天然气的地方不一定都有“可燃冰”,因为形成“可燃冰”除了压力主要还在于低温,所以一般在冰土带的地方较多。长期以来,有人认为我国的海域纬度较低,不可能存在“可燃冰”;而实际上我国东海、南海都具备生成条件。

东海底下有个东海盆地,面积达25万平方公里。经20年勘测,该盆地已获得1484亿立方米天然气探明加控制储量。尔后,中国工程院院士、海洋专家金翔龙带领的课题组根据天然气水化物存在的必备条件,在东海找出了“可燃冰”存在的温度和压力范围,并根据地温梯度、结合东海地质条件,勾画出“可燃冰”的分布区域,计算出它的稳定带的厚度,对资源量做了初步评估,得出“蕴藏量很可观”结论。这为周边地区在新世纪使

3、可燃冰是开采出来是固体还是气体

可燃冰是开采出来是固体。

可燃冰:学名“天然气水合物”,是由天然气和水在高压低温的条件下形成的类冰状,笼形的结晶化合物,一般形成条件要求:低温、高压、气源充足。因为外观像冰且遇火即燃,俗称“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”,主要分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,甲烷含量高,燃烧污染远小于煤、石油和天然气。1立方米可燃冰就可以分解释放出164立方米的天然气和0.8立方米的水,开采可燃冰时,只需将固体的“天然气水合物”升温降压就可释放出大量的甲烷气体。可燃冰仅由甲烷和水构成,无需净化提炼或其他加工步骤,所以利用时产生的污染比石油以及煤等传统能源小很多,清洁高效,可燃冰燃烧后不产出任何残渣和废弃,被科学家誉为“属于未来的能源”。据科学家估计,海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。

4、可燃冰是什么东西,中国也有这种冰吗?

1.可燃冰是什么?

可燃冰,又称天然气水合物(Gas drates),也有称甲烷水合物(Methane hydrate),是类似于冰的天然气和水的组合体,在自然界中天然形成的,数量巨大。一个可燃冰分子中,其水大约占85%,水分子与甲烷形成结晶的晶体,这种晶体稳定,甲烷分子被水分子包围。水分子形成空腔由甲烷分子充填。在甲烷型可燃冰中,为了保存稳定,这些空腔至少有70%是由甲烷分子所充填。实际上,这个充填率通常高达95%以上。

在海底或者极地地区之下沉积物中发现的甲烷型天然气水合物在高压和低温下是稳定的。几乎没有人看到过固体天然气水合物。不仅是它们位于气候恶劣且人通常难以到达的极地地区,而且还由于它们被取出到地表后很快就融化分解了,分解成液态水和气态甲烷。

下面贴出几张国外发布的相关几张图片,以便大家对可燃冰世界研究与发展进展有个印象,随后进行相关报道。

永久冻土带中天然气水合物稳定区(Source: Courtesy SEG)

海洋中天然气水合物稳定区

目前已知的世界可燃冰分布区


全球可燃冰资源及其分布情况(Source:Johnson, 2011)

天然气水合物研究主要里程碑(from Frozen Heart)

加拿大在北极地区进行生产测试(from Frozen Heart)

2.可燃冰是怎么形成的?

在高压和低温条件下,只要有足够的甲烷和水,就能自然形成可燃冰(甲烷气水合物,以后没有特别指出,可燃冰就是只天然气水合物,天然气水合物就是可燃冰)。甲烷本身是通过埋藏在沉积物中有机碳分解而产生的,这些甲烷会向上运移。在合适的条件下,这些甲烷与水结合,就会形成天然气水合物。

在天然气水合物稳定区(Gas Hydrate Stablity Zone,简写GHSZ),天然气水合物可以自然形成,在那个埋深下,压力和温度条件都是适合天然气水合物形成的。准确的GHSZ在什么地方以及其分布范围则取决于当地的条件。

在北极地区,气候寒冷,具有很厚的永久冻土带(permafrost),典型的GHSZ顶部大概在地表以下300到400米左右,通常出现在永久冻土带的中部区域。在相对厚的永久冻土带地区,GHSZ常常可以延展到永久冻土带基底以下500米以上(图1)。

永久冻土带—永久冻土带背景下天然气水合物稳定区(GHSZ)。压力-温度相边界(理想化的)以绿色曲线显示,当地地温梯度(假设的)是以红色表示的。在永久冻土带,GHSZ一般在埋深100到300米开始,可以延展到永久冻土带以下数百米深(典型的在150到600米深)。来源:Courtesy SEG。

海洋—在海洋沉积物中,GHSZ开始在300到600米以下,可以延展到数百米厚。海洋的GHSZ厚度取决于海底水温(典型的是3~4℃)、盐度、地温梯度和深度。来源:CourtesySEG。

在海洋或者内陆深湖中,300到500米甚至更多深的水下面,压力很高,GHSZ的顶部也可以出现在水柱中,其基底在海底以下也有一定的厚度(图2)。

只有在满足天然气水合物稳定要求的压力与温度的地方,才有可能出现天然气水合物。如果仅压力和温度是觉得因素,那么整个海洋沉积物中将会随处可见天然气水合物。实际上,除了适当的压力与温度条件外,还需要有足够多的水和甲烷。因此,天然气水合物实际上只出现在GHSZ(图3)。

部分天然气水合物研究区域。黄色方块表示历史上重大的天然气水合物研究地点,这些地方在沉积物表面以下50米深度以上采集过天然气水合物。根据遥感卫星研究,已经推测世界其它很多地方都存在天然气水合物。尽管分布广泛,但是天然气水合物还是主要集中在甲烷富集的地方,而这些地方通常是靠近大陆或者在大陆上。(Figure modified from Ruppel et al. 2011).

天然气水合物中甲烷来自于有机物质的分解,死亡植物与动物残留物或者遗体。当微生物消耗有机物质时,同时有作为废弃物排出的甲烷,这些就是生物成因的甲烷(图4)。热演化产生的甲烷来自于地球表面以下很深的部位,那里压力高,温度也高,埋藏的有机物质,不断地生成甲烷以及石油油气等。

墨西哥湾北部海底天然气水合物露头。这个天然气水合物显橘红色,主要是由于少量油的存在。这个天然气水合物露头有粉色的“甲烷冰虫”寄生。这些虫(1997年被发现)一般2~4厘米长,生活在水合物上面,以细菌为生 (Fisheret al., 2000)。

在浅层沉积物中,有机碳通过微生物分解,同时生成甲烷。当埋深达到一定深度时,这些有机碳则通过热分解产生甲烷(图5)。有机碳本身既不是均匀分布,也不是一直分布在同一个地方。例如,在当今,海洋沉积物中的有机碳大约有90%分布在靠近大陆的相对浅水的下面沉积物中(Hedgesand Keil 1995; Buffett and Archer 2004)。

沉积的有机物质演化。沉积的有机物质逐渐被微生物分解,也不断地在热力和压力条件下进行热演化,或者埋藏更深,或者暴露地表进行碳循环。微生物分解产生的甲烷(也称为“生物成因”)和热演化分解产生的甲烷,通过覆盖的沉积物与流体一起缓慢地运移,或者沿着断层或其它渗透途径快速运移。随着甲烷饱和度增加和温度下降,过量的甲烷(达到饱和后无法溶解的甲烷)在天然气水合物稳定基底(BGHS)之下形成气泡。在BGHS之上,过量的甲烷通常形成甲烷水合物(天然气水合物),但是也有形成气泡的。

5、谁了解可燃冰

你知道可燃冰吗

冰怎么会“燃”?即便是二氧化碳在超低温状态下形成的“干冰”也是不可燃的。但是,的确有“可燃冰”存在,因为它“外貌极似冰雪,点火即可燃烧”,所以它被命名为“可燃冰”!而它的化学名字叫“天然气水合物”,其主要成分是甲烷和水。

可燃冰存在于海底的地层中,它的形成过程与海底石油、天然气不仅相似,而且密切相关。它是埋于海底地层深处的大量的有机质在缺氧环境中,厌氧细菌把有机质分解,最后形成石油和天然气。其中许多天然气又被包进水分子中,在海底的低温环境中和巨大压力下就形成了可燃冰。

由于甲烷分子只有一个碳原子,其燃烧时二氧化碳排放少,且没有硫化物生成,因此可燃冰被视为一种理想的清洁能源。据专家计算,1立方米的可燃冰燃烧释放的能量相当于164立方米的天然气,而且目前已探明的可燃冰总量,是全球所有煤、石油和天然气总和的2到3倍,有70多个国家先后发现了可燃冰,仅中国南海海域已探明的可燃冰储量就相当于我国煤、石油和天然气总量的一半。因此,可燃冰被誉为21世纪最理想、具有商业开发前景的新能源。

目前,可燃冰的开发尚处于研究和勘探阶段,还没有形成可行的开采方案。如果在开采过程中发生泄露,大量的甲烷气体分解出来,经由海水进入大气层,就会造成严重的温室效应,从而威胁人类的生存环境。因此,只有科学合理地开发和利用,可燃冰才会真正的造福人类。

6、可燃冰"是一种()A.可再生能源B.不可再生能源

可燃冰形成的必要条件是低温和高压,因而它主要存在于冻土层和海底大陆坡中。其实就是甲烷。所以可燃冰不是可再生能源!而且目前开采成本也比较高,但人类要开采埋藏于深海的可燃冰,尚面临着许多新问题。有学者认为,在导致全球气候变暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10 20倍。而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏,都足以导致甲烷气体的大量泄漏。另外,陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难,一旦出了井喷事故,就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。

7、你了解可燃冰么?

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,引发世界各国高度关注和积极评价。

最近可燃冰成了热点“新闻人物”,那么到底什么是可燃冰?有哪些价值?勘探开采有哪些难点?什么时候我们日常生活中才能用上可燃冰?新华社记者专访了国际欧亚科学院院士、青岛国家海洋科学研究中心主任李乃胜。

记者:到底什么是可燃冰?它是怎么形成的?

李乃胜:一句话,可燃冰是天然气水合物,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”、“固体瓦斯”或“气冰”。

详细点说,地层或海洋深处的大量有机质在缺氧环境中,厌气性细菌把有机质分解,最后形成石油和天然气。其中,许多天然气又被包进水分子中,和水可以在温度2至5摄氏度内结晶,这个结晶就是“可燃冰”。

“可燃冰”外表上看它像冰,从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”,由若干水分子组成一个“笼子”,每个笼子里“关”一个气体分子。

可燃冰在海洋和陆地上都存在,目前人类探明的可燃冰主要分布在海底和陆地的永久冻土带。要形成可燃冰,需要三个基本条件:原材料、温度和压力。首先温度不能太高,最高限是20℃左右,再高就分解了;第二压力要够,但也不能太大,零度时,30个大气压以上它就可能生成;第三,地底要有气源,也就是天然气。

记者:可燃冰的全球储量如何?

李乃胜:粗略的估计,全球约有三分之一的陆地和三分之一的海底地区,具备形成天然气水合物的地质条件。已有发现显示,海洋可燃冰资源主要分布在北半球,且太平洋边缘海域资源最为丰富,其次是大西洋。

初步估计,可燃冰的储量比地球上现在已知的石油总储量要大上几百倍。有数据说,全球可燃冰的资源量约为2100万亿立方米,大约可供人类使用1000年左右。

我国可燃冰资源十分丰富,主要分布在南海和东海海域、青藏高原冻土带等区域,地质资源量约为1000亿吨油当量,是目前我国资源最丰富的清洁能源之一,具有大规模发展潜力。

记者:可燃冰与其他能源相比,有哪些特点?

李乃胜:可燃冰有两大传统能源不具备的优势。

一是能效高,烧得快。由于天然气含量占可燃冰体积的80%至99%,比常规天然气的纯净度平均高约10个百分点。1立方米的可燃冰可分解出164立方米甲烷气体,同等条件下可燃冰燃烧产生的能量比煤和石油要高出数十倍,这是传统能源远远达不到的标准。

二是非常环保,烧的好。和煤比起来,可燃冰没有粉尘污染,和石油比起来没有毒气污染,甚至和传统天然气比起来没有其他杂质污染。具体来说,与等热值煤炭相比,每千立方米气可分别减排二氧化碳、二氧化硫约4.33吨和0.0483吨,且基本不含铅尘、硫化物以及PM2.5等有害物质,是非常干净的能源。

记者:可燃冰勘探开采的难点在什么地方?

李乃胜:可燃冰虽然好用易用,但却很难得到。

我们以海底可燃冰为例说明这个问题。天然气水合物的传统开采方法主要是降压法,近年来还提出了固态开采法和混合泥浆开采法等方法,但那个方法都不简单。

首先,可燃冰存在的地质条件比较脆弱,开采时密封性要求高,稍有不慎,会造成海底滑坡事故,对开采的机械和所采的矿藏造成双重伤害;开采工具需要克服海水的压力送下去,需要选用专用的抗腐蚀材料,制造技术要求很高。

开采对温度也有要求,否则可燃冰就都挥发了,前功尽弃。尤其在我国南海等亚热带、热带海域开采可燃冰,需要把机组冷冻然后工作,这就要求精确地研究投入产出比。开采出来后可燃冰需要在低温高压的条件下保存和运输,这里面也牵涉到特种船舶的匹配制造等一系列问题。

记者:什么时候我们的生活中才能用上可燃冰?为了早日用上这么好的资源,我们应该做什么?

李乃胜:20世纪80年代初起,世界各主要资源国都将可燃冰开发列入国家发展战略,在近些年全球新一轮的可燃冰勘查开采热潮中,美、日、印、德等国纷纷将可燃冰资源勘查和开发利用纳入其国家能源中长期发展规划,并编制了详细的发展路线图。

我国可燃冰资源勘查也在努力追赶。今年5月18日,我国宣布在南海试采可燃冰实现连续187小时稳定产气,这是全球首次对开发难度最大的泥质粉砂型储层可燃冰成功试采,引发世界各国高度关注和积极评价。

以中国这次重大突破为标志,可燃冰开采已经达到了“技术上可行”阶段,但在实现“经济上可行”,即民用化、商业化的征程中还有一些障碍需要克服。主要是如何进一步降低开采和运输成本、降低对矿藏周边环境影响等。

在未来可燃冰开发过程中,要进一步确立可燃冰资源在我国能源战略中的地位,优先编制可燃冰开发中长期规划;汲取发达国家先进经验,瞄准世界一流水平,建立健全开采的技术标准和技术体系,增强核心技术自主研发能力。

同时,要对可燃冰开采可能诱发的气候、地质及生物影响进行深入研究,提出应对方案;深化基础研究,摸清成矿原理,建立符合我国国土实际的理论模型,提升我国相关研究的国际地位。

8、什么是可燃冰?

可燃冰,即天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”(Combustible ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”,其实是一个固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。

9、可然冰是什么

人类能源的新希望

可燃冰的学名为“天然气水合物”,是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80% 99.9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。

1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。科学家估计,海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里,占海洋总面积的10%,海底可燃冰的储量够人类使用1000年。

随着研究和勘测调查的深入,世界海洋中发现的可燃冰逐渐增加,1993年海底发现57处,2001年增加到88处。据探查估算,美国东南海岸外的布莱克海岭,可燃冰资源量多达180亿吨,可满足美国105年的天然气消耗;日本海及其周围可燃冰资源可供日本使用100年以上。

据专家估计,全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度,再有50-60年,全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现,让陷入能源危机的人类看到新希望。

重大战略意义下的联手勘测

2004年6月2日,26名中德科学家从香港登上德国科学考察船“太阳号”,开始了对南海42天的综合地质考察。通过海底电视观测和海底电视监测抓斗取样,首次发现了面积约430平方公里的巨型碳酸盐岩。

中德科学家一致建议,将该自生碳酸盐岩区中最典型的一个构造体命名为“九龙甲烷礁”。其中“龙”字代表了中国,“九”代表了多个研究团体的合作。同位素测年分析表明,“九龙甲烷礁”区域的碳酸盐结壳最早形成于大约4.5万年前,至今仍在释放甲烷气体。

中方首席科学家、广州海洋地质调查局总工程师黄永样对此极为兴奋,他说,探测证据表明:仅南海北部的可燃冰储量,就已达到我国陆上石油总量的一半左右;此外,在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里,其资源估算达4.1万亿立方米。

我国从1993年起成为纯石油进口国,预计到2010年,石油净进口量将增至约1亿吨,2020年将增至2亿吨左右。因此,查清可燃冰家底及开发可燃冰资源,对我国的后续能源供应和经济的可持续发展,战略意义重大。

黄永样介绍,在未来十年,我国将投入8.1亿元对这项新能源的资源量进行勘测,有望到2008年前后摸清可燃冰家底,2015年进行可燃冰试开采。

战略性与危险性共同打造的“双刃剑”

迄今,世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。

1960年,前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏,并于1969年投入开发,采气14年,总采气50.17亿立方米。

美国于1969年开始实施可燃冰调查。1998年,把可燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划,计划到2015年进行商业性试开采。

日本关注可燃冰是在1992年,目前,已基本完成周边海域的可燃冰调查与评价,钻探了7口探井,圈定了12块矿集区,并成功取得可燃冰样本。它的目标是在2010年进行商业性试开采。

但人类要开采埋藏于深海的可燃冰,尚面临着许多新问题。有学者认为,在导致全球气候变暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10 20倍。而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏,都足以导致甲烷气体的大量泄漏。另外,陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难,一旦出了井喷事故,就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。

由此可见,可燃冰在作为未来新能源的同时,也是一种危险的能源。可燃冰的开发利用就像一柄“双刃剑”,需要小心对待。

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