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        深海中的能源新秀

        2017-05-30 10:48:04周穎
        閱讀(科學探秘) 2017年11期
        關(guān)鍵詞:可燃冰凍土水合物

        周穎

        2017年5月18日,我國南海天然氣水合物(又稱“可燃冰”)試采實現(xiàn)連續(xù)187小時的穩(wěn)定產(chǎn)氣,這是我國首次成功試采海域可燃冰。這一次,中國是全球第一,美國、日本以及歐洲的一些國家全部被甩在后面,具有重大意義。

        提起能源,人們想到的往往是煤、油、天然氣,而不是冷冷的冰塊,但中國科學家已經(jīng)將蘊藏在海底的“冰塊”點燃成熊熊燃燒的火焰。想象一下,一塊可以燃燒的“冰”,熱值比石油多10倍,燃燒后只生成二氧化碳和水,儲量更是非常豐富,這是多么清潔高效的能源資源。

        讓我們具體了解一下可燃冰吧!

        可燃冰學名為“天然氣水合物”,是以甲烷為主的有機分子被水分子包裹而成,既含水又呈固體,看起來像冰,很容易被點燃。

        可燃冰的形成要滿足以下條件:溫度不能太高,太高容易分解熔化;要有較高壓力,壓力越大,可燃冰越穩(wěn)定;要有甲烷氣源,古生物遺骸的沉積物通過細菌分解后可以產(chǎn)生甲烷。

        可燃冰廣泛分布于深海或陸地的永久凍土中。目前,南極、北極均已發(fā)現(xiàn)可燃冰礦點,中國雖不屬于極地國家,但分別在南海海域和青藏高原凍土區(qū)域鉆獲天然氣水合物實物樣品,使得我國成為在世界上中低緯度地區(qū)唯一擁有海底和陸地凍土區(qū)域天然氣水合物資源的國家。

        可燃冰的能量密度非常高,同等條件下,可燃冰燃燒產(chǎn)生的能量比煤、石油、天然氣要多出數(shù)十倍。1立方米的可燃冰分解后可釋放出164立方米的天然氣。

        由于可燃冰是天然氣和水的化合物,燃燒后僅會產(chǎn)生少量的二氧化碳和水,被公認為是真正的綠色能源。有專家估計,其資源量相當于全球已探明傳統(tǒng)燃料總量的兩倍。我國可燃冰資源儲存量相當于1000億噸石油,其中南海海域是我國可燃冰的主要分布區(qū),有近800億噸儲量。因此,可以毫不夸張地說,可燃冰是一種具有重大戰(zhàn)略意義的未來能源。

        我國此次成功試采可燃冰,也是全球首次實現(xiàn)泥質(zhì)粉砂型可燃冰的安全可控開采。這種類型的可燃冰,資源量占全球90%以上,開發(fā)難度最大。此次試采成功,為實現(xiàn)天然氣水合物商業(yè)性開發(fā)利用提供了技術(shù)儲備,積累了寶貴經(jīng)驗。

        可燃冰是未來全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略制高點,我國率先試采成功,是我國勇攀世界科技高峰的又一標志性成就,對推動能源生產(chǎn)和消費革命具有重要而深遠的影響。

        理論上,作為天然氣的一種,可燃冰能量值高,使用又很方便,可以通過冷卻、壓縮處理成液化天然氣,所占空間更小,無論是管道運輸還是交通運輸都很方便。加上其儲量巨大和污染小,在某種程度上,可燃冰如能實現(xiàn)有效開采,應用前景非常廣闊。但應該注意的是,可燃冰未來進入商業(yè)實際利用,仍有很長的路要走。

        有專家表示,可燃冰雖然儲量大、分布廣,但形成年代要比石油、天然氣晚得多,覆蓋它的海底地層普遍是砂質(zhì),現(xiàn)有海底鉆井設備開采很難,稍有不慎就會導致大量砂石涌進管道,造成開采失敗。

        此外,環(huán)境問題需要格外關(guān)注。因為可燃冰是靠低溫結(jié)冰封存,如溫度升高,水合物中的甲烷可能溢出,若開采不當,會造成巨大的災難。這對于我們的開采技術(shù)是一個巨大的挑戰(zhàn),如若攻克,人類的能源史又將翻開一個新的篇章。

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