能源對(duì)于我們的生活,可太重要了!想想看,汽車(chē)要行駛、工廠要運(yùn)轉(zhuǎn)、家里的電燈要亮,哪樣都離不開(kāi)能源。長(zhǎng)期以來(lái),全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要依賴(lài)煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源,但它們不僅會(huì)造成環(huán)境污染,儲(chǔ)量也在日益越少。所以,開(kāi)發(fā)新能源成了全球共同努力的方向。我們中國(guó)憑借不懈的科研攻關(guān)與技術(shù)創(chuàng)新,在可燃冰開(kāi)采領(lǐng)域披荊斬棘,闖出了一條屬于自己的路。
[新能源的曙光:可燃冰的潛力與挑戰(zhàn)]
可燃冰,聽(tīng)起來(lái)很神秘,其學(xué)名叫“天然氣水合物”,簡(jiǎn)單說(shuō),就是天然氣和水在高壓低溫的環(huán)境下,結(jié)合形成的像冰一樣的物質(zhì)。它的模樣像冰塊,白白凈凈的,但神奇的是它能夠燃燒,這也是“可燃冰”名稱(chēng)的由來(lái)。從微觀角度看,一個(gè)個(gè)水分子搭成“籠子”,把甲烷分子鎖在里面,無(wú)數(shù)這樣的小籠子組合在一起,就構(gòu)成了可燃冰。
可燃冰蘊(yùn)含的能量極大。1立方米的可燃冰能分解出大約164立方米的天然氣。這是什么概念呢?舉個(gè)例子,同樣大的箱子,裝滿可燃冰釋放的能量,是裝滿煤炭能量的10倍,是石油的2倍。要是把能源想象成食物,可燃冰就是超級(jí)高能量的壓縮餅干,小小一塊就能提供超多的能量。
更棒的是,可燃冰燃燒起來(lái)特別“干凈”。我們都知道,煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生大量污染物,如二氧化硫、氮氧化物等,這些東西會(huì)導(dǎo)致酸雨、霧霾,對(duì)環(huán)境破壞很大。石油燃燒也會(huì)產(chǎn)生各種有害氣體。但可燃冰在充分燃燒后,主要生成二氧化碳和水,對(duì)環(huán)境的污染程度要小得多。
再說(shuō)說(shuō)儲(chǔ)量,可燃冰在地球上的儲(chǔ)量相當(dāng)驚人。科學(xué)家估計(jì),全球可燃冰的有機(jī)碳含量,比人類(lèi)已知的煤炭、石油和天然氣的總量之和還要多兩倍。在中國(guó),南海海域蘊(yùn)藏著大量的可燃冰,它就像一座巨大的能源庫(kù),讓我們對(duì)未來(lái)能源供應(yīng)充滿信心。
不過(guò),要把可燃冰從海底或者凍土里面開(kāi)采出來(lái),可沒(méi)那么容易,簡(jiǎn)直就像一場(chǎng)艱難的冒險(xiǎn)。先說(shuō)開(kāi)采環(huán)境。很多可燃冰都貯藏在深海海底,那里的壓力大得嚇人,相當(dāng)于幾百個(gè)大氣壓的水壓,就好像有幾百頭大象壓在你身上。在這種壓力下,普通的設(shè)備一下子就會(huì)被壓扁。而且深海里特別冷,一般的金屬在低溫下會(huì)變得很脆,容易損壞。所以可燃冰開(kāi)采設(shè)備必須采用特殊材料制造,既能抗壓又能抗低溫。
從技術(shù)層面講,開(kāi)采可燃冰也面臨大挑戰(zhàn)。一方面,可燃冰里的甲烷是一種溫室氣體,而且它讓地球變暖的能力比二氧化碳強(qiáng)多了,要是開(kāi)采的時(shí)候不小心,導(dǎo)致可燃冰分解失控,大量甲烷跑到大氣中,那么全球氣候?qū)⒚媾R嚴(yán)重威脅。另一方面,現(xiàn)在開(kāi)采可燃冰的成本很高,開(kāi)采效率較低。要想讓可燃冰真正走進(jìn)我們的生活,就得把成本降下來(lái),把效率提上去,否則它很難與傳統(tǒng)能源競(jìng)爭(zhēng)。
[藍(lán)鯨一號(hào):可燃冰開(kāi)采的得力助手]
為了從海底成功采得這種珍貴資源,我國(guó)的工程師們克服無(wú)數(shù)難題與障礙,自主研發(fā)了一個(gè)全球最大、鉆井最深的平臺(tái)——“藍(lán)鯨一號(hào)”,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在可燃冰開(kāi)采領(lǐng)域“零”的突破。
“藍(lán)鯨一號(hào)”的個(gè)頭很大,豎起來(lái)有37層樓高,它的甲板面積差不多有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)那么大。這么一個(gè)龐大的家伙,穩(wěn)穩(wěn)地立在波濤洶涌的大海上,就像一個(gè)鋼鐵巨人。別以為它只是塊頭大,它的本事更大呢,尤其是在開(kāi)采可燃冰方面。它配備了一系列先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,其鉆井系統(tǒng)就像一只長(zhǎng)長(zhǎng)的手臂,能夠精準(zhǔn)地伸向海底深處,將深埋于高壓低溫環(huán)境下的可燃冰開(kāi)采出來(lái)。
2017年,“藍(lán)鯨一號(hào)”在開(kāi)采可燃冰方面取得了了不起的成果。它在南海海域成功進(jìn)行了可燃冰試采,持續(xù)產(chǎn)氣超過(guò)60天,累計(jì)產(chǎn)氣超過(guò)30萬(wàn)立方米。這是一項(xiàng)重大的突破!
為使我國(guó)成為全球首個(gè)在海域可燃冰試開(kāi)采中實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣的國(guó)家,科研人員想了好多辦法。比如發(fā)明了“降壓法開(kāi)采技術(shù)”,這一技術(shù)如同給可燃冰“松綁”,通過(guò)降低它周?chē)膲毫?,讓它分解成天然氣和水,然后把天然氣收集起?lái)。同時(shí),還研發(fā)了“防砂技術(shù)”,用以防止開(kāi)采過(guò)程中海沙搗亂,影響開(kāi)采作業(yè)。在氣體采集和處理方面,也建立了一套完整系統(tǒng),確保收集到的天然氣能夠得到妥善處理和儲(chǔ)存。
“藍(lán)鯨一號(hào)”的成功使我國(guó)在可燃冰開(kāi)采領(lǐng)域走在了世界前列。它的出現(xiàn)標(biāo)志著我國(guó)掌握了可燃冰開(kāi)采的核心技術(shù),從此不再依賴(lài)他人。當(dāng)然,雖然我們?cè)诳扇急_(kāi)發(fā)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,但面臨的挑戰(zhàn)同樣嚴(yán)峻,復(fù)雜的開(kāi)采環(huán)境、高難度的開(kāi)采技術(shù)以及苛刻的可燃冰保存條件等,許多問(wèn)題亟待解決。盡管道路艱辛,但中國(guó)人在可燃冰開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的努力從未停止。