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南海可燃冰——第173個礦種
2019-03-15| 编辑: | 【 】【打印】【關閉
 
2017年5月18日,國土資源部中國地質調查局宣布,我國正在南海北部神狐海域進行的可燃冰試采獲得成功,這也標志著我國成爲全球第一個實現了在海域可燃冰試開采中獲得連續穩定産氣的國家。2017年11月3日,國務院正式批准將天然氣水合物列爲新礦種,成爲我國第173個礦種。
什麽是可燃冰?

我國首次成功試開采可燃冰,這也標志著我國可燃冰的勘探工作進入了一個嶄新的發展階段,甚至有望改變全球能源供應格局。可燃冰是如此至關重要的戰略能源,那麽它到底長什麽樣?顧名思義,“可燃冰”大概看起來像一種冰,那爲何它又可以燃燒呢?

可燃冰,也就是我們所說的天然氣水合物(主要成分是甲烷),就是由天然氣和水在高壓低溫的條件下形成的類冰狀的結晶化合物。可燃冰主要分布在深海沈積物和陸源的永久凍土中。從外形上看上去,可燃冰就像是白色或淺灰色的冰雪晶體。這時候如果有火源,它就可以像固體酒精一樣被點燃,所以被稱爲“可燃冰”。


可燃冰的化学式为CH4 ?8H2O,在低温、高压的环境下,水分子之间会通过氢键的化学键相互连接形成了一个像五边形魔方一样的笼子,而这个笼子里关着的,就是甲烷乙烷等等可燃性的气体。 


可燃冰不像一般的化石燃料,它燃燒主要産生的是二氧化碳氣體,是一種清潔能源。可燃冰還具有熱值高,分布廣泛,儲量高等特點。


開采方法

既然可燃冰这么环保,那我们怎么才能把他们开采出来呢?传统的方法有很多种,比如热激发开采法,减压开采法,化学试剂注入开采法等,下面我给大家介绍两种新的開采方法,分别是CO2置换法和固体开采法。

CO2置換開采法。這種方法首先由日本研究者提出,該方法依據的仍然是天然氣水合物穩定帶的壓力條件。在一定的溫度條件下,天然氣水合物保持穩定需要的壓力比CO2水合物更高。因此在某一特定的壓力範圍內,天然氣水合物會分解,而CO2水合物則易于形成並保持穩定。如果此時向天然氣水合物藏內注入CO2氣體,CO2氣體就可能與天然氣水合物分解出的水生成CO2水合物。這種作用釋放出的熱量可使天然氣水合物的分解反應得以持續地進行下去。

固体开采法。固体开采法最初是直接采集海底固态天然气水合物,将天然气水合物拖至浅水区进行控制性分解。这种方法进而演化为混合开采法或称矿泥浆开采法。该方法的具体步骤是,首先促使天然气水合物在原地分解为气液混合相,采集混有气、液、固体水合物的混合泥浆,然后将这种混合泥浆导入海面作业船或生产平台进行处理,促使天然气水合物彻底分解,从而获取天然气。所有的这些開采方法都需要保证可燃冰的稳定和甲烷的无泄漏。

發展前景

可燃冰是未來很有潛力的重要礦物燃料來源。然而,怎麽才能大規模開采,且商業化共享可燃冰能源呢?

首先,我們要找到可燃冰,了解其具體分布和儲量,通過耗時又耗力的地球物理地球化學等手段大範圍搜索。

其次,即使尋找到可燃冰的大致範圍,無法成功穩定高效率地取樣,也是前功盡棄。取得低溫高壓等特殊情況下才能成型的可燃冰樣品,必須使用配套的低溫、高壓技術,開采海洋可燃冰的取樣器,技術仍被外國壟斷,咱們的海上取樣,目前都是租用外國的設備。

第三,可燃冰的主要成分是甲烷,一旦開采不慎,可能會造成甲烷的大量泄漏,地球曆史上就存在甲烷爆發造成生物大滅絕的時期。甲烷對溫室效應的影響,更甚于二氧化碳,爲了避免對全球變暖的加劇,可燃冰的開采也需小心論證,做好前期科研工作,緩慢而安全地進行開采。

需要知道的是,目前可燃冰的開采風險和成本都較高,只能試探性進行開采,而不能大面積進行商業開采。可燃冰是否可以作爲新能源,作爲能源緊缺情況下的一根救命稻草,目前看還是有待論證的。

可見,“可燃冰”帶給人類的不僅是新的希望,同樣也有新的困難,只有合理的、科學的開發和利用,“可燃冰”才會真正的爲人類造福。




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