前不久中國首次在陸域鉆取可燃冰,成為世界第一個在中低緯度凍土區發現可燃冰的國家,遠景資源量至少有350億噸油當量。科學界預測,可燃冰是石油的最佳替代能源。但業內專家指出,可燃冰前景雖然可觀,但開采難度很大,開發利用還是世界難題
可燃冰究竟是一種什么物質?在哪里能找到它?它的開發前景如何?對于世界的能源供應又將起到怎樣的作用?
可燃冰不是冰
可燃冰不是冰,被稱為“天然氣水合物”或“氣水合物”。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合產生的一種固態物質,是在一定條件下由水和天然氣組成的類冰的、籠形結晶化合物。外貌極像冰雪或固體酒精,點火即可燃燒。
它的熱量很高,1立方米的可燃冰可以釋放出164立方米的天然氣,其燃燒值竟約等于半噸煤炭。據估算,可燃冰所含的有機碳總量相當于全球已知煤、石油和天然氣的2倍。
可燃冰的另外一個好處是,它經過燃燒后,僅會生成少量的二氧化碳和水,而不像其他常規化石能源一樣還會生成其他氧化物污染。
科學家認為,可燃冰在世界范圍內廣泛存在。陸地約有27%的面積是形成可燃冰的潛在地區,而海洋中約有90%的面積也是潛在區域。
迄今為止,在世界各地的海洋及大陸地層中,已探明的可燃冰儲量已相當于全球傳統化石能源(煤、石油、天然氣、油頁巖等)儲量的兩倍以上,其中海底可燃冰的儲量夠人類使用1000年。因為儲量大、清潔環保,可燃冰被譽為潛藏的“新能源寶藏”。
可燃冰哪里來
對可燃冰的探究最早可追溯到1810年,英國科學家戴維在實驗室中把氯氣通入水中,在攝氏零度以上出現了“冰塊”,首次認識到氣水合物這種物質。1930年,美國為了輸送天然氣,開始鋪設巨型天然氣管道。由于管道經常發生堵塞,工程師將管道剖開,發現了這種奇怪的“冰塊”,堵塞住了天然氣的輸送,對這種物質進行研究后,才知道是天然氣與水的結合物,有很強的燃燒能力。
關于可燃冰的成因,目前主要有兩種觀點,一種認為,它們最初來源于海底下的細菌。海底有很多動植物的殘骸,這些殘骸腐爛時產生細菌,細菌排出甲烷,當正好具備高壓和低溫的條件時,細菌產生的甲烷氣體就被鎖進水合物中。
另一種觀點則認為,可燃冰由海洋板塊活動而成。當海洋板塊下沉時,較古老的海底地殼會下沉到地球內部,海底石油和天然氣便隨板塊的邊緣涌上表面。當接觸到冰冷的海水和在深海壓力下,天然氣與海水產生化學作用,就形成水合物。
可燃冰的形成有三個基本條件:首先溫度不能太高,在0℃以上可以生成,0℃—10℃為宜,最高限是20℃左右,溫度再高可燃冰就會分解。第二壓力要夠,但也不能太大,0℃時,30個大氣壓以上它就可能生成。第三,要有氣源。
利用是世界難題
雖然儲量巨大,但可燃冰的開發利用是世界性難題。正如國土資源部總工程師張洪濤所言,距離可燃冰商業開發利用,至少還要再等10至15年。 可燃冰要么位于浩瀚的大洋底部,要么位于高寒險遠的凍土帶上,開發的難度非常大。由于可燃冰自身的一些物理屬性,也使得開采困難重重。
可燃冰是低溫與高壓的共同產物。但可燃冰對高壓的“嗜好”可要比低溫大得多。人們已經發現,在足夠的高壓之下,可燃冰在18℃時,仍然可以保持“冰”的性質,是一種不折不扣的“高溫冰”。這給可燃冰的開采帶來了很大的困難。如果不能保證足夠的高壓和低溫,可燃冰會迅速融化為水和甲烷,如果不能對甲烷進行很好地收集,大量甲烷將直接進入大氣,全球的氣候將面臨一場災難。
對大洋深處的可燃冰進行開采,除了面臨類似的環保難題外,還可能造成海底軟化,出現大規模的海底滑坡,毀壞海底工程設施的情況。處理不當,甚至會在全球人為地造成許多個“百慕大三角洲”來——許多科學家相信,不穩定的氣水合物造成了“百慕大三角洲之謎”。
中國科學院礦產資源研究所祝有海博士指出,我國對可燃冰還只是處于試生產階段,目前開發主要面臨三個問題:一是技術層面上有困難,我國開采天然氣的技術比較成熟,但開發可燃冰要比開發天然氣多一道程序。而且開發不當,會造成天然氣泄露。二是在成本方面,究竟開采合算不合算。假如油價降低,是否會增加開發成本,也是值得考慮的。三是環境問題,假如開發會對環境造成很大的破壞,那它的開發也是沒有意義的。實際上所有的能源開采都會不同程度的對環境造成損害,但隨著科學技術的發展,可燃冰在可以控制的狀態下開發則是可行的。
可燃冰究竟是一種什么物質?在哪里能找到它?它的開發前景如何?對于世界的能源供應又將起到怎樣的作用?
可燃冰不是冰
可燃冰不是冰,被稱為“天然氣水合物”或“氣水合物”。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合產生的一種固態物質,是在一定條件下由水和天然氣組成的類冰的、籠形結晶化合物。外貌極像冰雪或固體酒精,點火即可燃燒。
它的熱量很高,1立方米的可燃冰可以釋放出164立方米的天然氣,其燃燒值竟約等于半噸煤炭。據估算,可燃冰所含的有機碳總量相當于全球已知煤、石油和天然氣的2倍。
可燃冰的另外一個好處是,它經過燃燒后,僅會生成少量的二氧化碳和水,而不像其他常規化石能源一樣還會生成其他氧化物污染。
科學家認為,可燃冰在世界范圍內廣泛存在。陸地約有27%的面積是形成可燃冰的潛在地區,而海洋中約有90%的面積也是潛在區域。
迄今為止,在世界各地的海洋及大陸地層中,已探明的可燃冰儲量已相當于全球傳統化石能源(煤、石油、天然氣、油頁巖等)儲量的兩倍以上,其中海底可燃冰的儲量夠人類使用1000年。因為儲量大、清潔環保,可燃冰被譽為潛藏的“新能源寶藏”。
可燃冰哪里來
對可燃冰的探究最早可追溯到1810年,英國科學家戴維在實驗室中把氯氣通入水中,在攝氏零度以上出現了“冰塊”,首次認識到氣水合物這種物質。1930年,美國為了輸送天然氣,開始鋪設巨型天然氣管道。由于管道經常發生堵塞,工程師將管道剖開,發現了這種奇怪的“冰塊”,堵塞住了天然氣的輸送,對這種物質進行研究后,才知道是天然氣與水的結合物,有很強的燃燒能力。
關于可燃冰的成因,目前主要有兩種觀點,一種認為,它們最初來源于海底下的細菌。海底有很多動植物的殘骸,這些殘骸腐爛時產生細菌,細菌排出甲烷,當正好具備高壓和低溫的條件時,細菌產生的甲烷氣體就被鎖進水合物中。
另一種觀點則認為,可燃冰由海洋板塊活動而成。當海洋板塊下沉時,較古老的海底地殼會下沉到地球內部,海底石油和天然氣便隨板塊的邊緣涌上表面。當接觸到冰冷的海水和在深海壓力下,天然氣與海水產生化學作用,就形成水合物。
可燃冰的形成有三個基本條件:首先溫度不能太高,在0℃以上可以生成,0℃—10℃為宜,最高限是20℃左右,溫度再高可燃冰就會分解。第二壓力要夠,但也不能太大,0℃時,30個大氣壓以上它就可能生成。第三,要有氣源。
利用是世界難題
雖然儲量巨大,但可燃冰的開發利用是世界性難題。正如國土資源部總工程師張洪濤所言,距離可燃冰商業開發利用,至少還要再等10至15年。 可燃冰要么位于浩瀚的大洋底部,要么位于高寒險遠的凍土帶上,開發的難度非常大。由于可燃冰自身的一些物理屬性,也使得開采困難重重。
可燃冰是低溫與高壓的共同產物。但可燃冰對高壓的“嗜好”可要比低溫大得多。人們已經發現,在足夠的高壓之下,可燃冰在18℃時,仍然可以保持“冰”的性質,是一種不折不扣的“高溫冰”。這給可燃冰的開采帶來了很大的困難。如果不能保證足夠的高壓和低溫,可燃冰會迅速融化為水和甲烷,如果不能對甲烷進行很好地收集,大量甲烷將直接進入大氣,全球的氣候將面臨一場災難。
對大洋深處的可燃冰進行開采,除了面臨類似的環保難題外,還可能造成海底軟化,出現大規模的海底滑坡,毀壞海底工程設施的情況。處理不當,甚至會在全球人為地造成許多個“百慕大三角洲”來——許多科學家相信,不穩定的氣水合物造成了“百慕大三角洲之謎”。
中國科學院礦產資源研究所祝有海博士指出,我國對可燃冰還只是處于試生產階段,目前開發主要面臨三個問題:一是技術層面上有困難,我國開采天然氣的技術比較成熟,但開發可燃冰要比開發天然氣多一道程序。而且開發不當,會造成天然氣泄露。二是在成本方面,究竟開采合算不合算。假如油價降低,是否會增加開發成本,也是值得考慮的。三是環境問題,假如開發會對環境造成很大的破壞,那它的開發也是沒有意義的。實際上所有的能源開采都會不同程度的對環境造成損害,但隨著科學技術的發展,可燃冰在可以控制的狀態下開發則是可行的。