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“可燃冰”:沉睡的未來能源文章來源:北京科普之窗 | 發(fā)布日期:2011-08-16 | 作者:未知 | 點擊次數(shù):
■ 新聞緣起 我國在可燃冰勘查領(lǐng)域又獲重大突破。日前,我國青藏高原再次獲得可燃冰實物樣品。令人欣喜的是,作為世界第三的凍土大國,科學家初略估算,我國遠景可燃冰資源量至少有350億噸油當量。 這次發(fā)現(xiàn)使我國成為世界上第一個在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣水合物的國家,這一重大突破,證明了我國凍土區(qū)存在豐富的天然氣水合物資源,對認識天然氣水合物成藏規(guī)律、尋找新能源具有重大意義。 有科學家估計,海底“可燃冰”的儲量夠人類使用一千年 國土資源部日前召開新聞發(fā)布會稱,我國在青海省天峻縣木里鎮(zhèn)永久凍土帶多次成功鉆獲天然氣水合物(又稱“可燃冰”)實物樣品。我國成為世界第一個在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)“可燃冰”的國家,是繼加拿大、美國之后第三個在陸域鉆獲“可燃冰”的國家。 青海發(fā)現(xiàn)了“可燃冰”,引起了巨大的轟動,那么究竟“可燃冰”是什么樣的一種物質(zhì)?為什么它的發(fā)現(xiàn)會帶來這么大的轟動?我們可以在哪里找到它?它的開發(fā)前景如何?對于世界的能源供應又將起到怎樣的作用? ——身世之謎—— 最佳的替代能源 其實,“可燃冰”不是冰。專家們稱之為“天然氣水合物”或者“氣水合物”。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合產(chǎn)生的一種固態(tài)物質(zhì),是在一定條件下由水和天然氣組成的類冰的、籠形結(jié)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。據(jù)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,“可燃冰”經(jīng)過燃燒后,僅會生成少量的二氧化碳和水,而不像其他常規(guī)化石能源一樣還會生成其他氧化物污染。 據(jù)國際科學界預測,它是石油、天然氣之后最佳的替代能源。 形成需要三個基本條件 “可燃冰”的形成有三個基本條件:首先溫度不能太高,在零度以上可以生成,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。 關(guān)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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)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(chǎn)生化學作用,就形成水合物。 海底“可燃冰”夠人類使用1000年 由于需要同時具備高壓和低溫的環(huán)境,“可燃冰”大多分布在深海底和凍土區(qū)域,這樣才能保持穩(wěn)定的狀態(tài),而且,海洋中的“可燃冰”數(shù)量遠大于凍土區(qū)域。其分布的陸海比例為1∶100。 科學家估計,“可燃冰”主要分布在海底之下1000米范圍內(nèi),海底“可燃冰”分布的范圍約占海洋總面積的10%。分布面積達4000萬平方公里。 據(jù)中國煤炭地質(zhì)總局青海煤炭地質(zhì)105隊隊長、總工程師文懷軍介紹,“可燃冰”全球儲量是現(xiàn)有天然氣、煤炭、石油儲量的兩倍,是常規(guī)天然氣的50倍。也有科學家估計,海底“可燃冰”的儲量夠人類使用1000年。[NextPage] ——開發(fā)窘境—— 開發(fā)不當會引發(fā)災難 可燃冰前景雖然可觀,但開采難度很大。 一方面是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(fā)的難度非常大。另一方面,可燃冰自身的一些物理屬性,也使得可燃冰的開采困難重重。 我們已經(jīng)知道,可燃冰是低溫與高壓的共同產(chǎn)物。但可燃冰對高壓的“嗜好”可要比低溫大得多。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),在足夠的高壓之下,可燃冰在18℃時,仍然可以保持“冰”的性質(zhì),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?qū)⒚媾R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(huán)保難題外,還可能造成海底軟化,出現(xiàn)大規(guī)模的海底滑坡,毀壞海底工程設(shè)施的情況。 ——專家連線—— 開發(fā)利用之路還很漫長 記者:目前我國對“可燃冰”的研究處于什么階段,距離商業(yè)開發(fā)還有多久? 祝有海(中國科學院礦產(chǎn)資源研究所博士):我國對“可燃冰”還只是處于試生產(chǎn)階段,離它的商業(yè)開發(fā)還有很長的路要走。相對海底“可燃冰”的開發(fā),陸地“可燃冰”要相對容易些。我們會先從陸地凍土來試驗、開發(fā),然后再運用到海底“可燃冰”的開發(fā)。同時,我們也應該聯(lián)系其他國家,積極參加其他國家的行動,和國際加強合作、借鑒外國的經(jīng)驗。 記者:我國開發(fā)“可燃冰”面臨什么樣的問題,有無有效的解決方法? 祝有海:目前開發(fā)主要面臨三個問題:一是技術(shù)層面上有困難,我國開采天然氣的技術(shù)比較成熟,但開發(fā)“可燃冰”要比開發(fā)天然氣多一道程序。而且開發(fā)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(fā)成本,也是值得考慮的。三是環(huán)境問題,假如開發(fā)會對環(huán)境造成很大的破壞,那它的開發(fā)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(huán)境造成損害,但隨著科學技術(shù)的發(fā)展,“可燃冰”能在可以控制的狀態(tài)下開發(fā)則是可行的。但目前還沒有有效的解決方法,具體的解決方法正在探索之中。(文·實習生 李慧君) ■相關(guān)新聞 我國第一艘“可燃冰”綜合調(diào)查船正式入列 日前,中國地質(zhì)調(diào)查局副局長王學龍在廣州正式向廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局移交了“海洋六號”船舶適航證書。這標志著我國第一艘自主研制的可燃冰綜合調(diào)查船正式入列,將使得我國海洋地質(zhì)調(diào)查裝備進入國際先進行列。 “海洋六號”是依據(jù)我國海域特點和海洋地質(zhì)需要,由我國自主設(shè)計、建造的第一艘可燃冰綜合調(diào)查船,總造價近4億元人民幣。同時,該船也是首次集地震、地質(zhì)調(diào)查等多項調(diào)查功能于一體的綜合地質(zhì)地球物理調(diào)查船。“海洋六號”采用國際先進的電力推進系統(tǒng)、動力定位、全回轉(zhuǎn)舵槳等技術(shù)及設(shè)備。全船設(shè)計排水量4600噸,續(xù)航力1.5萬海里,可在國際海域無限航區(qū)開展調(diào)查。
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