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沒有石油那一天 可燃冰點燃替代能源?文章來源:南方日報 | 發布日期:2011-12-12 | 作者:未知 | 點擊次數:
石油、天然氣等化石燃料告罄了怎么辦?可燃冰被視為最理想的接替能源。 據有關資料顯示,全球可燃冰總量大約相當于已探明傳統化石燃料碳總量的兩倍,可供人類使用上千年;而我國僅海域可燃冰的遠景資源量就與海域和陸地油氣資源量相當。通過發展研究可燃冰,世界許多國家可能實現能源自給,現存的世界能源貿易可能將徹底改變。 近日,在廣州召開的全國“海洋地質、礦產資源與環境”學術研討會上,可燃冰的勘探成果及展望成為關注焦點之一。 筆者獲悉,目前我國針對可燃冰的找礦專項行動由中國地質調查局組織實施、廣州海洋地質調查局具體承擔,主要在南海北部展開調查。截至目前,僅在南海北部圈出的7個遠景區、19個成礦區帶、25個成礦區塊內,可燃冰的遠景資源量就達到上百億噸油當量。 目前,至少已有 40多個國家針對可燃冰展開了國家級的資源調查和研究工作。未來若沒有石油那一天,人類或許可以點燃可燃冰,延續世紀能源的夢想。 世紀能源 通常1立方米的可燃冰在常溫常壓下最高可分解出170多立方米的甲烷氣體,被譽為21世紀的綠色能源 可燃冰,顧名思義,就是可以燃燒的冰。 從俄羅斯、美國、加拿大等國采出的可燃冰來看,大多呈現類冰狀的結晶體,有點類似我們日常使用的固體酒精。但從我國2007年首次在南海北部神狐海域鉆獲天然氣水合物實物樣品來看,呈現的卻是泥漿狀,并有一些細膩、密實,細小的白色斑點分散其中。 廣州海洋地質調查局礦產所副所長梁金強教授介紹,自然界中的可燃冰主要賦存在高緯度的陸地凍土帶以及海洋大陸坡沉積物中。 而形成可燃冰需要具備三個基本條件:溫度、壓力和原材料。以海底為例,首先,可燃冰可在0℃以上生成,但超過20℃便會分解,而海底溫度一般保持在2—4℃;其次,可燃冰在0℃時,只需30個大氣壓即可生成,而以海洋的深度,30個大氣壓很容易保證,并且氣壓越大,水合物就越不容易分解;最后,海底的有機物沉淀中豐富的碳經過生物轉化,可產生充足的氣源。海底的地層是多孔介質,在溫度、壓力、氣源三者都具備的條件下,可燃冰就會在介質的空隙間中生成。 最新的研究結果顯示,目前世界上海底可燃冰已發現的主要分布區是大西洋海域的墨西哥灣、加勒比海、南美東部陸緣、非洲西部陸緣和美國東海岸外的布萊克海臺等,西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千島海溝、沖繩海槽、日本海、四國海槽、日本南海海槽、蘇拉威西海和新西蘭北部海域等,東太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亞濱外和秘魯海槽等,印度洋的阿曼海灣,南極的羅斯海和威德爾海,北極的巴倫支海和波弗特海,以及大陸內的黑海與里海等。 可燃冰是一種能量密度很高的清潔能源。梁金強介紹,通常1立方米的可燃冰在常溫常壓下最高可分解出170多立方米的甲烷氣體,是石油、天然氣最理想的接替能源,被譽為21世紀的綠色能源。而由于可燃冰成分與人們平時所使用的天然氣成分相近,但更為純凈,開采時只需將固體的可燃冰升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體,因此被譽為21世紀最具有商業開發前景的戰略資源之一。[NextPage] 根據國外有關資料,可燃冰在世界范圍內廣泛存在,這一點已得到廣大研究者的公認。在地球上大約有27%的陸地是可以形成可燃冰的潛在地區,而在世界大洋水域中約有90%的面積也屬這樣的潛在區域。據估算,全球可燃冰蘊藏的天然氣資源總量約為2.1×1016立方米,相當于全球已探明傳統化石燃料碳總量的兩倍,最新的估計高達1.2×1017立方米可供人類使用上千年。通過發展研究可燃冰,世界許多國家可能實現能源自給,現存的世界能源貿易可能將徹底改變。 中國戰略 我國海域可燃冰遠景資源量可達幾百億噸油當量,資源潛力巨大,目前可燃冰已納入國家“十二五”能源發展規劃 當前石油短缺已成為制約我國經濟社會可持續發展的瓶頸,2009年我國原油進口近2億噸,對外依存度超過50%,急需尋找新的替代能源。 梁金強告訴筆者,根據相關研究報道,我國管轄海域和陸區蘊藏有豐富的可燃冰資源,我國海域可燃冰遠景資源量可達幾百億噸油當量,資源潛力巨大,大約與我國海域和陸地油氣資源量相當。因此中國也勢必深入開展可燃冰勘探研究,以解決能源短缺的問題。 我國從上世紀80年代開始關注這一新的資源。1999年,在國土資源部中國地質調查局的組織下,廣州海洋地質調查局首次在南海西沙海槽海域開展可燃冰資源前期調查,發現了可燃冰礦層存在的地震綜合異常信息。2002年,我國海域可燃冰資源調查與評價專項正式啟動,由中國地質調查局負責組織實施,專項調查工作由廣州海洋地質調查局承擔。這是我國首次針對可燃冰新能源的重大找礦行動。 廣州海洋地質調查局介紹,2007年我國首次在南海北部神狐海域鉆獲可燃冰實物樣品,從而成為繼美國、日本、印度之后第4個通過國家級研發計劃采到水合物實物樣品的國家,標志著中國可燃冰調查研究水平已步入世界先進行列。據了解,此次在神狐海域成功實施八個站位鉆探,在其中三個站位獲得天然氣水合物樣品,首次發現高甲烷含量的天然氣水合物,具有礦層厚度大、飽和度高的特點。 2009年9月25日,中國地質部門在青藏高原又發現了可燃冰,這是中國首次在陸域上發現可燃冰,使中國成為加拿大、美國之后,在陸域上通過國家計劃鉆探發現可燃冰的第三個國家。 目前,歷經近10年的勘查,我國海域可燃冰資源調查取得了一系列開創性成果。不僅通過對形成條件的研究,劃分天然氣水合物有利成礦區;還通過天然氣水合物形成的溫壓、沉積、構造、氣源等條件分析,依據天然氣水合物的地球物理、地質、地球化學異常識別,進行遠景區、成礦區帶、成礦區塊、鉆探有利區塊圈定。 筆者從上月在廣州召開的全國“海洋地質、礦產資源與環境”學術研討會上獲悉,目前我國已在南海北部圈出7個遠景區,19個成礦區帶,圈定了25個成礦區塊,遠景資源量達上百億噸油當量。僅神狐鉆探區內11個可燃冰礦體,面積就達到約23平方千米,氣體資源量約為194億立方米。據悉,目前可燃冰已納入國家“十二五”能源發展規劃,未來還將進一步加大投入。[NextPage] 應用瓶頸 海洋可燃冰開采從技術層面看要比陸地困難得多,許多發達國家正在加緊研究,但目前還沒有成熟的開發技術方案 梁金強介紹,可燃冰勘探開發是一個系統工程,涉及眾多的學科,如海洋地質、地球物理、地球化學、流體動力學、熱力學、鉆探工程、地質實驗技術、海洋生物學等,大力開展可燃冰勘探開發研究,可推動世界各國海洋地質、礦產資源、全球變化等基礎研究的技術進步,并可帶動相關產業發展,形成新的經濟增長點。 今年引起廣泛關注的中國載人潛水器“蛟龍號”,就可以直接用來獲取“可燃冰”樣品。 不過目前,可燃冰的勘探、開發、應用還存在著不少障礙。比如,可燃冰中的甲烷,其溫室效應為二氧化碳的20倍,全球海底可燃冰中的甲烷總量約為地球大氣中甲烷總量的3000倍,若有不慎,讓可燃冰中的甲烷氣逃逸到大氣中去,將產生無法想象的后果。而可燃冰開采過程中,也可能導致海底軟化,引發地質災變。又比如,可燃冰大多數的礦床地點很可能都過于分散,因而也不利于經濟開采。 梁金強說,因此目前科學界對可燃冰勘探研究還沒有達成廣泛共識,有人對可燃冰的巨大資源潛力持有懷疑態度,也有人對未來開發可燃冰對環境的破壞表示擔憂。僅僅落實到技術層面,也面臨很多問題。他介紹,目前為止,唯一一個實現水合物開發的地方是位于西伯利亞凍土帶的麥索亞哈氣田,美國、加拿大也已經在陸地凍土帶成功實現試開采,陸上開采技術將逐漸成熟。相比而言,海洋可燃冰開采從技術層面看要比陸地困難得多,目前許多發達國家如美國、日本、韓國等正在加緊研究海洋可燃冰開發技術,制訂了開采計劃,但是,目前還沒有成熟開發技術方案。 對于中國來說,由于發達國家知識產權和技術保護等原因,國內研發進展緩慢,如鉆探取樣技術、調查裝備、試采開發技術等方面跟國外差距比較大。 但梁金強表示,經過科學家的努力,這些問題在不久的將來可望得到解決。例如,目前科學家已經著手開展可燃冰與二氧化碳置換技術研究,其目的不僅可以更加科學合理開發可燃冰資源,而且起到減排二氧化碳、保護地球環境的重要作用。一旦開采技術獲得突破性進展,那么可燃冰將立刻成為21世紀的主要能源。 ●南方日報記者 盧 軼 通訊員 陳惠玲 名詞解釋 可燃冰的學名叫“天然氣水合物”,它是在低溫、高壓條件下由天然氣與水分子結合而成的。組成天然氣的成分,如CH4(甲烷)、C2H6(乙烷)、C3H8(丙烷)、C4H10(異丁烷)等同系物以及CO2(二氧化碳)、N2(氮氣)、H2S(硫化氫)等,可形成單種或多種天然氣水合物。[NextPage] 形成天然氣水合物的主要氣體為甲烷,對甲烷分子含量超過99%的天然氣水合物通常稱為甲烷水合物。它可用mCH4·nH2O來表示,m代表水合物中的氣體分子,n為水分子數。 純凈的天然氣水合物呈白色,形似冰雪,可以像固體酒精一樣直接被點燃,因此,又被形象地稱為“可燃冰”。通常1立方米的可燃冰在常溫常壓下最高可分解出170多立方米的甲烷氣體,被譽為21世紀的綠色能源。 “黑煙囪”橫截面是存在可燃冰的直接證據。 2005年10月19日,國土資源部廣州海洋地質調查局宣布對南海海域可燃冰調查取得重大突破。此次調查,初步摸清了可燃冰在南海北部陸坡區的分布范圍及資源量,并劃定了具體的鉆探目標區。 新華社發 可燃冰釋放的氣體能夠在空氣中燃燒。 2009年6月17日,我國在南海北部成功鉆獲的天然氣水合物實物樣品“可燃冰”在廣州亮相。中國是繼美國、日本、印度之后第4個通過國家級研發計劃采到天然氣水合物實物樣品的國家。新華社發
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