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可燃冰图片

可燃冰一度被认为是石油的完美替代品,为什么现在很少提及?可燃冰,是天使还是魔鬼

admin admin 发表于2022-08-07 07:27:13 浏览99 评论0

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世界各国都很关注可燃冰的分布和开采技术,中国可燃冰开采也经历了一个从零到了不起的过程:2005年发现了当时世界上最大规模的可燃冰分布区,中国有多少可燃冰可能会替代石油:如果给汽车加的天然气和可燃冰都是100升,其实可燃冰的开采对技术要求很高,地球上可燃冰的储量应该可以供人类使用1000年左右,可燃冰的开采会造成塌陷,可燃冰石油作为目前人类的主要能源,这大概也是为什么目前可燃冰还没有在全世界范围内实现真正意义上的商业化开采。

可燃冰一度被认为是石油的完美替代品,为什么现在很少提及

也许大家还有印象,过去有一段时间里,人们将可燃冰作为石油的完美替代品,而从储量以及属性来看,可燃冰确实具备有替代石油的潜质。然而,为什么现在很少有人提及这种能源了呢?

可燃冰是甲烷与水高压低温条件下形成的类冰状结晶物质外观像冰,遇火即燃,因此被人称为“可燃冰”。

可燃冰

可燃冰和冰一样,基本结构都是由水分子(H2O)组成,但排列出来的分子形状有很大差异,笼状结构让可燃冰有多的空间可以容纳甲烷分子,以构成可燃的甲烷冰。

可燃冰在地球上分布广泛,1965年以后,人类陆续发现了天然的可燃冰,自然界的可燃冰存在于的永冻土层中,或大陆斜坡与大陆隆堆一带的海床下面

根据科学家们的估算,可燃冰的储量大约是石油、煤炭等能源探明储量总数的三分之一,因此具备完全替代石油的可能,而且其燃烧后只会产生少量的二氧化碳和水

可燃冰

石油作为目前人类的主要能源,需求巨大,但也面临着开采枯竭的问题,但它更严重的问题就是碳排放,由于石油等燃料燃烧后会排放大量的二氧化碳,地球的温室效应逐年加剧,让人们意识到,再不采取措施减少碳的排放量,地球将会不再适合人类居住。-可燃冰图片

减少碳排放世界各国基本上都达成了共识,几乎每个大国都制定了燃油车的禁售期限,而可燃冰作为能源,还是会排放二氧化碳,不符合人类遏制碳排放的规划,这就注定了它不会成为石油的替代品

另外,可燃冰虽然储量丰富,但由于其作为固体物质深埋在地底下或海底下,以现在人类的开采技术,还很难做到实用性开采,因为这不像是开采石油,可燃冰的开采会造成塌陷,对生态环境造成巨大的破坏。

可燃冰

而从深处开采后,如何保存也是一个问题,在18摄氏度以内,还可以保持固体状态,但一旦超过了这个温度,那甲烷就会挥发掉,真得就会只剩下一点水了。

可燃冰的开采运输问题就很难克服,而要是大量在生活中应用,很多设施设备都需要改造,以符合可燃冰的特性,那将是一个重大的全方位的改造,也会付出巨大成本。

最后就是,近些年,电动汽车在技术上突飞猛进,已经完全实用化,相对于使用燃油,电动汽车具有零排放的特点,电力也是一种取之不竭的清洁能源,在未来将会逐步完全替代石油

可燃冰虽然已经不再是石油的替代品,但人类也要警惕,随着地球气温的不断升高,一些永久冻土层中的可燃冰也会溶解,一些甲烷也会进入大气,会进一步增加大气层的温度。

可燃冰,是天使还是魔鬼

可燃冰,是由冰与甲烷结合而成,地球上储量巨大,分布在世界上各个范围。

如果可燃冰开采技术能够突破,会使很多国家改变能源的短缺现状,但是,可燃冰到底是能源的希望还是骗局,依然是个问题。

什么是可燃冰?

可燃冰很早就被地质学家们发现,在北极地区的冰冻地带,由大量的甲烷冰存在。甲烷气体很常见,在自然界中,无论是植物腐败,还是动物的腐烂过程都会释放出大量的甲烷气体。

甲烷气体也就是沼气,瓦斯等可燃气体的主要成分。如果动植物产生的,或者地球内的甲烷气体在释放到大气之前,并冰封在冰层内,就很容易形成可燃冰。

可燃冰开发利用的难点有哪些?

基于现在全球能源紧缺的现状,可燃冰的研究最近二十年被提上日程,美国在2000年起就全面启动了对可燃冰新燃料的开采及利用技术的研究,引发了各国对于获得这种新能源的兴趣,原来越多的国家已经投下巨资去研究对可燃冰的开采以及利用。-可燃冰图片

但目前可燃冰的不稳定性还是最大的开发限制,在开采过程中,必须要保持可燃冰的稳定和冻结的状态,这给大规模开采带来的难度。如何避免甲烷气体在开采中的自然释放,以及更好的收集释放的气体,都是尚待攻克的问题。-可燃冰图片

可燃冰开采有什么不良后果?

不科学的开采可燃冰,会对地球环境造成不良的影响。首先,在海底收集可燃冰会直接导致海底结构的坍塌,引起海底滑坡,对大陆架地质结构造成破坏。其次,可燃冰的燃烧一样会产生温室效应等问题。

最后要提及的是,大量甲烷在开采过程中的释放,对于大气环境的以及人类生存的影响还是个未知数。而且研究已经发现在5000万年前,一次大规模的甲烷释放,造成了全球气候的巨变以及大量生物的灭绝。

我国目前领跑可燃冰开采技术吗?

各国已经开始了可燃冰利用的竞争,美国在墨西哥湾进行试开采,日本也展开了多次的实验性开采研究。

目前我国已经在南海实现了可燃冰的实验性开采,技术水平目前领跑全球可燃冰开采,但这只是万里长征第一步,目前离大规模安全开采,以及商业化应用,还需要科研和技术人员的大力攻关。

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什么是可燃冰,中国有多少

可燃冰可能会替代石油:

如果给汽车加的天然气和可燃冰都是100升,那预计可以跑的公里数会有几万的差距,分别是天然气能跑300公里,可燃冰可跑5万公里。这个时候你可别跟我说每辆车的油耗不同,相同升数的天然气也会跑出不一样的公里数,但这里讲的是一个大概值,并且是车子性能一致的情况。-可燃冰图片

根据科学家们的预估判断,地球上可燃冰的储量应该可以供人类使用1000年左右,只不过可燃冰的主要存储地除了深海沉积物中以外,便是陆地上的那些永久冻土之中。很明显,后者涉及到的冻土区域当然不能随意开采可燃冰,因为这很可能把那些在冻土中沉睡已久的古老病毒释放出来,而不仅仅可能是一些距离现在年代久远的野兽尸体。
至少到目前为止,更多科学家都认为石油是不可再生能源,预计很可能会在几十年内就被消耗殆尽,尽管也有研究人士认为这并不一定是确定答案,但不少人还是在寻找替代方案,而可燃冰便是具备替代石油这种传统能源的一个不错的选择。-可燃冰图片

从本质上来说,可燃冰就是一种天然气水合物,形成于高压低温的环境中,是由水和甲烷演化而来的一种固体燃料。它不仅可以直接被火点燃,而且还是一种清洁能源,没有任何废弃和残渣形成。而且,释放出160到180立方米的天然气仅需要1立方米可燃冰,这个能量密度相当于煤的十倍。
中国有多少可燃冰?-可燃冰图片

实际上,除了科学家们,世界各国都很关注可燃冰的分布和开采技术,尽管最早在1968年,天然气水合物矿藏就被前苏联地质学家在西伯利亚发现,只不过这种类冰状结晶物质开采技术的先进程度还是呈现出巨大差距。到2000年的时候,全世界参与到研究和勘探可燃冰的国家数量超过30个,而我国可燃冰的主要分布区域就集中在东北冻土带、青藏高原冻土带、东海海域和南海海域。-可燃冰图片

中国可燃冰开采也经历了一个从零到了不起的过程:
2005年发现了当时世界上最大规模的可燃冰分布区,也就是面积约430平方公里的“冷泉”碳酸盐岩分布区;

2007年中国成为全世界第四个采集到可燃冰实物样品的国家,并证明了在我国南海北部区域蕴藏着大量可燃冰资源;

青藏高原区域的可燃冰在2009年被发现,且资源量至少超过了350亿吨油当量,而同年祁连山冻土区有五个钻井都发现了可燃冰,这标志着全世界首个在中低纬度高山冻土区确认可燃冰存在的国家出现了;

2011年,中国地质调查局在珠江口盆地的东部海域搜寻到了可能存在可燃冰的目标区域,最终确定这个区域的可燃冰不仅埋藏浅、纯度高、类型多和厚度大,而且储量规模应该在1000到1500亿立方米,这与传统特大型天然气的规模相当;
2016年,地质调查局又在我国南海发现约618平方公里的可燃冰分布全区域,次年5月实现了海域范围内首次开采可燃冰成功,并揭示了这种资源在该区域的储存量可与千亿吨石油的价值相等。-可燃冰图片

2017年11月,我国正式批准可燃冰被列为第173个矿种,而我国第二轮还与可燃冰试采也在2020年的时候点火成功。其实可燃冰的开采对技术要求很高,稍有不慎就可能导致海底不稳并进一步引发地质灾害,这大概也是为什么目前可燃冰还没有在全世界范围内实现真正意义上的商业化开采。-可燃冰图片

可燃冰是如何形成的,世界范围的分布情况如何?
可燃冰的形成需要满足原材料、压力和温度这三个最基本的必要条件,而可燃冰的分子结构,其实就好比是一个有无数水分子构成的笼子。形成可燃冰的温度至少需要处于0到10摄氏度这个区间,因为一旦超过20摄氏度便会发生分解。倘若当前环境温度为0摄氏度,那么海洋深处大约需要30个大气压可能形成可燃冰。而海底之所以分布较多可燃冰,是因为他有充足的气源,因为海下有机物沉淀中含有的碳,可让其通过生物转化过程生成大量气源。-可燃冰图片

虽然可燃冰在地球上的分布也算广泛,但主要还是集中在海洋、内陆湖深水区域、岛屿的斜坡地带、陆地永久冻土、极地大陆架,以及被动或活动的大陆变远隆起区域。到目前为止,海底可燃冰的分布主要集中在中国南海海槽、日本海、千岛海沟、墨西哥湾和加勒比海等地,由于涉及到的还与较多,所以也不一一列举出来了。
但总得来说,地球上约27%的陆地区域有可能是可燃冰存在的潜在区,约90%的大洋水域面积可能存在可燃冰分布,而目前大家确定位置的可燃冰分布范围,则主要集中在北极永久冻土、海底、陆基、海购与陆坡区域。不过,由于很多地方采取的标准有所不同,所以世界各国的相关机构对全球可燃冰总储量的估值存在较大出入。-可燃冰图片