根据中国海洋地质工作者初步探明,中国南海北部陆坡的可燃冰资源量达185亿吨油当量,相当于南海深水勘探已探明的油气地质储备的6倍。 中国科学家最近在南海东沙群岛西南部海域新发现了潜在的可燃冰发育区,有可能成为中国未来可燃冰开采的首选区。目前全球蕴藏的煤和油气等资源仅够人类今后数十年之用,许多人认为,可燃冰有望取代煤、石油和天然气,成为21世纪的新能源。 可像酒精块一样燃烧污染很小
可燃冰是“天然气水合物”的俗称。它是甲烷类天然气被包进水分子中,在海底低温与压力下形成的的透明结晶,多呈白色或浅灰色。因外貌类似冰雪,可以像酒精块或蜡烛一样燃烧,故人们称它为“可燃{TodayHot}冰”。
可燃冰的结构很奇特,在1个可燃冰气体分子周围,包围着6个水分子,只要把水去掉,就是一种理想的燃料。它的热值很高,据专家介绍,1立方米“可燃冰”释放出的能量相当于164立方米的天然气。
可燃冰像常规天然气一样,完全燃烧后只剩下二氧化碳和水,几乎不留下任何污染,是一种绿色能源。目前,国际科技界公认的全球“可燃冰”总能量,是所有煤、石油、天然气总和的2~3倍。
低温高压下才能形成可燃冰
有天然气的地方不一定都有可燃冰,形成可燃冰至少要满足三个条件:一是温度要低。海底的温度为2℃至4℃,才适合“可燃冰”的形成,高于20℃就分解。二是压力要足够大。在0℃时,只需要30个大气压就可形成可燃冰。海深每增加10米,压力就增大1个大气压,因此海深300米就可达到30个大气压,越深压力越大,可燃冰就越稳定。三是要有甲烷气源。海洋生物和微生物死后,尸沉海底,经过细菌分解后成甲烷、乙烷等可燃气体。
按上述条件,形成“可燃冰”的区域一个是高纬度的冻土层。如美国的阿拉斯加、俄罗斯的西伯利亚都已有发现,而且俄国已开采近20年。另一个是海底大陆架斜坡。如美国和日本的近海海域,加勒比海沿岸及中国{HotTag}南海和东海海底均有储藏,估计中国黄海海域和青藏高原的冻土带也有储藏。
各国还没找到成熟的开采方法
尽管“可燃冰”储量很丰富,但由于“可燃冰”埋藏于海底的岩石中,和石油、天然气相比,它不易开采和运输。
有关专家认为,在导致全球气候变暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10—20倍。而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏,都足以导致甲烷气体的大量泄漏。这种气体进入大气,无疑增加温室效应。再来,陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难,一旦出了井喷事故,就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。由此可见,可燃冰也是一种危险的能源,对其开发运用要非常小心。
目前,国际上对可燃冰的开采仍处于研究试验阶段,科学家还没有找到非常成熟的开采技术。有人说:“谁掌握可燃冰的开采技术,谁就可以执21世纪世界能源之牛耳。”
各国可燃冰研究开发现状
迄今,世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。
1960年,前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏,并于1969年投入开发,采气14年,总采气50.17亿立方米。
美国于1969年开始实施可燃冰调查。1998年,美国把可燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划,计划到2015年进行商业性试开采。
日本关注可燃冰是在1992年,目前,已基本完成周边海域的可燃冰调查与评价,钻探了7口探井,圈定了12块矿集区,并成功取得可燃冰样本。日本计划在2010年进行商业性试开采。
中国从1999年起才开始对可燃冰开展实质性的调查和研究,近年已在南海北部陆坡、南沙海槽和东海陆坡等3处发现可燃冰存在的证据。据有关专家介绍,在未来十年,中国将投入8.1亿元对这项新能源的资源量进行勘测,有望到2008年前后摸清可燃冰家底,2015年进行可燃冰试商业开采。
什么是可燃冰?
地球是一个资源丰富的生命星球,人类是地球的霸主,而人类的生存离不开资源和能源。从古至今,人类都在跟能够打交通。远古时期,人类的祖先学会了钻木取火,利用的能源主要是以木材为主。随着人类文明的发展,地下煤炭资源被发现和利用,一直延续到现在,煤炭仍然是人类的主要能源原材料之一。
后来,人类又发现了石油,天然气等能源,人类可利用的能源种类越来越多,但这些能源都是地球上的不可再生资源。用一点少一点,而随着科技的快速发展,人类对资源和能源的需求也会越来越大。最重要的是工业的快速发展,使用煤炭,石油也让地球的环境变得越来越差。这些能源都会产生大量的温室气体,然后使大气的温室效应越来越严重,全球气温也在不断升高。
全球气温的不断升高,给地球带来了一系列的的破坏,各种自然灾害也因为高温天气变得频繁起来。因此未来,即使煤炭石油的储量还非常丰富,可以使用很长时间,但人类也将慢慢减少这些能源的使用,否则地球环境的恶化会更快,到时候地球将无法适应人类生存,而人类又没有能力移民外星球,等待人类的可是就是灭顶之灾了。
如果煤炭,石油等能源慢慢使用量减少甚至停上使用,那么必须要找到一种新的能源来替代它们,否则人类文明的前进的脚步将会减缓或停上。那么地球上还有什么新能源能够取代煤炭和石油呢?其实科学家已经找到了这种能源,它就是可燃冰。
可燃冰也是地球上的一种不可再生资源,它最大的特点就是环保,不像煤炭和石油对环境的污染非常严重,可燃冰是一种非常清洁的能源。所谓的可燃冰其实就是甲烷和水的混合物,90%的甲烷成分结合10%的水分。我们都知道甲烷是一种可燃气体,也很容易点着,而且温度也不低。因此可燃冰也是遇火即燃,非常容易烧着,温度也是不低的。
如果可燃冰要取代煤炭和石油,那必须要有丰富的储量才行。科学家通过探测发现,可燃冰的储量非常惊人,它并不在地底之下,而是在深海之中。我们都明白,地球表面71%的面积是海洋,海洋才是地球的主导,而海洋里面的资源也是丰富的。可燃冰是海洋中的资源,它的储量远超煤炭和石油。
如此储量丰富又清洁环何的能源,那还不赶紧开采出来使用啊,到时候就可以放弃使用煤炭和石油。虽然这个想法是非常美好的,但要开采可燃冰可不是件容易的,它比开采石油难度要大了好多倍。中国最早在1998年就开始尝试开采可燃冰,现在也不过是能够初步稳定产气,能够开采极少量的可燃冰,离真正的商业化量产还差得很远。
除了中国,世界上其它大国强国也都在探索可燃冰开采技术,那开采可燃冰到底需要面对哪些难题呢?首先,可燃冰是处于深海之中,要在低温高压的特殊环境中取得成型的可燃冰,必须要使用配套的低温,高压技术,还要需要能够在深海中开采的取样器。
可燃冰跟石油可不同,石油虽然在深海中也是储量丰富,但它是液体,可以钻探到海洋深处,然后打入管道,用泵将石油抽上来即可,这对于现在的科技来说都不是难事。但可燃冰是固体,就像地下煤炭一样,是一片片连接在一起,想取出可燃冰首先就要将可燃冰破碎。但深海中可不像矿洞那样,机械可以轻松方便使用,深海中的压力是非常大的,普通的机械是无法使用的。
现在的海洋钻探设备可以钻探到可燃冰存在的位置,但想要将它们输送到海面上可不容易,而且开采可燃冰还有一个更难解决的事,那就是甲烷的大量泄漏。刚才说了可燃冰的成分,我们都知道它的主要成分是甲烷,而甲烷是一种易燃的气体,同时也是温室气体,它的温室效应要比二氧化碳还厉害。
如果没有先进安全的开采技术,冒然钻探开采,有可能会让海底之下的大量甲烷泄漏出来,这对环境的破坏将会更加严重,直接导致全球气温的更快升高,由此引发的一系列问题是人类无法承受的。不过,人类的科技在快速发展,开采可燃冰的技术也在不断完善,相信用不了多久,就可以安全稳定地大量开采可燃冰,那个时候,可燃冰会走进千家万户,再也不用污染严重的煤炭和石油。
可燃冰又称为甲烷水合物、天然气水合物,是天然气和水结合在一起的固体化合物,在海底高压下是天然气的固体状态,它的主要成分是甲烷分子和水分子。它的形成与海底石油的形成过程相似,而且它们之间还密切相关。可燃冰埋于海底地层深处的大量有机质中,处于缺氧环境中,厌气性细菌把有机质分解之后形成石油和天然气(石油气)。其中许多天然气又被包含进水分子中,在海底的低温与压力下又形成了“可燃冰”。由于天然气和水可以在温度2~5℃内结晶,这个结晶体就是“可燃冰”。因为其主要成分是甲烷,因此也被人们称为“甲烷水合物”。
可燃冰从外表上看像冰霜,从微观上看它的分子结构就像一个个由若干水分子组成的“笼子”,每个“笼子”里“关”一个气体分子。目前,可燃冰主要分布在太平洋的东、西部和大西洋的西部边缘,是非常具有发展潜力的一种新能源,但是由于其开采困难,海底可燃冰至今仍原封不动地保存在海底和永久冻土层内。据科学家们估计,海底可燃冰分布范围约占地球海洋总面积的10%,约4000万平方公里,是迄今为止人类发现的海底最具价值的矿产资源,足够人类使用1000年。
可燃冰这种宝贝资源是来之不易的,它的生成至少要满足三个条件:一是温度不能太高,如果温度高于20℃,它很快就会“烟消云散”;二是要有足够大的压力,海水越深压力就越大,可燃冰的生成也就越稳定;三是要有甲烷气源,海底古生物尸体的沉积物,被细菌分解后会产生甲烷。因此,海底的的环境最适合可燃冰的形成。
可燃冰中由于含有大量的甲烷等可燃气体,因此很容易燃烧。在同等条件下,可燃冰燃烧后产生的能量要比煤、石油和天然气多出数十倍,而且其燃烧后不产生任何残渣和废气,避免了最让人们头疼的环境污染问题。因此科学家们把可燃冰称作“属于低碳社会的能源”。
据科学家介绍,1立方米的可燃冰所释放出的能量相当于164立方米的天然气。地球上可燃冰的总能量,是所有煤、石油、天然气总和的2~3倍。此外,可燃冰还在日复一日,年复一年地积累,从而形成延伸数千至数万里的“矿产资源床”。因此,专家认为,可燃冰一旦得到开采利用,就将使人类的燃料使用时间延长几个世纪。
但是,人类要大量开采埋藏于深海的可燃冰,尚面临着许多新问题有待解决。有专家认为,在导致全球气候变暖的各个因素方面,甲烷的影响要比二氧化碳大10~20倍。因此,可燃冰矿产资源哪怕受到极小的破坏,都足以导致其中的甲烷气体大量泄漏,破坏环境。另外,位于陆地边缘的海域的可燃冰开采起来更是十分困难,一旦出现井喷事故,就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害,给人类的生命安全和财产安全带来危害。由此可见,可燃冰虽然是未来的理想新能源,但它同时也是一种会给人类带来危险的能源。因此,可燃冰的开发和利用就像一柄“双刃刀”,需要人类小心谨慎对待。
为开发可燃冰新能源,国际上成立了由19个国家参与的地层深处,对海洋地质取样研究的联合机构,有几十位科技人员组成,他们驾驶着一艘装备着先进实验设施的轮船从对海底可燃冰进行勘探,这艘可燃冰勘探专用轮船是当今世界上唯一一艘能从深海的岩石中获取样品的轮船,船上装备有用于研究的各种项目的实验设备,相信很快,就会给人类带来好消息。
科学家预测,可燃冰有望取代煤、石油和天然气,成为21世纪的新能源。加强对可燃冰的调查评价是开发21世纪新能源、改善能源结构、增强综合国力及国际竞争力和保证经济安全的重要途径。
还没有评论,来说两句吧...