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南海可燃冰——第173個礦種
2019-03-15| 編輯: | 【 】【打印】【關閉
 
2017年5月18日,國土資源部中國地質調查局宣布,我國正在南海北部神狐海域進行的可燃冰試采獲得成功,這也標志著我國成為全球第一個實現了在海域可燃冰試開采中獲得連續穩定產氣的國家。2017年11月3日,國務院正式批準將天然氣水合物列為新礦種,成為我國第173個礦種。
什么是可燃冰?

我國首次成功試開采可燃冰,這也標志著我國可燃冰的勘探工作進入了一個嶄新的發展階段,甚至有望改變全球能源供應格局。可燃冰是如此至關重要的戰略能源,那么它到底長什么樣?顧名思義,“可燃冰”大概看起來像一種冰,那為何它又可以燃燒呢?

可燃冰,也就是我們所說的天然氣水合物(主要成分是甲烷),就是由天然氣和水在高壓低溫的條件下形成的類冰狀的結晶化合物。可燃冰主要分布在深海沉積物和陸源的永久凍土中。從外形上看上去,可燃冰就像是白色或淺灰色的冰雪晶體。這時候如果有火源,它就可以像固體酒精一樣被點燃,所以被稱為“可燃冰”。


可燃冰的化學式為CH4 ?8H2O,在低溫、高壓的環境下,水分子之間會通過氫鍵的化學鍵相互連接形成了一個像五邊形魔方一樣的籠子,而這個籠子里關著的,就是甲烷乙烷等等可燃性的氣體。 


可燃冰不像一般的化石燃料,它燃燒主要產生的是二氧化碳氣體,是一種清潔能源。可燃冰還具有熱值高,分布廣泛,儲量高等特點。


開采方法

既然可燃冰這么環保,那我們怎么才能把他們開采出來呢?傳統的方法有很多種,比如熱激發開采法,減壓開采法,化學試劑注入開采法等,下面我給大家介紹兩種新的開采方法,分別是CO2置換法和固體開采法。

CO2置換開采法。這種方法首先由日本研究者提出,該方法依據的仍然是天然氣水合物穩定帶的壓力條件。在一定的溫度條件下,天然氣水合物保持穩定需要的壓力比CO2水合物更高。因此在某一特定的壓力范圍內,天然氣水合物會分解,而CO2水合物則易于形成并保持穩定。如果此時向天然氣水合物藏內注入CO2氣體,CO2氣體就可能與天然氣水合物分解出的水生成CO2水合物。這種作用釋放出的熱量可使天然氣水合物的分解反應得以持續地進行下去。

固體開采法。固體開采法最初是直接采集海底固態天然氣水合物,將天然氣水合物拖至淺水區進行控制性分解。這種方法進而演化為混合開采法或稱礦泥漿開采法。該方法的具體步驟是,首先促使天然氣水合物在原地分解為氣液混合相,采集混有氣、液、固體水合物的混合泥漿,然后將這種混合泥漿導入海面作業船或生產平臺進行處理,促使天然氣水合物徹底分解,從而獲取天然氣。所有的這些開采方法都需要保證可燃冰的穩定和甲烷的無泄漏。

發展前景

可燃冰是未來很有潛力的重要礦物燃料來源。然而,怎么才能大規模開采,且商業化共享可燃冰能源呢?

首先,我們要找到可燃冰,了解其具體分布和儲量,通過耗時又耗力的地球物理地球化學等手段大范圍搜索。

其次,即使尋找到可燃冰的大致范圍,無法成功穩定高效率地取樣,也是前功盡棄。取得低溫高壓等特殊情況下才能成型的可燃冰樣品,必須使用配套的低溫、高壓技術,開采海洋可燃冰的取樣器,技術仍被外國壟斷,咱們的海上取樣,目前都是租用外國的設備。

第三,可燃冰的主要成分是甲烷,一旦開采不慎,可能會造成甲烷的大量泄漏,地球歷史上就存在甲烷爆發造成生物大滅絕的時期。甲烷對溫室效應的影響,更甚于二氧化碳,為了避免對全球變暖的加劇,可燃冰的開采也需小心論證,做好前期科研工作,緩慢而安全地進行開采。

需要知道的是,目前可燃冰的開采風險和成本都較高,只能試探性進行開采,而不能大面積進行商業開采。可燃冰是否可以作為新能源,作為能源緊缺情況下的一根救命稻草,目前看還是有待論證的。

可見,“可燃冰”帶給人類的不僅是新的希望,同樣也有新的困難,只有合理的、科學的開發和利用,“可燃冰”才會真正的為人類造福。




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