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為什麼不挖可燃冰

圖文 更新时间:2024-11-23 03:35:21

為什麼不挖可燃冰(自然課堂開講了)1

為什麼不挖可燃冰(自然課堂開講了)2

可燃冰是啥?

可燃冰真的是“冰”嗎?相信這是很多人聽到這個名字後最大的疑問。

no!no!no!資源君告訴你,可燃冰的學名其實是“天然氣水合物”,是天然氣(主要成分為甲烷)和水在低溫、高壓條件下形成的類冰狀化合物,可以燃燒,因此被形象地稱為“可燃冰”。

下面,讓我們通過這段視頻一起認識可燃冰:

視頻來源:自然資源部中國地質調查局

可燃冰的厲害之處,當然不僅在于它的名字,更在于其巨大價值。

天然氣水合物即可燃冰是資源量豐富的高效清潔能源,1立方米天然氣水合物可以分解出164立方米的天然氣。簡單來說,你可以将它理解為《變形金剛》中的“能量塊”,體積小卻蘊含着巨大能量。同等條件下,可燃冰燃燒産生的能量比煤、石油、天然氣要多出十倍,而且燃燒後不産生殘渣和廢氣,更清潔。

為什麼不挖可燃冰(自然課堂開講了)3

可燃冰并不一定都是白色的

因可燃冰具有燃燒值高、污染小、儲量大等特點,被國際公認為石油、天然氣的替代能源,是世界重要的戰略資源,對我國能源安全及經濟發展也意義重大。

可燃冰“躲”在哪?

可燃冰是未來石油、煤等傳統能源的戰略性替代資源。這麼厲害的物質能夠被普通人找到嗎?

要回答這個問題,我們就必須清楚可燃冰形成需具備的基本條件——

為什麼不挖可燃冰(自然課堂開講了)4

一是低溫,可燃冰在0-10℃時生成,超過20℃便會分解;

二是高壓,可燃冰在0℃,隻需30個大氣壓即可生成,并且氣壓越大,可燃冰就越不容易分解;

三是氣源,海底的有機物沉澱中有豐富的碳,經過生物轉化,可産生充足的氣源;

四是适量的水,這也是可燃冰不可或缺的成分。

基于這樣的形成條件,可燃冰隻分布于特定的地理位置和地質構造單元内。97%的可燃冰深藏于300-3000米海洋的海底沉積物中,剩餘3%分布于極地、凍土帶、内陸海及湖泊之中。所以,尋找可燃冰絕不是一件容易的事情。

目前,已發現的海底可燃冰多分布于環太平洋周邊、大西洋兩岸、印度洋北部、南極近海及北冰洋周邊,地中海、黑海、裡海等内陸海,貝加爾湖也有零星分布。陸域可燃冰主要分布于環北冰洋的高緯度凍土區,和我國青藏高原凍土區。我國的可燃冰主要分布于南海海域及青藏高原凍土區。

那麼,這些廣泛分布的可燃冰到底有多少呢?

根據國際科學界普遍引用的說法,全球可燃冰資源量約為2.1×1016立方米,相當于21萬億噸油當量,是全球煤、石油和天然氣中有機碳量總和的兩倍。單就海底可燃冰來說,科學家估計,其分布面積約為4000萬平方千米,占海洋總面積的10%。

在我國,可燃冰資源同樣豐富。除陸地凍土區外,我國南海可燃冰地質資源約為800億噸油當量。

可燃冰的“破冰大法”

在自然界中,可燃冰呈固态,但我們能像“搬磚”一樣将它們直接從海底搬上來嗎?答案是否定的。

因為可燃冰僅在低溫和高壓的狀态下才是穩定的。當失壓或溫度升高時,可燃冰的開采便會帶來許多問題。

首先是溫室效應。可燃冰的主要氣體成分是甲烷,它釋放引起的“溫室效應”比二氧化碳大10-20倍。如果隻是将其從海底一塊塊搬出,從海底到海面的運輸過程,甲烷便會揮發殆盡,也會引起比二氧化碳更厲害的“溫室效應”。

此外,還有“海底滑坡”的危險。由于可燃冰常作為沉積物的膠結物存在,可燃冰的形成和分解将影響沉積物的強度,進而誘發海底滑坡等地質災害發生。

因此,可燃冰開采的有序性、可控性正是開采的難點所在。

經過幾十年的研究,國際上已形成幾種海域可燃冰的“破冰大法”,包括降壓法、熱激化法、注入劑法等。

降壓法,即通過降低可燃冰儲層壓力,促使可燃冰分解,釋放天然氣。熱激化法,即對可燃冰儲層注入能量使其升溫,破壞其穩定狀态,釋放天然氣。注入劑法,即将化學試劑注入可燃冰儲層内,破壞其平衡條件,釋放天然氣。其中,降壓法因其産氣效率高、經濟成本較低而成為主要方法。

為什麼不挖可燃冰(自然課堂開講了)5

雙火炬航拍圖

2017年5月18日,我國首次海域天然氣水合物(可燃冰)試采成功。這是我國首次,也是世界首次成功實現資源量占全球90%以上、開發難度最大的泥質粉砂型天然氣水合物安全可控開采。

今天,我國海域天然氣水合物試采再傳捷報!本次試采,在水深1225米的南海神狐海域,創造了“産氣總量86.14萬立方米,日均産氣量2.87萬立方米”兩項新世界紀錄,攻克了深海淺軟地層水平井鑽采核心技術,實現從“探索性試采”向“試驗性試采”的重大跨越!

在此,讓我們為試采團隊鼓掌吧!

文字:李卓聰

制圖:李鴻

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