藏在海底的可燃冰

来源:舟山科普网   发布时间:2015-05-20 23:32:42 

一种可以用火柴点燃、像蜡烛一样燃烧的海底可燃冰可望成为21世纪替代煤、石油、天然气的新型能源。这种可燃冰的学名叫天然气水合物。

天然气水合物是一种由水分子和碳氢气体分子组成的结晶状固态简单化合物。天然气水合物外形如冰雪状,通常呈白色,其主要成分是甲烷与水分子( CH4·H2O),甲烷占80%-99.9%,可以直接点燃,因此又称之为“可燃冰”、“易燃冰”、“气冰”或“固体瓦斯”。充填甲烷的1立方米的可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水,其能量密度是煤和黑色页岩的10倍左右,而且在燃烧以后几乎不产生任何残渣或废弃物,污染比煤、石油、天然气等要小得多,是一种能量密度高的能源。

天然气水合物受其特殊的性质和形成时所需条件的限制,它分布于特定的地理位置和地质构造单元内。一般来说,除在高纬度地区出现的与永久冻土带相联系的天然气水合物之外,在海底发现的天然气水合物通常存在于水深300500米以下,其中大陆边缘大陆坡和内陆海及边缘海深水盆地是天然气水合物分布和富集的主要场所。

据国家海洋局第二海洋研究所的周怀阳教授介绍,由于受研究程度的限制,现在还很难确定地球上天然气水合物的绝对数量。虽然一些学者发表的天然气水合物资源量数据不尽相同,但是所有的数据都不约而同地表明,天然气水合物的资源潜力极大,远远超过传统的石油、天然气、煤和油页岩等能源储量的总和。这意味着天然气水合物有着巨大的资源潜力和商业价值。

现在在全世界范围内兴起了一股从海底开发天然气水合物新能源的热潮。日本、印度、美国、新西兰等国还制定了勘查和开发天然气水合物的国家计划以及获取浅层天然气水合物的钻井目标。虽然如何把天然气水合物作为能源使用,特别是如何解决天然气水合物的低成本开发技术问题,在目前仍是难以克服的障碍。

值得注意的是,可燃冰作为一种新能源虽具有开发应用前景,但甲烷是一种高效的温室效应气体,可燃冰的开采如果方法不当,释放出的甲烷扩散到大气中,会增强地球的温室效应,使地球变暧,导致地球上永久冻土和两极冰山融化。安全合理地开发可燃冰,必须同时考虑环境保护。日益增多的研究成果表明,由自然或人为因素所引起的温压变化,均可使水合物分解,造成海底滑坡、生物灭亡和气候变暖等环境灾害。

目前,天然气水合物的开采方法主要有热激化法、减压法和注入剂法三种。开发的最大难点是保证井底稳定,使甲烷气不泄漏、不引发温室效应。天然气水合物矿藏的最终确定必须通过钻探,其难度比常规海上油气钻探要大得多,一方面是水太深,另一方面由于天然气水合物遇减压会迅速分解,极易造成井喷。因而研究天然气水合物的钻采方法已迫在眉捷,尽快开展室内外天然气水合物分解、合成方法和钻采方法的研究工作刻不容缓,天然气水合物研究的未来仍面临着挑战。由此可见,“可燃冰”带给人类的不仅是新的希望,同样也有新的困难,只有合理的、科学的开发和利用,“可燃冰”才会真正的为人类造福。

中国和德国科学家在南海发现世界最大天然气水合物(俗称可燃冰)喷溢岩区的消息,让日益感受到能源紧缺的国人兴奋不已。

我国在天然气水合物方面的研究还处于刚刚起步的阶段。在我国开展海底天然气水合物的研究,特别是圈定我国海域天然气水合物资源的远景区、探明其资源量、监测和评估天然气水合物对海洋环境和海底工程的影响、预测灾害趋势以及研究并建立我国海底天然气水合物资源勘探开发的高新技术体系已成为我国资源和环境研究领域的当务之急。

Copyright © 2004-2021 hycfw.com Inc. All Rights Reserved. 山东海洋网络科技有限公司 版权所有
用微信扫描二维码
分享至好友和朋友圈
x