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南海可燃冰——第173个矿种
2019-03-15| 编辑: | 【 】【打印】【关闭
 
2017年5月18日,国土资源部中国地质调查局宣布,我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。2017年11月3日,国务院正式批准将天然气水合物列为新矿种,成为我国第173个矿种。
什么是可燃冰?

我国首次成功试开采可燃冰,这也标志着我国可燃冰的勘探工作进入了一个崭新的发展阶段,甚至有望改变全球能源供应格局。可燃冰是如此至关重要的战略能源,那么它到底长什么样?顾名思义,“可燃冰”大概看起来像一种冰,那为何它又可以燃烧呢?

可燃冰,也就是我们所说的天然气水合物(主要成分是甲烷),就是由天然气和水在高压低温的条件下形成的类冰状的结晶化合物。可燃冰主要分布在深海沉积物和陆源的永久冻土中。从外形上看上去,可燃冰就像是白色或浅灰色的冰雪晶体。这时候如果有火源,它就可以像固体酒精一样被点燃,所以被称为“可燃冰”。


可燃冰的化学式为CH4 ?8H2O,在低温、高压的环境下,水分子之间会通过氢键的化学键相互连接形成了一个像五边形魔方一样的笼子,而这个笼子里关着的,就是甲烷乙烷等等可燃性的气体。 


可燃冰不像一般的化石燃料,它燃烧主要产生的是二氧化碳气体,是一种清洁能源。可燃冰还具有热值高,分布广泛,储量高等特点。


开采方法

既然可燃冰这么环保,那我们怎么才能把他们开采出来呢?传统的方法有很多种,比如热激发开采法,减压开采法,化学试剂注入开采法等,下面我给大家介绍两种新的开采方法,分别是CO2置换法和固体开采法。

CO2置换开采法。这种方法首先由日本研究者提出,该方法依据的仍然是天然气水合物稳定带的压力条件。在一定的温度条件下,天然气水合物保持稳定需要的压力比CO2水合物更高。因此在某一特定的压力范围内,天然气水合物会分解,而CO2水合物则易于形成并保持稳定。如果此时向天然气水合物藏内注入CO2气体,CO2气体就可能与天然气水合物分解出的水生成CO2水合物。这种作用释放出的热量可使天然气水合物的分解反应得以持续地进行下去。

固体开采法。固体开采法最初是直接采集海底固态天然气水合物,将天然气水合物拖至浅水区进行控制性分解。这种方法进而演化为混合开采法或称矿泥浆开采法。该方法的具体步骤是,首先促使天然气水合物在原地分解为气液混合相,采集混有气、液、固体水合物的混合泥浆,然后将这种混合泥浆导入海面作业船或生产平台进行处理,促使天然气水合物彻底分解,从而获取天然气。所有的这些开采方法都需要保证可燃冰的稳定和甲烷的无泄漏。

发展前景

可燃冰是未来很有潜力的重要矿物燃料来源。然而,怎么才能大规模开采,且商业化共享可燃冰能源呢?

首先,我们要找到可燃冰,了解其具体分布和储量,通过耗时又耗力的地球物理地球化学等手段大范围搜索。

其次,即使寻找到可燃冰的大致范围,无法成功稳定高效率地取样,也是前功尽弃。取得低温高压等特殊情况下才能成型的可燃冰样品,必须使用配套的低温、高压技术,开采海洋可燃冰的取样器,技术仍被外国垄断,咱们的海上取样,目前都是租用外国的设备。

第三,可燃冰的主要成分是甲烷,一旦开采不慎,可能会造成甲烷的大量泄漏,地球历史上就存在甲烷爆发造成生物大灭绝的时期。甲烷对温室效应的影响,更甚于二氧化碳,为了避免对全球变暖的加剧,可燃冰的开采也需小心论证,做好前期科研工作,缓慢而安全地进行开采。

需要知道的是,目前可燃冰的开采风险和成本都较高,只能试探性进行开采,而不能大面积进行商业开采。可燃冰是否可以作为新能源,作为能源紧缺情况下的一根救命稻草,目前看还是有待论证的。

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。




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