开采可燃冰会有哪些问题? “可燃冰”为什么没有得到大规模开发?

1810年,英国科学家戴维首次在实验室里合成出了“可燃冰”,这种能够燃烧的“冰”颠覆了人们的认知。从此之后,一条能源的新出路出现在了各国面前。

开采可燃冰会有哪些问题? “可燃冰”为什么没有得到大规模开发?

可燃冰被公认为石油、天然气的接替能源,被称为能够满足人类使用1000 年的新能源,具有广阔的开发前景。

那么,风靡一时的可燃冰为何在现在很少被人提及呢?难道可燃冰只是不切实际的幻想吗?接下来,就让我们一起来看看其中的奥秘吧!

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01:关于“可燃冰”

可燃冰又称“固体瓦斯”,分布在很深的海底,在陆地上的永久冻土中也有分布。可燃冰是天然气和水在高压低温条件下形成的笼状结晶,它的外观看起来很像松散的冰或者致密的雪,一旦遇到火就能够燃烧。

1 立方米的天然气水合物分解后可生成约164~180 立方米天然气,相当于10倍密度的煤矿,可见可燃冰的燃烧值极高。而且可燃冰还是清洁无污染的,因此被认为是尚未开发的大型清洁能源。

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世界上已经有超过40个国家都在尽力研发技术,想早早地在可燃冰领域留下立足之地。

世界上最早开采可燃冰的是美国,而且美国的一位科学家卡文顿曾预测,全球的冻土和海洋中“可燃冰”的储量在3 114万亿立方米到763亿亿立方米,这个数据是多么庞大。

到目前为止,世界上已发现的海底“可燃冰”主要分布区有大西洋海域、西太平洋海域、东太平洋海域、印度洋的阿曼海湾,南极的罗斯海和威德尔海,北极的巴伦支海和波弗特海,以及大陆内的黑海与里海等。

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可燃冰的储量如此巨大,着实吸引着世界各国,然而这块“蛋糕”不是谁都能吃的,如今能够有技术开采深海的国家屈指可数。

那么,开采可燃冰会存在哪些困难和问题呢?让我们接着往下看。

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02:开采可燃冰会有哪些问题?

1、 可燃冰开采可能导致大量温室气体排放,加剧温室效应,进而污染大气环境。

可燃冰的主要成分甲烷,甲烷产生的温室效应比二氧化碳还要大得多,约有20 倍,而全球海底可燃冰中的甲烷总量约为地球大气中甲烷总量的 3 000 倍。

所以可以想象,如果海底的可燃冰中的甲烷气体逃逸到了外部的大气中,这将是很可怕的,后果也是严重的。

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这里可能会有人说不让甲烷逃逸就行了。其实,这个难度非常大,因为可燃冰很不稳定,在常温、常压环境下很轻松就分解

有研究还表明,可燃冰矿藏哪怕仅仅受到一个很小的破坏,都会有大量的甲烷气体溢出来。所以我国的院士倪维斗也曾说过,在开采可燃冰过程中,如果引起甲烷泄露,会加剧温室效应,且甲烷的危害要比二氧化碳厉害22倍

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2、 开采可燃冰还可能引发地质灾害,导致海底滑坡,产生连锁反应。

在前面说过,可燃冰像一种胶结构,所以可燃冰能够维持海底的沉积物,也就是对海底有着一个固定土壤的作用。

所以,当开采可燃冰之后,可燃冰的消失和减少会削弱海底的地面强度,进而引发海底滑坡等地质灾害。

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比如有一个真实的案例,英国地质学家认为,造成百慕大海域经常出现沉船、坠机事件的主要原因就是海底可燃冰产生的气泡作用

如果海底发生地震,被埋藏在海底的可燃冰就会泄露。甲烷迅速气化,使海水失去原来的浮力,所以船就会沉人海底。除此之外,飞出去的甲烷气体若遇到飞机灼热的发动机,就会燃烧爆炸,坠机也就不可避免了。

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如果海底软化,出现大规模的海底滑坡那么海底的电缆,海面上的石油钻井平台等都会受到巨大影响。可见开采可燃冰并不简单,困难和风险并存。

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3、目前技术条件下开采成本过高。

目前主要有减压法、热激化法和注入剂法3种,缺乏切实可行、系统配套的开发利用技术。而开采的难点就在于难以保证开采过程中井底的稳定、不引发甲烷气体泄露和温室效应,还要考虑可燃冰的储存和运输问题

这些问题每一个都极具难度,所以目前世界上还没有哪个国家可以对可燃冰进行较大规模的开采。所以,尽快开展室内外“可燃冰”分解、合成方法和钻采方法的研究工作刻不容缓。

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03:我国可燃冰开采的进展

我国着手天然气水合物勘察研究较发达国家晚了近20年,目前仍有5~7年的技术差距,但我国对于开发应用“后石油时代”的新型清洁能源十分重视。

目前,我国已形成由863计划项目、973项目及三大石油公司的勘查项目组成的立体、多层次的勘查投入体系

特别地,在2007年,我国首个可燃冰钻探航次在南海神狐海域珠江口盆地进行,成功获得可燃冰样品,标志着步人世界先进行列。在2017年,中国在南海北部神狐海域进行的首次可燃冰试采并获得圆满成功。

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写在最后

虽然我们起步时间晚,但正因如此,可燃冰在我国显得更“年轻”,我们要对未来可燃冰开采表现出信心。

虽然开采难度大,但是我们的科学家们以只争朝夕精神,深人钻研技术,取得了丰硕成果。我们有理由相信,向“可燃冰时代”迈进不是幻想,而是看得见、摸得着的事实。

可燃冰一度被认为是石油的完美替代品,为什么现在很少提及?

一、什么是“可燃冰”?

“可燃冰”是一种天然气水合物,是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,因其外观像冰,遇火即燃,因此被称为“可燃冰”、“固体瓦斯”和“气冰”。

从“可燃冰”的成分上讲,它与人类目前大规模使用的“天然气”并没有什么区别,“可燃冰”也只能取代天然气作为气体燃料使用,不可能“完美替代”石油。

二、“可燃冰”为什么没有得到大规模开发?

原因很简单:

1、开发难度大

“可燃冰”要么存在于冻土带,要么存在于海底大陆架上,都是大型机械工程非常难开发的环境。即便“可燃冰”的蕴藏量很丰富,但如果开发成本高于目前的石油、天然气,那么在经济学上,它也会变得没有开发意义。

就好像海水淡化的道理一样,大海存在大量的水,但要把海水淡出,成本是很高的,目前很多濒海国家缺水的问题并不能通过大规模的海水淡化处理来解决。

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2、开发会破坏生态环境

尤其是冻土带的生态环境非常脆弱,一旦被大规模的人类活动干扰,很多年都无法恢复。另外科学家普遍认为地球的冻土带会有很多“休眠”的远古细菌、病毒,一旦人类大规模进入冻土带开工,会给人类社会带来不可预知的生态灾难。

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3、开发“可燃冰”与目前各国限制温室气体排放的共识有冲突。

目前地球各个国家罕见的达成了共识,为了降低地球不断升温的危险,世界各国有必要限制“温室气体”的排放。而“可燃冰”的主要成分是“甲烷”,它是一种比二氧化碳“温室效应更强”的气体。

一旦大规模开采“可燃冰”,那么必然造成地壳大量的甲烷逃逸到大气层,对地球造成影响!

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