等於免費的新能源,1立方1分錢,可燃冰的前生今世

2020-12-10 光電科技君

近日好消息傳來,中國南海可燃冰開採第二次試驗圓滿成功,這是中國礦產發掘史上的新華章。此次可試驗又爆出新的世界紀錄,總氣量達到86.14萬立方米,接近百萬方燃氣噴湧而出,日均產氣量達到2.87萬立方米,這個發現無疑是對中國科研人員艱苦努力最大的回報。

消息之二是我國已經全面攻克了深海錢軟地層水平井鑽採核心技術,完成了探索性試採到試驗性試採的重大突破。其實,中國科研人員對南海可燃冰的探索由來已久,兩年之前曾經完成過第一次開採試驗,如今又再創輝煌,也牽動著中國人民的心跟著雀躍不已。

這意味著啥呢?我們使用可燃冰的新能源成為很快的現實,據介紹:一立方米可燃冰完全燃燒的熱值相當於164立方米的天然氣。按照2塊錢一立方天然氣,折合可燃冰也就1分2釐錢。

關於新能源大家有很多見解,有一個新能源大家可能已經遺忘了——可燃冰。可燃冰,學名「天然氣水合物」,是一種氣體分子和水分子在低溫高壓下形成的結晶物質,分解為氣體後,甲烷含量一般在80%以上,最高可達99.9%。

常看新聞的你們可能記得2017年的一則新聞——我們在珠海市東南320公裡的神湖海域,可燃冰試採作業區第一口井試採成功,這可能當時大家只是覺得這是咱們中國一向挺不錯的海洋勘測成就,但很快這則消息就被其他領域的獲得的突破性的消息淹沒了,這只能說咱們這些年進步實在太快,其實可燃冰的開採成功,這背後的意義很有可能顛覆世界能源的格局。

可燃冰有以下幾個優點:

可燃冰燃燒效率高

可燃冰的主要成分就是甲 烷和水的化合物,沼氣的主要成分就是甲烷。可燃冰再海底的壓力下,甲烷和水就結合成了那種從微觀上看是那種龍型的固態的結晶水合物,直接見火就能燃燒, 可以說是最理想的燃料能源了。

在自然界,Ⅰ型可燃冰最常見,Ⅱ型次之,H型較為罕見。我國南海北部的可燃冰以I型為主,甲烷含量最高達99.5%。祁連山凍土區的可燃冰以II型為主,甲烷含量為54%~76%,除甲烷外,還有乙烷、丙烷等其他烴類氣體。

可燃冰燃燒環保排放少

可燃冰燃燒的時候,相比較於煤和石油燃燒之後又是粉塵,又是氮化物,又是硫化物等,它很環保。另外可燃冰的能量密度也會非常高,是煤的10倍,一立方米可燃冰完全燃燒的熱值相當於164立方米的天然氣。

如果你昨天才剛剛交的天然氣費,差不多是2塊錢一立方米,計算一下約合每立方1分2釐錢,等於免費的新能源,所以你看可燃冰它有多大的價值?

可燃冰分布廣泛

可燃冰在地球上還非常多,分布得也非常廣泛 。可燃冰中有機碳的總含量是世界上所有煤炭、石油、天然氣總和的兩倍。長期來看,人類能源的未來肯定長期是可控核聚變,這些中國科學院和中國科技大學等都在研究,但是短期來看可燃冰也是非常具有競爭力的。

我國可燃冰資源儲存量相當於1000億噸石油,其中有800億噸在南海。勘探顯示,神狐海域有11個礦體、面積128平方公裡,資源儲存量相當於1.5億噸石油儲量。咱們國家南海北邊這一塊,可燃冰的儲量就達到了全國陸上石油總量的一半左右。

「我國可燃冰的儲量雖然多,但是橫向和世界其他國家比較起來也不算事特別多,比如一直背資源困擾的日本,可燃冰的資源也非常豐富,美國東西海岸兩邊儲量加一起還是比咱們有更大了,俄羅斯是北邊有北冰洋,還有大量的凍土區也肯定比咱們多,還有印度那麼長的海岸線,可燃冰也也不會少。

這裡還存在另外一個問題,就是可燃冰的開採難度,你雖然知道它在哪,但是你能不能開採到的,再這一點上就像開篇講到的,咱們國家最近的試採成功,還是有很大的意義的。」

可燃冰開採有點難

可燃冰的開採本身技術仍然很不成熟,一個原料能夠被廣泛應用,需要有合適的技術在可以接受的成本下被開採出來,如果開採成本太高,那麼這個原料是無法進入市場的。可燃冰因為形成條件限制都位於深海,深海開採本身面臨的技術難題就比較多,面臨壓力,腐蝕等等問題,降低投資和運行成本是很難。

目前可燃冰的開採研究還處於很早期的階段,雖然有一些可選用的技術方案,但是這些技術都處於考察階段,究竟是否可行還處於研究階段,更沒辦法對其經濟性做出完整的評價,同時開採本身的環境影響等等也缺乏足夠的數據來進行判斷。因為環境保護措施本身會影響到技術的最終選擇以及成本,所以在人們了解這些情況之前,可燃冰是很難進入商業開採的。

除了深海開採本身面臨的眾多技術問題之外,可燃冰開採對環境影響的最大問題就是開採過程中的洩漏控制問題。甲烷的溫室效應要比二氧化碳強很多,一旦發生大規模洩漏事件,對全球氣候變化的影響不容忽視,因此相關開採研究有很多都集中在洩漏控制上面。

2017年的第一次試採,連續22天的產氣過程當中,平均日產8350立方米,氣壓氣流穩定,開採過程當中,海底的地形也沒有變化,沒有引起地質災害,這在可燃冰的開採過程當中是非常難得的。

2020年的第二次實採,可以說是重大突破。可燃冰開採已經達到了「技術上可行」階段,但在實現「經濟上可行」,即民用化、商業化的徵程中還有一些障礙需要克服。主要是如何進一步降低開採和運輸成本、降低對礦藏周邊環境影響等。

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