這種「冰」,不但可燃燒無汙染,而且熱量高,就是獲取難度大

2021-01-13 一起認識海洋吧

這種"冰",不但可燃燒無汙染,而且熱量高,就是獲取難度大。

這就是我們所說海底天然氣水合物。

海底天然氣水合物又稱「甲烷水合物」、「可燃冰」、「固體瓦斯」或「氣冰」,是由天然氣與水在高壓(1~9mPa)低溫(-10~28℃)條件下形成的類似冰狀的結晶物質,這種物質廣泛分布於海底和大陸高緯度地區的動土地帶。

從分子結構看,甲烷分子是被水分子包裹住的,但是在天然氣水合物中甲烷的含量通常都在80%~99.9%,從而可以看出,它是一種清潔高效能源,1立方米的天然氣水合物分解後可生成164-180立方米的天然氣,其燃燒排放的汙染物一般比煤、石油、天然氣都要低很多。

可燃冰不但是清潔能源,而且蘊含的能量也非常高。如果一輛使用天然氣為燃料的汽車,一次加100升天然氣能跑300千米的話,那麼加相同體積的可燃冰,該輛汽車能跑5萬千米。

天然氣水合物的儲量極為豐富,據估計,它的資源儲量是世界上已知煤、石油、天然氣總量的兩倍,可供人類使用1000年,世界上許多國家都將其視為未來石油天然氣等替代能源。

海底天然氣水合物的形成

可燃冰是天然氣和水在高壓低溫的條件下形成的類似冰的結晶化合物,從而可以看出其形成條件主要有充足的烴類氣體來源,適當的溫度、壓力和地質構造。放眼全球海域,約有1/10的海洋具備形成海底天然氣水合物的條件。

天然氣水合物的分布

主要分布在邊緣海和內陸海的陸坡、島坡、水下高原,尤其是那些與泥火山,熱水運動,鹽、泥底闢及大型構造斷裂有關的海盆中。據有關專家估算,僅在水深為200-3000米的海底區域,海底天然氣水合物中甲烷資源量就超過2億億立方米。

國際研究進展

1963年,科學家在西伯利亞油氣田首次發現天然氣水合物。20世紀70年代初期,美國在阿拉斯加北坡的普拉德霍灣採出第一個水合物樣品,使人們認識到海洋中也存在天然氣水合物,隨後開展了更深入的研究。2003年,美國與該地區實施了一項引人注目的天然氣水合物試採研究項目。

目前世界上至少30多個國家參與了海底天然氣水合物的研究與勘探,美國、日本等發達國家的研究走在世界前列。

2006年,日本在新潟縣附近海域發現東亞第一個海底天然氣水合物區,後來又在南海海槽發現並鑽取到實物樣品。2013年成功從愛知縣附近深海可燃冰層中提取出甲烷,使其成為世界上首個掌握海底可燃冰採掘技術的的國家。

我國研究進展

我國天然氣水合物資源調查與評價工作起步晚。1995年起原地質礦產部開始天然氣水合物前期研究。1999年,國土資源部正式啟動天然氣水合物資源調查,整合了國內各方面優勢力量,經多年努力,於2007年5月在我國南海北部神狐海域首鑽獲天然氣水合物實物巖心。中國成為繼美國、日本、印度之後,第四個通過實施國家計劃成功取得海底天然氣水合物樣品的國家。

2013年我國海洋地質科技人員在廣東沿海珠江口盆地東部海域首次鑽獲高純度天然氣水合物樣品並通過鑽探獲得可觀控制儲量。

2015年在神狐海域,我國再次鑽探發現超千億立方米級水合物礦藏,鑽探區天然氣控制資源量超過1500億立方米。

2017年5月18日在南海神狐海域,我國海域天然氣水合物試採成功。此次試採成功,不僅表明我國天然氣水合物勘查和開發的核心技術得到驗證,也標誌著我國在這一領域的綜合實力達到世界頂尖水平。2017年11月16日,經國務院批准,天然氣水合物成為我國第173個床種,可燃冰的法律地位從此正式確立。

雖然可燃冰的蘊藏量巨大,而且是清潔能源,可是都埋藏於海底,開採難度非常大。而且在開採時對海洋生態環境的影響不可估量,甚至引發海嘯等海洋災害。

海底水合物不穩定、一旦穩定條件被打破,引發水合物大範圍分解,將導致全球氣候發生巨大變化,促使全球變暖,改變生態系統。

天然氣水合物主要分布在大陸坡、島坡、邊緣盆地和深水盆地等淺層沉積物中,受穩壓條件的影響其賦存狀態容易發生變化,一旦開發打破其平穩狀態,容易導致大規模海底滑坡災害。

因此,可燃冰的商業開採面臨諸多難題,需要攻克,短期內還難以實現。不過隨著科學技術的發展,可燃冰將來一定會成為人類最主要的能源。

參考資料

楊國楨等.中國海洋資源空間.2019.

中國海洋發展報告.2019.

影響歷史的100海洋事件.

南海深水地質災害.2019.

中國海洋科學概論.2018.

海洋地質學.2018.

相關焦點

  • 會燃燒的「冰」
    如果有人告訴你,「冰」也能燃燒,你相信嗎?有一種「冰」,真的能燃燒,而且這種「冰」現在越來越火,這就是可燃冰。  可燃冰其實並不是冰,而是在低溫高壓下由水與氣體分子組成的類冰狀籠形固體化合物。它有個更為專業的名字——天然氣水合物。  可燃冰的密度比水的密度低,為0.905~0.91g/cm3。所以,如果暴露在海水中,可燃冰會上浮。
  • 上海交大教授:沒有火的燃燒 讓有機垃圾變成無汙染的寶
    上海交大教授:沒有火的燃燒 讓有機垃圾變成無汙染的寶 原標題:   央廣網上海6月5日消息(記者吳善陽)暑氣漸升,夏天到了,生活垃圾的處理隨著氣溫的上升逐漸成為一個大問題,而生活垃圾處理得不好,將極大影響大型城市風貌。
  • 易燃燃料和燃料電池的特性,燃燒放出的熱量大,不會產生有害氣體
    易燃燃料和燃料電池的特性,燃燒放出的熱量大,不會產生有害氣體。關於燃料你有沒有什麼新奇的想法呢,不妨跟著小編一起來看看吧。1988年、我國生產的一種固體燃料,是用工業下腳料鋸末、秸稈、酒渣等做原料,先把它們燒成木炭狀,然後加入一些叫做六亞甲基四胺的化學物質製成的。這種燃料用火柴一點就著,因此被稱為易燃燃料。
  • 從銷售實體店到「滑板公園」,燃燒冰希望中國滑板文化能走出小眾
    從代理國內外的滑板品牌起步,到開發自有品牌,再到2015年五月在馬甸橋華尊大廈B1層開闢出一個佔地面積1800平米的室內滑板場「燃燒冰滑板公園」,楊子在十幾年的時間內讓「燃燒冰」成為北京滑板愛好者心中頗具影響力的標識與品牌。「主要還是以實體銷售帶動場地運營。前者是基礎。」
  • 「冰」還能燃燒?一起來看看「可燃冰」的奧妙
    新華社青島5月28日電(記者張旭東)18日,中國宣布對南海可燃冰試採實現連續187個小時穩定產氣,這是全球首次對資源量佔全球90%以上、開發難度最大的泥質粉砂型儲層可燃冰成功試採,引發世界各國高度關注和積極評價。  最近可燃冰成了熱點「新聞人物」,那麼到底什麼是可燃冰?有哪些價值?勘探開採有哪些難點?什麼時候我們日常生活中才能用上可燃冰?
  • 盤點賽爾號獲取最耗時的幾隻精靈 不但看精靈配置還要看臉白不白
    賽爾號除開15年的黑暗時代幾乎有點強度的精靈幾乎都是無解級別的強之外,之後的精靈活動難度都是比較友好的額,起碼不至於說強到無解的地步,然而有幾位精靈的獲取難度雖然不高,但是耗時極長,因為想要拿到他們不僅僅需要不錯的精靈配置而且還要看臉。
  • 「冰」還能燃燒?一起來看看「可燃冰」的奧妙吧
    新華社青島5月28日電(記者張旭東)18日,中國宣布對南海可燃冰試採實現連續187個小時穩定產氣,這是全球首次對資源量佔全球90%以上、開發難度最大的泥質粉砂型儲層可燃冰成功試採,引發世界各國高度關注和積極評價。  最近可燃冰成了熱點「新聞人物」,那麼到底什麼是可燃冰?有哪些價值?勘探開採有哪些難點?
  • 我國哪些地區有這種資源,總儲量能有多少?
    從上世紀60年代開始,世界上一些國家的科學家們,在西伯利亞永久和南極洲永久凍土帶和海洋底部發現了一種「天然氣水的混合晶體」,由於其外觀類似水冰,而且可以燃燒,所以將其命名為「可燃冰」。在我國本土首次發現「可燃冰」的時間為2008年,發現地點位於青海省天峻縣祁連山南麓的永久凍土帶中。
  • 可燃冰真的是冰嗎?能源新寵其實不神秘
    可燃冰是一種很好的清潔能源可燃冰真的是冰嗎?其實並不是,只不過是因為它有一個類似冰狀形態的外觀,又具有燃燒的特性,才獲得了這樣一個形象的名字,可燃冰中甲烷(大家家裡使用的天然氣的主要成分)的含量高達80%-99.9%,燃燒後產生水和二氧化碳,是一種非常清潔環保的能源,化學方程式如下:CH4+8H2O+ 2O2== CO2+ 10H2O(反應條件為「點燃」)。
  • 保定批發B品三元鋰電芯加工廠家產品無汙染,高回報
    保定批發B品三元鋰電芯加工廠家產品無汙染,高回報   保定批發B品三元鋰電芯加工廠家產品無汙染,高回報    鋰電池的失效原因並不總能與失效一一對應,存在「一對多」、「多對一」和「多對多」的聯繫。
  • 都說太陽是燃燒著的大火球,那麼在真空中太陽靠什麼燃燒?
    都說太陽是燃燒著的大火球,然後你又說燃燒需要氧氣一類的助燃物,我的理解來講太空應該是真空的吧?不要說氧氣了,好像是什麼氣體都沒有,那太陽靠什麼燃燒?咱們先來說說你這個問題的前半段。首先我們要說絕對的真空是一種理想的狀態,在現實當中幾乎是不存在的。那麼宇宙當中它有很稀薄的氣體,只是這種氣體的成分與地球上的空氣不同。
  • 為什麼「冰」也可以燃燒? 海底怎麼會形成「可燃冰」?
    為什麼「冰」也可以燃燒? 海底怎麼會形成「可燃冰」?時間:2017-07-15 13:41   來源:科普中國網   責任編輯:沫朵 川北在線核心提示:原標題:為什麼冰也可以燃燒? 海底怎麼會形成可燃冰? 如果說水火不相容的話,那麼冰火就更不相容了。
  • 用激情書寫燃燒的冰
    近期出版的長篇報告文學《燃燒的冰:我國首次海域可燃冰試採成功紀實》(以下簡稱《燃燒的冰》),全景式地呈現可燃冰開採臺前幕後的感人故事。在普通人眼裡,可燃冰是神秘莫測的,這種新能源學名叫天然氣水合物,它是甲烷和水分子在低溫高壓的情況下,形成的籠狀結晶化合物。一般分布在大陸永久凍土、海洋中。可燃冰具有燃燒值高、清潔無汙染、能量密度高、資源潛力巨大等特點。據估算,可燃冰的資源量相當於全球已知煤、石油和天然氣總儲量的兩倍,被譽為21世紀最具替代石油、煤等傳統能源的新型能源。
  • 能量回收系統該下崗了:「黝銅」可將熱量高效轉換為電能
    人們都知道內燃發動機的做功效率優先,而儲存在汽油中的大部分能量也隨著燃燒產生的熱量而大量流失了,再加上發動機零部件之間因摩擦而損失掉的能量,因此能達到38%的能源利用率已經是最好的結果了。不過如果我們能將這些熱量加以利用的話,那豈不是很爽?
  • 無汙染零排放儲量豐富 氫動力汽車解析
    以氫氣為汽車燃料這種說法剛出來時嚇人一跳,但事實上是有根據的。氫具有很高的能量密度,釋放的能量足以使汽車發動機運轉,而且氫與氧氣在燃料電池中發生化學反應只生成水,沒有汙染。因此,許多科學家預言,以氫為能源的燃料電池是21世紀汽車的核心技術,它對汽車工業的革命性意義,相當於微處理器對計算機業那樣重要。
  • 受驚可燃燒熱量!研究曝愛看恐怖片藏7大好處:就是有人喜歡被嚇
    1.驚嚇能燃燒卡路裡根據英國西敏寺大學(University of Westminster)的研究,邀請十個人觀看十部恐怖片,並觀測他們的心跳攝氧量和二氧化碳濃度。研究人員發現,在觀看經典恐怖片《鬼店》(The Shining)後,又跳又叫的組別總共消耗了近 200 大卡的熱量,相當於一個人走路40分鐘所消耗的熱量。
  • 10分鐘燃燒熱量比慢跑1小時還多?
    10分鐘燃燒的總熱量可堪比1小時的慢跑!如何更快地減肥?這個燃脂訓練動作,10分鐘燃燒熱量比慢跑1小時還多。如果你想要更快的燃脂速度,我們就需要儘可能地快!你可以去完成快跑,hiit等等的動作。而今天要跟大家分享就是衝刺跑!衝刺跑相比於慢跑有更高的燃脂速度!
  • 【網絡闢謠】冰的啤酒熱量會下降很多,可以放心喝
    流言:冰的啤酒熱量會下降很多,可以放心喝。 真相解讀:天熱時喜歡喝啤酒佐餐的人非常多,經常一喝就是一大扎。冰鎮啤酒配烤串更是夏天愉快標配,同時有人認為,啤酒在升溫過程中會消耗熱量,自身熱量會下降很多,因此,夏天喝啤酒不用擔心會長胖,真是這樣嗎?實際上,啤酒冰不冰,熱量的確有差異,但差異不大。首先,酒精本身是含熱量的,1克酒精含7千卡熱量。
  • 橡膠廠co催化燃燒東莞實體廠家產品的性能特點及應用
    全手操:這種燃燒方式是燃油或燃氣以固定的流量和空氣以固定的流量混合進行燃燒,主要分布在大慶、勝利、遼河、西部等各大油田,燃料主要以為主,部分為重油;這是一種只重燃燒效果不重運行費用和安全的燃燒方式,造成大量的能源浪費和安全事故;在市場經濟效益為主導的形勢下,這樣的燃燒系統逐漸被精明的用戶所放棄,例如:石油大學東營勝華煉油廠40T蒸汽鍋爐,經過嚴密的論證,決定採用先進的燃燒系統-進口油氣混合燃燒器。
  • 有這麼一種「冰」 它居然能燃燒
    如果說水火不相容的話,那麼冰火就更不相容了,然而海洋地質學家發現,在海底蘊藏著一種可以燃燒的「冰」,這聽起來似乎有點不可思議,「冰」怎麼可以燃燒呢?原來,這是與普通意義上的冰完全不同的「可燃冰」。它是一種天然氣水合物,其中的主要化學成分是一種可燃氣體——甲烷,所以它又被稱為甲烷水合物。