關於可燃冰,100升跑5萬公裡是假的!為人類移民宇宙爭取更多的時間才是真的!!

2021-01-16 LNG行業信息

日前,中國率先實現「在海域可燃冰試開採中連續穩定產氣」。這一進展也成為近期最火的新聞。



然而,有媒體在對新聞的初期解讀中,出現了一些錯誤,而且這些錯誤廣泛流傳。同時,對可燃冰穩定開採的意義,大多數解讀都說得不夠透徹。譬如:


5萬公裡?

在關於可燃冰的報導中,最大的烏龍是這樣一種說法:「可燃冰的最大特點就是能量密度高。它佔用體積小,卻蘊含大量能量。舉個例子,一輛使用天然氣為燃料的汽車,一次加100升天然氣能跑300公裡的話,那麼加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公裡。」

呃,5萬公裡是什麼概念?!這意味著每百公裡只需要0.2升的可燃冰,而汽油車的百公裡油耗一般在10升的量級,也就是說,可燃冰的單位體積能量密度大約是汽油的50倍?

但知道可燃冰是什麼的人,立刻就會發現,這太離譜了

可燃冰的化學結構是「甲烷水合物」,即「甲烷分子」被一個一個地包在水分子組成的籠子之中。如圖:


在一定條件下,籠子的組成是固定的,因此「甲烷水合物」是一種定比化合物(就是說,「甲烷分子」和水分子的比例是固定的),而不是溶液或者固溶體。

用初中化學的語言說,這是一種純淨物,而不是甲烷和水的混合物。(敲黑板!)就像「五水合硫酸銅」CuSO4·5H2O是一種純淨物,而不是混合物,其中硫酸銅和水的比例必然是1:5。與之對照,硫酸銅水溶液卻是混合物,因為其中硫酸銅和水的比例可以在一定範圍內取任何值。

當然,在海底,甲烷水合物這種純淨物又跟泥沙混合在一起,這也增大了開採的難度。

所以新華社的報導會強調:「中國此次試採可燃冰成功,也是世界首次成功實現資源量佔全球90%以上、開發難度最大的泥質粉砂型天然氣水合物安全可控開採。」 

更具體地說,依溫度、壓強等條件不同,包裹「甲烷分子」的水分子籠分為幾種,稱為I型、II型、III型等等。甲烷和水的分子數之比,在I型水合物中為8:46,II型為24:136,H型為6:34,總之都接近1:6。

如果100升汽油能讓汽車跑1000公裡,那麼100升可燃冰就可以讓汽車跑170公裡,四捨五入可以說200公裡。這比5萬公裡少了兩個數量級!

算完正確的數值,我們試圖推理:這倒黴催的5萬公裡是怎麼算出來的?

我估計,原因在於這個說法:「可燃冰就像《變形金剛》中機器人爭奪的『能量塊』,佔用體積小,蘊含的能量卻不可估量。事實上,1立方米可燃冰可以分解釋放出160立方米以上的天然氣。」

天真的小編就把300公裡乘以160,得到48000公裡,四捨五入,bingo!

5萬公裡出爐。

總而言之,可燃冰不是高爆炸藥,更不是核燃料,它的能量密度並不很高,無論以質量計還是以體積計,都只是汽油的幾分之一。如果說可燃冰好比能量塊,那也是品位不太高的能量塊,不可能是變形金剛最愛吃的那種,只能算是「無魚蝦也好」。如果擎天柱、威震天直接喝汽油,他們會開心得多。


「領跑全球」是自欺欺人?

為黑而黑不可取

5萬公裡是一個許多人都能看出來的錯誤,令人遺憾的是,這個錯誤助長了另外一個方向的輿論:認為中國這次試採完全沒有意義,甚至是自欺欺人。

例如這樣的說法:

「轉一位專家的點評:看了關於我國可燃冰試採成功的報導,感到有必要在圈裡普及一下有關可燃冰開採的基本常識。因為此次媒體報導中有些是誤導性的信息。比如媒體報導的標題『歷史性突破!中國首次海域可燃冰試採成功,領跑全球』就帶有很多的誤導信息。

說是歷史性突破,是可以的。因為在中國歷史上確實是第一次試採可燃冰(其實我們在2008年就專門進行過可燃冰鑽探,取了樣並可點燃,但沒試採)。但說是試採成功,就帶有很大程度的誤導性。如果僅僅說把水合物中的氣採出來了,就叫試採成功,也無可厚非,但這只是自說自話。因為這與國際上公認的試採成功的技術和標準根本不是一回事。

我們所看到的宣傳資料中沒有任何技術上的突破。無論是鑽井技術和採氣技術都是常規技術。鑽井船也是常規深海鑽井船。只不過是在適應水深和鑽井深度上有所突破,但這與可燃冰開採沒有關係。也就是說鑽井船並不是為開採可燃冰特造的專用船,也沒有對開採可燃冰有特殊的技術設備和開採可燃冰專用裝置。總之,此次使用的鑽井技術,可燃冰開採技術和鑽井船舶裝備都是石油天然氣勘探開發的常規技術和裝備。這種用常規油氣勘探開發的技術和裝備來開採可燃冰全世界所有大石油公司都會幹,都能幹。

大家都知道中國是可燃冰理論研究也包括勘探開採技術研究的後來者。但是為什麼其他國家先行者們,那些國際大公司都不這樣來試呢?是因為誰都不敢用這種常規技術和生產方式來開採。他們必須要開發出特殊技術才敢開採。嚴格地說不僅是要有特殊開採技術,更難的是特殊的生態保護技術。

為什麼?因為可燃冰一般埋藏在海底500米以淺的地方。可燃冰的封存是靠溫度即靠零度以下的低溫結成冰而封存的。也就是說它不像我們常規的油氣田一樣在油氣層的上面有厚厚的蓋層,能把油和氣封住而不外溢。可燃冰上面沒有任何蓋層,只要溫度升高了,冰融化了,水合物中的甲烷氣就會從海底各處溢出來。

同時,可燃冰又像頁巖油/氣一樣是大面積連續分布在海底之下的。可以理解,隨著人類的開採活動,可燃冰開採層及周圍的溫度一定會上升。當溫度高於冰的熔點時,可燃冰就是真正的水合物了,其中的絕大部分甲烷氣體就不會順著我們常規採油的管道往外流,它可以不受限制的四處溢出。如果出現大面積海底甲烷氣溢出,就會是生態災難。

所以,可燃冰開採的真正技術難度不是如何能把氣開採出來,而是開採氣的同時不使溫度升高,不使甲烷氣從海底溢出。有什麼樣的技術可以把可燃冰融化後溢出的甲烷氣蓋在海底之下而不溢出海底呢?這就是為什麼至今世界沒有人去做我們現在做的這種實驗。因為沒有實質意義。即使稱為試採成功,也不敢用這種方式大規模開採。

如果說試採成功,僅僅表明該海域有可燃冰,並證實是可燃冰,還可以理解。否則就真的是忽悠社會,甚至誤導高層。明白了這一點,再看報導題目中的『領跑全球』就有點自欺欺人了。」

這個觀點令許多人感到困惑,但大多數人難以在技術層面判斷它的正誤,只得將信將疑地把它轉來轉去。

有一位地質學專家來正面剛了,他就是中國科學院地學部院士、中國科學技術大學和中國地質大學教授李曙光先生。

地球化學家、中國科學院院士李曙光院士


李曙光院士說:「看了這位專家的點評,有幾個問題提出來討論。

1.根據什麼說是用常規採油氣技術?

眾所周知可燃冰是固態,必需可控地局部將其分解為水和甲烷,才能以流體形式採出。難點在可控,不引發連鎖反應形成甲烷不可控洩漏的生態災難。

常規採油氣的對象都是流體,能解決這一技術問題嗎?從照片看,噴出的水和燃燒的甲烷,說明成功使可燃冰分解並採出,同時沒有造成不可控的大面積甲烷洩漏。

如果發生洩漏,現在天上有日本、美國、中國三顆碳衛星,逃不過它們的監測。這種可控的開採技術在研究初始階段能多控制一天也是了不起的進步,如同可控熱核反應延長几秒都是重大進展。

2.這位專家說國外不搞是怕技術不成熟引發災難,言外之意是我們不顧引發全球生態災難,一意孤行進行開採。那麼日本試採了6天怎麼說?

3. 當然,這次試採7天距商業性開採還有很長路要走,長時間開採還有很多技術問題要解決,萬裡長徵還只走了第一步,但這並不能否定該技術進步的意義和地位。」

其實,李曙光院士的解釋已經相當清晰了,可燃冰的儲量絕大部分在海底,只有極少部分在陸地上(主要是凍土帶),而且又是固體,所以開採非常不易,這是利用它所面臨的最大瓶頸。

可想而知,從地下開採氣體、液體是相對容易的,開採固體卻十分困難。你用什麼方法把固體傳送上來?會不會堵塞管道?如何防止傳輸過程中天然氣洩漏?都是令人頭疼的問題。

這次中國之所以取得突破,就是因為把開採固體變成了開採氣體,在原位通過降壓把水合物中的甲烷釋放出來,直接採甲烷,同時整個過程都保持可控,沒有引發海底甲烷洩漏。

前引文中的那位專家認為中國是採用最沒有技術含量的手段(升溫)把甲烷取出來的,完全不顧洩漏的危險,然後認為這種做法別的國家也會,只是人家對環境負責沒這麼做。問題在於,中國這次試採的技術含量沒有這位專家理解的這麼低。

可燃冰的意義不止於此,還可以有更多更宏觀的觀察。

首先,這件事可以和2016年中國發射「墨子號」量子科學實驗衛星放在一起看。量子衛星的發射標誌著量子通信進入產業化,這是中國自近代以來第一次開創一個新的產業。中國在通信、高鐵等領域做到世界第一,固然很了不起,但這些領域畢竟是別的國家開創的,我們是後來者。


只有量子通信,是中國率先開創的產業。現在又可以加上可燃冰開採了,這成為中國自近代以來開創的第二個產業

其次,國家之間的比較仍然不足以表示可燃冰開採的重要性。可燃冰開採真正的意義,在於給人類「續命」。說得具體一點,是為人類移民宇宙爭取更多的時間。


從長遠來看,地球的資源總是有限的。人類必須移民到其他星球去,才能有廣闊的前途,否則困在地球上的結局,就會像一些太平洋上的孤島一樣,陷入資源耗盡、文明退化的絕境。在宇宙尺度上,地球只不過是一個大一些的復活節島而已!

為了衝出地球,移民宇宙,唯一可行的能源是可控核聚變。人類能夠用來開發可控核聚變的時間並不是無限的,而是有一個時間窗口,到化石能源耗盡為止。人類不能陶醉在小清新情緒中悠遊歲月,需要有緊迫感了!

可燃冰仍然是一種化石能源,不過由於其儲量巨大,可望把這個時間窗口拓展一段可觀的時間。人類一定要珍惜這次機會(可能是最後的機會),好好把握這個時間窗口,在化石能源耗盡之前衝出地球。

最後,需要注意到甲烷是一種溫室氣體,可燃冰開採存在一種最糟糕的可能性:對地層的擾動導致大量甲烷洩漏到大氣中,導致嚴重的溫室效應。

部分內容選自微信公眾號「中國科普博覽」(ID:kepubolan)





旨在分享,亦尊重版權,轉載文章都會註明來源,轉載稿件版權歸原作者或機構所有,如有侵權,請聯繫刪除。如果您喜歡,歡迎分享到朋友圈。如投稿,請聯繫QQ:2862915296




LNG摻假不用愁,點我進入解決!

這裡有LNG行業最專業的幾個QQ群,歡迎您的加入!

QQ群1:LNG課堂入門群 【603127163】

QQ群2:LNG上遊工廠碼頭 【 240204484】

QQ群3:LNG中遊運輸貿易 【291997669】

QQ群4:LNG下遊加氣站    【298460804】

QQ群5:LNG下遊-氣化站單供 【303970050】

QQ群6:中國LNG氣瓶群 【436784951】

QQ群7:煤改氣討論群【513804726】

QQ群8:中國LNG船舶交流群【143834261】

QQ群9:燃氣LNG分布式能源討論【 616168925】

歡迎各位業內人士加群探討交流,如果喜歡請轉發此文!


相關焦點

  • 能源專家打臉央視:100升可燃冰最多讓汽車跑360km
    最近可燃冰火了,央視是這麼介紹可燃冰的——   可燃冰的最大特點就是能量密度非常高。舉個例子,一輛使用天然氣為燃料的汽車,如果一次加100升天然氣能跑300公裡的話,那麼加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公裡。
  • 可燃冰真的是冰嗎?能源新寵其實不神秘
    以鄰國日本為例,2013年率先在南海海槽進行海上試採,但因為出砂等技術問題失敗,而到了2017年4月日本又在同一海域進行了第二次試採,第一口試採井累計產氣3.5萬立方米,但僅過一個月再次因為出砂問題項目再次終止。那麼目前開採有哪些方式?實際開採需要面臨哪些難度呢?
  • 對汽車來說,可燃冰這副「春藥」還不宜過早服用
    說實話,可燃冰試開採成功並不是引起民眾興奮的G點,儘管這可能在未來對國家乃至世界的能源格局產生巨大影響。而真正令民眾興奮的是央視在新聞報導中提到:可燃冰所蘊含的能量巨大,1立方米「可燃冰」可以分解釋放出約160立方米以上的天然氣。以一輛使用天然氣為燃料的汽車為例,假設一次加100升天然氣能跑300公裡,那麼加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公裡!
  • 可燃冰何時能用在汽車上?專家:30年後再說吧!
    5月18日,有關部門在南海宣布,我國的可燃冰試採獲得成功,可燃冰所蘊含的能量巨大,以一輛使用天然氣為燃料的汽車為例,假設一次加100升天然氣能跑300公裡,那麼加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公裡!
  • 可燃冰利用還得等多久?
    此後有報導稱,以一輛使用天然氣為燃料的汽車為例,一次加100升天然氣能跑300公裡的話,那麼加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公裡。於是,「100升可燃冰可支持汽車行駛5萬公裡」被諸多媒體和網友廣泛傳播。沒想到,多位能源專家學者對這一說法表示懷疑,其中,清華大學能源網際網路創新研究院政策研究室主任何繼江表示,對於上述說法「只能理解為這是一個開玩笑的資源評估方法,與現實毫無關係,很不科學。」
  • 中國南海試採可燃冰成功 開發利用是世界性難題?
    2017年5月22日訊,可燃冰!可燃冰!這些天,幾個大國相繼發出了有關可燃冰的消息。中國18日宣布在南海試採可燃冰成功。此前,美國於12日宣布正在墨西哥灣開展可燃冰鑽探研究,日本也於4日宣布從近海可燃冰中提取出了甲烷。
  • 不吹不黑,中國可燃冰開採真比外國強?
    中國的可燃冰這兩天成了網上很「燃」的一個話題。 本來是一個喜大普奔的消息,但後來陸續出現了「100升可燃冰能讓汽車跑5萬公裡」被闢謠、有人稱「日本幾年前就已成功開採可燃冰」等消息,讓很多吃瓜群眾陷入迷惑。 中國的可燃冰開採,真的比外國強嗎?可燃冰未來真的能替代煤炭和石油,成為我們生活中依賴的新能源嗎?
  • 可燃冰的投資啟示:如何從新能源的突破中獲「財」
    按照央視報導所舉的例子:一輛使用天然氣為燃料的汽車,一次加100升天然氣能跑300公裡,那麼加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公裡。當然這個算法只是理想中的,因為可燃冰只有在低溫高壓下才能維持固體狀態,相關技術還需突破,但是上述對比至少讓我們大致了解可燃冰的高熱值特徵。  關於可燃冰的消息一經發布便引起了A股市場的震動,相關概念股連續漲停。
  • 「燃冰汽車」可續航五萬公裡的想像與現實
    1m3可燃冰可分解出164m3的甲烷氣體和0.8 m3的水,甲烷的熱值為3.6×107 J/m3,也就是說一立方的可燃冰所能產生的熱能為164m3×3.6×107 J/m3=5.9×109J,能量密度極高。 那麼,有很多人會想了,可燃冰能量密度這麼高,做汽車燃料如何?畢竟天然氣汽車早已不是什麼新生事物。
  • 可燃冰已試採6周!可燃冰真的是冰嗎?
    可燃冰已試採6周!可燃冰真的是冰嗎? 前不久國土資源部中國地質調查局在中國南海宣布,我國正在南海北部神狐海域進行的可燃冰試採獲得了成功,這也意味著我國成為全球第一個實現在海域連續穩定開採可燃冰產氣的國家。
  • 中國成功在海上試採可燃冰,是否代替煤炭???
    此外,可燃冰儲量巨大,所含有機碳資源總量相當於全球已知煤、石油和天然氣總量的兩倍,被國際公認為石油、天然氣的接替能源。  可燃冰體積雖然小,但蘊含的能量卻不可估量,1立方米「可燃冰」就可以分解釋放出160立方米以上的天然氣。
  • 中國首次試採海底可燃冰成功,成為世界首個實現穩定開採海洋超級能源的國家
    央視還舉了個例子:一輛使用天然氣為燃料的汽車,一次加100升天然氣能跑300公裡的話,那麼加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公裡!早在2013年時,我們的主要競爭對手日本就曾經嘗試開採可燃冰。當時雖然他們成功開採產氣,但6天之後,由於泥沙堵住了鑽井通道,他們的試採被迫停止,最終他們在6天的時間裡從可燃冰中提取了12萬方的天然氣。
  • 突然上頭條的可燃冰 你真的清楚它的來歷嗎?
    海域天然氣水合物試採簡介  可燃冰又稱氣冰、固體瓦斯,學名叫天然氣水合物,被譽為21世紀最理想的潛在替代能源,主要蘊藏於陸地永久凍土帶和海底全球海洋總面積90%的具備天然氣水合物生成條件。  隨著傳統油氣資源的枯竭,人類急需尋找新的可替代能源,天然氣水合物的發現無疑給人們帶來了新的希望。
  • 車加水就能跑?青年汽車龐青年:一升水跑一公裡
    青年汽車董事長龐青年:一升水跑一公裡) 「水氫車」現場啟動後未排出水青年汽車董事長龐青年稱海水、汙水都可當「水氫車」水源,技術值數百億;南陽否認投資40億
  • 科學自信|人類可燃冰在中國試採點火成功,中國科技創新機遇迎來...
    實際上中國科學家在能源危機的思慮中,在人類未來終極能源「人造小太陽」的研究同樣走在世界各國的前列,只不過遠水解不了近渴,可燃冰是解決人類近100年能源枯竭燃眉之急的替代品,當年只能解決一兩百年的燃眉之急。未來附人造太陽之外,還需要了現其它的能源。圖示:終級能源「核聚變人造太陽」與石油替代能源「可燃冰」可然直接作為燃燒能源,比如熱電應用,生火做飯,肯定可以簡單加工即可。
  • 可燃冰試採成功意味著什麼?什麼時間試採成功的?附官方最新消息
    可燃冰指的是天然氣水合物,是分布於深海沉積物或陸域的永久凍土中,由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。近日,自然資源部日前宣布可燃冰試採成功。那可燃冰試採成功意味著什麼?什麼時間試採成功的呢?一、可燃冰試採成功意味著什麼?
  • 美國發現一顆宜居行星,距離地球100光年,星際移民或成為現實
    其實人類也意識到人口爆炸對地球的巨大影響,為了在地球生態崩潰之前尋找到新的家園,人類在幾十年的時間裡在宇宙中不斷的尋找類地行星,可是始終不到與地球相類似的星球,當然人類沒有放棄,為了能夠尋找新的家園,人類又向太空發射了太空望遠鏡,由於太空望遠鏡看到的距離更遠、更清晰,而且識別度更高,人類終於有了新的發現。
  • 斷臂跑神:要繞地球跑一圈,已經完成3萬6千公裡?
    今天,有跑步愛好者微博爆料:這位跑步大神,出生在夏威夷的Jason,他要繞地球跑一圈,已經跑了3萬6千公裡,還差4000公裡。
  • 人類徒步走完一光年需要多久,可能要等到天荒地老才行
    人類正常步行的速度約每小時5公裡,我們可以算一下,步行走完6378千米需要1275個小時,大約是53天,也就不到兩個月的時間。而走完4萬多千米,則需要8000多個小時,也就是大約333多天。當然,以上是一天24小時滿狀態不停行走,事實上,我們一天能夠用來行走的時間並不多,大部分的時間需要休息吃飯。