【能源科普】之可燃冰

2021-02-15 西南石油大學SPE學生分會

(1)溫室氣體。「可燃冰」中甲烷的總量大致是大氣中甲烷數量的3 000倍。作為短期溫室氣體,甲烷產生的溫室效應是二氧化碳的13倍。有學者認為,在導致全球氣候變暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10~20倍。在開採過程中,如果引起「可燃冰」自動分解或外溢,一方面就會導致極地溫度、海水溫度和地層溫度升高,另一方面,陸斜坡穩定性降低,還可造成海底滑坡,海洋生態平衡遭到破壞,出現物種滅絕,造成生物礁退化。考慮到開發不當可能引發的環境災害,世界各國均採取了謹慎的態度和明智的做法。我國的態度也一樣,在沒有找到理想的開採方法前,絕不會進入到商業化開採階段。

(2)開採成本。根據美國和日本披露的數據,目前的「可燃冰」開採平均成本相當於天然氣的成本為每立方米1美元以上。原因除了勘探規模太小,沒有形成規模效應外,勘探「可燃冰」所需的運輸工程費用都很高。

(3)開發利用技術。儘快開展室內外「可燃冰」分解、合成方法和鑽採方法的研究工作刻不容緩。國內外常見開採技術主要包括注熱開採法,降壓開採法,化學劑開採法以及幾種開採方式相結合的開採方法。從各國進行的試驗性開採看,這些方法推廣價值不大,不適合大規模作業。令人稍感欣慰的是,近年來,日本美國等國家在開採方案上取得了重大進步,日本提出了分子控制的開採方法,其技術水平處於國際領先。美國研究人員發明了一種二氧化碳置換法,在實驗中已取得成功,希望能在阿拉斯加附近海底的礦層中利用這種方法,但這些方法對國外是嚴格保密的。

(4)儲存與運輸。由於「可燃冰」在常壓下不能穩定存在,溫度超過20℃時就會分解,因此解決儲存問題是「可燃冰」被大規模開發利用的關鍵之一。目前勘探所獲樣品一般都保存在充滿氦氣的低溫封閉容器中,對於大規模的儲存和運輸手段,目前各國還在加緊研究相關技術和設施。目前挪威科學家開發出一種方法,將天然氣轉變為「可燃冰」,在保持穩定的條件下「冷藏」起來運輸,到目的地後再融化成氣。

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