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可燃冰——高纯度新型燃料

来源:观察者网等 时间:2014-9-3 11:11:27

 

       地质公园之家前言       大自然的一切馈赠都是有限的,尤其是汽油、石油等能源资源,为了人类能够持久发展,在这些资源告罄之前,科学家将目光转向了一种新的能源资源——高纯度新型燃料——可燃冰。


       可燃冰
       可燃冰,即天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”(Combustible ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”。其实是一个固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。

 

 

 

 

 


       形成条件
       形成可燃冰有三个基本条件:温度、压力和原材料。
       首先,低温。可燃冰在0—10℃时生成,超过20℃便会分解。海底温度一般保持在2—4℃左右;
       其次,高压。可燃冰在0℃时,只需30个大气压即可生成,而以海洋的深度,30个大气压很容易保证,并且气压越大,水合物就越不容易分解。
       最后,充足的气源。海底的有机物沉淀,其中丰富的碳经过生物转化,可产生充足的气源。海底的地层是多孔介质,在温度、压力、气源三者都具备的条件下,可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。

 

 

 

 


       开采方法
       开采方案主要有三种。第一是热激化法。利用“可燃冰”在加温时分解的特性,使其由固态分解出甲烷蒸汽。但此方法难处在于不好收集。海底的多孔介质不是集中为“一片”,也不是一大块岩石,而是较为均匀地遍布着。如何布设管道并高效收集是急于解决的问题。

       方案二是减压法。有科学家提出将核废料埋入地底,利用核辐射效应使其分解。但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题。
       方案三是“置换法”。研究证实,将CO2液化,注入1500米以下的洋面,就会生成二氧化碳水合物,它的比重比海水大,于是就会沉入海底。如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层,因CO2较之甲烷易于形成水合物,因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”,从而将其置换出来。

 

 

 

 

 


       2013年12月,我国今年首次在珠江口盆地东部海域钻获高纯度新类型天然气水合物“可燃冰”。“可燃冰”是一种尚未开发的重要新能源,全球储量或超过煤、石油和常规天然气之和。国土资源部表示,我国可燃冰开采技术居世界先进水平,或于2030年实现可燃冰商业开发。

 

       我国发现高纯度“可燃冰”
       国土资源部2013年12月17日上午就《2013年海域天然气水合物勘探成果》举行新闻发布会。国土资源部地质勘查司副司长车长波在会上表示,2013年6月至9月,中国海洋地质科技人员在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物(俗称“可燃冰”)样品,并通过钻探获得可观的控制储量。

 

 

 

 


       据车长波介绍:2013年中国地质调查局所属广州海洋地质调查局在珠江口盆地东部海域首次实施三个航段的钻探,共计102天。通过利用世界先进的深潜器、随钻测井、保压取芯、现场测试等技术,实现了600-1100米水深条件下的钻孔精确定位、随钻监控、锁定目标、获取样品。


       车长波表示,通过实施23口钻探井,控制天然气水合物分布面积55平方公里,将天然气水合物折算成天然气,控制储量1000至1500亿立方米,相当于特大型常规天然气规模。该岩芯中天然气水合物含矿率平均为45%-55%;其中天然气水合物样品中甲烷含量最高达到99%。国土资源部表示,我国可燃冰开采技术居世界先进水平,或于2030年实现可燃冰商业开发。