可燃冰到底适不适合开采呢?

爵士人生1Z3

很高兴回答你的问题。

首先呢,可燃冰作为能源本身来说,确实是一种非常高效清洁的能源。

和传统的石油啊、煤啊这些能源比起来,同等条件燃烧可燃冰产生的能量要高几十倍,而且烧完之后基本没有什么有害物质。加上可燃冰的储量非常大,有个数据说全球可燃冰的资源量大约有2100万亿立方米,人类能用多久呢……1000年。

但是衡量一种能源适不适合开采,除了看能源本身是否高效清洁之外,还要看它的开采过程是否对环境和生物有害?开采的成本如何?

从这些方面来说,我个人觉得。。。可燃冰目前还不是很适合大规模的开采。

主要还是安全问题。

一方面可燃冰所存在的地方,地质条件都很脆弱,在开采的时候可能会出现海底滑坡事故。

另一方面,可燃冰在开采和运输的过程当中对于温度和压力都有很高的要求,所以在开采过程中涉及到的工具、机器、船只都需要有很高的技术标准。如果技术达不到保存可燃冰所需的压力和温度,出现了泄露,那大量的甲烷可能会影响到全球变暖。。。得不偿失。

另外,如果开采可燃冰对海底的环境和生物造成了不利的影响,那后果也是非常严重的。


所以啊,在人们能研究出高效率并且安全的开采可燃冰的技术之前,可燃冰还是不适合大规模开采的。

  


不吃肠的大肠

能源问题始终是社会可持续发展绕不开的话题,特别是对于中国这样人均油气资源水平不高的国家而言,找到具备高丰度和储量的能源意义重大。可燃冰作为天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质,多分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中。和通常的石化能源相比,可燃冰不仅储量大,燃烧对于环境的污染也更小,燃烧能量高出石油数倍,因此极具资源价值,成为近年来的热点。据国土资源部的调查,仅我国南海地区预计就有680亿吨油当量的可燃冰,在青海地区又发现月350亿吨标准油当量。而2016年,我国石油表观消费量也只是5.56亿吨,足见其潜力。


2017年5月,中国在南海神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,但是小规模试采和规模化还是完全不同,可以说可燃冰离真正的产业化还需要很长时间。

首先,可燃冰的形成和存储条件决定着其开采在技术上有着极高难度。可燃冰是在高压低温条件下形成。如果失压或温度升高导致气化,会使得其体积急剧增大上百倍。而在可燃冰储量丰富的海底,有水有岩石。一旦钻孔密封不好导致大量海水灌入,可能造成大范围的失稳和进砂,一旦大量的温室气体溢出,甚至可能引发海底滑坡。

另一方面,可作为新的绿色能源,成本竞争力也是制约其大规模开发和利用的重要因素。相对于煤炭、石油等传统能源,乃至光伏、水电等一些新能源,可燃冰不仅要解决大规模开采的技术难题,还要将开采、运输等综合成本降到与其他能源相当,才可能进入现有的能源体系,推进能源结构变革。

最后,生态因素考虑也对可燃冰的开采形成掣肘。开采所引起的温压变化,会导致极不稳定的可燃冰发生分解,甚至造成海啸、海洋生物死亡和气候变暖等环境灾害。海底开采还可能会破坏地壳稳定平衡,造成大陆架边缘动荡而引发海底塌方,甚至导致大规模海啸,带来灾难性后果。这也是美日等国家一直谨小慎微的重要考量。因此,可燃冰商业化仍然任重道远。除了自身技术和成本,其他新能源的发展突破也是重要的竞争考虑。


科技向令说

一、什么是可燃冰?

可燃冰,即天然气水合物(NaturalGasHydrate),水和天然气在一定条件下形成的结晶化合物,其外观像冰,但遇火可以燃烧。

可燃冰分解会吸热,燃烧产生水

二、可燃冰的形成和结构

海底的动植物残骸被细菌分解释放出天然气(以甲烷为主);板块运动导致地壳深部的天然气上涌,在高压低温的海底环境下,与水结合,形成了可燃冰。

形成可燃冰的三个必要条件:低温,0~4℃;高压,30个大气压(0℃);甲烷遇水

甲烷气体分子被包围在水分子搭建的“笼子”中形成可燃冰。

笼状多面体格架:mCH(2m+2)?nH2O,m表示水合物中的气体分子,n为水合物指数

这些“笼子”结构不同,形态各异,总体而言可以分为三类:Ⅰ型(气体为甲烷、CO2等)、Ⅱ型(丙烷、异丁烷等)和H型(H2、丁烷等)。

气体分子不同,笼架结构不同

二、能量密度高

1立方米可燃冰能释放160-180立方米的天然气,也就是1立方米就可以满足3口之家半年的天然气使用需求。

三、环保无污染

可燃冰燃烧后基本没有污染物质,是一种更为清洁的能源。

为治理雾霾带来了曙光

此外,可燃冰还具有便于储存运输,可迅速再生等优点,被誉为“上帝带给人类的礼物”。

可燃冰是好东西,但对于可燃冰的开发,科学家们还是持有种种顾虑。因为可燃冰的开采过程很容易改变其赖以赋存的低温高压条件,导致其分解。如果在开发中不能有效控制温压条件和后续气体采集,就会给环境带来一系列问题。

一、温室效应

可燃冰的主要成分是甲烷,而甲烷是一种强效的温室气体,其温室效应是二氧化碳的10倍,全球海底可燃冰中甲烷的总量约为大气中的3000倍。人为的开采和自然扰动,都极可能造成甲烷气体逸散,后果难以想象。

全球变暖导致陆地永冻土退化,可燃冰释放,导致温室效应加剧,形成恶性循环

天然气逸散将导致海水缺氧,使得海洋生物遭受毁灭性打击

二、海底滑坡

开采可燃冰的过程会打破地层原有的应力平衡状态,引发海底滑坡、地震等事件,甚至还会导致海水汽化和海啸。气体逸出破坏海底结构,造成海底滑坡

可燃冰是一把双刃剑,只有具备高超的技艺才有可能驾驭它,长期以来世界各国投入大量资金进行相关技术的研发。

探索可燃冰的埋藏位置是进行科学研究的第一步。


观测者零

“可燃冰”,是一种天然气水合物,1立方米的可燃冰分解后可释放出164立方米的天然气,燃烧污染比煤、石油小,并且更加清洁环保,其广泛分布,在全球范围内的储量是现有天然气、石油储量的两倍,因而被各国视为未来石油、天然气的替代能源

,但是对可燃冰的开采并没有想象中那么简单。

可燃冰燃烧

要开采可燃冰就需要把可燃冰的温度升高或者减小压力,然后可燃冰就会分解成甲烷气体,根据这个,开采可燃冰的方法有三个:

1.热激发法

热激发法是将水蒸气、热水、热盐水或其它热流体泵入水合物地层,其缺点是造成大量的热损失,效率很低。特别是在永久冻土区,即使利用绝热管道,永冻层也会降低传递给储集层的有效热量。

2.化学药剂激发法

有些化学药剂如盐水、甲醇等可以改变水合物形成的相平衡条件,降低水合物稳定温度。将上述化学药剂泵入水合物层内,就会引起水合物的分解。此法较热激发法作用缓慢,且费用太昂贵。在海洋中由于水合物的压力较高,因而不宜采用此法。

3.减压法

通过降低压力来引起天然气水合物稳定的相平衡曲线移动,从而达到促使水合物分解的目的。一般是通过在水合物层下的游离气聚集层中,“降低”天然气压力使与天然气接触的水合物变得不稳定并且分解为天然气和水。

开采水合物层下的游离气是降低储层压力的一种有效方法,此外,通过调节天然气的提取速度可以达到控制储层压力的目的,进而达到控制水合物分解的效果。减压法的优点是不需要昂贵的连续激发,但只使用减压法开采天然气水合物速度很慢。

但是可燃冰开采的真正技术难度不是如何能把气开采出来,而是在开采气的同时不使温度升高,不让甲烷气从海底溢出。

要知道甲烷的温室效应可是二氧化碳的10倍,人为开采可燃冰,可能会造成甲烷气体逸散,加剧温室效应,而后全球变暖导致其他地区陆地永冻土退化,埋藏的可燃冰释放,又进一步加剧温室效应,形成恶性循环。开采可燃冰的过程还会打破地层原有的应力平衡状态,引发海底滑坡、地震等事件,甚至还会导致海水汽化和海啸。

所以,开采天然气水合物必须要对其开采过程可能带来的灾害具有控制能力。而当前对可燃冰的研究及其开采技术都无法确保在开采时的安全,“可燃冰”自然不适合开采,也不能进行开采,而是应该继续提升技术,在技术成熟,能够确保开采安全之后,才能开始开采。


金十数据

科学疑惑篇@可燃冰是什么物质?

可燃冰是一种天然气水合物,主要分布于深海沉积物或者陆域的永久冻土里,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!

为何称之为可燃冰?因为这种物质外表看起来就像冰块一样的固态快状物,而且一遇到火就可以燃烧起来!

上世纪60年代起由美国,中国,日本等国家为代表签订了对其的勘探开发研究计划!我国也是在去年11月已将天然气水合物列为新矿种!



科学疑惑篇@可燃冰适不适合进行开采呢?

目前主流的开采方式是对其注入一定温度的水,使其分解为水和甲烷气,这分解速度必须要进行控制!

如果对可燃冰进行开采而没有用恰当的技术手段的话,可能会引起以下的几种因素发生:

1.在海底开采不恰当,从而引起了甲烷溢出海底来,而造成的温室气体进入大气层,从而加剧了温室效应!

2.按照上面的方法开采时,如果对可燃冰注入的水量和温度等等不恰当,还可能会引起可燃冰气化后而导致地层中压力分布的不均匀等等情况!

3.可燃冰位于海底,开采不当无疑对海底生物而言都是会产生一定影响的,也会引起一定的地质灾害等等!



可燃冰开采问题在目前技术还不成熟的情况下,其实还是不建议过早开采使用!更何况现在某一个国家如果要开采可燃冰的话,必须遵守世界各国的开采条约,包括方式,开采后对地质,海底环境,生物等造成的影响等等!所以恐怕争端还是存在的,从而我们也还不能太过于急着去开发新能源!



科学科普篇@关于可燃冰的知识:

  • 1810年,首次在实验室发现了天然气水合物!
  • 2017年,经过10多年的技术攻关,我国研发团队研发出陆域天然气水合物的关键技术,填补了我国这领域的空白!
  • 2017年5月,我国首次海域天然气水合物试开采成功!




科学无处不在

可燃冰处于海洋洋底浅层,可燃冰在一定压力和温度下生成,目前试开采方法是注入一定温度的水,使可燃冰分解为水和甲烷气,这分解速度必须要控制好因此必须要深入研究以下问题:

1,加热可燃冰热水管的水量和温度与甲烷气输出管的口径(决定甲烷气排出的流量控制技术);

2,可燃冰上部覆盖层的厚度及强度,需要覆盖层能承受一定压力,不能被可燃冰分解后的甲烷顶开,引起甲烷溢出海底来,造成温室气体进入大气层,加剧温室效应;

3,注入的水量及温度在水的温度及水量,与可燃冰气化后引起地层中压力分布情况;

4,系统的完整的可燃冰采掘控制系统研发;

5,可燃冰开采中可能引发可燃冰连续剧烈分解的不能控制的连锁分解的控制技术;

6,开发可燃冰对海底环境和生物多样性影响的研究,形成可燃冰采空区后对海地质災害的评估研究。

作为试采技术简单,仅仅在海底将可燃冰加热,采出甲烷气,而不用关心对海底环境的破坏和引发地质災害的控制。综上所述近期不宜大观模开发可燃冰,而且开发海底可燃冰必须世界各国建立海底可燃冰开采条约,包括开采方式,开采后对海底环境生物影响评估,对地质災害评估,因为海洋属于全人类!


亚力12

1,是清洁能源,为未来社会的发展提供了发展动力。

2,存储困难,0-4度,气温太高,甲烷会挥发,而甲烷温室效用很强。

3,生产过程安全问题,现在技术还不成熟,一旦泄露,海洋生态会收到破坏。

4,海底地质的风险,大量开采,海底会不会滑坡,形成海沟?

5,现在,如果一个国家不开采,会有其他国家开采的。收益是开采国家的,但风险是全球的。

6,这个项目最佳路线是加快开采,存储,运输技术的研发,其次是签署国际公约,各国尽责。

结论,10年内不适合开采。


杰源北京

可燃冰试采项目作为实施国家能源战略的一个重点项目备受瞩目,但其勘探开发仍需要攻克巨大的技术障碍和环境障碍,如果技术不成熟,可能导致海底地质灾害、海底大量温室气体涌入大气等问题,引发环境危机。

此次成功试采可燃冰,中集集团发文认为,标志着我国在该领域取得了重大技术突破,为可燃冰的商业化开发铺路。

中国地质调查局的资料显示,预计可能在2020年前后突破可燃冰的开发技术,实现能够适应工业化开发规模的工艺、技术和设备完善。大约再经过10年左右的提升,到2030年前后实现可燃冰的商业开发,那时可能我们就能使用“燃冰汽车”了。


博研情报

\n

{!-- PGC_VIDEO:{"thumb_fingerprint": 11823721492836511460, "vid": "c633350d085847f3ad6ecc69a2807701\

从何说企

可燃冰不是通过开采得来的,未必是靠摸起来的。谁有这个功夫,靠在海里游泳潜水过日子。而且,是拿可燃冰,可燃冰就是这样获得的吗?靠机械开发出来的,不就是多余的了。也不想想,可燃冰就这么可以得到,还愁开采不出来呀!可燃冰在中国,在世界,都是开采比较难得的。没有机械的帮忙就不可能获得。自从在海底发现可燃冰以来,日本和加拿大都进行过海底开采试验,可是,由于开采技术还不够,只得宣布开采失败。我国也是在开采中逐步积累经验得来的,可以说,好不容易才得到的。发现也是不容易,没有科技人员和工人的努力和艰辛付出,要想得到可燃冰是绝对不可能的。


分享到:


相關文章: