可燃冰,是天使還是魔鬼?

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可燃冰,是天使還是魔鬼?

可燃冰只是天然氣水合物的另一種稱法,由於其在大洋底部或者凍土帶的低溫與壓力雙重作用之下,天然氣得以冰狀結晶物質狀態存在!

如果單純從能源的角度考慮的話,可燃冰蘊藏量極大,而且其主要為可燃性氣體為甲烷,燃燒產物是二氧化碳和水,幾乎不會結焦,因此它也是未來重複利用的火箭理想燃料(獵鷹新的火箭發動機即以甲烷為燃料,並且BFR打算只帶單趟燃料在火星製造甲烷後重返地球)!因此可燃冰開採的前途無量!

全球的可燃冰蘊藏數量以及主要分佈區,中國海域蘊藏量為天然氣資源的2倍以上,按目前消耗,差不多可以使用200年左右!

全世界天然氣水合物的生成區域總共有234處,已經有49處已經獲得了可燃冰的樣品!具開採價值的超過一半以上!

但不得不兜頭給大家一盆冷水,儘管可燃冰的前途一片光明,但開採的道路卻無比黑暗!因為可燃冰開採的難度極高,全世界最早開始可燃冰開採可行性計劃研究的日本,最高紀錄也就持續了12天而已,達成的目標也只有3.5萬立方米!這完全是因為海底地形複雜,可燃冰分佈不一,在海床下開採時極易導致密封失效,海水、泥沙湧入!輕則開採失敗,重則導致海底大面積滑坡造成地質災難,甚至一定範圍內的海嘯!!因此數十年以來,可燃冰開採一直都是隻聽樓梯響不見人下來就是這個原因!

2017年5月18日,中國在南海神狐海域的可燃冰開採取得了歷史性突破:天然氣水合物試採工程持續開採60天,產氣總計超過30萬立方米,是迄今為止取得產氣時間最長、總量最大、最穩定、環境最安全等多項突破性成果,創造了產氣時長和產氣量最大的歷史紀錄!

中國“藍鯨一號”可燃冰鑽探平臺

看起來似乎突破可燃冰開採技術了,但在這個背後付出的是極高的開採成本,當然早期的高成本付出驗證技術可行性是值得的,我們非常期待未來技術成熟後趨向成本低,來源廣,蘊藏量大天然氣水合物能源,這也是未來清潔能源的一個重要步驟!希望這一天儘早到來!


星辰大海路上的種花家


可燃冰,是由冰與甲烷結合而成,地球上儲量巨大,分佈在世界上各個範圍,如果開採技術能夠突破,會使很多國家改變能源的短缺現狀,但是,可燃冰到底是能源的希望還是騙局,依然是個問題。

什麼是可燃冰?

可燃冰很早就被地質學家們發現,在北極地區的冰凍地帶,由大量的甲烷冰存在。甲烷氣體很常見,在自然界中,無論是植物腐敗,還是動物的腐爛過程都會釋放出大量的甲烷氣體,甲烷氣體也是沼氣,瓦斯等可燃氣體的主要成分。如果動植物產生的,或者地球內的甲烷氣體在釋放到大氣之前,並冰封在冰層內,就很容易形成可燃冰。

可燃冰開發利用的難點有哪些?

基於現在全球能源緊缺的現狀,可燃冰的研究最近二十年被提上日程,美國在2000年起就全面啟動了對可燃冰新燃料的開採及利用技術的研究,引發了各國對於獲得這種新能源的興趣,原來越多的國家已經投下巨資去研究對可燃冰的開採以及利用。但目前可燃冰的不穩定性還是最大的開發限制,在開採過程中,必須要保持可燃冰的穩定和凍結的狀態,這給大規模開採帶來的難度。如何避免甲烷氣體在開採中的自然釋放,以及更好的收集釋放的氣體,都是尚待攻克的問題。

可燃冰開採有什麼不良後果?

不科學的開採可燃冰,會對地球環境造成不良的影響。首先,在海底收集可燃冰會直接導致海底結構的坍塌,引起海底滑坡,對大陸架地質結構造成破壞。其次,可燃冰的燃燒一樣會產生溫室效應等問題。最後要提及的是,大量甲烷在開採過程中的釋放,對於大氣環境的以及人類生存的影響還是個未知數。而且研究已經發現在5000萬年前,一次大規模的甲烷釋放,造成了全球氣候的鉅變以及大量生物的滅絕。

我國目前領跑可燃冰開採技術嗎?

各國已經開始了可燃冰利用的競爭,美國在墨西哥灣進行試開採,日本也展開了多次的實驗性開採研究。而我國已經在南海實現了可燃冰的實驗性開採,技術水平目前領跑全球可燃冰開採,但這只是萬里長征第一步,目前離大規模安全開採,以及商業化應用,還需要科研和技術人員的大力攻關。

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量子實驗室


很高興回答你的問題。

今年我國在南海試採可燃冰成功,在人類新能源的應用上也是寫下了重重的一筆。可燃冰的學名其實是“天然氣水合物”,19世紀初在實驗室裡被發現,20世紀30年代之後,蘇聯、美國、日本紛紛開始研究,2000年之後全球有30多個國家和地區都在研究它,我國開始立項研究天然氣水合物也是在2000年前後。雖然研究的時間不長,但是研究的進展確實是突飛猛進的。

有這麼多國家和地區願意去研究這種物質,說明它一定是有好處的,而且好處很大。

天然氣水合物之所以又叫“可燃冰”,是因為它的外觀看起起來很像冰,但是遇到火就可以燃燒。

它所存在的地方,一般是在深海或者凍土之中。在低溫和高壓的條件之下,天然氣和水會形成一種很像冰的物質,壓力越大這種水合物就穩定。深海或者凍土的環境很容易滿足低溫和高壓的條件。

為什麼大家都卯足了勁兒研究可燃冰呢?

因為這是一種非常棒的能源,能源界的小天使。

可燃冰在燃燒之後,幾乎不會有任何殘渣,而且可以得到大量的甲烷氣體,是一種非常清潔而高效的能源。這在環境汙染越來越被人們所重視的今天,是非常重要的。

但是呢,任何事物都是有利有弊。在某些方面,可燃冰可能真的是魔鬼一般的存在。

可燃冰中含有大量的甲烷,雖然能夠提供大量的能源,但和二氧化碳一樣,甲烷也是溫室氣體的一種。一旦在開採過程中甲烷洩露到大氣之中,可能會給大氣環境帶來巨大的危害。

所以說啊,可燃冰是天使還是魔鬼,還要看人類怎麼去開採,怎麼去利用啊。


不吃腸的大腸


可燃冰,顧名思義就是外表像冰一樣,但卻能夠燃燒的物質,本質上是水分子構成的多邊形牢籠結構鎖住甲烷分子而形成的包合物,充分燃燒後會變成二氧化碳和水。可燃冰容易存在於低溫高壓的環境中,在地球上一般隱藏在海底、永凍土下、極圈底下。

1810年英國化學家戴維首次在實驗室中發現牢籠水合物也就是可燃冰;1934年冬季,蘇聯某處的石油管道堵塞,維修過程中發現管道中存在許多固態物質(可燃冰);1965年,蘇聯科學家在1450米深度的北極海底鑽探中,發現岩石孔隙中存在大量的可燃冰,這是人們第一次真正認識到可燃冰。

可燃冰和石油相比有許多優點,可燃冰燃燒最後只會留下一灘水和二氧化碳氣體,是一種清潔能源;石油則是烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物,燃燒後會產生一些有害氣體,一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等氣體,氮氧化物都具有不同程度的毒性;大量煤炭燃燒會形成粉塵,長期生活在粉塵環境中會使人患上塵肺或癌症。這樣看來可燃冰確實是非常優秀了。

判斷燃料質量的重要指標為熱值,資料顯示石油的熱值為41.87MJ/kg,可燃冰為38.97MJ/kg,原煤為20.93MJ/kg,可燃冰和石油基本處於同一個等級。而中國的可燃冰儲量驚人,主要分佈在南海海域,資源儲存量1500億立方米,佔到了世界可燃冰儲量的70%。去年中國首次在南海完成可燃冰的穩定開採,未來將會徹底擺脫依賴石油能源進口的劣勢,自主供給能源。

可燃冰雖然有很多好處,但也有一定危害。首先海底環境不穩定,開採可能會破壞地殼的穩定,造成大陸邊緣震盪引發海底塌陷;二疊紀到三疊紀之間,地球上發生過一次生物大滅絕事件,許多科學家認為火山噴發和隱藏在地底的可燃冰噴射導致地球變暖和缺氧是物種滅絕的罪魁禍首,人類開採地底和海底的可燃冰技術和環境保護技術並不先進,開採時溫度升高,可能會導致可燃冰變成甲烷氣體,可能會嚴重破壞生態環境後果不堪設想。


科學薛定諤的貓


石油在經濟、軍事領域長期佔據主要地位,我國每年都需要花費大量資金進口石油資源,但是隨著是石油資源的開採殆盡,以及人們環保意識的加強,迫使世界各國積極尋找可替代的能源。前不久,我國在南海發現了號稱是“第二石油”的能源,根據預估這種“第二石油”的儲量相當於800億噸石油,如果按照目前的開採量來計算,最少可供我們使用3000年。有人疑問,究竟那是哪種能源呢?

事實上,“第二石油”就是人們常說的可燃冰。由於可燃冰燃燒能夠釋放大量能量,且燃燒後不會像石油一樣造成廢氣汙染。因此是世界各種爭相研製的寵兒。

當我們在南海發現大量超級寶藏時,南海周邊的國家看著這些寶藏眼睛都綠了,迫切想要搶奪這些寶藏,奈何可燃冰的開採技術非常困難,他們就肆意誇大可燃冰的潛力,吸引更多的國家來南海共同偷竊我們的可燃冰。

雖然我們研究可燃冰的時間,大幅落後於美日等國,但是我們在努力追趕之間,並且近些年已經取得了巨大的進步。2017年,我們鑽井平臺連續開採了42天的可燃冰,成為行業的領跑者。這讓早早研製可燃冰開採技術的美日等國心生忌憚,因為誰真的一旦掌握持續開採可燃冰技術,那麼誰將在下一次能源革命中佔據有利地位。另外,我國還在凍土層下發現了儲量相當於350億噸石油可燃冰。根據目前數據統計,我國可燃冰儲量位居全球榜首。這對於目前能源非常緊缺的我國是一個極大的好消息。

然而,因為有美日等這些利益燻心的國家在南海地區充當攪屎棍,我國要想安穩開採南海可燃冰,顯然有點不太可能。但是為了解決我們的能源需求問題,我們應該找到合理的方法,保護我們的超級寶藏不遭到別人搶奪。


迷彩虎軍事


很高興回答你的問題。

可燃冰是天然氣水合物啦。就是水分子之間的分子鍵,通過彼此連接,形成了物理上很穩定的三角錐,也就是金字塔的形狀,而這樣4個水分子搭建的這個“金字塔”裡面住的就是天然氣,也就是甲烷。

可以說,比起石油等燃料來說,可燃冰是相當環保的了。

利大於弊是必然的。

1. 減少了對石油的依賴,減少對地球資源的過度開採。

2. 減少地面塌陷的概率。

但是壞處也特別明顯:

可燃冰比石油活潑、不可控多了。

有可能開採過程中,就出現大型爆炸的情況,出現大範圍人員傷亡。

開採過程的壓力問題,很多可燃冰化開,水自然還是水,但是甲烷飄向空中。這可是知名的溫室氣體啊!

想想就可怕。

所以,任何事物都有兩面性。在我看來,這是帶有魔鬼一面的天使!

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畢竟,我辣麼萌~


不服軟的小軟


可燃冰,學名天然氣水化合物,其化學式為CH4·8H2O。它是未來潔淨的新能源。早在1778年英國化學家普得斯特里就著手研究氣體生成的氣體水合物溫度和壓強。1934年,人們在油氣管道和加工設備中發現了冰狀固體堵塞現象,這些固體不是冰,就是人們現在說的可燃冰。1965年蘇聯科學家預言,天然氣的水合物可能存在海洋底部的地表層中,後來人們終於在北極的海底首次發現了大量的可燃冰。

可燃冰分佈於深海沉積物或陸域永久凍土中,是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結晶物質,燃燒後僅會生成少量的二氧化碳和水,汙染比煤、石油、天然氣小很多,但能量高出十倍。

可燃冰是怎麼樣形成的呢?在一種低溫和高壓情況下(零度左右,30個大氣壓就可形成)天然氣的主要成分甲烷就像餃子餡一樣被包進了水裡(餃子皮),並且被放進了永久的海底和陸地的永凍土冰箱裡。海底的有機物沉澱,其中豐富的碳經過生物轉化,可產生充足的烷類氣源。海底的地層是多孔介質,就這樣,這種神奇的餃子在這裡越聚越多。這種分散在世界各地、據估計儲量為70萬萬億立方英尺的物質也因此成為一個潛在的巨大燃料來源,其蘊含的總能量超過之前發現的所有石油和天然氣的總和。足夠讓全球人類使用1000年。

但是值得注意的是可燃冰既是資源,也是一個超級大禍害。若處理不當發生意外,分解出來的甲烷氣體由海水釋放到大氣層,將使全球溫室效應問題更趨嚴重。此外,海底的大面積開採還可能會破壞地殼穩定平衡。造成大陸架邊緣動盪而引發海底塌方,甚至導致大規模海嘯,帶來災難性後果。

根據測算國內的永凍土區下,可燃冰的資源量相當於350億噸油量,而石油儲量是60億噸,潛力很大。經10餘年技術攻關,我國吉林大學科研團隊研發出陸域天然氣水合物冷鑽熱採關鍵技術,填補了國內該領域空白,總體達到國際先進水平。此外,該技術還獲得了2016年國家技術發明獎二等獎。


科壇春秋精選


可燃冰,白色或者淺灰色的冰雪晶體,學名叫天然氣水合物,是由天然氣和水在高壓低溫的條件下形成的類冰狀的混合物,是一種高效清潔、儲量巨大的新能源。

可燃冰為大家所熟知源於去年我國在南海神狐海域可燃冰試採獲得成功後媒體的一波報道。彼時,可燃冰被譽為《變形金剛》中的“能量塊”,1立方米的可燃冰可以分解釋放出160立方米以上的天然氣。

可燃冰主要分佈在海底和永久凍土層內,根據目前探測情況,世界上的可燃冰儲量約為2×1016立方米,資源量是全球煤炭、石油、天然氣資源總量的兩倍。在我國,可燃冰主要分佈在南海海域, 目前已探明蘊藏量大概有1000億噸左右。

除了高儲存量,可燃冰還是高潛力的清潔能源,同體積下它燃燒產生的能量要比我們常見的煤炭、石油、天然氣多出數十倍。因此也被各國看作是未來石油、天然氣的戰略性替代能源和戰略資源。從這個方面來講,可燃冰可以稱作是天使。

但是,從另一個層面來講,除了天使的一面,可燃冰還有其魔鬼的一面。開採可燃冰會將甲烷釋放到海洋或者大氣中,燃燒過程中則會將二氧化碳釋放到大氣中,從而助長溫室效應,推進地球暖化。

此外,可燃冰穩定性較差,而它又分佈在深海沉積物或者永久凍土中,所以它本身對沉積層的穩定性有重要作用,甚至已經成為地質層的一部分,如果大規模開採,一旦汽化,海底的沉積物會失去穩定性,不但會破壞人類鋪設在海底的管道、開採平臺等,還可能造成海底塌方、滑坡甚至大規模海嘯。


以上是個人淺見~歡迎討論~


留白說


可燃冰,又叫甲烷氣水包合物(Methane clathrate)是一種固態水包裹著大量甲烷的白色固體物質。由於在許多海洋的海底都發現了這種物質的沉積物。估計的儲藏量可能非常的豐富。所以目前可燃冰被人們當成即石油,天然氣之後的又一主要的新時代能源而並受關注。

探明的可燃冰礦藏

常見的可燃冰是有一摩爾的甲烷和5.75摩爾的水構成,它的分子結構需要高壓下才能穩定,所以多見於深海海底。一般認為這些甲烷是由海洋微生物經過二氧化碳的氧化還原作用而來,經年累月富集在海底,慢慢形成與水分子包絡的可燃冰。單位體積的可燃冰的熱值是比較高的,要知道在標準情況下,一升的可燃冰可以釋放出168升的甲烷氣體。

可燃冰的分子結構和形態

同時,可燃冰的儲量豐富。目前估計的全球可開採含量大約介於0.5到2.5兆噸。這個數值很大,超過了預估的天然氣儲量(0.23兆噸)。沉澱物生成的甲烷水合物含量可能還包含了2至10倍的目前已知的傳統天然氣量。

以上是可燃冰的“天使”部分,接下來說說可燃冰的“魔鬼”部分,也就是它潛在的問題。

首先,可燃冰的開採比傳統能源更難,2013年、2017年日本兩次嘗試均告失敗。目前各個國家都還處在實驗階段,投入實際生產還需要一些時日。

其次有可能大多數礦藏的地點過於分散而使得開採在經濟上十分的不划算。

最後,甲烷是一種很強的溫室效應氣體,如果在開採過程中造成大量甲烷洩露到大氣層中,將使得溫室效應的進度極大的提前,有可能導致嚴重的暖化和物種滅絕。


低熵製造機


可燃冰的確是一種很有潛力的資源,它的資源密度高,全球分佈廣泛,被視作石油最佳的“替代品”,甚至可以供人類使用上千年。但是,可燃冰很可能並沒有我們想象的那麼好。

誤區1:可燃冰是神奇的“能量塊”

央視曾報道稱,可燃冰就像《變形金剛》中的“能量塊”那般神奇,一輛使用天然氣為燃料的汽車,一次加100升可燃冰的話,這輛車就能跑5萬公里。

但是業內人士在計算後發現並非如此:100升可燃冰中天然氣的含量大約為16.4立方米,熱值為140843千卡,換算成汽油應為17.7升。即使按目前小型最省油的汽油車計算,最多也就跑360公里,與報道中提到的5萬公里相差甚遠。

誤區2:可燃冰是一種無汙染的清潔能源

可燃冰的主要成分是甲烷,在燃燒後只生成二氧化碳和水,如果替代煤炭,將有助於解決空氣汙染問題,因此被視作是一種清潔能源。

但事情並沒有這樣簡單,研究表明,由自然或人為因素所引起的溫壓變化,均可使水合物分解,可能會造成海底滑坡甚至氣候變暖、生物滅亡等環境災難。而根據所謂“可燃冰噴射假說”,可燃冰的噴射可能導不可的失控性變暖,讓地球恢復到二疊紀-三疊紀的恐龍滅絕時期。

誤區3:2020年實現商業化開採

今年5月,我國在南海神狐海域進行的可燃冰試採獲得成功,創下了“連續產氣超過22天,平均日產8350立方米”的記錄。因此有報道稱可燃冰可以在2020年實現商業化開採。

事實上,相比我國新疆某氣田的單井日產量(最高曾到到490萬方),可燃冰日產6350方離真正的商業化開採還有很大差距。

美國和日本也是最早進行可燃冰商業化開採研究的國家,但美國地質調查局則認為最早也要到2025年才能看到成效,而日本的商業化開採時間表已經推遲到了2023-2029年。

誤區4:可燃冰將會是下一場“頁岩氣革命”

美國有線電視新聞網(CNN)等多家外媒曾報道稱,對於能源行業而言,可燃冰戰略意義重大,其重要性可與美國的頁岩氣革命相媲美。

美國“頁岩氣”革命的爆發,關鍵源於水平鑽井和水力壓裂兩項關鍵技術的突破,此外還有天然氣管道系統的完善、土地使用權交易的流動性、市場自由化程度較高等條件。而可燃冰目前開採的技術沒有關鍵突破,開發成本也非常高(高達每立方米200美元),再加上現如今全球低迷的天然氣價格(由頁岩氣革命導致),可燃冰的的研發投入也會受影響。


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