標題圖片 微力榜·政協微信公眾號傳播力排行榜 建言中國——議庫兩會三人談(專題)
 
 

全球首次!中國海域可燃冰試採成功,啥是可燃冰?

發佈時間: 2017-05-19 09:07 | 來源: 中國網 | 作者: 胡俊 | 責任編輯: 胡俊

據新華社消息,5月18日,由國土資源部中國地質調查局組織實施的我國首次海域天然氣水合物試採在南海神狐海域實現連續超過7天穩定産氣,試採取得圓滿成功,實現了我國天然氣水合物開發的歷史性突破。世界首次實現安全可控開採可燃冰

5月10日起,中國地質調查局從我國南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米的天然氣水合物礦藏開採出天然氣。經試氣點火,已連續産氣8天,最高産量3.5萬立方米/天,平均日産超1.6萬立方米,累計産氣超12萬立方米,天然氣産量穩定,甲烷含量最高達99.5%,實現了預定目標。

南海北部神狐海域的天然氣水合物試開採現場距香港約285公里,採氣點位於水深1266米海底以下200米的海床中。(來源:央視新聞)

此次試開採同時達到了日均産氣1萬方以上以及連續一週不間斷的國際公認指標,這不僅表明我國天然氣水合物勘查和開發的核心技術得到驗證,也標誌著中國在這一領域的綜合實力達到世界頂尖水準。

開採可燃冰點火成功(來源:中國地質調查局)

這次試採成功是我國首次、也是世界第一次成功實現資源量全球佔比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,為實現天然氣水合物商業性開發利用提供了技術儲備,積累了寶貴經驗,打破了我國在能源勘查開發領域長期跟跑的局面,取得了理論、技術、工程和裝備自主創新,實現了在這一領域由“跟跑”到“領跑”的歷史性跨越,對保障能源安全、推動綠色發展、建設海洋強國具有重要而深遠的意義。

中國地質調查局可燃冰試採平臺上的工作人員(來源:中國地質調查局)

答疑解惑可燃冰是個啥?

“可燃冰”可不是冰呦,它是天然氣水合物的俗稱。是一種自然存在的冰狀籠型化合物,外觀貌似冰雪,卻可被點燃。據了解,1立方米的天然氣水合物分解後可生成164-180立方米的天然氣,是一種高效清潔能源,被譽為21世紀的綠色能源。

可燃冰

可燃冰主要分佈于海洋、少量分佈于陸地凍土帶。這是因為,水合物形成的必備條件是低溫、高壓。如在零度的溫度條件下,壓力條件增加到5MPa (相當於500米水深所能提供的壓力)以上時,水和氣體混合在一起可以開始形成水合物。海底往往容易形成這樣的條件。

作為接替能源,“可燃冰”在全球資源儲量非常豐富。地球上大約有27%的陸地具備形成可燃冰的條件,在世界大洋水域中約有90%的面積也屬這樣的潛在區域。美國科學家在上個世紀估計,自然界中甲烷水合物的資源儲量可能是地球上所有化石燃料的2倍。

世界已發現“可燃冰”分佈圖(據中國地質科學院礦産資源研究所)

可燃冰的發現

19世紀30年代初,人們開始注意到天然氣輸氣管線中形成的可燃冰(天然氣水合物)。因為水合物造成的天然氣輸氣管道堵塞問題給天然氣工業帶來許多麻煩。1934年,前蘇聯在西伯利亞地區被堵塞的天然氣輸氣管道裏首先發現了天然氣水合物。同年,美國一位學者發表了水合物造成天然氣輸氣管線堵塞的有關數據,人們開始更加詳細地研究天然氣水合物和它的性質。

可燃冰實驗合成歷史

1810年,英國學者Humphrg Davy在倫敦皇家研究院首次合成氯氣水合物。氣水合物(Gas Hydrate)一詞最早出現在Davy次年所著的書中。在這以後的一百二十多年中,人們僅通過實驗室來認識水合物。1832年,Faraday在實驗室合成氯氣水合物,並對水合物的性質作了較系統的描述。其後人們陸續在實驗室合成了Br2、SO2、CO2、H2S等的氣水合物。提出了著名的Debray規則“在給定溫度下,所有可分解成固體和氣體的固態物質都有一個確定的分解壓力,其隨溫度變化。”1884年Roozeboom提出了天然氣水合物形成的相理論。此後不久,Villard在實驗室合成了CH4、C2H6、C2H4、C2H2等的水合物。1919年,Scheffer和Meijer建立了一種新的動力學理論方法來直接分析天然氣水合物,他們應用Clausius—Clapeyron方程建立三相平衡曲線,來推測水合物的組成。

2007年3月30日,“海洋四號”科考船上的工作人員向親友揮手告別。當日,廣州海洋地質調查局“海洋四號”科學考察船再度起航,赴我國南海北部海域考察天然氣水合物(俗稱可燃冰)的情況。該船曾在海洋能源勘查領域立下卓越功勳,被譽為“英雄科考船”。

1990年,中國科學院蘭州冰川凍土研究所凍土工程國家重點實驗室科研人員與莫斯科大學列別琴科博士成功進行了天然氣水合物人工合成實驗。合成實驗採用甲烷氣體和蒸餾水為原料,恒溫恒壓下在高壓容器中進行。

2001年,我國第一個擁有自主智慧財産權的海洋天然氣水合物模擬實驗室在中國地質調查局青島海洋地質研究所建成。並於2001年11月3日成功地合成、取出天然氣水合物並點燃。

可燃冰能幹啥?

可燃冰不僅儲量巨大,而且高效清潔、燃燒值高,那麼這種綠色清潔的能源到底能幹什麼呢?

可燃冰是天然氣和水結合在一起的固體化合物,外形與冰相似。由於含有大量甲烷等可燃氣體,因此極易燃燒。同等條件下,可燃冰燃燒産生的能量比煤、石油、天然氣要多出數十倍,而且燃燒後不産生任何殘渣和廢氣,避免了最讓人們頭疼的污染問題。科學家們如獲至寶,把可燃冰稱作"屬於未來的能源"。

可燃冰高效清潔、燃燒值高

可燃冰的最大特點就是能量密度高。它佔用體積小,卻蘊含大量的能量。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公里的話,那麼加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公里。

可燃冰使用前景廣闊,但同時也存在風險。

據估算,全球海底可燃冰的甲烷總量大約是地球大氣中甲烷總量的 3000 倍,如果開採不慎導致甲烷氣體的大量泄漏,將可能引發強烈的溫室效應。如何安全、經濟地開採可燃冰,並且從中分離出甲烷氣體,依然是目前各國研究和利用可燃冰的核心難題。

未來可燃冰會替代傳統能源嗎?

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。

作為一種高效清潔能源,“可燃冰”在中國境內的儲量有多少?我國作為第三大凍土大國,具備良好的天然氣水合物賦存條件和資源前景。國土資源部專家曾表示,通過15年的調查和預測,在南海地區預計有680億噸油當量的“可燃冰”;除了南海外,在青海地區又發現了350億噸標準油當量的天然氣水合物,中國能源網資訊官韓曉平表示,考慮到青藏高原仍有未探明儲量的資源,這一地區的“可燃冰”資源儲量將會更大。

資料來源:新華社、央視新聞等

相關閱讀:

“愛”校就來10塊錢的!朱清時等名校長怎麼看?

“一帶一路”高峰論壇閉幕 亮點都在這裡了!