什么是可燃冰,中国有多少?

什么是可燃冰,中国有多少?

能源,是一个国家的经济命脉,随着人们对环境问题的重视,人们也在千方百计的寻找可替代石油和煤炭的新能源 ,

可燃冰,是在2017年才被列为的新能源矿种,虽然发现较晚,但是其巨大的商业价值让人们充满期待。可燃冰是什么?有怎样的商业价值?我们国家有多少?下面我们就一起来了解一下。

一、什么是可燃冰?

可燃冰,是一个通俗叫法,学名叫做“天然气水合物”,从外观上看,就是一个一个的冰块,但是这个冰块,是由甲烷和水在低温高压作用下形成的白色固体燃料。因为里面含义甲烷,所以遇火就会燃烧,人们就称它为可燃冰。

可燃冰有两种存在环境,一种是存在于具有高压条件下的海底松散沉积泥土中,经过了数百万年才能形成。还有一种存在于高纬度大陆冻土下。

二、可燃冰的商业价值?

可燃冰是真正的清洁能源,它燃烧后,不会生产任何废气和残渣,只会产生水和二氧化碳。而石油和煤炭燃烧以后,会产生粉尘、二氧化硫、氮氧化物等物质,严重污染环境,根本无法和可燃冰相比。所以,可燃冰也被人们认为是未来最理想的清洁能源。

可燃冰储量巨大,全球,有10%的海域存有可燃冰。在全球各大洋的边缘,以及大陆坡、大陆隆和海底盆地都有分布,总储量超过两千万亿立方米。

可燃冰在常温条件下,1立方米可以分解出164立方的天然气和0.8立方的淡水。另外,在开采可燃冰的时候,释放出来的甲烷,是天然气的60倍,按照目前天然气的价格,就可以估算出可燃冰是价值能有多高。

三,我国有多少可燃冰?

经过勘探发现,我国可燃冰储量占世界第一,主要分布在南海和东海海域。在青藏高原和东北的冻土层中,也勘探出了丰富的可燃冰。而南海海域,是我国可燃冰最主要的分布区域。

我国的可燃冰总储量可达1000亿吨,而南海就占有800亿吨。如果按照1立方米可燃冰释放164立方的天然气,就相当于我国有164000亿立方米储量的天然气。

在2020年,我国可燃冰开采就创造了“产气总量”和“日均产气量”的两个世界记录,我国在水平井钻采技术开采可燃冰技术保持世界领先水平。

目前,正式开采可燃冰还有一些问题需要解决,比如容易引起海啸、海底滑坡等,这些问题一旦解决,我们的能源结构必将发生巨大的变化。

什么是可燃冰,中国有多少?

可燃冰可能会替代石油:

如果给汽车加的天然气和可燃冰都是100升,那预计可以跑的公里数会有几万的差距,分别是天然气能跑300公里,可燃冰可跑5万公里。这个时候你可别跟我说每辆车的油耗不同,相同升数的天然气也会跑出不一样的公里数,但这里讲的是一个大概值,并且是车子性能一致的情况。

根据科学家们的预估判断,地球上可燃冰的储量应该可以供人类使用1000年左右,只不过可燃冰的主要存储地除了深海沉积物中以外,便是陆地上的那些永久冻土之中。很明显,后者涉及到的冻土区域当然不能随意开采可燃冰,因为这很可能把那些在冻土中沉睡已久的古老病毒释放出来,而不仅仅可能是一些距离现在年代久远的野兽尸体。至少到目前为止,更多科学家都认为石油是不可再生能源,预计很可能会在几十年内就被消耗殆尽,尽管也有研究人士认为这并不一定是确定答案,但不少人还是在寻找替代方案,而可燃冰便是具备替代石油这种传统能源的一个不错的选择。

从本质上来说,可燃冰就是一种天然气水合物,形成于高压低温的环境中,是由水和甲烷演化而来的一种固体燃料。它不仅可以直接被火点燃,而且还是一种清洁能源,没有任何废弃和残渣形成。而且,释放出160到180立方米的天然气仅需要1立方米可燃冰,这个能量密度相当于煤的十倍。中国有多少可燃冰?

实际上,除了科学家们,世界各国都很关注可燃冰的分布和开采技术,尽管最早在1968年,天然气水合物矿藏就被前苏联地质学家在西伯利亚发现,只不过这种类冰状结晶物质开采技术的先进程度还是呈现出巨大差距。到2000年的时候,全世界参与到研究和勘探可燃冰的国家数量超过30个,而我国可燃冰的主要分布区域就集中在东北冻土带、青藏高原冻土带、东海海域和南海海域。

中国可燃冰开采也经历了一个从零到了不起的过程:2005年发现了当时世界上最大规模的可燃冰分布区,也就是面积约430平方公里的“冷泉”碳酸盐岩分布区;

2007年中国成为全世界第四个采集到可燃冰实物样品的国家,并证明了在我国南海北部区域蕴藏着大量可燃冰资源;

青藏高原区域的可燃冰在2009年被发现,且资源量至少超过了350亿吨油当量,而同年祁连山冻土区有五个钻井都发现了可燃冰,这标志着全世界首个在中低纬度高山冻土区确认可燃冰存在的国家出现了;

2011年,中国地质调查局在珠江口盆地的东部海域搜寻到了可能存在可燃冰的目标区域,最终确定这个区域的可燃冰不仅埋藏浅、纯度高、类型多和厚度大,而且储量规模应该在1000到1500亿立方米,这与传统特大型天然气的规模相当;2016年,地质调查局又在我国南海发现约618平方公里的可燃冰分布全区域,次年5月实现了海域范围内首次开采可燃冰成功,并揭示了这种资源在该区域的储存量可与千亿吨石油的价值相等。

2017年11月,我国正式批准可燃冰被列为第173个矿种,而我国第二轮还与可燃冰试采也在2020年的时候点火成功。其实可燃冰的开采对技术要求很高,稍有不慎就可能导致海底不稳并进一步引发地质灾害,这大概也是为什么目前可燃冰还没有在全世界范围内实现真正意义上的商业化开采。

可燃冰是如何形成的,世界范围的分布情况如何?可燃冰的形成需要满足原材料、压力和温度这三个最基本的必要条件,而可燃冰的分子结构,其实就好比是一个有无数水分子构成的笼子。形成可燃冰的温度至少需要处于0到10摄氏度这个区间,因为一旦超过20摄氏度便会发生分解。倘若当前环境温度为0摄氏度,那么海洋深处大约需要30个大气压可能形成可燃冰。而海底之所以分布较多可燃冰,是因为他有充足的气源,因为海下有机物沉淀中含有的碳,可让其通过生物转化过程生成大量气源。

虽然可燃冰在地球上的分布也算广泛,但主要还是集中在海洋、内陆湖深水区域、岛屿的斜坡地带、陆地永久冻土、极地大陆架,以及被动或活动的大陆变远隆起区域。到目前为止,海底可燃冰的分布主要集中在中国南海海槽、日本海、千岛海沟、墨西哥湾和加勒比海等地,由于涉及到的还与较多,所以也不一一列举出来了。但总得来说,地球上约27%的陆地区域有可能是可燃冰存在的潜在区,约90%的大洋水域面积可能存在可燃冰分布,而目前大家确定位置的可燃冰分布范围,则主要集中在北极永久冻土、海底、陆基、海购与陆坡区域。不过,由于很多地方采取的标准有所不同,所以世界各国的相关机构对全球可燃冰总储量的估值存在较大出入。

什么是可燃冰,中国有多少?

可燃冰,又称天然气水合物,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”。

我国目前已探明的可燃冰有:青藏高原发现了至少有350亿吨油当量的可燃冰,珠江口盆地东部海域探明可控储量1000亿m³~1500亿m³的可燃冰。

但是,从上述可燃冰的定义可知,可燃冰要么存在于深海,要么存在于永久冻土中。如果开采:

首先是对自然生态的严重破坏,无论深海还是永久冻土层,都是脆弱的生态区域,人类在这里进行开采活动必将对这些区域的生态造成毁灭性破坏。

其次开采技术难度大,目前掌握这项技术的国家也就七国集团再将俄罗斯和中国。

其三开采成本高,按燃值计算,虽然比石油或煤炭便宜或相当,但比普通天然气要贵将近1倍。

其四即使开采出来了,它依然是矿物燃料,虽然二氧化碳等有害气体排放量比较低,但依然还是要排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和粉尘等有害物质,对大气造成长期污染破坏。

所以,建议国家不要去开采、使用可燃冰,而是改用能直接将空气或水(河水或海水)中所含太阳能转化成旋转机械能的技术,用取之不尽用之不歇的太阳能代替所有矿物能源,包括可燃冰,这才是零消耗、零排放、零污染的最清洁能源。

将空气或水(河水或海水)中所含太阳能直接转化成旋转机械能的技术,已由最新发明:喙轮全热动力发动机技术所突破,现在只需进行全面产业化推广即可实现。

什么是可燃冰,中国有多少?

什么是可燃冰,中国有多少?

先说说可燃冰是什么。

可燃冰,顾名思义就是可以燃烧的冰。冰怎么能燃烧呢?这就要学点化学知识了。可燃冰的化学式为CH₄·nH₂O,是天然气与水形成的类冰状结晶物,在高压低温条件下形成,其外观看起来像冰,遇到火即可点燃,因此就叫“可燃冰”。但这只是俗称,其正式化学名叫“天然气水合物”。

这里特别要说明一下,可燃冰并不都是晶莹剔透的冰雪状,大多数情况下天然气水合物在地底下是与泥沙混合在一起的,比如在南海神狐海域采集起来的就是一种泥质粉砂状的物质,有点像黏土。由于这种矿藏渗透力较差,因此开采难度较大,出气强度、持续性、防砂防堵要求都很高。

可燃冰是一种清洁能源,比使用石化燃料的污染小多了,因此是人类未来石化燃料的理想替代能源。

可燃冰的热当量。

可燃冰是世界近年来越来越火的一种新能源,由于其储量大,热值高,在石油煤炭资源越来越匮乏,人类面临能源危机的情势下,对可燃冰的期待越来越高。可燃冰是由水和天然气在高压低温下结晶而成,其比重约为0.9g/cm^3,略低于水和水冰,每个立方米可燃冰含有0.8m^3的水,可转化释放出160~180m^3天然气。

根据油气标准当量,石油原油的热值与天然气热值对比,每吨原油相当于天然气1255m^3,为了方便计算,一般会把1吨原油约等于1000m^3天然气来比较。这样我们就可以得出,1m^3可燃冰,约相当于原油0.16吨,或者说约6.25m^3可燃冰,可等值1吨原油。

可燃冰的发现过程。

最早提出可燃冰这个概念的是美国人哈默·施密特,他在一个被堵塞的输气管道中发现罪魁祸首是一块可燃燃烧的冰块,这是人类首先发现这种甲烷气水化合物。在此之前,1810年,英国化学家汉弗来.戴维爵士率首次在实验室发现过这种物质。

1946年,苏联学者斯特里诺夫提出了可燃冰在自然中可能存在的概念,他认为只要有适当的低温和压力,就能够形成这种矿藏;1968年,前苏联地质学家们在寒冷的西伯利亚发现了可燃冰的矿藏。

1972年,美国人首次在阿拉斯加的永冻层中采集到了可燃冰的样品;1968年开始,美国挑战者号海洋钻探船发现了某种奇怪的地震反射波,怀疑海底地层中有冰层带或者可燃冰的存在;1979年,挑战者号从这种反射层中钻取到了可燃冰,由此确定具有这种反射波的海域地下,就可能存在可燃冰。

从此,世界上可燃冰的勘探开采研究如火如荼起来。中国在可燃冰勘探研究上起步较晚,1999~2001年,地质科技人员才首次在南海西沙海槽发现存在可燃冰的地震异常信息,2002年国务院批准设立了海域可燃冰资源调查专项。

由此,拉开了中国可燃冰调查勘探的序幕,以后发展非常迅速,现在走到了世界前列。2017年5月,中国在南海北部神狐海域首次试采可燃冰取得成功;2020年2月17日,又实现了第二轮试采点火成功。

可燃冰的储量。

现在人类的主要燃料是石油,能源危机已经日益迫近。据世界上一些能源研究机构统计,全球石油已经探明的总储量大致在2000亿吨左右,除了已经开采使用的,剩下也就1500亿吨左右,根据目前的储量与消耗量计算,世界石油储量只够人类再使用40年左右。

在这种日益迫近的能源危机面前,可燃冰勘探成果的不断涌现,让濒临绝望的人们又抓住了一根稻草。现在世界上已经勘探出可燃冰总储量约2100万亿m^3,折算成石油约合336万亿吨。这是个什么概念?我们简单算一下就知道,这是现有石油储量的2240倍,如果现在的石油储量还可以供人类用40年,那么这些可燃冰储量就可以供人类用上89600年。

不过网络上一般认为,现在世界上探明的可燃冰储量可供人类使用1000年,我实在不知道这些数据是如何得来的。

中国可燃冰储量。

在这个领域,中国近年来可是战果频频。在南海、东海、青藏高原等地,已经探明相当巨大的可燃冰储量,相当于原油当量1000亿吨以上。这又是一个什么概念?就是中国的可燃冰不完全统计,就达到了世界燃油总剩余储量的约70%。

中国2020年消耗石油7.2亿吨,按这个消耗量,中国的可燃冰储量可以供中国人消耗138年,即便储量再大些,在1500吨以上,也就可供消耗200来年。

但网络上有些说法,似乎远远不止这些。比如许多帖子认为中国是世界上可燃冰储量最大的国家,还有的说中国可燃冰总储量占据了世界的90%。这些说法我就不知道有什么数据支撑,是如何得来的。如果按照前面说的,世界上可燃冰总储量2100万亿m^3,约合原油当量336万亿吨来看,中国约合原油1000亿吨的储量只占其中的3360分之一,怎么可能会成为世界第一,又如何占据了世界的90%呢?

当然,我希望是我孤陋寡闻,有些数据不清楚,我国的天然冰储量真的像一些网友们说的那样,世界第一。但我搜遍了网络,也无法找到能够证明这个说法的依据。如果有这方面可靠数据的朋友,欢迎在评论区予以指正,先行谢过。

可燃冰是怎么形成的。

形成可燃冰要具备三个基本条件,即温度、压力和气源。

温度就是要有低温环境,可燃冰只有在0~10℃的情况下才会生成,超过了20℃就会分解,因此可燃冰一般在海底或永久冻土层才会生成,海底温度一般保持在2~4℃,冻土层温度一般都在0℃以下。

压力就是要有30个海平面大气压,在海洋,只要有300米深的海水就能够形成30个大气压,因此较容易保证这个气压,现在开采到的可燃冰的海洋几乎都在1000米以上;在冻土层一般可燃冰会在800~1000m一下生成。

气源就是那里要有天然气来源,如果没有天然气,就巧妇难做无米之炊了,即便有适当的温度和压力,也无法生成可燃冰。一般海底有机物沉淀,经过碳化和生物转化,就形成了充足的气源,在适当的温度、气压和气源的交织下,可燃冰晶体就会在海底多孔介质的空隙中间生成。

而陆地冻土中的可燃冰一般混合在砂岩或粉砂岩岩床纵波,以甲烷包合物的方式存在。

可燃冰的分子结构有点像有若干水分子组成的笼子,而甲烷就被包裹在笼子的中间。这是因为水分子中氧原子的电负性较大,在高压下能吸引与之相近水分子中的氢原子形成氢键,构成笼状结构。这种笼状结晶化合物只有在一定温度和压力下才能稳定存在,温度和压力两个条件有一个出了问题,锁在笼子里的甲烷气体就会逸出,所谓可燃冰就会崩解而不复存在。

可燃冰的开采过程的问题。

可能有些人看到网上像冰块一样的可燃冰燃烧,会以为开采可燃冰就是把地底的可燃冰块挖出来,然后装上火车汽车轮船,运输到世界各地去。其实这种想法完全错了,如果这样开采的话,不要说不能得到这些燃料造福人类,反而会祸害地球生态。

因为如果将这些可燃冰固体开采出来,由于开采过程的温度升高和压力的降低,这些可燃冰还没出水面或到地表,其笼状结晶都会分解了,还没有到挖起来装载到运输车船上,天然气就挥发殆尽了。而可燃冰中的甲烷,其温室效应是二氧化碳20倍。

地下储存的可燃冰中的甲烷总量,是大气中甲烷总量的3000倍,如果这些气体逃逸到地球大气层,将对地球气温和气候造成不可逆转的巨大损害,即便泄漏到了海底,也会改变沉积物的工程力学性质,导致因海底软化造成的大规模滑坡,破坏海底构造以及通讯电缆、海洋钻井平台等设施。

可燃冰开采方法。

由于要注意防泄漏,因此可燃冰开采就是一个难度较高的技术。简单地说,人们只能在地底下让这些可燃冰打破樊笼,天然气逸出后,不泄漏地把它们抽取出来,密封在管道和或槽罐中,运输到需要的地方。

现在正在试验中的主要开采方法有热激发法、减压法、置换法等三种,就是通过给地下天然冰加热或减压,或通过用其他化学物质置换,让可燃冰在地底打破晶体笼状结构,使甲烷逃逸出来,然后把它们从地底用管道输送到地面。

技术的难点就是如何做到密封,让逸出的天然气只能顺着管道乖乖地流进到储罐或输送管道中,不能泄漏到海底或空气中。现在世界各国都在研究更安全高效的开采方式,改进和提升开采设施。

中国有关专家表示,现在通过试采,可燃冰作为未来替代能源的前景是广阔的,但根据目前对可燃冰调查研究和技术储备现状,要实现商业化开采大概还要到2030年左右,也就是还需10年准备时间。世界上怎么样呢?我想也差不多吧。

这个问题就说到这,码字很累,如果喜欢就请给个关注和点赞吧。谢谢阅读,欢迎讨论。

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什么是可燃冰,中国有多少?

可燃冰被誉为21世纪潜在的新能源,其究竟是什么?为什么能在海底大量存在?

可燃冰,并非普通的冰块,而是固态的天然气,其主要成分是甲烷。

可燃冰之所以能够在海底存在,得利于海底的低温高压环境。我们知道,深海的压强是非常大的。水深每增加10.3米,水压就增加一个标准大气压。而海底通常是几百米甚至可达万米。通过简单计算,我们可以知道100米的海底水压大约为10个大气压,而万米海底水压则可以达到1000个大气压。这是什么概念,如果我们置身于这样的环境中,就会被压扁。人体指甲盖大小的面积就要承载几百公斤的压力。

并且,深海海底的温度是很低的,接近零度。通常情况下500米以下的海域,光线就很难到达了,视线很暗。所以,在这样的环境中海水接收不到太阳辐射,水温就会接近零度。

正是因为海底的低温高压环境,天然气和水形成了类冰状的结晶物—“可燃冰”。

可燃冰也并非只存在于海底。一些低温高压的非海域环境也能生成可燃冰,比如:深层的永久冻土、极地大陆架、一些内陆湖的深水领域!

我国储存多少可燃冰?

可燃冰被誉为21世纪潜在的新能源。科学家预计我们现在的化石燃料(煤、石油、天然气)将在百年内用完。这些东西一旦用完,我们的日常生活都很难保证!到时,我们的汽车等交通工具会无油可用。我们的日常用电也会出现问题,因为时至今日我们的电力来源主要还是火力发电。我们的供暖、做饭等生活的方方面面都会受到影响。而可燃冰的发现,或许可解这个燃眉之急。

据科学家统计,全球海底10%的区域都有可燃冰存在,面积约为4000万平方公里,其储存量超过2100万亿立方米。

目前,世界上已发现的可燃冰分布区多达116处,其矿层之厚、规划之大,是惯例天然气田无法比较的。据科学家估量,海底可燃冰的储量最少够人类使用1000年。

而1立方米的可燃冰可分解出164立方米的甲烷气体(天然气)。也就意味着燃烧1立方米可燃冰的释放的热量等于164立方米天然气的当量。

我国可燃冰储量世界第一

在我国,可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及东北冻土带。据粗略估算,其资源量分别约为64.97x10^12立方米、3.38x10^12立方米、12.5x10^12立方米和2.8x10^12立方米。

2007年6月,中国科学家在南海北部海面下200m处,首次发现了面积约430平方千米的可燃冰矿藏。据初步勘测,南海北部可燃冰的远景资源量约合100亿吨石油当量。在西沙海域已初步发现可燃冰分布面积5242平方千米,其资源量估算达4.1万亿立方米,仅这里的可燃冰储量就已达到我国陆地上石油总储量一半左右的当量。此外,在面积达25万平方千米的东海盆地已发现了可燃冰的可能分布区域。 

2017年5月18日,我国南海神狐海域天然气水合物试采实现连续超过7天的稳定产气,取得天然气水合物试开采的历史性突破。

可燃冰是“双刃剑”

可燃冰储量随大,也是一种高能的清洁能源。但由于储藏环境的特殊性,可燃冰的开采长久以来为世界性的难题。在低温高压的环境中,开采过程中气压和温度的变化都会影响可燃冰的状态。如果操作不当,可燃冰会分解成了甲烷挥发到大气中,而甲烷增多又会造成温室效应,甚至会造成更严重的后果。

所以,对于我们来讲,可燃冰就是一把双刃剑,我们得小心使用才是!

彡亟 分类:生活

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