海底“可燃冰”是什么?
冰是透明的水凍結而成的,很常見。然而世界上還有一種冰,人們對它所知甚少,它就是“可燃冰”。可燃冰還有另一個名字,叫做“天然氣水合物”。
可燃冰的發現早在20世紀30年代
“可燃冰”三個字道破了它的用途——可以燃燒,它是繼煤、石油和天然氣后,人類發現的又一種新型的能源。就外表而言,它酷似冰,是一種透明的結晶。中國科學院汪品先院士曾在接受《科技日報》記者的采訪時介紹,可燃冰的發現早在20世紀30年代。當年,人們發現天然氣輸氣管道內形成白色冰狀固體填積物,這種天然氣水合物給天然氣輸送帶來很大麻煩,石油地質學家和化學家便對如何消除這種天然氣水合物進行了研究。20世紀60年代前,前蘇聯在開發麥索亞哈氣田時,在地層中也發現了這種氣體水合物,這時人們才開始把氣體水合物作為一種燃料能源來研究。此后不久,西伯利亞、北斯洛普、墨西哥灣、日本海和印度灣等地方相繼發現了天然氣水合物。人們意識到,天然氣水合物是一種全球分布的潛在能源,于是掀起了20世紀70年代以來的天然氣水合物研究熱潮。這種天然氣水合物就是可燃冰。
可燃冰的形成有三個條件,首先是溫度不能太高;第二是壓力要夠,但不需太大,0℃時,30個大氣壓以上就可能生成;第三是要有氣源。據估計,陸地上20.7%和大洋底90%的地區具有形成可燃冰的有利條件。絕大部分的可燃冰分布在海洋里,其資源量是陸地上的100倍以上。可燃冰中的甲烷大多數是當地生物活動而產生的。海底的有機物沉淀經歷了漫長的時間后,死的魚蝦、藻類體內都含有碳,經過生物轉化,可形成充足的甲烷氣源。另外,海底的地層是多孔介質,在溫度、壓力和氣源三項條件都滿足的情況下,會在介質的空隙中生成甲烷水合物的晶體。
可燃冰的主要成分是甲烷和水。甲烷是一種無色、無味的可燃氣體。它的形成與海底石油、天然氣的形成過程相仿,而且密切相關。埋于海底地層深處的大量有機質處于缺氧環境中,厭氣性細菌把有機質分解,最后形成石油和天然氣(石油氣)。其中許多天然氣又被包進水分子中,和水在溫度2℃~5℃內結晶,在海底的低溫與壓力下形成可燃冰。
在不同的海域,環境條件各異,因此,可燃冰存儲的水深也各不相同。在赤道海區,可燃冰存儲在400~650米水深的海域,但在南、北兩極,可燃冰存儲在100~250米海深的沉積巖中。顯而易見,這是極區與赤道的水溫條件不同所致。
可燃冰極易燃燒,燃燒產生的能量比煤、石油、天然氣產生的都多得多,而且燃燒以后幾乎不產生任何殘渣或廢棄物。不難想象,當人們解決了可燃冰的開發技術后,可燃冰就可以取代其他日益減少的化工能源(如石油、煤、天然氣等),成為一種主要的能源。我國海洋開發方面的研究人員已經開始關注可燃冰,有的已開始對這一能源進行研究。然而,可燃冰的開采談何容易,時至今日,石油天然氣的開發技術已經比較成熟,而可燃冰的開發還有許多問題有待解決。如果將可燃冰從深海簡單地提升,那么在升出海水的過程中,隨著水深變淺,水的壓力降低,水的溫度升高,可燃冰會融化,可燃冰中的甲烷會釋放出來,而可燃冰中的甲烷含量要超過自身體積的100多倍,有可能引起可燃冰災害,還可能造成溫室效應,影響大氣溫度。然而無論遇到多大的困難,人類總是會向可燃冰的藏身之地進軍,并終將解決開采可燃冰的技術問題。
舉世關注可燃冰
據估計,全球可燃冰的儲量是現有石油天然氣儲量的兩倍。目前,在世界各大洋中已經查明的可燃冰存儲區已有60多處。據測算,僅在我國的南海,可燃冰資源量就達相當700億噸石油,約相當于我國目前陸上油氣資源量總數的二分之一。在世界油氣資源逐漸枯竭的情況下,可燃冰的出現燃起了人類對新能源的無限渴望。美國、俄羅斯、日本甚至還有印度都先后投巨資對可燃冰進行研究。美國總統科學技術委員會專門提出建議研究開發可燃冰,參議院、眾議院有上千人提出議案,支持可燃冰的開發研究。目前美國每年用于可燃冰研究的財政撥款達上千萬美元。
可燃冰的主要成分是什么?
可燃冰的主要成分是甲烷。
可燃冰的學名為“天然氣水合物”,是天然氣在0℃和30個大氣壓的作用下結晶而成的“冰塊”。“冰塊”里甲烷占80%~99.9%,可直接點燃,燃燒后幾乎不產生任何殘渣,污染比煤、石油、天然氣都要小得多。西方學者稱其為“21世紀能源”或“未來能源”。
資源儲量:
1立方米可燃冰可轉化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。科學家估計,海底可燃冰分布的范圍約4000萬平方公里,占海洋總面積的10%,海底可燃冰的儲量夠人類使用1000年。
隨著研究和勘測調查的深入,世界海洋中發現的可燃冰逐漸增加,1993年海底發現57處,2001年增加到88處。據探查估算,美國東南海岸外的布萊克海嶺,可燃冰資源量多達180億噸,可滿足美國105年的天然氣消耗;日本海及其周圍可燃冰資源可供日本使用100年以上。
可燃冰主要成分是什么
可燃冰的主要成分
可燃冰是如何形成的?可燃冰的主要成分是什么?
可燃冰是天然氣與水在高壓低溫條件下形成的,可燃冰的主要成分是甲烷。
1.可燃冰是在0到10℃的溫度下產生的,在20℃以上的溫度下會分解,變得煙消云散。因此,無論是在海底還是陸地上,永久凍土帶都應該滿足這一條件。最后,它必須在高壓條件下生成。在0℃下,生產可燃冰需要30個大氣壓力。在原材料、溫度和壓力的條件下,形成可燃冰晶。天然氣水合物是一種冰,由天然氣在0℃和30個大氣壓力的作用下結晶而成。冰塊中的甲烷占80%~9.9%,可以直接點燃。
2.儲量是地球上石油總儲量的幾百倍,這些天然冰藏在世界各地450米深的海床上,表面看起來像干冰,但實際上可以燃燒。在美國東南部沿海水下2700平方米的水化物中,它們含有足夠的可燃冰,可以供應美國70多年。其儲量預計是傳統儲量的2.6倍。如果全部開發利用,可以使用100年左右。
3.由于可燃冰只能在高壓和低溫條件下形成,因此在深海沉積物或陸地永久凍土中很常見,很難開采。沉積物中甲烷的過度流失會軟化海洋,導致地震。因此,所有國家都在積極探索合理的可燃冰開采技術。在美國和加拿大,兩次陸上試收效果不佳。日本的兩次海底試驗也失敗了,可燃冰開采的中國計劃目前處于領先地位。
4.與傳統天然氣相比,可燃冰和煤炭沒有粉塵污染,石油沒有有毒氣體污染,甚至沒有其他雜質污染。具體來說,與等熱值煤相比,每千立方米的氣體可以分別減少二氧化碳。二氧化硫含量約為4.33噸和0.0483噸,基本上不含鉛粉塵、硫化物和PM2.5等有害物質,這是一種非常干凈的能源。
可燃冰是一種天然氣水合物其中的主要化學成分是?
可燃冰是一種天然氣水合物其中的主要化學成分是水和甲烷,化學式為CH₄·nH₂O。
可燃冰常溫下會迅速分解為水和甲烷;其燃燒后僅生成少量二氧化碳和水,造成的污染遠小于煤、石油、天然氣等。可燃冰的能量密度比石油等高出許多,并且儲量巨大,被國際公認為能接替石油、天然氣的能源之一,但因其分布于深海或陸域的凍土中,開采難度巨大。
可燃冰賦存于水深大于100-250米(兩極地區)和大于400-650米(赤道地區)的海底沉積層內,這里的壓力和溫度條件,能使天然氣水合物處于穩定的固態。
擴展資料:
可燃冰所蘊含的能量巨大,1立方米“可燃冰”可以分解釋放出約160立方米以上的天然氣。以一輛使用天然氣為燃料的汽車為例,假設一次加100升天然氣能跑300公里,那么加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公里。
世界可燃冰碳含量估計值是當前已探明所有化石燃料(包括煤、石油和天然氣)中碳含量總和的2倍,海底可燃冰的儲量至少夠人類使用1000年。墨西哥灣、西非、北冰洋、南海及我國西藏地區可燃冰儲量豐富。中國可燃冰資源儲量為800多億噸油當量,相當于我國常規天然氣資源量的2倍。
參考資料來源:人民網-可燃冰有多牛? 100升可燃冰能讓汽車跑5萬公里
百度百科-天然氣水合物
人民網-你知道有“清潔能源”之稱的可燃冰是如何開采的嗎?
本文發布于:2023-02-28 20:46:00,感謝您對本站的認可!
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