可燃冰到底適不適合開採呢?

爵士人生1Z3

很高興回答你的問題。

首先呢,可燃冰作為能源本身來說,確實是一種非常高效清潔的能源。

和傳統的石油啊、煤啊這些能源比起來,同等條件燃燒可燃冰產生的能量要高几十倍,而且燒完之後基本沒有什麼有害物質。加上可燃冰的儲量非常大,有個數據說全球可燃冰的資源量大約有2100萬億立方米,人類能用多久呢……1000年。

但是衡量一種能源適不適合開採,除了看能源本身是否高效清潔之外,還要看它的開採過程是否對環境和生物有害?開採的成本如何?

從這些方面來說,我個人覺得。。。可燃冰目前還不是很適合大規模的開採。

主要還是安全問題。

一方面可燃冰所存在的地方,地質條件都很脆弱,在開採的時候可能會出現海底滑坡事故。

另一方面,可燃冰在開採和運輸的過程當中對於溫度和壓力都有很高的要求,所以在開採過程中涉及到的工具、機器、船隻都需要有很高的技術標準。如果技術達不到保存可燃冰所需的壓力和溫度,出現了洩露,那大量的甲烷可能會影響到全球變暖。。。得不償失。

另外,如果開採可燃冰對海底的環境和生物造成了不利的影響,那後果也是非常嚴重的。


所以啊,在人們能研究出高效率並且安全的開採可燃冰的技術之前,可燃冰還是不適合大規模開採的。

  


不吃腸的大腸

能源問題始終是社會可持續發展繞不開的話題,特別是對於中國這樣人均油氣資源水平不高的國家而言,找到具備高丰度和儲量的能源意義重大。可燃冰作為天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質,多分佈於深海沉積物或陸域的永久凍土中。和通常的石化能源相比,可燃冰不僅儲量大,燃燒對於環境的汙染也更小,燃燒能量高出石油數倍,因此極具資源價值,成為近年來的熱點。據國土資源部的調查,僅我國南海地區預計就有680億噸油當量的可燃冰,在青海地區又發現月350億噸標準油當量。而2016年,我國石油表觀消費量也只是5.56億噸,足見其潛力。


2017年5月,中國在南海神狐海域進行的可燃冰試採獲得成功,但是小規模試採和規模化還是完全不同,可以說可燃冰離真正的產業化還需要很長時間。

首先,可燃冰的形成和存儲條件決定著其開採在技術上有著極高難度。可燃冰是在高壓低溫條件下形成。如果失壓或溫度升高導致氣化,會使得其體積急劇增大上百倍。而在可燃冰儲量豐富的海底,有水有岩石。一旦鑽孔密封不好導致大量海水灌入,可能造成大範圍的失穩和進砂,一旦大量的溫室氣體溢出,甚至可能引發海底滑坡。

另一方面,可作為新的綠色能源,成本競爭力也是制約其大規模開發和利用的重要因素。相對於煤炭、石油等傳統能源,乃至光伏、水電等一些新能源,可燃冰不僅要解決大規模開採的技術難題,還要將開採、運輸等綜合成本降到與其他能源相當,才可能進入現有的能源體系,推進能源結構變革。

最後,生態因素考慮也對可燃冰的開採形成掣肘。開採所引起的溫壓變化,會導致極不穩定的可燃冰發生分解,甚至造成海嘯、海洋生物死亡和氣候變暖等環境災害。海底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。這也是美日等國家一直謹小慎微的重要考量。因此,可燃冰商業化仍然任重道遠。除了自身技術和成本,其他新能源的發展突破也是重要的競爭考慮。


科技向令說

一、什麼是可燃冰?

可燃冰,即天然氣水合物(NaturalGasHydrate),水和天然氣在一定條件下形成的結晶化合物,其外觀像冰,但遇火可以燃燒。

可燃冰分解會吸熱,燃燒產生水

二、可燃冰的形成和結構

海底的動植物殘骸被細菌分解釋放出天然氣(以甲烷為主);板塊運動導致地殼深部的天然氣上湧,在高壓低溫的海底環境下,與水結合,形成了可燃冰。

形成可燃冰的三個必要條件:低溫,0~4℃;高壓,30個大氣壓(0℃);甲烷遇水

甲烷氣體分子被包圍在水分子搭建的“籠子”中形成可燃冰。

籠狀多面體格架:mCH(2m+2)?nH2O,m表示水合物中的氣體分子,n為水合物指數

這些“籠子”結構不同,形態各異,總體而言可以分為三類:Ⅰ型(氣體為甲烷、CO2等)、Ⅱ型(丙烷、異丁烷等)和H型(H2、丁烷等)。

氣體分子不同,籠架結構不同

二、能量密度高

1立方米可燃冰能釋放160-180立方米的天然氣,也就是1立方米就可以滿足3口之家半年的天然氣使用需求。

三、環保無汙染

可燃冰燃燒後基本沒有汙染物質,是一種更為清潔的能源。

為治理霧霾帶來了曙光

此外,可燃冰還具有便於儲存運輸,可迅速再生等優點,被譽為“上帝帶給人類的禮物”。

可燃冰是好東西,但對於可燃冰的開發,科學家們還是持有種種顧慮。因為可燃冰的開採過程很容易改變其賴以賦存的低溫高壓條件,導致其分解。如果在開發中不能有效控制溫壓條件和後續氣體採集,就會給環境帶來一系列問題。

一、溫室效應

可燃冰的主要成分是甲烷,而甲烷是一種強效的溫室氣體,其溫室效應是二氧化碳的10倍,全球海底可燃冰中甲烷的總量約為大氣中的3000倍。人為的開採和自然擾動,都極可能造成甲烷氣體逸散,後果難以想象。

全球變暖導致陸地永凍土退化,可燃冰釋放,導致溫室效應加劇,形成惡性循環

天然氣逸散將導致海水缺氧,使得海洋生物遭受毀滅性打擊

二、海底滑坡

開採可燃冰的過程會打破地層原有的應力平衡狀態,引發海底滑坡、地震等事件,甚至還會導致海水汽化和海嘯。氣體逸出破壞海底結構,造成海底滑坡

可燃冰是一把雙刃劍,只有具備高超的技藝才有可能駕馭它,長期以來世界各國投入大量資金進行相關技術的研發。

探索可燃冰的埋藏位置是進行科學研究的第一步。


觀測者零

“可燃冰”,是一種天然氣水合物,1立方米的可燃冰分解後可釋放出164立方米的天然氣,燃燒汙染比煤、石油小,並且更加清潔環保,其廣泛分佈,在全球範圍內的儲量是現有天然氣、石油儲量的兩倍,因而被各國視為未來石油、天然氣的替代能源

,但是對可燃冰的開採並沒有想象中那麼簡單。

可燃冰燃燒

要開採可燃冰就需要把可燃冰的溫度升高或者減小壓力,然後可燃冰就會分解成甲烷氣體,根據這個,開採可燃冰的方法有三個:

1.熱激發法

熱激發法是將水蒸氣、熱水、熱鹽水或其它熱流體泵入水合物地層,其缺點是造成大量的熱損失,效率很低。特別是在永久凍土區,即使利用絕熱管道,永凍層也會降低傳遞給儲集層的有效熱量。

2.化學藥劑激發法

有些化學藥劑如鹽水、甲醇等可以改變水合物形成的相平衡條件,降低水合物穩定溫度。將上述化學藥劑泵入水合物層內,就會引起水合物的分解。此法較熱激發法作用緩慢,且費用太昂貴。在海洋中由於水合物的壓力較高,因而不宜採用此法。

3.減壓法

通過降低壓力來引起天然氣水合物穩定的相平衡曲線移動,從而達到促使水合物分解的目的。一般是通過在水合物層下的遊離氣聚集層中,“降低”天然氣壓力使與天然氣接觸的水合物變得不穩定並且分解為天然氣和水。

開採水合物層下的遊離氣是降低儲層壓力的一種有效方法,此外,通過調節天然氣的提取速度可以達到控制儲層壓力的目的,進而達到控制水合物分解的效果。減壓法的優點是不需要昂貴的連續激發,但只使用減壓法開採天然氣水合物速度很慢。

但是可燃冰開採的真正技術難度不是如何能把氣開採出來,而是在開採氣的同時不使溫度升高,不讓甲烷氣從海底溢出。

要知道甲烷的溫室效應可是二氧化碳的10倍,人為開採可燃冰,可能會造成甲烷氣體逸散,加劇溫室效應,而後全球變暖導致其他地區陸地永凍土退化,埋藏的可燃冰釋放,又進一步加劇溫室效應,形成惡性循環。開採可燃冰的過程還會打破地層原有的應力平衡狀態,引發海底滑坡、地震等事件,甚至還會導致海水汽化和海嘯。

所以,開採天然氣水合物必須要對其開採過程可能帶來的災害具有控制能力。而當前對可燃冰的研究及其開採技術都無法確保在開採時的安全,“可燃冰”自然不適合開採,也不能進行開採,而是應該繼續提升技術,在技術成熟,能夠確保開採安全之後,才能開始開採。


金十數據

科學疑惑篇@可燃冰是什麼物質?

可燃冰是一種天然氣水合物,主要分佈於深海沉積物或者陸域的永久凍土裡,由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質!

為何稱之為可燃冰?因為這種物質外表看起來就像冰塊一樣的固態快狀物,而且一遇到火就可以燃燒起來!

上世紀60年代起由美國,中國,日本等國家為代表簽訂了對其的勘探開發研究計劃!我國也是在去年11月已將天然氣水合物列為新礦種!



科學疑惑篇@可燃冰適不適合進行開採呢?

目前主流的開採方式是對其注入一定溫度的水,使其分解為水和甲烷氣,這分解速度必須要進行控制!

如果對可燃冰進行開採而沒有用恰當的技術手段的話,可能會引起以下的幾種因素髮生:

1.在海底開採不恰當,從而引起了甲烷溢出海底來,而造成的溫室氣體進入大氣層,從而加劇了溫室效應!

2.按照上面的方法開採時,如果對可燃冰注入的水量和溫度等等不恰當,還可能會引起可燃冰氣化後而導致地層中壓力分佈的不均勻等等情況!

3.可燃冰位於海底,開採不當無疑對海底生物而言都是會產生一定影響的,也會引起一定的地質災害等等!



可燃冰開採問題在目前技術還不成熟的情況下,其實還是不建議過早開採使用!更何況現在某一個國家如果要開採可燃冰的話,必須遵守世界各國的開採條約,包括方式,開採後對地質,海底環境,生物等造成的影響等等!所以恐怕爭端還是存在的,從而我們也還不能太過於急著去開發新能源!



科學科普篇@關於可燃冰的知識:

  • 1810年,首次在實驗室發現了天然氣水合物!
  • 2017年,經過10多年的技術攻關,我國研發團隊研發出陸域天然氣水合物的關鍵技術,填補了我國這領域的空白!
  • 2017年5月,我國首次海域天然氣水合物試開採成功!




科學無處不在

可燃冰處於海洋洋底淺層,可燃冰在一定壓力和溫度下生成,目前試開採方法是注入一定溫度的水,使可燃冰分解為水和甲烷氣,這分解速度必須要控制好因此必須要深入研究以下問題:

1,加熱可燃冰熱水管的水量和溫度與甲烷氣輸出管的口徑(決定甲烷氣排出的流量控制技術);

2,可燃冰上部覆蓋層的厚度及強度,需要覆蓋層能承受一定壓力,不能被可燃冰分解後的甲烷頂開,引起甲烷溢出海底來,造成溫室氣體進入大氣層,加劇溫室效應;

3,注入的水量及溫度在水的溫度及水量,與可燃冰氣化後引起地層中壓力分佈情況;

4,系統的完整的可燃冰採掘控制系統研發;

5,可燃冰開採中可能引發可燃冰連續劇烈分解的不能控制的連鎖分解的控制技術;

6,開發可燃冰對海底環境和生物多樣性影響的研究,形成可燃冰採空區後對海地質災害的評估研究。

作為試採技術簡單,僅僅在海底將可燃冰加熱,採出甲烷氣,而不用關心對海底環境的破壞和引發地質災害的控制。綜上所述近期不宜大觀模開發可燃冰,而且開發海底可燃冰必須世界各國建立海底可燃冰開採條約,包括開採方式,開採後對海底環境生物影響評估,對地質災害評估,因為海洋屬於全人類!


亞力12

1,是清潔能源,為未來社會的發展提供了發展動力。

2,存儲困難,0-4度,氣溫太高,甲烷會揮發,而甲烷溫室效用很強。

3,生產過程安全問題,現在技術還不成熟,一旦洩露,海洋生態會收到破壞。

4,海底地質的風險,大量開採,海底會不會滑坡,形成海溝?

5,現在,如果一個國家不開採,會有其他國家開採的。收益是開採國家的,但風險是全球的。

6,這個項目最佳路線是加快開採,存儲,運輸技術的研發,其次是簽署國際公約,各國盡責。

結論,10年內不適合開採。


傑源北京

可燃冰試採項目作為實施國家能源戰略的一個重點項目備受矚目,但其勘探開發仍需要攻克巨大的技術障礙和環境障礙,如果技術不成熟,可能導致海底地質災害、海底大量溫室氣體湧入大氣等問題,引發環境危機。

此次成功試採可燃冰,中集集團發文認為,標誌著我國在該領域取得了重大技術突破,為可燃冰的商業化開發鋪路。

中國地質調查局的資料顯示,預計可能在2020年前後突破可燃冰的開發技術,實現能夠適應工業化開發規模的工藝、技術和設備完善。大約再經過10年左右的提升,到2030年前後實現可燃冰的商業開發,那時可能我們就能使用“燃冰汽車”了。


博研情報

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從何說企

可燃冰不是通過開採得來的,未必是靠摸起來的。誰有這個功夫,靠在海里游泳潛水過日子。而且,是拿可燃冰,可燃冰就是這樣獲得的嗎?靠機械開發出來的,不就是多餘的了。也不想想,可燃冰就這麼可以得到,還愁開採不出來呀!可燃冰在中國,在世界,都是開採比較難得的。沒有機械的幫忙就不可能獲得。自從在海底發現可燃冰以來,日本和加拿大都進行過海底開採試驗,可是,由於開採技術還不夠,只得宣佈開採失敗。我國也是在開採中逐步積累經驗得來的,可以說,好不容易才得到的。發現也是不容易,沒有科技人員和工人的努力和艱辛付出,要想得到可燃冰是絕對不可能的。


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