海底“可燃冰”是什么?
冰是透明的水冻结而成的,很常见。然而世界上还有一种冰,人们对它所知甚少,它就是“可燃冰”。可燃冰还有另一个名字,叫做“天然气水合物”。
可燃冰的发现早在20世纪30年代
“可燃冰”三个字道破了它的用途——可以燃烧,它是继煤、石油和天然气后,人类发现的又一种新型的能源。就外表而言,它酷似冰,是一种透明的结晶。中国科学院汪品先院士曾在接受《科技日报》记者的采访时介绍,可燃冰的发现早在20世纪30年代。当年,人们发现天然气输气管道内形成白色冰状固体填积物,这种天然气水合物给天然气输送带来很大麻烦,石油地质学家和化学家便对如何消除这种天然气水合物进行了研究。20世纪60年代前,前苏联在开发麦索亚哈气田时,在地层中也发现了这种气体水合物,这时人们才开始把气体水合物作为一种燃料能源来研究。此后不久,西伯利亚、北斯洛普、墨西哥湾、日本海和印度湾等地方相继发现了天然气水合物。人们意识到,天然气水合物是一种全球分布的潜在能源,于是掀起了20世纪70年代以来的天然气水合物研究热潮。这种天然气水合物就是可燃冰。
可燃冰的形成有三个条件,首先是温度不能太高;第二是压力要够,但不需太大,0℃时,30个大气压以上就可能生成;第三是要有气源。据估计,陆地上20.7%和大洋底90%的地区具有形成可燃冰的有利条件。绝大部分的可燃冰分布在海洋里,其资源量是陆地上的100倍以上。可燃冰中的甲烷大多数是当地生物活动而产生的。海底的有机物沉淀经历了漫长的时间后,死的鱼虾、藻类体内都含有碳,经过生物转化,可形成充足的甲烷气源。另外,海底的地层是多孔介质,在温度、压力和气源三项条件都满足的情况下,会在介质的空隙中生成甲烷水合物的晶体。
可燃冰的主要成分是甲烷和水。甲烷是一种无色、无味的可燃气体。它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿,而且密切相关。埋于海底地层深处的大量有机质处于缺氧环境中,厌气性细菌把有机质分解,最后形成石油和天然气(石油气)。其中许多天然气又被包进水分子中,和水在温度2℃~5℃内结晶,在海底的低温与压力下形成可燃冰。
在不同的海域,环境条件各异,因此,可燃冰存储的水深也各不相同。在赤道海区,可燃冰存储在400~650米水深的海域,但在南、北两极,可燃冰存储在100~250米海深的沉积岩中。显而易见,这是极区与赤道的水温条件不同所致。
可燃冰极易燃烧,燃烧产生的能量比煤、石油、天然气产生的都多得多,而且燃烧以后几乎不产生任何残渣或废弃物。不难想象,当人们解决了可燃冰的开发技术后,可燃冰就可以取代其他日益减少的化工能源(如石油、煤、天然气等),成为一种主要的能源。我国海洋开发方面的研究人员已经开始关注可燃冰,有的已开始对这一能源进行研究。然而,可燃冰的开采谈何容易,时至今日,石油天然气的开发技术已经比较成熟,而可燃冰的开发还有许多问题有待解决。如果将可燃冰从深海简单地提升,那么在升出海水的过程中,随着水深变浅,水的压力降低,水的温度升高,可燃冰会融化,可燃冰中的甲烷会释放出来,而可燃冰中的甲烷含量要超过自身体积的100多倍,有可能引起可燃冰灾害,还可能造成温室效应,影响大气温度。然而无论遇到多大的困难,人类总是会向可燃冰的藏身之地进军,并终将解决开采可燃冰的技术问题。
举世关注可燃冰
据估计,全球可燃冰的储量是现有石油天然气储量的两倍。目前,在世界各大洋中已经查明的可燃冰存储区已有60多处。据测算,仅在我国的南海,可燃冰资源量就达相当700亿吨石油,约相当于我国目前陆上油气资源量总数的二分之一。在世界油气资源逐渐枯竭的情况下,可燃冰的出现燃起了人类对新能源的无限渴望。美国、俄罗斯、日本甚至还有印度都先后投巨资对可燃冰进行研究。美国总统科学技术委员会专门提出建议研究开发可燃冰,参议院、众议院有上千人提出议案,支持可燃冰的开发研究。目前美国每年用于可燃冰研究的财政拨款达上千万美元。
可燃冰的主要成分是什么?
可燃冰的主要成分是甲烷。
可燃冰的学名为“天然气水合物”,是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%~99.9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。
资源储量:
1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。科学家估计,海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里,占海洋总面积的10%,海底可燃冰的储量够人类使用1000年。
随着研究和勘测调查的深入,世界海洋中发现的可燃冰逐渐增加,1993年海底发现57处,2001年增加到88处。据探查估算,美国东南海岸外的布莱克海岭,可燃冰资源量多达180亿吨,可满足美国105年的天然气消耗;日本海及其周围可燃冰资源可供日本使用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?
可燃冰是天然气与水在高压低温条件下形成的,可燃冰的主要成分是甲烷。
1.可燃冰是在0到10℃的温度下产生的,在20℃以上的温度下会分解,变得烟消云散。因此,无论是在海底还是陆地上,永久冻土带都应该满足这一条件。最后,它必须在高压条件下生成。在0℃下,生产可燃冰需要30个大气压力。在原材料、温度和压力的条件下,形成可燃冰晶。天然气水合物是一种冰,由天然气在0℃和30个大气压力的作用下结晶而成。冰块中的甲烷占80%~9.9%,可以直接点燃。
2.储量是地球上石油总储量的几百倍,这些天然冰藏在世界各地450米深的海床上,表面看起来像干冰,但实际上可以燃烧。在美国东南部沿海水下2700平方米的水化物中,它们含有足够的可燃冰,可以供应美国70多年。其储量预计是传统储量的2.6倍。如果全部开发利用,可以使用100年左右。
3.由于可燃冰只能在高压和低温条件下形成,因此在深海沉积物或陆地永久冻土中很常见,很难开采。沉积物中甲烷的过度流失会软化海洋,导致地震。因此,所有国家都在积极探索合理的可燃冰开采技术。在美国和加拿大,两次陆上试收效果不佳。日本的两次海底试验也失败了,可燃冰开采的中国计划目前处于领先地位。
4.与传统天然气相比,可燃冰和煤炭没有粉尘污染,石油没有有毒气体污染,甚至没有其他杂质污染。具体来说,与等热值煤相比,每千立方米的气体可以分别减少二氧化碳。二氧化硫含量约为4.33吨和0.0483吨,基本上不含铅粉尘、硫化物和PM2.5等有害物质,这是一种非常干净的能源。
可燃冰是一种天然气水合物其中的主要化学成分是?
可燃冰是一种天然气水合物其中的主要化学成分是水和甲烷,化学式为CH₄·nH₂O。
可燃冰常温下会迅速分解为水和甲烷;其燃烧后仅生成少量二氧化碳和水,造成的污染远小于煤、石油、天然气等。可燃冰的能量密度比石油等高出许多,并且储量巨大,被国际公认为能接替石油、天然气的能源之一,但因其分布于深海或陆域的冻土中,开采难度巨大。
可燃冰赋存于水深大于100-250米(两极地区)和大于400-650米(赤道地区)的海底沉积层内,这里的压力和温度条件,能使天然气水合物处于稳定的固态。
扩展资料:
可燃冰所蕴含的能量巨大,1立方米“可燃冰”可以分解释放出约160立方米以上的天然气。以一辆使用天然气为燃料的汽车为例,假设一次加100升天然气能跑300公里,那么加入相同体积的可燃冰,这辆车就能跑5万公里。
世界可燃冰碳含量估计值是当前已探明所有化石燃料(包括煤、石油和天然气)中碳含量总和的2倍,海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。墨西哥湾、西非、北冰洋、南海及我国西藏地区可燃冰储量丰富。中国可燃冰资源储量为800多亿吨油当量,相当于我国常规天然气资源量的2倍。
参考资料来源:人民网-可燃冰有多牛? 100升可燃冰能让汽车跑5万公里
百度百科-天然气水合物
人民网-你知道有“清洁能源”之称的可燃冰是如何开采的吗?
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