中国首次海域可燃冰试采成功,这是什么好玩意儿?
2017-05-18 10:47

【导读】据新华社今日(5月18日)消息,中国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功。可燃冰是一种新型能源,并且储备粮巨大,可供人类使用上千年。同时,我国管辖海域和陆区也蕴藏有丰富的可燃冰资源,据测算,海域可燃冰资源量达几百亿吨油当量,其远景资源量与海域和陆地油气资源量相当。

2009年才发现的新能源

2009年美国地质调查局(USGS)称,钻井作业公司在美国墨西哥湾的天然气水合物中发现了“重要的”可能能源资源。

2012年2月-4月,美国能源部与康菲石油公司、日本国家石油天然气和金属公司等合作,在阿拉斯加北坡冻土区运用二氧化碳与甲烷水合物置换方式,试验开采获得成功,在实现开采甲烷的同时有效封存了二氧化碳。

2013年3月12日,日本在南海海槽进行了天然气水合物试采,首次在海域水合物中开采出甲烷,6天累计产量13万立方米,成为全球首个掌握海底水合物开采技术的国家。

据估算,在世界各大洋中天然气水合物总资源量约为(1.8-2.6)×1016立方米,大约相当于全球已知煤、石油和天然气总储量的两倍,可供人类使用上千年,截至2015年底,在全球已直接或间接发现水合物的矿点达到232处,其中4个矿点开展了试开采工作。

▲科技人员通过海底照相机拍摄的南海北部陆坡存在可燃冰的相关地理特征。

可以“着火”的冰

可燃冰自其被人类发现以来就备受关注。据估算,在世界各大洋中天然气水合物总资源量约为(1.8-2.6)×1016立方米,大约相当于全球已知煤、石油和天然气总储量的两倍,可供人类使用上千年,笔者从广州市海洋地质调查局(简称广海局)获悉,截至2015年底,在全球已直接或间接发现水合物的矿点达到232处,其中4个矿点开展了试开采工作。

去年的“走进可燃冰”海洋地质科普大讲堂,是我国首次将可燃冰实物样品向社会民众开放点火展示。在众人的瞩目下,工作人员从一个蓝白相间的收纳箱中拿出一块看起来既像石头又像冰的白色物体放在桌上,这块物体就是广海局最新从海底开采出来的可燃冰,它的表面还冒着白“烟”。现场工作人员解释说,这是表层液氮在挥发,“由于可燃冰实际形成条件是低温高压,在常温常态下,它很快就会分解成甲烷气体和水,所以要将其保存在低温的液氮之中。”工作人员介绍。

经过几分钟后,工作人员估摸着可燃冰表面的液态氮挥发得差不多了,便用打火枪给可燃冰点火。在持续点火一会后,“冰”着火了,并持续发出橙色的火焰,令在场的观众惊叹不已,可燃冰为何可以着火?

“事实上,可燃冰燃烧的是甲烷气体,而不是我们肉眼看到的固体。”广海局海洋矿产地质调查所副所长、教授级高工梁金强在现场介绍,天然气水合物形成于低温、高压且气体充足的环境,由水分子和气体分子组成,外貌类似冰雪,可以像固体酒精一样被点燃,因此被称为可燃冰。

形成可燃冰有三个基本条件:温度、压力和充足的气源。海底的低温和高压对于天然气水合物的形成非常有利,因此世界上的天然气水合物约有97%分布于海洋中,仅3%分布在陆地冻土带。自然产出的可燃冰存在形态各异,主要有块状、脉状、结核状和分散状。标准状态下,1体积的天然气水合物大概可以分解为164体积的甲烷气体,资源密度很大。

大量散发可致全球变暖,商业开发利用尚需时日

可燃冰的开发利用将会与其他能源资源开发利用一样,逐步走商业化道路,商业化的意义在吸引商业资本进入这种新能源开发领域,有助推动产业化进程,难点是尽快形成成熟的开发技术,降低开发成本。

因此,目前仍需由国家主导可燃冰勘查开发工作,产、学、研相结合,逐步引导国家石油公司及商业资本进来,合力攻克开发技术难关,“一旦技术成熟,环境可控,成本又能降下来,距离可燃冰的商业开发就不远了。”

尽管如此,业内人士也提醒,可燃冰开采还有很多看不见的危险。首先,可燃冰本身对海洋工程的巨大威胁,可能导致井场周围海底地质灾害,引起井壁不稳定、井径扩大、井喷等事故,危害钻井平台,影响海底缆线及其他工程设施,甚至波及沿岸建筑物,危及航行安全和人们的生命财产。

此外,如果要大量开采可燃冰,必然面临能源消耗问题,在目前的技术水平下,将其从埋藏处输送至地表所需的能源消耗量,远高于其自身所含的能源量。因为可燃冰光依靠发掘不能实现自喷,而且埋藏在深海域,所以将其开采运输所需要的工程量十分巨大,自然也就带来相应的成本消费和能源消费。

可燃冰开采另一个现实问题是环保问题。可燃冰虽然号称绿色环保型资源,但是它的开采过程却可能面临破坏环境的危险。有关人士担心,如果发掘方法不当,就可能导致可燃冰大量气化,扩散至大气中,加速地球的气候变暖。

有科学研究表明,8000年前,挪威海域曾经发生过一次由于可燃冰破裂导致的天然气大量喷射,数量约为3500吨,相当于总埋藏量的3%,当时的100多个喷射口遗迹分布在1000平方公里的海底。

因此,专家分析,如果目前埋藏的可燃冰气化散发到大气中,地球平均气温将在10年内上升4℃。甚至有人担心,可燃冰的气化再加上已经不断加速的地球气候变暖,将导致更大范围的可燃冰破裂,也许会将人类拖入灭亡的深渊。

另外,由于开采可燃冰,需要将大量的采掘机械装载在海底,无疑会对海洋生态环境造成破坏,可能造成海底不稳定,导致地质灾害,也容易对大气环境造成影响。

从目前的情况来看,开发利用海域可燃冰仍需解决一系列问题,可燃冰商业化开采依旧距离我们较远。

来源:文汇综合
责任编辑:邵大卫
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