可燃冰的资

2024-05-10

1. 可燃冰的资

可燃冰,即天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),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”(Combustible ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”。其实是一个固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。2013年6月至9月,在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物样品,并通过钻探获得可观的控制储量。2014年2月1日,南海天然气水合物富集规律与开采基础研究通过验收,建立起中国南海“可燃冰”基础研究系统理论。
基本信息
中文名:天然气水合物
别名:可燃冰、固体瓦斯
英文名:Natural Gas Hydrate
化学式:CH4·8H2O
外观:甲烷气体和水分子形成的笼状结晶
密度:0.9 g/cm3
主要成分:甲烷
状态:固态块状物
存在环境:低温高压的环境
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组成结构
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天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),也称为可燃冰、甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物、“笼形包合物”(Clathrate),分子式为:CH4·nH2O,现已证实分子式为CH4·8H2O。。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”(英译为:Flammable ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”。形成天然气水合物有三个基本条件:温度、压力和原材料。
天然气水合物是一种白色固体物质,有极强的燃烧力,主要由水分子和烃类气体分子(主要是甲烷)组成,它是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等)下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物(碳的电负性较大,在高压下能吸引与之相近的氢原子形成氢键,构成笼状结构)。一旦温度升高或压强降低,甲烷气则会逸出,固体水合物便趋于崩解。
“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。可用mCH4·nH2O来表示,m代表水合物中的气体分子,n为水合指数(也就是水分子数)。组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。形成天然气水合物的主要气体为甲烷,对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为甲烷水合物(Methane Hydrate)。每单位晶胞内有两个十二面体(20 个端点因此有 20 个水分子)和六个十四面体(tetrakaidecahedral)(24 个水分子)的水笼结构。其水合值(hydratation value)20 可由 MAS NMR 来求得。 甲烷气水包合物频谱于 275 K 和 3.1 MPa下记录,显示出每个笼形都反映出峰值,且气态的甲烷也有个别的峰值。 
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可燃冰的资

2. 可燃冰的价值和潜力股

“可燃冰”是一种甲烷和水分子在低温高压的情况下结合在一起的化合物,因形似冰块却能燃烧而得名,是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源,分布广泛而且储量巨大。科学家们甚至宣称它是能够满足人类使用1000年的新能源,是今后替代石油、煤等传统能源的首选。
    据了解,可燃冰勘探开发是一个系统工程,涉及众多的学科,如海洋地质、地球物理、地球化学、流体动力学、热力学、钻探工程、地质实验技术和海洋环境等。因此,虽然全球大洋底蕴藏着丰富的可燃冰,但由于开采和提取技术复杂,还可能带来地质、气候灾害,所以多数国家目前对开采可燃冰仍持谨慎态度。
    从以上资料分析,大家都还在研究阶段,还没有开采;所说“潜力股”还不一定靠普。更详细资料请自己上网找找看。

3. 你了解可燃冰么?

5月18日,中国宣布对南海可燃冰试采实现连续187个小时稳定产气,这是全球首次对资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型储层可燃冰成功试采,引发世界各国高度关注和积极评价。
最近可燃冰成了热点“新闻人物”,那么到底什么是可燃冰?有哪些价值?勘探开采有哪些难点?什么时候我们日常生活中才能用上可燃冰?新华社记者专访了国际欧亚科学院院士、青岛国家海洋科学研究中心主任李乃胜。
记者:到底什么是可燃冰?它是怎么形成的?
李乃胜:一句话,可燃冰是天然气水合物,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。因其外观像冰一样且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”、“固体瓦斯”或“气冰”。
详细点说,地层或海洋深处的大量有机质在缺氧环境中,厌气性细菌把有机质分解,最后形成石油和天然气。其中,许多天然气又被包进水分子中,和水可以在温度2至5摄氏度内结晶,这个结晶就是“可燃冰”。
“可燃冰”外表上看它像冰,从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”,由若干水分子组成一个“笼子”,每个笼子里“关”一个气体分子。
可燃冰在海洋和陆地上都存在,目前人类探明的可燃冰主要分布在海底和陆地的永久冻土带。要形成可燃冰,需要三个基本条件:原材料、温度和压力。首先温度不能太高,最高限是20℃左右,再高就分解了;第二压力要够,但也不能太大,零度时,30个大气压以上它就可能生成;第三,地底要有气源,也就是天然气。

记者:可燃冰的全球储量如何?
李乃胜:粗略的估计,全球约有三分之一的陆地和三分之一的海底地区,具备形成天然气水合物的地质条件。已有发现显示,海洋可燃冰资源主要分布在北半球,且太平洋边缘海域资源最为丰富,其次是大西洋。
初步估计,可燃冰的储量比地球上现在已知的石油总储量要大上几百倍。有数据说,全球可燃冰的资源量约为2100万亿立方米,大约可供人类使用1000年左右。
我国可燃冰资源十分丰富,主要分布在南海和东海海域、青藏高原冻土带等区域,地质资源量约为1000亿吨油当量,是目前我国资源最丰富的清洁能源之一,具有大规模发展潜力。
记者:可燃冰与其他能源相比,有哪些特点?
李乃胜:可燃冰有两大传统能源不具备的优势。
一是能效高,烧得快。由于天然气含量占可燃冰体积的80%至99%,比常规天然气的纯净度平均高约10个百分点。1立方米的可燃冰可分解出164立方米甲烷气体,同等条件下可燃冰燃烧产生的能量比煤和石油要高出数十倍,这是传统能源远远达不到的标准。
二是非常环保,烧的好。和煤比起来,可燃冰没有粉尘污染,和石油比起来没有毒气污染,甚至和传统天然气比起来没有其他杂质污染。具体来说,与等热值煤炭相比,每千立方米气可分别减排二氧化碳、二氧化硫约4.33吨和0.0483吨,且基本不含铅尘、硫化物以及PM2.5等有害物质,是非常干净的能源。

记者:可燃冰勘探开采的难点在什么地方?
李乃胜:可燃冰虽然好用易用,但却很难得到。
我们以海底可燃冰为例说明这个问题。天然气水合物的传统开采方法主要是降压法,近年来还提出了固态开采法和混合泥浆开采法等方法,但那个方法都不简单。
首先,可燃冰存在的地质条件比较脆弱,开采时密封性要求高,稍有不慎,会造成海底滑坡事故,对开采的机械和所采的矿藏造成双重伤害;开采工具需要克服海水的压力送下去,需要选用专用的抗腐蚀材料,制造技术要求很高。
开采对温度也有要求,否则可燃冰就都挥发了,前功尽弃。尤其在我国南海等亚热带、热带海域开采可燃冰,需要把机组冷冻然后工作,这就要求精确地研究投入产出比。开采出来后可燃冰需要在低温高压的条件下保存和运输,这里面也牵涉到特种船舶的匹配制造等一系列问题。

记者:什么时候我们的生活中才能用上可燃冰?为了早日用上这么好的资源,我们应该做什么?
李乃胜:20世纪80年代初起,世界各主要资源国都将可燃冰开发列入国家发展战略,在近些年全球新一轮的可燃冰勘查开采热潮中,美、日、印、德等国纷纷将可燃冰资源勘查和开发利用纳入其国家能源中长期发展规划,并编制了详细的发展路线图。
我国可燃冰资源勘查也在努力追赶。今年5月18日,我国宣布在南海试采可燃冰实现连续187小时稳定产气,这是全球首次对开发难度最大的泥质粉砂型储层可燃冰成功试采,引发世界各国高度关注和积极评价。

以中国这次重大突破为标志,可燃冰开采已经达到了“技术上可行”阶段,但在实现“经济上可行”,即民用化、商业化的征程中还有一些障碍需要克服。主要是如何进一步降低开采和运输成本、降低对矿藏周边环境影响等。
在未来可燃冰开发过程中,要进一步确立可燃冰资源在我国能源战略中的地位,优先编制可燃冰开发中长期规划;汲取发达国家先进经验,瞄准世界一流水平,建立健全开采的技术标准和技术体系,增强核心技术自主研发能力。
同时,要对可燃冰开采可能诱发的气候、地质及生物影响进行深入研究,提出应对方案;深化基础研究,摸清成矿原理,建立符合我国国土实际的理论模型,提升我国相关研究的国际地位。

你了解可燃冰么?

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