可燃冰储量最多的国家(可燃冰为什么没有被广泛使用)

2023-05-13 20:10:05 生活饮食 0阅读 回答者:admin

可燃冰被誉为21世纪最环保的能源,是将来人类取代石油最理想的能源,我国可开采的可燃冰储量世界第一?

但因为开采技术和收集条件还不成熟,尤其成本太高是迫切需要解决的问题。所以,目前为止,可燃冰的开采进度并不是十分的理想。

可燃冰储量最多的国家(可燃冰为什么没有被广泛使用)(图1)

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。

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。

可燃冰储量最多的国家(可燃冰为什么没有被广泛使用)(图2)

我国的可燃冰并非储量世界第一,其实日本的可燃冰储量和我们差不多,在不使用任何能源的情况下,可燃冰用于工业、民用,我国的储量咱们可用100年之久。而目前地球的石油储量最多能维持全世界使用50-60年。

正因为如此,全世界发达国家都在大力推进新能源技术的革新和发展。

放着现成的可燃冰不去开采,这又是为什么?

世界上海底天然气水合物已发现的主要分布区域是,大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台、西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、中国南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域及东太平洋海域。

可燃冰储量最多的国家(可燃冰为什么没有被广泛使用)(图3)

可燃冰一般形成于低温(10Mpa)的环境,自然界中,可燃冰往往分布于水深大于300米以上的海底沉积物,或寒冷的陆地永久冻土带。

可燃冰开采难度,在于当我们开采可燃冰时,它的形态容易发生改变,可能我们可燃冰还没到手,便从固态成了气态,也就是甲烷。大量的可燃气体会增大可燃冰周围环境的压力,严重时甚至会导致海底海啸。

可燃冰储量最多的国家(可燃冰为什么没有被广泛使用)(图4)

日本正是遇到上述问题,数次开采可燃冰最后都无疾而终,还赔上了开采设备。

可燃冰又被称为固体瓦斯,它在2017年的时候被正式批准为新矿种,其资源密度非常的高,并且具有非常高的资源价值。

但所有国家面对的问题,都是开采方案。

可燃冰储量最多的国家(可燃冰为什么没有被广泛使用)(图5)

而我们国家的可燃冰开采之难,被形容为“在豆腐上打铁、用金刚钻绣花”,位于中国南海北部陆坡中段的神狐暗沙东南海域附近。

那里的可燃冰储层虽浅,但是地层承载力有限,要保证井柱稳定,又不能破坏储层,使得工程措施单一,施工难度大。

再加上砂子细,含泥量大,导致渗透率低、产量下降,所以不适合开展商业化规模性的开采。

开采方案主要有三种

方案①热解方式

利用“可燃冰”遇到温度会分解的特点,使其由固态变为气态,从而分解出甲烷。

因为大量可燃冰都在海底,必须得在甲烷没融入海水之前对其进行收集,但如何布设管道,并高效收集是急于解决的问题。

方案②降压法

有科学家提出将核废料埋入地底,利用核辐射效应使可燃冰分解。降压法的好处是不产生高温,但必须面对与热解方式同样的甲烷收集,管道设施问题。

方案③“置换法”

研究证实,将CO2液化(实现起来很容易),注入1500米以下的洋面(不一定非要到海底),就会生成二氧化碳水合物,最后形成碳酸,大量碳酸在海水底是液态形式存在,二氧化碳比重是海水的数倍。

所以液态的碳酸浓度也远高于海水。如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层,因CO2较之甲烷易于形成水合物,因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”,从而将其置换出来。

可燃冰储量最多的国家(可燃冰为什么没有被广泛使用)(图6)

综合分析:

其次,甲烷收集处理不好引起泄露,对诱发的全球气候变暖将是灾难性的,即使是以目前的技术开采的可燃冰也不经济。

目前可燃冰的开采成本高达200美元/立方米,折合成天然气要1美元/立方米,而目前国内天然气造价仅在1元/立方米,所以怎样去降低成本,这是勘测、开采可燃冰不得不面对的问题,开采出来不具备利益最大化,等于白忙活,根本不具备市场优势。

总结:目前比较好的可燃冰开采方案,即是置换方式结合降压法,使可燃冰以气态方式从液态的二氧化碳里面去获得。

但开采成本太高,同石油与天然相比差距太大不具备市场优势,所以所有国家面对可燃冰也只能是水中望月一般,看着挺好的能源却无法进行利用。

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