可燃冰,未來新能源?
責任編輯:icynet    瀏覽:3417次    時間: 2016-04-19 23:16:17      

摘要:亚洲做性视频在线观看可燃冰又稱為"固體瓦斯"和"氣冰",它是一種天然氣水合物(簡稱Gas Hydrate)分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中,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。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒,所以又被稱為“可燃冰” (英譯為:Flam..

關鍵詞:可燃 未來 新能源
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可燃冰又稱為"固體瓦斯"和"氣冰",它是一種天然氣水合物(簡稱Gas Hydrate)分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中,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。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒,所以又被稱為“可燃冰” (英譯為:Flammable ice)。
      天然氣水合物是指由主體分子(水)和客體分子(甲烷、乙烷等烴類氣體,及氮氣、二氧化碳等非烴類氣體分子)在低溫(-10℃~+28℃)、高壓(1~9MPa)條件下,通過范德華力相互作用,形成的結晶狀籠形固體絡合物其中水分子借助氫鍵形成結晶網格,網格中的孔穴內充滿輕烴、重烴或非烴分子。水合物具有極強的儲載氣體能力,一個單位體積的天然氣水合物可儲載100~200倍于該體積的氣體量。  

可燃冰


甲烷水合物,即可燃冰。
其化學式為CH4·xH2O
     “可燃冰”是未來潔凈的新能源。它的形成與海底石油、天然氣的形成過程相仿,而且密切相關。埋于海底地層深處的大量有機質在缺氧環境中,厭氣性細菌把有機質分解,最后形成石油和天然氣(石油氣)。其中許多天然氣又被包進水分子中,在海底的低溫與壓力下又形成“可燃冰”。這是因為天然氣有個特殊性能,它和水可以在溫度2~5攝氏度內結晶,這個結晶就是“可燃冰”。因為主要成分是甲烷,因此也常稱為“甲烷水合物”。在常溫常壓下它會分解成水與甲烷,“可燃冰”可以看成是高度壓縮的固態天然氣。“可燃冰”外表上看它像冰霜,從微觀上看其分子結構就像一個一個“籠子”,由若干水分子組成一個籠子,每個籠子里“關”一個氣體分子。目前,可燃冰主要分布在東、西太平洋和大西洋西部邊緣,是一種極具發展潛力的新能源,但由于開采困難,海底可燃冰至今仍原封不動地保存在海底和永久凍土層內。
     可燃冰由海洋板塊活動而成。當海洋板塊下沉時,較古老的海底地殼會下沉到地球內部,海底石油和天然氣便隨板塊的邊緣涌上表面。當接觸到冰冷的海水和在深海壓力下,天然氣與海水產生化學作用,就形成水合物。科學家估計,海底可燃冰分布的范圍約占海洋總面積的10%,相當于4000萬平方公里,是迄今為止海底最具價值的礦產資源。
     目前估計世界上可燃冰儲量達3乘10的16次次方相當于現在已經探明的天然氣總儲量的兩倍,因此如果可燃冰資源得到廣泛的利用,將大大緩解未來資源緊張的局面。
     天然氣水合物甲烷含量占80%~99.9%,燃燒污染比煤、石油、天然氣都小得多,,而且儲量豐富。它在自然界分布非常廣泛,海底以下0~1500m深的大陸架或北極等地的永久凍土帶都有可能存在,世界上有79個國家和地區都發現了天然氣水合物氣藏。
      全球蘊藏的常規石油天然氣資源消耗巨大,很快就會枯竭。科學家的評價結果表明,僅在海底區域,可燃冰的分布面積就達4000萬平方公里,占地球海洋總面積的 1/4。2011年,世界上已發現的可燃冰分布區多達116處,其礦層之厚、規模之大,是常規天然氣田無法相比的。科學家估計,海底可燃冰的儲量至少夠人類使用1000年,因而被各國視為未來石油天然氣的替代能源。
      由于可燃冰是在深海處低溫高壓條件下形成的,氫鍵是一種弱作用,冰狀的水合甲烷一出水面就會自動融化分解成氣體,故我們沒有必要在分解水合甲烷上費神,只要用專用設備將這些氣體收集起來就可利用。值得注意的是,可燃冰作為一種新能源雖具有開發應用前景,但甲烷是一種高效的溫室效應氣體,可燃冰的開采如果方法不當,釋放出的甲烷擴散到大氣中,會增強地球的溫室效應,導致地球上永久凍土和兩極冰山融化而使地球變曖。安全合理地開發可燃冰,必須同時考慮環境保護。
     自 20 世紀 60 年代以來,人們陸續在凍土帶和海洋深處發現了一種可以燃燒的“冰”。這種“可燃冰”在地質上稱之為天然氣水合物。天然氣水合物在自然界廣泛分布在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內陸湖的深水環境。在標準狀況下,一單位體積的天然氣水合物分解最多可產生164單位體積的甲烷氣體。
     天然氣水合物是20世紀科學考察中發現的一種新的礦產資源。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合時產生的一種固態物質,外貌極像冰雪或固體酒精,點火即可燃燒,有“可燃水”、“氣冰”、“固體瓦斯”之稱,被譽為21世紀具有商業開發前景的戰略資源。
     全球天然氣水合物的儲量是現有天然氣、石油儲量的兩倍,具有廣闊的開發前景,美國、日本等國均已經在各自海域發現并開采出天然氣水合物,據測算,中國南海天然氣水合物的資源量為700億噸油當量,約相當中國陸上石油、天然氣資源量總數的二分之一。
     可燃冰燃燒產生的能量比煤、石油、天然氣要多出數十倍,而且燃燒后不產生任何殘渣,避免了最讓人們頭疼的污染問題。科學家們如獲至寶,把可燃冰稱作“屬于未來的能源”。                    
     可燃冰有望取代煤、石油和天然氣,成為21世紀的新能源。科學家估計,海底可燃冰分布的范圍約占海洋總面積的10%,相當于4000萬平方公里,是迄今為止海底最具價值的礦產資源,足夠人類使用1000年。但在繁復的可燃冰開采過程中,一旦出現任何差錯,將引發嚴重的環境災難,成為環保敵人—— 首先,收集海水中的氣體是十分困難的,海底可燃冰屬大面積分布,其分解出來的甲烷很難聚集在某一地區內收集,而且一離開海床便迅速分解,容易發生噴井意外。更重要的是,甲烷的溫室效應比二氧化碳厲害10至20倍,若處理不當發生意外,分解出來的甲烷氣體由海水釋放到大氣層,將使全球溫室效應問題更趨嚴重。 此外,海底開采還可能會破壞地殼穩定平衡,造成大陸架邊緣動蕩而引發海底塌方,甚至導致大規模海嘯,帶來災難性后果。目前已有證據顯示,過去這類氣體的大規模自然釋放,在某種程度上導致了地球氣候急劇變化。8000年前在北歐造成浩劫的大海嘯,也極有可能是由于這種氣體大量釋放所致。


可燃冰


     迄今,世界上至少有30多個國家和地區在進行可燃冰的研究與調查勘探。 但人類要開采埋藏于深海的可燃冰,尚面臨著許多新問題。有學者認為,在導致全球氣候變暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10 20倍。而可燃冰礦藏哪怕受到最小的破壞,都足以導致甲烷氣體的大量泄漏。另外,陸緣海邊的可燃冰開采起來十分困難,一旦出了井噴事故,就會造成海嘯、海底滑坡、海水毒化等災害。
     由此可見,可燃冰雖然是一種未來新能源,但也是一種危險的能源。可燃冰的開發利用就像一柄“雙刃劍”,需要小心對待。


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