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可燃冰 ——未来低碳社会的理想能源
作者:网站采编关键词:
摘要：2017年5月18日，天然气水合物试采现场会在南海神狐海域召开，宣告我国进行的首次天然气水合物试采成功。消息一经发布，可燃冰当即成为人们热议的话题。 因何而得名 天然气水合物
2017年5月18日，天然气水合物试采现场会在南海神狐海域召开，宣告我国进行的首次天然气水合物试采成功。消息一经发布，可燃冰当即成为人们热议的话题。
因何而得名
天然气水合物或称甲烷水合物，化学式为CH4·nH2O，为无色透明冰状晶体，因其外观像冰一样且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”。
内部啥结构
在微观世界里，可燃冰实则由一个又一个紧挨着的“笼子”组成，我们称之为晶胞。每个“笼子”由多个水分子通过氢键相互连接构成，而“囚徒”则是1个甲烷分子，因此可燃冰在狭义上也被称为甲烷水合物，而广义上的可燃冰，“囚徒”可能是氮气、氧气、乙烷、丙烷等分子。
究竟咋形成
远古时期，大量动植物被掩埋在地下，经过数亿个春秋，方才重见天日，然而它们早已面目全非，变成了石油、煤、天然气等。与天然气类似，可燃冰的形成条件却十分“亲民”，只需三个基本条件：一是要有气源（甲烷）；二是温度介于10℃～－10℃之间；三是压力适中。因此，可燃冰在地球上分布甚广，储存量更是十分惊人。据估计，可燃冰的储量约为全球所有化石能源的2倍。
有啥好前景
同等条件下，可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍，而且燃烧后不产生任何残渣，避免了最让人们头疼的污染问题。科学家们如获至宝，把可燃冰称作“属于未来的能源”，人类对可燃冰的开发和利用将成为未来全球能源发展的战略制高点。目前全球生产模式主要依靠的传统化石能源总会耗尽，而可燃冰可能大大延长这个时间，为人类开发新能源提供缓冲。
研究到哪步
早在1934年，人们就发现在油气输送管道和加工设备中有冰状固体堵塞现象，这些固体不是冰，而是比冰熔点高的气体分子化合物。当时研究的目的是如何抑制和防止气体分子化合物堵塞管道和设备。1965年，前苏联科学家预言，天然气水合物可能存在于海洋底部的地表层中，后来他们在西伯利亚冻土带发现了天然气水合物。从此，各国政府和科学家对天然气水合物这种潜在的能源，产生了极大的兴趣。多年来，对天然气水合物的结构、性能、形成、开采和应用所进行的研究，使人们对它有了比较深入的了解。
开发难在哪
可燃冰大有替代传统化石能源的趋势，为何至今仍未商业化？关键是开采容易收集难。在开采过程中，目前无法避免部分甲烷逃逸，而它们进入海水会发生氧化作用，消耗海水的含氧量，对海洋生态带来危害；又因为甲烷属于温室气体，假设约有1%的甲烷逃逸，理论上将使大气中的甲烷含量增加30倍，其带来的温室效应将是灭顶之灾；此外，大陆架的可燃冰一旦被开采，若其岩层结构发生改变，重则可能导致大陆架坍塌、海啸等自然灾害。
经过近20年的不懈努力，我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新，实现了历史性突破。中国此次试采可燃冰成功，也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。
尽管大规模利用可燃冰还需等待，但终会有到来的一天。相信在不远的将来，可燃冰定能点燃人们的生活，照亮人类前进的航程。
2017年5月18日，天然气水合物试采现场会在南海神狐海域召开，宣告我国进行的首次天然气水合物试采成功。消息一经发布，可燃冰当即成为人们热议的话题。因何而得名天然气水合物或称甲烷水合物，化学式为CH4·nH2O，为无色透明冰状晶体，因其外观像冰一样且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”。内部啥结构在微观世界里，可燃冰实则由一个又一个紧挨着的“笼子”组成，我们称之为晶胞。每个“笼子”由多个水分子通过氢键相互连接构成，而“囚徒”则是1个甲烷分子，因此可燃冰在狭义上也被称为甲烷水合物，而广义上的可燃冰，“囚徒”可能是氮气、氧气、乙烷、丙烷等分子。究竟咋形成远古时期，大量动植物被掩埋在地下，经过数亿个春秋，方才重见天日，然而它们早已面目全非，变成了石油、煤、天然气等。与天然气类似，可燃冰的形成条件却十分“亲民”，只需三个基本条件：一是要有气源（甲烷）；二是温度介于10℃～－10℃之间；三是压力适中。因此，可燃冰在地球上分布甚广，储存量更是十分惊人。据估计，可燃冰的储量约为全球所有化石能源的2倍。有啥好前景同等条件下，可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍，而且燃烧后不产生任何残渣，避免了最让人们头疼的污染问题。科学家们如获至宝，把可燃冰称作“属于未来的能源”，人类对可燃冰的开发和利用将成为未来全球能源发展的战略制高点。目前全球生产模式主要依靠的传统化石能源总会耗尽，而可燃冰可能大大延长这个时间，为人类开发新能源提供缓冲。研究到哪步早在1934年，人们就发现在油气输送管道和加工设备中有冰状固体堵塞现象，这些固体不是冰，而是比冰熔点高的气体分子化合物。当时研究的目的是如何抑制和防止气体分子化合物堵塞管道和设备。1965年，前苏联科学家预言，天然气水合物可能存在于海洋底部的地表层中，后来他们在西伯利亚冻土带发现了天然气水合物。从此，各国政府和科学家对天然气水合物这种潜在的能源，产生了极大的兴趣。多年来，对天然气水合物的结构、性能、形成、开采和应用所进行的研究，使人们对它有了比较深入的了解。开发难在哪可燃冰大有替代传统化石能源的趋势，为何至今仍未商业化？关键是开采容易收集难。在开采过程中，目前无法避免部分甲烷逃逸，而它们进入海水会发生氧化作用，消耗海水的含氧量，对海洋生态带来危害；又因为甲烷属于温室气体，假设约有1%的甲烷逃逸，理论上将使大气中的甲烷含量增加30倍，其带来的温室效应将是灭顶之灾；此外，大陆架的可燃冰一旦被开采，若其岩层结构发生改变，重则可能导致大陆架坍塌、海啸等自然灾害。经过近20年的不懈努力，我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新，实现了历史性突破。中国此次试采可燃冰成功，也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。尽管大规模利用可燃冰还需等待，但终会有到来的一天。相信在不远的将来，可燃冰定能点燃人们的生活，照亮人类前进的航程。
文章来源：《低碳世界》 网址: http://www.dtsjzzs.cn/qikandaodu/2020/0916/527.html