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可燃冰——石油天然气最佳替代能源
燃气安全网 2014-09-24 阅读:751

中国成为继美国、日本等之后,第4个通过国家级研发计划采到“可燃冰”实物样品的国家。据国际科学界预测,“可燃冰”是石油、天然气之后最佳的替代能源,世界上“可燃冰”所含的有机碳总量,相当于全球已知煤、石油和天然气的2倍。一些发达国家将利用该能源的时间表定在2015年。

1m3 可燃冰释放 160m3 天然气

储量是煤石油天然气等的两倍

冰,怎么会可燃呢?其实,“可燃冰”是指水和天然气(主要成分为甲烷)在中高压和低温条件下,混合时产生的晶体物质,学术上称为“天然气水合物”,它外貌极似冰雪,点火即可燃烧。可燃冰在自然界分布非常广泛,海底以下0到 1500 米 深的大陆架,或北极等地的永久冻土带都有可能存在,世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物,即可燃冰气藏。

从能源的角度看,“可燃冰”是被高度压缩的天然气资源,每立方米能分解释放出160标准立方米的天然气。迄今为止,在世界各地的海洋及大陆地层中,已探明的“可燃冰”储量,相当于全球传统化石能源煤、石油、天然气、油页岩等储量的两倍。

高纬度冻土层最有可能形成海底大陆架斜坡储量较大

“可燃冰”的形成有两条途径:一是气候寒冷致使矿层温度下降,加上地层的高压力,使原来分散在地壳中的碳氢化合物和地壳中的水形成气—水结合的矿层。二是由于海洋里大量的生物和微生物死亡后,留下的遗尸不断沉积到海底,很快分解成有机气体甲烷、乙烷等,这样,它们便钻进海底结构疏松的沉积岩微孔,和水形成化合物。

在常温常压下,“可燃冰”分解为甲烷和水。最有可能形成“可燃冰”的区域一个是高纬度的冻土层,如美国的阿拉斯加、俄罗斯的西伯利亚都已有发现,而且俄罗斯已开采近20年。另一个是海底大陆架斜坡,如美国和日本的近海海域,加勒比海沿岸及我国南海和东海海底均有储藏,估计我国黄海海域和青藏高原的冻土带也有储藏。二者之中,海底的“可燃冰”储量较大。

可燃冰不易开采和运输最大难点是井底稳定甲烷不泄漏

“可燃冰”和石油、天然气相比,更不易开采和运输,世界上至今还没有完美的开采方案。目前,“可燃冰”的开采方法主要有热激化法、减压法和注入剂法三种。开采的最大难点是保证井底稳定,使甲烷气不泄漏、不引发温室效应。中国科学院院士汪集旸认为,如果不解决关键技术,开采“可燃冰”可能会给生态造成一系列严重问题。因为“可燃冰”中存在两种温室气体甲烷和二氧化碳,甲烷是绝大多数“可燃冰”中的主要成分,“可燃冰”中甲烷的总量,大致是大气中甲烷数量的3000倍。作为短期温室气体,甲烷比二氧化碳所产生的温室效应要大得多。

“可燃冰”气藏必须通过钻探,其难度比常规海上油气钻探要大得多,一方面是水太深,另一方面由于“可燃冰”遇减压会迅速分解,极易造成井喷。美国地质调查所的调查表明,“可燃冰”能导致大陆斜坡上发生滑坡,这对各种海底设施是一种极大的威胁。可燃冰在我国分布广泛国家“ 863 ” 项目攻关钻探技术

据初步预测,中国南海北部陆坡天然气水合物远景资源量可达上百亿吨油当量,如果开采技术成熟,“可燃冰”将成为替代石油、天然气的高效新能源。

根据地质条件分析,“可燃冰”在我国分布十分广泛,我国南海、东海、黄海等近300万平方公里广大海域以及青藏高原的冻土层,都有可能存在。为此,我国准备在未来十年,投入8.1亿元对“可燃冰”的资源量进行勘测。国家“ 863 ” 项目“天然气水合物钻探取心关键技术研究”正在攻关“可燃冰”的勘探和开采技术。

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