全球首次!中國首次海域可燃冰試采成功

據央視消息,國土資源部中國地質調查局今天(5月18日)宣布,我國正在南海北部神狐海域進行的可燃冰試采獲得成功,這也標誌著我國成為全球第一個實現了在海域可燃冰試開采中獲得連續穩定產氣的國家。

另據新華社報道,中共中央、國務院對海域天然氣水合物試采成功的賀電。

可燃冰是由天然氣和水在高壓低溫的條件下形成的類冰狀的結晶化合物,預測資源量相當於已發現煤、石油、天然氣等化石能源的兩倍以上,是世界公認的一種清潔高效的未來替代能源。

因絕大部分埋藏於海底,所以開采難度十分巨大。目前,日本、加拿大等國都在加緊對這種未來能源進行試開采嚐試,但都因種種原因未能實現或未達到連續產氣的預定目標。

此次試開采同時達到了日均產氣一萬方以上以及連續一周不間斷的國際公認指標,著不僅表明我國天然氣水合物勘查和開發的核心技術得到驗證,也標誌著中國在這一領域的綜合實力達到世界頂尖水平。

天然氣水合物的試開采一直是一項世界性難題。2013年日本曾嚐試進行過海域天然氣水合物的試開采工作,雖然成功出氣,但六天之後,由於泥沙堵住了鑽井通道,試采被迫停止。

為實現這一目標,我國科學家利用降壓法,將海底原本穩定的壓力降低,從而打破了天然氣水合物儲層的成藏條件,之後再將分散在類似海綿空隙中一樣的可燃冰聚集,利用我國自主研發的一套水、沙、氣分離核心技術最終將天然氣取出。

長什麼樣?

可燃冰是天然氣和水結合在一起的固體化合物,外形與冰相似。由於含有大量甲烷等可燃氣體,因此極易燃燒。同等條件下,可燃冰燃燒產生的能量比煤、石油、天然氣要多出數十倍,而且燃燒後不產生任何殘渣和廢氣,避免了最讓人們頭疼的汙染問題。科學家們如獲至寶,把可燃冰稱作"屬於未來的能源"。

可燃冰,也就是我們所說的天然氣水合物,就是由天然氣和水在高壓低溫的條件下形成的類冰狀的結晶化合物。從外形上看上去,可燃冰就像是白色或淺灰色的冰雪晶體。這時候如果有火源,它就可以像固體酒精一樣被點燃,所以被稱為“可燃冰”。

如果將同等體積的固體酒精和可燃冰同時點燃,可燃冰的燃燒時間遠遠長於同體積的固體酒精。可燃冰就像《變形金剛》中機器人爭奪的“能量塊”,占用體積小,蘊含的能量卻不可估量。事實上,1立方米可燃冰可以分解釋放出160立方米以上的天然氣。

如何形成?

目前人類已探明的可燃冰主要分布在海底和永久凍土帶,要形成可燃冰必須滿足三個基本條件:原材料、溫度和壓力。

首先,要有一定數量的天然氣這一原材料。

其次,必須是低溫條件,可燃冰在0到10℃時生成,超過20℃就會分解,變得“煙消雲散”。因此,無論是在海底還是陸域的永久凍土帶都要滿足這一條件。

最後,必須要在高壓條件下才能生成。在0℃時,需要30個大氣壓才可以生成可燃冰。

分布在哪?

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。 

海底天然氣水合物已發現的主要分布區: 

(1) 大西洋海域的墨西哥灣 、加勒比海、南美東部陸緣、非洲西部陸緣和美國東海岸等; 

(2) 西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千島海溝、衝繩海槽、日本海、四國海槽、日本南海海 槽、蘇拉威西海和新西蘭北部海域等; 

(3) 東太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亞濱外和秘魯海槽等; 

(4) 印度洋的阿曼海灣; 

(5) 南極的羅斯海和威德爾海; 

(6) 北極的巴倫支海和波弗特海; 

(7) 大陸內的黑海與裏海等。 

根據2016年發布的《中國能源礦產地質調查報告》的最新數據,我國可燃冰預測遠景資源量超1000億噸油當量,開發前景廣闊。那麼這些可燃冰到底都藏在哪裏呢?

在《中國能源礦產地質調查報告》中提到的可燃冰資源量,包括海域可燃冰和陸域可燃冰。

2013年在我國珠江口盆地東部海域發現超千億方級可燃冰物礦藏,2015年神狐海域再次發現超千億方級可燃冰,而且礦藏分布廣、厚度大、飽和度高,為我國可燃冰試開采提供了重要參考靶區。2015年,我國利用自主研發的4500米級“海馬”號無人遙控潛水器首次在珠江口盆地西部海域發現了可燃冰活動的標誌——活動“冷泉”,並成功獲取了可燃冰樣品。

用途幾何?

可燃冰的最大特點就是能量密度高。它占用體積小,卻蘊含大量的能量。舉個例子,一輛使用天然氣為燃料的汽車,一次加100升天然氣能跑300公裏的話,那麼加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公裏。

可燃冰使用前景廣闊,但同時也存在風險。據估算,全球海底可燃冰的甲烷總量大約是地球大氣中甲烷總量的 3000 倍,如果開采不慎導致甲烷氣體的大量泄漏,將可能引發強烈的溫室效應。如何安全、經濟地開采可燃冰,並且從中分離出甲烷氣體,依然是目前各國研究和利用可燃冰的核心難題。


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