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可燃冰

可燃冰

来源:天气百科
基本信息

可燃冰可燃冰,即天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),是分布于深海沉积物中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。可燃冰由于含有大量甲烷等可燃气体,所以燃点很低,极易燃烧。1立方米可燃冰含有200多立方米的甲烷气体。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和废气,避免了污染问题。

可燃冰 - 环境危害

可燃冰天然气水合物在给人类带来新的能源前景的同时,对人类生存环境也提出了严峻的挑战。天然气水合物中的甲烷,其温室效应为CO2的20倍,温室效应造成的异常气候和海面上升正威胁着人类的生存。

全球海底天然气水合物中的甲烷总量约为地球大气中甲烷总量的3000倍,若有不慎,让海底天然气水合物中的甲烷气逃逸到大气中去,将产生无法想象的后果。而且固结在海底沉积物中的水合物,一旦条件变化使甲烷气从水合物中释出,还会改变沉积物的物理性质,极大地降低海底沉积物的工程力学特性,使海底软化,出现大规模的海底滑坡,毁坏海底工程设施,如:海底输电或通讯电缆和海洋石油钻井平台等。[13]

可燃冰 - 储量分布 

全球天然气水合物分布情况已发现的天然气水合物主要存在于北极地区的永久冻土区和世界范围内的海底、陆坡、陆基及海沟中。由于采用的标准不同,不同机构对全世界天然气水合物储量的估计值差别很大。据潜在气体联合会(PGC,1981)估计,永久冻土区天然气水合物资源量为1.4×1013 ―3.4×1016 m3 ,包括海洋天然气水合物在内的资源总量为 7.6×1018 m3 。但是,大多数人认为储存在天然气水合物中的碳至少有1×1013 t,约是已探明的所有化石燃料(包括煤、石油和天然气)中碳含量总和的2倍。

全球蕴藏的常规石油天然气资源消耗巨大,很快就会枯竭。科学家的评价结果表明,仅在海底区域,可燃冰的分布面积就达4000万平方公里,占地球海洋总面积的  1/4。2011年,世界上已发现的可燃冰分布区多达116处,其矿层之厚、规模之大,是常规天然气田无法相比的。科学家估计,海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。世界上海底天然气水合物已发现的主要分布区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等,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、日本南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域等,东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等,印度洋的阿曼海湾,南极的罗斯海和威德尔海,北极的巴伦支海和波弗特海,以及大陆内的黑海与里海等。

可燃冰 - 形成条件

可燃冰分子结构就像一个一个由若干水分子组成的笼子形成可燃冰有三个基本条件:温度、压力和原材料。

首先,低温。可燃冰在0―10℃时生成,超过20℃便会分解。海底温度一般保持在2―4℃左右;

其次,高压。可燃冰在0℃时,只需30个大气压即可生成,而以海洋的深度,30个大气压很容易保证,并且气压越大,水合物就越不容易分解。

最后,充足的气源。海底的有机物沉淀,其中丰富的碳经过生物转化,可产生充足的气源。海底的地层是多孔介质,在温度、压力、气源三者都具备的条件下,可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。

可燃冰 - 简介

燃烧的可燃冰可燃冰又称天然气水合物,是由水和天然气在高压、低温条件下混合而成的一种固态物质,外貌极像冰雪或固体酒精,遇火即可燃烧,具有使用方便、燃烧值高等特点,是公认的地球上尚未开发的储量最大的新型能源,被誉为21世纪最有希望的战略资源。

可燃冰的主要成分是甲烷与水分子,学名为“天然气水合物”(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),又称“笼形包合物”(Clathrate),分子结构式为:CH4・H2O。组成天然气的成分如CH4,C2H6,C3H8,C4H10等同系物以及CO2,N2,H2S等可形成单种或多种天然气水合物。形成天然气水合物的主要气体为甲烷,对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为甲烷水合物(Methane Hydrate)或者甲烷冰。

1立方米可燃冰可释放出160―180立方米的天然气,其能量密度是煤的10倍,而且燃烧后不产生任何残渣和废气。研究结果表明,天然气水合物分布广泛,资源量巨大,是煤炭、石油、天然气全球资源总量的两倍,为世界各国争相研究、勘探的重要对象。

科考人员在中国南海北部神狐海域钻探目标区内,圈定11个可燃冰矿体,含矿区总面积约22平方公里,矿层平均有效厚度约20米,预测储量约为194亿立方米。获得可燃冰的三个站位的饱和度最高值分别为25.5%、46%和43%(截至2012年),是世界上已发现可燃冰地区中饱和度最高的地方。

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