海水驿站
提示
消息
世界各国对这种“冰”蠢蠢欲动,中国领先掌握这项黑科技!

就在今天!我国首次海域可燃冰(天然气水合物)试采成功!中共中央、国务院都为此事发来贺电!



“经过近20年不懈努力,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。这是在以习近平同志为核心的党中央领导下,落实新发展理念,实施创新驱动发展战略,发挥我国社会主义制度可以集中力量办大事的政治优势,在掌握深海进入、深海探测、深海开发等关键技术方面取得的重大成果,是中国人民勇攀世界科技高峰的又一标志性成就,对推动能源生产和消费革命具有重要而深远的影响。”


那么问题来了!

可燃冰是啥?

为啥这么重视它?


可燃冰,可燃冰,

顾名思义,不就是能烧着的冰吗?


图样图森破!

此冰非彼冰也!




冰与火的亲密接触


可燃冰,学名:天然气水合物,是一种似冰非冰的固态物质,其外观像冰,但遇火即可燃烧。


可燃冰是水和甲烷在高压、低温条件下混合而成的一种固态物质,存在于海底或陆地冻土带内,因可像固体酒精一样直接点燃,因此被形象地称为“可燃冰”。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。因此是世界各国争相研究、勘探的重点,未来有望取代石油。



自然界主要存在3种天然气水合物类型,分别为Ⅰ型(气体以甲烷、乙烷等小分子烃为主)、Ⅱ型(气体可以有丙烷、异丁烷等较大分子数的烃类气体分子)和H型(气体分子可以容纳分子数更大的原油分子)。自然界中Ⅰ型分布最为广泛,Ⅱ型次之,H型极少。



可燃冰来之不易


可燃冰的形成


可燃冰这种宝贝可是来之不易,它的诞生至少要满足三个条件:

第一是温度不能太高,如果温度高于20℃,它就会“烟消云散”,所以,海底的温度最适合可燃冰的形成;


第二是压力要足够大,海底越深压力就越大,可燃冰也就越稳定;


第三是要有甲烷气源,海底古生物尸体的沉积物,被细菌分解后会产生甲烷。所以,可燃冰在世界各大洋中均有分布。


天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。


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。


可燃冰开采有难度


可燃冰勘探解构图


“可燃冰”开采难度大,成本高(例如美国曾用潜艇开采海底可燃冰,成本高达每立方米200美元。)如果开采不当的话容易造成甲烷泄露,加剧温室效应,而售价也远远超过天然气。


它为啥让世界各国蠢蠢欲动?


可燃冰的三大“bug”!


能量大

1立方米可燃冰可释放出160~180立方米的天然气,也就是1立方米就可以满足3口之家半年的天然气使用需求,其能量密度是煤的10倍。


无污染

可燃冰是一种清洁能源,燃烧后不产生任何残渣和废气,更加环保。


储量巨大

可燃冰储量巨大,据估计可燃冰中所含有机碳的总资源量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍。


目前,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。据科学家估计,海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。


我国是可燃冰资源储量最多的国家之一,除了陆地冻土区外,整个南海的可燃冰地质资源量约为700亿吨油当量,远景资源储量可达上千亿吨油当量。根据2016年发布的《中国能源矿产地质调查报告》的最新数据,我国可燃冰预测远景资源量超1000亿吨油当量,开发前景广阔。



据专家估计,全世界石油总储量在2700亿吨~6500亿吨。按照目前的消耗速度,再过50年~60年,全世界的石油资源将消耗殆尽。“可燃冰”的发现,让陷入能源危机的人类看到新希望。天然气水合物的燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多,而且全球储量极为丰富,足够人类使用1000年,因而被各国视为未来石油天然气的替代能源,是未来的洁净新能源。


可燃冰勘测成为21 世纪一个相当热门的话题。有些国家或地区已经开始研究和探索开采计划,致力于理解水合物的特性、确定其精确储量并开发可行的开采方法。日本、印度、美国、加拿大、挪威和俄罗斯等国家都在进行天然气水合物的勘测,竞争异常激烈。




可燃冰的前世今生


其实可燃冰早就被人类所发现。

明明可以靠脸吃饭,

偏偏要研究化学的Humphry Davy爵士


1810年

英国化学先驱Humphry Davy爵士首先在实验室内用气体和水合成出了一种固体物质,这是具有里程碑意义的事件。在此之后的一个多世纪里,一些科学家编制了由水与不同气体或液体合成的“水合物”的目录。


电影中的Humphry Davy爵士


20世纪60年代中期

在研究了天然气水合物稳定存在的压力和温度之后,俄罗斯的Y.Makogon及其同事认识到甲烷和水只要在所需的物理条件(低温和高压)能够满足的情况下,就可以在自然界中形成天然气水合物。


他们预测,在高海拔冻土区域,在地表以下数百米深处应该能发现天然气水合物;在海洋环境中,在较冷的极地区域超过300米水深的海底浅层沉积物中,以及在较温暖的低纬度地区超过450~500米水深的海底浅层沉积物中都应该能够发现天然气水合物。


20世纪70年代初

在北极圈冻土的工业钻探证实了天然气水合物在自然界中确实存在。但直到80年代初,深海钻探计划的“挑战者”号科考船才取得了一系列海洋调查成果。人们在确认了天然气水合物是自然环境的重要组成部分后,才发现天然气水合物是一种如此巨大而又未受重视的有机碳宝库。作为一种潜在的能源,它势必会给社会以及人类对地球的认知带来深远的影响。



中国从此掌握这项黑科技


而今天,中国首次海域可燃冰试采成功,我国海底可燃冰勘探开发实现世界“领跑”。


这项突破对于全世界而言更具有可参考和借鉴的价值。


蓝鲸1号


我国此次试采成功,全球领先,意义非常重大。“蓝鲸1号”在南海成功试采可燃冰,标志着我国在该领域取得了重大技术突破,为可燃冰的商业化开发铺路,将对我国能源结构产生重大影响,提高能源自给率,保障国家能源安全,同时缓解煤炭、石油等带来的环境污染问题,实现我国经济社会持续健康发展。