我国成功试采海域可燃冰 实现连续187个小时稳定产气
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说到能源,人们经常想到煤、石油和天然气,而不是冰冷的冰。然而,随着中国首次在海域成功试验开采可燃冰,科学家和研究人员已经能够将隐藏在海底的“冰块”点燃成燃烧的火焰,使“冰与火的交融”从梦想变为现实——
5月18日,南海深沪海域的天然气水合物(也称“可燃冰”)产生了187小时。这是中国首次在该海域成功试采可燃冰。这一由“中国理论”、“中国技术”和“中国设备”凝聚而成的杰出成就,必将对能源生产和消费革命产生深远的影响。什么是可燃冰?成功的试采对中国意味着什么?我们能在未来引领能源竞争吗?
可以燃烧的“冰”
说到能源,人们经常想到煤、石油、天然气等。,不是冰冷的冰。但是中国的科学家和研究人员已经能够将藏在海底的“冰块”点燃成炽热的火焰。想象一块可以燃烧的“冰”,它的热值比油高10倍,燃烧后只产生二氧化碳和水,储量非常丰富,是一种清洁高效的能源。
那么,什么是可燃冰?可燃冰被称为“天然气水合物”,它由被水分子包裹的甲烷类有机分子组成。它含有水,是固体,看起来像冰,很容易点燃。
可燃冰的形成应满足以下条件:(1)温度不宜过高,容易分解和融化;要有较高的压力,压力越大,可燃冰就越稳定;如果有甲烷的来源,古生物遗骸的沉积物可以被细菌分解产生甲烷。
因此,可燃冰广泛分布在深海或陆地的多年冻土中。目前,南极和北极已发现可燃冰沉积。虽然中国不是一个极地国家,但它也在南海和青藏高原冻土区钻探了天然气水合物样品,使中国成为世界上唯一在中低纬度海底和陆上冻土区拥有天然气水合物资源的国家。
可燃冰的能量密度非常高。在同样的条件下,燃烧可燃冰产生的能量是煤、石油和天然气的几十倍。1立方米的可燃冰分解后可释放164立方米的天然气。
由于可燃冰是天然气和水的混合物,燃烧后只会产生少量的二氧化碳和水,被公认为真正的绿色能源。一些专家估计,它的资源相当于世界上已探明的传统化石燃料总量的两倍。中国可燃冰资源储量相当于1000亿吨石油,南海是中国可燃冰的主要分布区,储量近800亿吨。因此,可以毫不夸张地说,可燃冰是一种具有重大战略意义的未来能源。
试采安全可控
中国可燃冰试采成功,也是世界上首次实现淤泥质可燃冰安全可控开采。这种可燃冰占世界资源的90%以上,也是最难开发的。中国地质调查局局长钟自然表示,这次成功的试采为天然气水合物的商业化开发利用提供了技术储备,积累了宝贵的经验。
很久以前,人类的柴火燃烧火焰,通过火焰获得能量和温暖。200年前,人类进入了工业文明,正是煤的利用使蒸汽机广泛普及。后来,石油和天然气使人类能够更有效地在地球上来回移动。
然而,随着时间的推移,勘探大型油田的可能性正在下降,人类只能从极地和深海寻找能源,或者以更高的成本开发非常规能源,如深海石油、油砂和油页岩。石油逐渐短缺是工业社会面临的最严重危机之一。
在能源史上,《廉价石油的终结》和《沙漠黄昏》引起了巨大反响。其中,最引人注目的观点是,石油消费将达到顶峰,未来人类将面临石油枯竭。正是在这些考虑下,油价一度达到每桶100多美元的高点。
在过去的几年里,美国页岩气的开发和利用大大降低了其对石油的依赖,甚至从石油进口国变成了出口国。为此,中国也在不断加大对页岩油和页岩气的研究、开发和利用,但客观地说,与美国成熟的页岩气技术相比,中国仍处于以下阶段。
“但这次不同了。可燃冰是未来全球能源发展的战略制高点。我们是第一个测试成功的公司,我们的目标是引领而不是追随。”钟自然说。
目前,许多大国已经开始在可燃冰领域展开竞争。其中,美国能源部下属的国家能源技术实验室5月12日宣布,正在对墨西哥湾深水区的可燃冰开采进行研究,目前已经开始钻探。此前,美国通过了《天然气水合物研究和开发法案》,美国能源部也多次拨款支持可燃冰研究。
2013年,日本在南海海槽进行了海上试采,但由于出砂等技术问题而失败。2017年4月,日本在同一海域进行了第二次试采,第一口试采井产气量3.5万立方米,5月15日因出砂再次暂停。
可以说,中国可燃冰的成功试采意义重大,这是中国勇敢攀登世界科技高峰的又一里程碑式的成就,对推动能源生产和消费革命具有重要而深远的影响。
广阔的应用前景
从理论上讲,可燃冰作为一种天然气,具有较高的能量价值,使用方便。它可以通过冷却和压缩被加工成液化天然气,这占用较少的空空间。便于管道运输和运输。
此外,由于其储量巨大,污染小,如果能经济有效地开采可燃冰,其应用前景十分广阔。
近年来,中国不断加大对天然气的开发和利用。中国“十三五”天然气发展规划明确了天然气的主要能源地位,提出力争到2020年将天然气消费比重提高到10%。
然而,应该注意的是,在可燃冰将来投入商业使用之前,还有很长的路要走。
有专家表示,虽然可燃冰储量大、分布广,但其形成时间比石油和天然气要晚得多,而且覆盖其上的海底地层一般都是砂质的,因此现有的海底钻探设备难以开采,稍有不慎就会导致大量砂岩涌入管道,导致开采失败。
此外,环境问题需要特别关注。因为可燃冰是通过低温冷冻来密封的。如果温度上升,水合物中的甲烷可能溢出,如果开采不当,将造成巨大的灾难。
这对我们的采矿技术是一个巨大的挑战。如果它被克服,人类能源历史将翻开新的篇章。(《经济日报》?中国经济网记者黄晓方)
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