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可燃冰穩定開采已六周,關于它你想知道的都在這兒!

中國煤炭網 2017-06-29 14:33:05


截至上周,我國南海神狐海域可燃冰試采已達連續6周,可燃冰問題也火了六周。

“100升跑5萬公里,可燃冰真的能成為未來汽車的永動機”嗎?

可燃冰這么好難道外國就不會開采嗎?

……

這些問題一直困擾著大家,今天小編就幫大家集中解決這些困惑!

“100升跑5萬公里,可燃冰真的能成為未來汽車的永動機”嗎?

【中國科學技術大學化學博士,中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室副研究員,科技與戰略風云學會會長 袁嵐峰表達了他的觀點:



在關于可燃冰的報道中,最大的烏龍是這樣一種說法:“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公里的話,那么加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公里?!?/p>


5萬公里這意味著每百公里只需要0.2升的可燃冰,而汽油車的百公里油耗一般在10升的量級,也就是說,可燃冰的單位體積能量密度大約是汽油的50倍?

可燃冰的化學結構是“甲烷水合物”,而不是溶液或者固溶體。用初中化學的語言說,這是一種純凈物,而不是甲烷和水的混合物。“甲烷分子”CH4的分子量是16,水分子H2O的分子量是18,兩者接近,所以甲烷水合物中甲烷所占的質量比大致就是1/7。因此,1公斤甲烷水合物包含的能量相當于1/7公斤甲烷。


再拿甲烷跟汽油比,兩者都是“碳氫化合物”,因此單位質量的能量密度應該差不多。汽油的密度在0.70 – 0.78 g/cm^3之間,比冰的密度0.9 g/cm^3稍微低一點,而可燃冰的密度跟冰也差不多。


因此,論單位體積的能量密度,可燃冰大約是汽油的1/7 * 0.9/0.74 = 0.17倍,或者說是1/6。如果100升汽油能讓汽車跑1000公里,那么100升可燃冰就可以讓汽車跑170公里,四舍五入可以說200公里。這比5萬公里少了兩個數量級!

那這倒霉催的5萬公里是怎么算出來的?


我估計,原因在于這個說法:“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?!?/p>

天真的人就把300公里乘以160,得到48000公里,四舍五入,bingo!


5萬公里出爐。


這種做法的錯誤在哪里?錯誤在于,氣體的體積是與溫度、壓強有關的。


說1立方米可燃冰可以放出160立方米天然氣時,指的可能是常溫常壓。而在說100升天然氣可以讓汽車跑300公里時,指的肯定是高壓氣瓶中的天然氣。同樣一單位體積,包含的質量不知差到哪里去了。


總而言之,可燃冰不是高爆炸藥,更不是核燃料,它的能量密度并不很高,無論以質量計還是以體積計,都只是汽油的幾分之一。如果說可燃冰好比能量塊,那也是品位不太高的能量塊,不可能是變形金剛最愛吃的那種。

可燃冰的優點,在于巨大的儲量,達到石油加天然氣的兩倍,而不在于能量密度。


(僅代表專家觀點,不代表中國煤炭報的立場)



可燃冰這么好難道外國就會開采嗎?


【今日頭條/笨彈歷史】為我們帶了可燃冰的“發展之路”


當然100升可燃冰能讓汽車跑5萬公里肯定是不現實的,但是作為石油的替代能源還是有很大潛力的!

可燃冰這種寶貝可是來之不易,它的誕生至少要滿足三個條件:


第一是溫度不能太高,如果溫度高于20℃,它就會“煙消云散”,所以,海底的溫度最適合可燃冰的形成;


第二是壓力要足夠大,海底越深壓力就越大,可燃冰也就越穩定;


第三是要有甲烷氣源,海底古生物尸體的沉積物,被細菌分解后會產生甲烷。所以,可燃冰在世界各大洋中均有分布。中國東海、南海都有相當數量分布。

那可燃冰這么好,肯定不是就我們一家開采。


1963年,蘇聯在雅庫特西北部的馬爾哈河流域發現了第一個可燃冰礦床,1969年前蘇聯在凍土帶發現麥索亞哈可燃冰礦床,是世界上唯一進行商業開采的可燃冰礦床。

2002年加拿大在馬更些三角洲凍土帶進行了可燃冰開采試驗。

2013年3月日本采用降壓法成功從可燃冰礦藏中采出天然氣并實現點火,不過日本第一次開采只進行了6天就因排氣管進沙被迫中斷,4月份第二次開采進行了12天后再次中斷,不過這樣已經取得了突破性的進展。日本計劃在2018年前后將海底可燃冰試采技術投入實際應用,屆時日本將商業開采可燃冰資源,預計可供其消費100年!

美國2012年在阿拉斯加北部陸坡利用二氧化碳置換甲烷進行可燃冰試開采取得成功,共注入二氧化碳和氮氣混合氣0.59萬立方米,依靠井底壓力自回流開采,采氣時間30天,累計產氣量約2.8萬立方米,最高日產量達5000立方米。美國開采可燃冰都立法了!


可燃冰,中國要走的路還有很長很長!


雖然這樣,中國不但解決了日本沒有解決的排氣管進沙問題,而且連續產氣超過一周,累計產氣12萬立方米,最高時一天就3.5萬立方米。我國成為全球第一個實現在海域連續穩定開采可燃冰產氣的國家。

研究結果表明,全球可燃冰資源量約為20萬億噸油當量(是常規天然氣地質資源量的50倍左右,是煤炭、石油和天然氣總含碳量的兩倍),其中美國、中國分別約為5000億和1000億噸油當量,日本的可燃冰資源量介于美國和中國之間,所以以后日本就不是資源小國了。


美國,圍繞著《可燃冰研究與開發法案》,在2006-2012財年期間,共資助了數十個可燃冰新項目和延續項目。


日本通過每年政府投資超過1億美元的可燃冰開發計劃(2001-2016),引導日本石油勘探開發公司、日本石油公團技術研究中心和日本產業技術綜合研究院等機構投入資金實施國家可燃冰研究開發計劃。


德國2008年推出的“可燃冰勘探、開發與氣體儲運”項目,每年政府投入5000萬歐元。韓國制定了可燃冰長期發展規劃,評價和開發、運輸和存儲可燃冰技術、安全生產可燃冰技術......


中國在這條路上還有很長的路要走!


最后是圖解,一張圖帶大家了解中國的可燃冰吧!




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