中国可燃冰储量世界第一,2030年能实现商业性开发吗?多难开采?
隨著人類(lèi)進(jìn)入現(xiàn)代工業(yè)文明,人們對(duì)于石油氣資源的依賴(lài)不斷加深。我們生活衣食住行的各個(gè)方面都離不開(kāi)石油氣資源的加持,因此,石油氣資源又被稱(chēng)為工業(yè)的“血液”,無(wú)論是在日常生活之中還是在國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃里都有著無(wú)可替代的重要性。
>>>>
然而,石油氣這些傳統(tǒng)能源的使用和燃燒對(duì)于環(huán)境的影響和破壞日趨明顯,依靠石油氣資源蓬勃的工業(yè)產(chǎn)能所排放的廢氣廢水和汽車(chē)尾氣,對(duì)我們的生態(tài)環(huán)境造成了極大的污染。這些污染氣體所含的二氧化碳使得大氣引發(fā)溫室效應(yīng),造成一系列生態(tài)平衡的影響,甚至危及到人類(lèi)自身。而石油制作的塑料制品也對(duì)自然造成了不可磨滅的污染和損害,危及到許多海洋動(dòng)物的生命安危。
所以,尋找安全可靠的綠色能源,對(duì)于保護(hù)人類(lèi)所棲息的地球環(huán)境來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。而大名鼎鼎的可燃冰似乎就是一種不錯(cuò)的新能源。目前,中國(guó)可燃冰儲(chǔ)量位居世界第一,但由于可燃冰的開(kāi)采難度十分巨大,目前可燃冰還處于一種封閉的狀態(tài),不能用于大規(guī)模的開(kāi)發(fā)使用。然而,隨著科技的發(fā)展,可燃冰的勘探開(kāi)采技術(shù)得到一定的突破,因此,有專(zhuān)家表示,對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō),2030年似乎就有望實(shí)現(xiàn)對(duì)可燃冰的商業(yè)性開(kāi)發(fā)。
可燃冰
我們先來(lái)研究一下可燃冰這種神奇的能源。
可燃冰,它是一種天然氣水化合物,是天然氣在高壓低溫條件下形成的結(jié)晶物質(zhì),通常分布在深海或陸地之下的永久凍土之中。因?yàn)樗庥^像冰,遇火即燃,因此得名“可燃冰”,又被稱(chēng)為“固體瓦斯”和“氣冰”。可燃冰的優(yōu)勢(shì)在于其燃燒過(guò)后僅會(huì)產(chǎn)生水和極少量的二氧化碳,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,一單位體積的可燃冰可產(chǎn)生164單位體積的甲烷,氣體污染遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于煤氣石油;因此,可燃冰被視為可接替石油的下一任綠色環(huán)保能源。
從物理特性上來(lái)看,可燃冰的密度接近冰但是略低于冰的密度。聲波在可燃冰內(nèi)的傳播速度也高于其它含氣沉淀物。形成可燃冰最主要的三個(gè)條件是:溫度、壓力、原材料;關(guān)于可燃冰的形成,主要有海洋形成和陸地形成兩種形成模式。可燃冰生成溫度為零到十度,超過(guò)20度就會(huì)開(kāi)始分解,而海底溫度通常保持在2-4攝氏度,而陸地下層的凍土也能滿(mǎn)足這個(gè)溫度。
其次,可燃冰在0攝氏度的溫度條件下只需要30個(gè)大氣壓就可以形成,而且氣壓越大,可燃物越不容易分解。這個(gè)氣壓程度只要是足夠深的海水或者地底都可以做到。
最后,海底和地底的有機(jī)物沉積分解所產(chǎn)生的碳能夠轉(zhuǎn)化為充足的氣源,為可燃冰提供足夠的“原材料”。在溫度氣壓和氣源三者兼?zhèn)涞那闆r下,可燃冰就會(huì)在介質(zhì)之中的間隙孔洞之中產(chǎn)生。
可燃冰的發(fā)現(xiàn)最初誕生于實(shí)驗(yàn)室之中,早在兩百多年前,科學(xué)家就在實(shí)驗(yàn)室之中合成了人工可燃冰。但是在那個(gè)時(shí)候人們并未證實(shí)大自然中也有可燃冰的存在,直到1934年,美國(guó)一位群眾在被堵塞的輸氣管道中發(fā)現(xiàn)了熊熊燃燒的冰塊,證實(shí)了可燃冰的自然存在。1968年,蘇聯(lián)一位地質(zhì)學(xué)家在西伯利亞的麥索亞哈凍土下發(fā)現(xiàn)了第一座可燃冰礦藏。1979年,美國(guó)挑戰(zhàn)者號(hào)鉆探船在海底鉆探過(guò)程之中發(fā)現(xiàn)了海底可燃冰。
自2000年起,人們對(duì)可燃冰的研究與勘探持續(xù)深入,世界上許多個(gè)國(guó)家和地區(qū)都在進(jìn)行對(duì)可燃冰的研究和勘探。而我國(guó)也先后在南海和青藏高原凍土區(qū)進(jìn)行可燃冰的勘探,在南海北部鉆獲的可燃冰使中國(guó)成為世界上第四個(gè)通過(guò)國(guó)家研發(fā)計(jì)劃成功取到可燃冰的國(guó)家。后來(lái),在南海西部海域也逐漸發(fā)現(xiàn)了世界上規(guī)模最大的“可燃冰”存在的“海馬冷泉”,面積廣達(dá)618平方公里。
中國(guó)開(kāi)采可燃冰有哪些好處?
在現(xiàn)代科技極度發(fā)達(dá)的工業(yè)時(shí)代,能源的地位不言而喻,甚至成為了國(guó)與國(guó)之間博弈的籌碼甚至是一種侵略的目的性。因此,能源對(duì)一個(gè)國(guó)家有著十分重要的戰(zhàn)略意義,對(duì)于我國(guó)也不例外。
目前,中國(guó)已勘探的可燃冰儲(chǔ)量居世界第一,這意味著我們擁有世界上最多的可燃冰能源。這使得極度依賴(lài)進(jìn)口石油資源的我國(guó)有了一個(gè)重大的能源突破口,如果能成功對(duì)巨大的可燃冰儲(chǔ)量進(jìn)行開(kāi)采和利用,那么就可以代替石油能源的使用,緩解我國(guó)對(duì)于石油進(jìn)口的依賴(lài)。
同時(shí),如果我國(guó)搶占了商業(yè)化開(kāi)發(fā)可燃冰能源的先機(jī),就能夠在國(guó)際上獲得可燃冰的壟斷權(quán)力,甚至向其他國(guó)家出口可燃冰能源,以此來(lái)獲得經(jīng)濟(jì)效益和戰(zhàn)略目的。
所以,儲(chǔ)量第一的可燃冰能源對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)就是一個(gè)巨大的寶藏和契機(jī),給中國(guó)未來(lái)的能源發(fā)展道路奠定了無(wú)限可能性。與此同時(shí),可燃冰的商業(yè)化開(kāi)發(fā)和大規(guī)模使用也能使石油能源的排放污染得到遏制,減少對(duì)于中國(guó)的氣候環(huán)境污染乃至整個(gè)世界的氣候污染,有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境,扼制溫室效應(yīng)。
因此,對(duì)于可燃冰資源的開(kāi)發(fā)勘探至關(guān)重要。而我國(guó)遲遲未實(shí)現(xiàn)可燃冰資源的商業(yè)大規(guī)模開(kāi)發(fā),正是受制于開(kāi)發(fā)技術(shù)和開(kāi)發(fā)環(huán)境的限制。
開(kāi)采可燃冰到底有多難?
據(jù)科學(xué)家研究,全球可燃冰藏量能帶來(lái)的甲烷約為二百八十萬(wàn)億到二千八百萬(wàn)億立方米,可以滿(mǎn)足全球八十到八百年的天然氣需求。然而目前全球天然氣的開(kāi)采量還不到總儲(chǔ)量的千分之一,足以見(jiàn)得可燃冰開(kāi)采難度之大。
首先,可燃冰往往形成于地底的巖石深處或者深海區(qū)域的低溫高壓環(huán)境下,對(duì)勘探技術(shù)有著極大的考驗(yàn),由于可燃冰的“可燃性”,開(kāi)采過(guò)程可能會(huì)造成環(huán)境溫度升高,氣溫膨脹導(dǎo)致可燃冰體積膨脹一百多倍,而可燃冰形成于地質(zhì)的間隙空洞里,因此海底的地質(zhì)環(huán)境也會(huì)隨之膨脹,從而引發(fā)海底塌方甚至海嘯。
其次,可燃冰所形成的環(huán)境往往也存在著大量的甲烷,盲目開(kāi)采可能會(huì)導(dǎo)致甲烷的瘋狂泄漏,在加劇溫室效應(yīng)的同時(shí)還可能會(huì)產(chǎn)生巨大的爆炸,十分危險(xiǎn)且不可控。
所以,開(kāi)采可燃冰并沒(méi)有那么容易。傳統(tǒng)的可燃冰開(kāi)采方法,主要分為三種:首先是熱激發(fā)開(kāi)采法,直接對(duì)地底的可燃冰礦層用微波電磁等方法進(jìn)行加熱,使可燃冰加熱分解為水與天然氣,直接對(duì)分解出來(lái)的天然氣資源進(jìn)行獲取。這種熱激發(fā)雖然可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)助熱,開(kāi)采速度快,但是由于目前只能對(duì)可燃冰局部進(jìn)行加熱,如果全面加熱則有著過(guò)高的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。因此目前這種方法熱利用效率低下,不適用于大規(guī)模的商業(yè)化開(kāi)采。
其次是減壓開(kāi)采法,通過(guò)低密度泥漿鉆井對(duì)可燃冰所在地層進(jìn)行減壓,并泵出地層縫隙游離的氣體或流體達(dá)到給可燃冰減壓的目的,便于可燃冰的開(kāi)發(fā)和利用。同時(shí),這種方法不像熱激發(fā)開(kāi)采法那樣需要連續(xù)激發(fā)加熱,挖個(gè)井一次性就可以達(dá)到目的,開(kāi)發(fā)成本較低,也適用于大面積開(kāi)采,是目前可燃冰開(kāi)采方法里較有前景,利用率最高的一種技術(shù)。
不過(guò)這個(gè)技術(shù)也具有一定局限性:只有在可燃冰位于溫壓平衡邊界附近時(shí)。才具有經(jīng)濟(jì)可行性。
還有一種是化學(xué)試劑注入開(kāi)采法,通過(guò)將鹽水、醇類(lèi)化學(xué)試劑注入可燃冰層來(lái)破壞可燃冰的平衡條件,促成可燃冰的自行分解。這種方法雖然可以降低開(kāi)采初期耗費(fèi)的能量,但是缺陷卻是顯而易見(jiàn)的:化學(xué)試劑的成本十分高昂且作用時(shí)間緩慢,甚至可能會(huì)造成環(huán)境污染。所以這種方法因經(jīng)濟(jì)可行性并不太高而逐漸被淘汰。
所以,對(duì)于可燃冰的開(kāi)采始終是能源界的一大難題。但是我們?nèi)祟?lèi)是不會(huì)因?yàn)檫@些難題就輕易放棄對(duì)于可燃冰的開(kāi)發(fā)研究。
中國(guó)可燃冰能實(shí)現(xiàn)2030年的商業(yè)性開(kāi)發(fā)嗎?
雖然可燃冰的規(guī)模化開(kāi)發(fā)十分困難,阻礙重重。但是作為可燃冰能源儲(chǔ)量世界第一的大國(guó),對(duì)于可燃冰的規(guī)模化開(kāi)發(fā)研究自然是義不容辭。目前,中國(guó)對(duì)可燃冰的研究已經(jīng)持續(xù)了二十多年,終于在2020年成功開(kāi)發(fā)出多達(dá)90萬(wàn)立方米的可燃冰,創(chuàng)下了世界紀(jì)錄。
而中國(guó)本次實(shí)現(xiàn)可燃冰能源的開(kāi)發(fā)正是使用的鉆井降壓法,在南海建立了名為“藍(lán)鯨一號(hào)”的鉆井平臺(tái),配置了高效的液壓雙鉆塔和先進(jìn)的閉環(huán)動(dòng)力管理系統(tǒng)進(jìn)行試采,并大獲成果。而這次可燃冰的成功開(kāi)采也無(wú)疑鼓舞了我國(guó)對(duì)于大規(guī)模開(kāi)采可燃冰的信心和希望,據(jù)專(zhuān)家研究表明,我國(guó)有望在2030年實(shí)現(xiàn)對(duì)可燃冰的規(guī)模商業(yè)化開(kāi)采。
可是,2030年我國(guó)真的能實(shí)現(xiàn)可燃冰的商業(yè)開(kāi)發(fā)嗎?根據(jù)目前開(kāi)發(fā)的進(jìn)展來(lái)看,我國(guó)還正處在集成現(xiàn)有技術(shù)的嘗試階段,雖然對(duì)可燃冰的開(kāi)采已經(jīng)初具規(guī)模,但是可燃冰開(kāi)采的過(guò)程中仍然存在一定的問(wèn)題,且目前對(duì)可燃冰的開(kāi)采還不夠環(huán)保,不能很好解決開(kāi)采過(guò)程中甲烷泄漏的問(wèn)題,被開(kāi)采后的地層也面臨地質(zhì)危害。因此可燃冰開(kāi)采技術(shù)還有著很大的進(jìn)步空間,目前尚不夠成熟。
但是,我國(guó)的試采仍然為可燃冰的商業(yè)開(kāi)發(fā)打開(kāi)了思路和前景,為以后更好地打開(kāi)可燃冰商業(yè)開(kāi)發(fā)打下基礎(chǔ)。相信隨著技術(shù)和科學(xué)的不斷進(jìn)步和突破,2030年實(shí)現(xiàn)可燃冰商業(yè)規(guī)模開(kāi)發(fā)能成為現(xiàn)實(shí),同時(shí)促使開(kāi)采勘探產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí),拉動(dòng)開(kāi)采勘探的產(chǎn)業(yè)鏈。
總結(jié):
所以,目前中國(guó)離2030年實(shí)現(xiàn)可燃冰商業(yè)開(kāi)發(fā)仍有距離,但近年中國(guó)科技日新月異,因此我們也可以對(duì)中國(guó)可燃冰拭目以待。同時(shí),我們也該意識(shí)到,目前人們對(duì)于可燃冰的研究開(kāi)發(fā),并不能實(shí)現(xiàn)利用可燃冰來(lái)扼制溫室效應(yīng)的目的。所以在可燃冰得到正確開(kāi)發(fā)利用之前,我們?nèi)砸獣r(shí)刻注意環(huán)境保護(hù)和維持生態(tài)平衡,有了安身立命的健康生存環(huán)境,才能讓社會(huì)迎來(lái)更好的發(fā)展。
—版權(quán)聲明—
來(lái)源:大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室,編輯:nhyilin
僅用于學(xué)術(shù)分享,版權(quán)屬于原作者。
若有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系微信號(hào):Eternalhui或nhyilin刪除或修改!
—THE END—
文章推薦
?一生至少要讀一次,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者經(jīng)典語(yǔ)錄100句!
?他們也曾在數(shù)學(xué)“苦海”里痛不欲生
?10個(gè)最酷的數(shù)學(xué)成果,你媽叫你回家做數(shù)學(xué)!
?方舟子:哥德巴赫猜想有什么用
?從金庸的武俠到數(shù)學(xué)的江湖
?人人都能讀懂的編譯器原理
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的中国可燃冰储量世界第一,2030年能实现商业性开发吗?多难开采?的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
- 上一篇: 双非高校硕士一作发学校首篇Nature后
- 下一篇: 你们的一起努力,才有了现在的盛世华夏