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可燃冰稳定开采已六周,关于它你想知道的都在这儿!

中国煤炭网 2017-06-29 14:33:05


截至上周,我国南海神狐海域可燃冰试采已达连续6周,可燃冰问题也火了六周。

“100升跑5万公里,可燃冰真的能成为未来汽车的永动机”吗?

可燃冰这么好难道外国就不会开采吗?

……

这些问题一直困扰着大家,今天小编就帮大家集中解决这些困惑!

“100升跑5万公里,可燃冰真的能成为未来汽车的永动机”吗?

【中国科学技术大学化学博士,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室副研究员,科技与战略风云学会会长 袁岚峰表达了他的观点:



在关于可燃冰的报道中,最大的乌龙是这样一种说法:“可燃冰的最大特点就是能量密度高。它占用体积小,却蕴含大量能量。举个例子,一辆使用天然气为燃料的汽车,一次加100升天然气能跑300公里的话,那么加入相同体积的可燃冰,这辆车就能跑5万公里。”


5万公里这意味着每百公里只需要0.2升的可燃冰,而汽油车的百公里油耗一般在10升的量级,也就是说,可燃冰的单位体积能量密度大约是汽油的50倍?

可燃冰的化学结构是“甲烷水合物”,而不是溶液或者固溶体。用初中化学的语言说,这是一种纯净物,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18,两者接近,所以甲烷水合物中甲烷所占的质量比大致就是1/7。因此,1公斤甲烷水合物包含的能量相当于1/7公斤甲烷


再拿甲烷跟汽油比,两者都是“碳氢化合物”,因此单位质量的能量密度应该差不多。汽油的密度在0.70 – 0.78 g/cm^3之间,比冰的密度0.9 g/cm^3稍微低一点,而可燃冰的密度跟冰也差不多。


因此,论单位体积的能量密度,可燃冰大约是汽油的1/7 * 0.9/0.74 = 0.17倍,或者说是1/6。如果100升汽油能让汽车跑1000公里,那么100升可燃冰就可以让汽车跑170公里,四舍五入可以说200公里。这比5万公里少了两个数量级!

那这倒霉催的5万公里是怎么算出来的?


我估计,原因在于这个说法:“可燃冰就像《变形金刚》中机器人争夺的‘能量块’,占用体积小,蕴含的能量却不可估量。事实上,1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气。”

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


5万公里出炉。


这种做法的错误在哪里?错误在于,气体的体积是与温度、压强有关的


说1立方米可燃冰可以放出160立方米天然气时,指的可能是常温常压。而在说100升天然气可以让汽车跑300公里时,指的肯定是高压气瓶中的天然气。同样一单位体积,包含的质量不知差到哪里去了。


总而言之,可燃冰不是高爆炸药,更不是核燃料,它的能量密度并不很高,无论以质量计还是以体积计,都只是汽油的几分之一。如果说可燃冰好比能量块,那也是品位不太高的能量块,不可能是变形金刚最爱吃的那种。

可燃冰的优点,在于巨大的储量,达到石油加天然气的两倍,而不在于能量密度。


(仅代表专家观点,不代表中国煤炭报的立场)



可燃冰这么好难道外国就会开采吗?


【今日头条/笨弹历史】为我们带了可燃冰的“发展之路”


当然100升可燃冰能让汽车跑5万公里肯定是不现实的,但是作为石油的替代能源还是有很大潜力的!

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。中国东海、南海都有相当数量分布。

那可燃冰这么好,肯定不是就我们一家开采。


1963年,苏联在雅库特西北部的马尔哈河流域发现了第一个可燃冰矿床,1969年前苏联在冻土带发现麦索亚哈可燃冰矿床,是世界上唯一进行商业开采的可燃冰矿床。

2002年加拿大在马更些三角洲冻土带进行了可燃冰开采试验。

2013年3月日本采用降压法成功从可燃冰矿藏中采出天然气并实现点火,不过日本第一次开采只进行了6天就因排气管进沙被迫中断,4月份第二次开采进行了12天后再次中断,不过这样已经取得了突破性的进展。日本计划在2018年前后将海底可燃冰试采技术投入实际应用,届时日本将商业开采可燃冰资源,预计可供其消费100年!

美国2012年在阿拉斯加北部陆坡利用二氧化碳置换甲烷进行可燃冰试开采取得成功,共注入二氧化碳和氮气混合气0.59万立方米,依靠井底压力自回流开采,采气时间30天,累计产气量约2.8万立方米,最高日产量达5000立方米。美国开采可燃冰都立法了!


可燃冰,中国要走的路还有很长很长!


虽然这样,中国不但解决了日本没有解决的排气管进沙问题,而且连续产气超过一周,累计产气12万立方米,最高时一天就3.5万立方米。我国成为全球第一个实现在海域连续稳定开采可燃冰产气的国家

研究结果表明,全球可燃冰资源量约为20万亿吨油当量(是常规天然气地质资源量的50倍左右,是煤炭、石油和天然气总含碳量的两倍),其中美国、中国分别约为5000亿和1000亿吨油当量,日本的可燃冰资源量介于美国和中国之间,所以以后日本就不是资源小国了。


美国,围绕着《可燃冰研究与开发法案》,在2006-2012财年期间,共资助了数十个可燃冰新项目和延续项目。


日本通过每年政府投资超过1亿美元的可燃冰开发计划(2001-2016),引导日本石油勘探开发公司、日本石油公团技术研究中心和日本产业技术综合研究院等机构投入资金实施国家可燃冰研究开发计划。


德国2008年推出的“可燃冰勘探、开发与气体储运”项目,每年政府投入5000万欧元。韩国制定了可燃冰长期发展规划,评价和开发、运输和存储可燃冰技术、安全生产可燃冰技术......


中国在这条路上还有很长的路要走!


最后是图解,一张图带大家了解中国的可燃冰吧!




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