關(guān)于可燃冰的論文

【專家解說(shuō)】：“可燃冰”：未來(lái)的潔凈能源當(dāng)人們提到能源時(shí)，浮現(xiàn)在腦海中的常常是燃燒的火焰，而絕不會(huì)是冰塊。 　　火與冰本來(lái)是兩種相反的物質(zhì)形態(tài)。但是越來(lái)越多的科學(xué)家相信，未來(lái)潔凈能源的最大一部分也許蘊(yùn)藏在海底，以冰冷的能夠燃燒的冰狀晶體形式存在。 　　 “可燃冰”及其基本特征 　　所謂“可燃冰”，實(shí)際上是一種天然氣水合物的新型礦物，它是在低溫、高壓條件下，由碳?xì)浠衔餁怏w與水分子組成的一種類冰結(jié)晶化合物的固體物質(zhì)。透明無(wú)色的“可燃冰”外形似冰，能夠燃燒。其分子結(jié)構(gòu)就像一個(gè)一個(gè)的“籠子”，由若干水分子組成的每個(gè)“籠子”里面“關(guān)”著一個(gè)天然氣分子（主要成分為甲烷）。關(guān)進(jìn)“籠子”的分子除了甲烷外，還可以是二氧化碳、氮?dú)?、硫化氫等小分子的氣體，它們被統(tǒng)稱為氣水化合物。 　　據(jù)估計(jì)，20.7%的陸地和大洋底90%的地區(qū)，具有形成天然氣水合物的有利條件。絕大部分的天然氣水合物分布在海洋里，其資源量是陸地上的100倍以上。 　　作為一種新型的能源礦產(chǎn)，“可燃冰”具有如下的特征： 　　1.“可燃冰”能量密度高。每立方米的固體水合物，可釋放164立方米的甲烷氣體，其能量密度是普通天然氣的2～5倍。 　　2.“可燃冰”雜質(zhì)少，無(wú)污染。燃燒后幾乎不會(huì)產(chǎn)生有害污染物質(zhì)，尤其是生成的致癌物質(zhì)二氧化硫要比燃燒原油或煤低兩個(gè)數(shù)量級(jí)，是一種新型的清潔能源。 　　3.“可燃冰”形成條件復(fù)雜。需要低于10℃的溫度和大于100個(gè)大氣壓的壓力等環(huán)境條件。能夠滿足上述條件的區(qū)域只有兩種情況：一是陸地上的高緯度永凍區(qū)，另一種是水深大于300～500米的海洋中在海底之下0～1500米之間的孔隙地層。另外，一些天文學(xué)家指出，在巨大的地外天體及其衛(wèi)星中，“可燃冰”也是重要的化合物。 　　4.“可燃冰”分布廣、資源豐富。科學(xué)家的評(píng)價(jià)結(jié)果表明，“可燃冰”在世界各大洋中均有分布，僅海底區(qū)域分布面積就達(dá)4000萬(wàn)平方公里，占海洋總面積的1/4，是迄今為止海底最具價(jià)值的礦產(chǎn)資源?？茖W(xué)家推測(cè)，全球海底天然氣水合物的甲烷資源量是迄今地球上所有已知的煤、石油及天然氣礦床的甲烷當(dāng)量的兩倍。 　　5.“可燃冰”礦層厚、規(guī)模大。目前，世界上已發(fā)現(xiàn)的“可燃冰”分布區(qū)多達(dá)60處，礦層最厚可達(dá)數(shù)百米。 　　科學(xué)家指出，凡是以往用天然氣生產(chǎn)的化肥、化纖等物品，都完全可以使用“可燃冰”制造。由此可見，在石油之后，“可燃冰”有望成為人類的又一支柱能源。 　　 “可燃冰”研究的歷史和現(xiàn)狀 　　從60年代開始，西方工業(yè)化國(guó)家一直在“可燃冰”的研究領(lǐng)域捷足先登。前蘇聯(lián)、美國(guó)、日本等國(guó)家，都非常重視“可燃冰”的研究和地質(zhì)調(diào)查工作。美國(guó)和日本已經(jīng)提出，計(jì)劃在2010年實(shí)現(xiàn)對(duì)“可燃冰”的大規(guī)模商業(yè)開采。 　　 開發(fā)利用“可燃冰”的利弊 　　天然氣水合物埋藏于海底的巖石中，與石油、天然氣相比，它不易開采和運(yùn)輸，至今仍沒(méi)有完美的開采方案。首先是開采這種水合物會(huì)給生態(tài)帶來(lái)一系列嚴(yán)重問(wèn)題。如果在開采中甲烷氣體大量泄漏于大氣中，造成的溫室效應(yīng)將比二氧化碳更加嚴(yán)重。同時(shí)，陸緣海邊的天然氣水合物開采起來(lái)十分困難，目前還沒(méi)有成熟的勘探和開發(fā)的技術(shù)方法，一旦出了井噴事故，就會(huì)造成海水汽化，發(fā)生海嘯。 　　另外，天然氣水合物也可能是引起地質(zhì)災(zāi)害的主要因素之一。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所的調(diào)查表明，天然氣水合物能導(dǎo)致大陸斜坡上發(fā)生滑坡，這對(duì)各種海底設(shè)施是一種極大的威脅。 　　最近，日本等國(guó)在開采天然“可燃冰”的試驗(yàn)上獲得了成功。開采試驗(yàn)是在加拿大西北部進(jìn)行的。有關(guān)專家認(rèn)為，這次日本等國(guó)的試驗(yàn)成功，必將大大加快天然“可燃冰”進(jìn)入人類現(xiàn)代生活的進(jìn)程。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布信息說(shuō)，在今后的10年中，要開發(fā)出實(shí)用技術(shù)，將其運(yùn)用于日本近海海底的“可燃冰”開采。 　　 我國(guó)“可燃冰”研究現(xiàn)狀 　　我國(guó)在天然氣水合物方面的研究還處于剛剛起步的階段。鑒于天然氣水合物具有重要的資源和環(huán)境意義，且我國(guó)在這方面研究的相對(duì)滯后，在我國(guó)開展海底天然氣水合物的研究，特別是圈定我國(guó)海域天然氣水合物資源的遠(yuǎn)景區(qū)、探明其資源量、監(jiān)測(cè)和評(píng)估天然氣水合物對(duì)海洋環(huán)境和海底工程的影響、預(yù)測(cè)災(zāi)害趨勢(shì)以及研究并建立我國(guó)海底天然氣水合物資源勘探開發(fā)的高新技術(shù)體系，已成為我國(guó)資源和環(huán)境研究領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急。 　　根據(jù)顯示標(biāo)志在地震勘測(cè)線上出現(xiàn)的范圍，大致可圈出天然氣水合物的分布面積為8000多平方公里，這一區(qū)域地球化學(xué)異常也有重要顯示，表明這一區(qū)域內(nèi)天然氣水合物有相當(dāng)大的資源前景。另外，在我國(guó)的東海陸坡海域也有類似重大發(fā)現(xiàn)。專家認(rèn)為，這些發(fā)現(xiàn)對(duì)我國(guó)的社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)有重要意義。目前，我國(guó)已經(jīng)開始將“可燃冰”研究列為國(guó)家研究開發(fā)計(jì)劃，進(jìn)行資源勘察、開采和運(yùn)輸?shù)难芯俊?　　2002年3月，我國(guó)科學(xué)家首次在模擬實(shí)驗(yàn)室中合成了“可燃冰”，并成功地點(diǎn)燃了提取出的氣體。由于各海域地質(zhì)條件不同，所存在的天然氣水合物的成分和形成機(jī)制也有所不同，實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果將為技術(shù)勘察和資源評(píng)價(jià)提供依據(jù)。