现在全球新能源产业快速发现,其中发展力度最大的就包括锂电池、太阳能、风能领域。但在新能源领域还有一个并不那么引人注意,但发展潜力巨大的角色,那就是可燃冰。根据统计,若可燃冰能够得到有效开发和利用,可燃冰的储量可以供人类使用上千年。

那么可燃冰究竟是什么东西,我国可燃冰开发又有何进展呢?接下来我们就来聊一聊可燃冰。

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可燃冰

可燃冰

可燃冰最早是英国化学家普德斯特里首次发现,由于这种物质形态类似于冰块,但同时还能够燃烧,因此也被称为可燃冰。在这之后,世界各地都陆陆续续发现了可燃冰的身影。

可燃冰实际上是甲烷与水形成的类似于冰块状的结晶物,每个单元的可燃冰包含8个甲烷分子以及46个水分子,可以用CH4·H2O来表示。可燃冰主要存在于深海领域以及部分冻土层当中,这种环境下产生的压强可达30MPa以上,高压低温的环境可使大量水分子经由氢键与范德华力紧密结合,而甲烷就被“锁定”在水分子形成的“笼子”当中。

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所以我们在燃烧可燃冰的时候,实际上就是在利用其中的甲烷。由于可燃冰中的甲烷是以固态形态被锁定,因此一小块可燃冰就可以释放出大量的甲烷气体。1m3天然气水合物可在常温常压下即可释放出 160 m3甲烷和 0.8m3水。

根据勘察发现,全世界的可燃冰有98%存在于深海当中,约有2%存在于陆地的冻土层当中。甲烷实际上也是天然气的主要成分,甲烷燃烧后不会产生大气污染物,是十分清洁的能源。

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根据目前的勘测报告显示,全球可燃冰潜在存储量超过1.5×10∧16m3,同样1kg,释放的热量是煤气的数倍,按目前人类的能源需求来看,若可燃冰能源能够得到开采,可供人类是使用上千年,因此可燃冰的开采与应用直接影响世界各国历史进程的演变。

中国可燃冰开采技术世界领先

中国可燃冰开采技术世界领先

美国是最早开始开采可燃冰的国家,从上世纪八十年代就开始进行研究,但由于可燃冰的开采存在诸多难题,同时美国在页岩气方面有了较大的发展,因此对可燃冰的开采计划有所放缓。

我国可燃冰的研究与开采时间起步较晚,在2002年,我国开始了可燃冰的研究与勘探工作。2007年,研究人员在我国南海北部海域发现了大量的可燃冰层,据测算,南海神狐海域天然气水合资源储存量约1500亿m³,资源储量世界领先。

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与此同时,我国开始大力发现可燃冰开采技术,其中不得不说我国的大国重器——蓝鲸号钻井平台。目前设计的蓝鲸钻井平台包括蓝鲸1号及蓝鲸2号,这是我国研发的世界上最大的半潜式钻井平台,可以抵达最险峻的深海,其中蓝鲸2号的最大钻探深度可达15000米以上,可以在全球95%以上的海域进行作业。

2017年,中国地质调查局在我国南海开展了首次海域可燃冰试采试验,成功连续开采了60天,累计的产气量达到了30万立方米,打破了试采工程的最高记录。

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目前全世界拥有可燃冰开采技术的主要有中国、加拿大、美国以及日本,其中我国采用的降压法是使用最为广泛、性价比最高的方法,虽说我国在可燃冰的开发利用研究相对较晚,但经过这些年无数工程技术人员的不断攻关,目前我国可燃冰开采技术已经处于世界领先的地位。

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可燃冰作为潜力巨大的新能源,相信在不久的将来能够得到利用,进一步为人类解决能源问题。