新能源天然氣水合物

天然氣水合物——未來潔凈的新能源冰可以燃燒嗎?偶然的發(fā)現(xiàn)30年代，為了輸送天然氣，鋪設(shè)了輸氣管道一些輸氣管道經(jīng)常奇怪的被冰塊堵塞->可燃冰!!對這些冰塊結(jié)構(gòu)和成份分析后發(fā)現(xiàn)，這是天然氣和水的結(jié)合物，可以燃燒!?1927年在克里米亞大地震期間，黑海海面燃起一場熊熊大火。起初人們以為是硫化氫釀成了這場火災(zāi)，后來認定，硫化氫在水中的含量太少，不具備那么強的爆炸力。引起這場火災(zāi)的，原來是一種叫做水化甲烷的天然氣水合物。->可燃冰!!何為“天然氣水合物”？天然氣水合物，也稱氣體水合物，是由天然氣與水分子在高壓（>100大氣壓或>10MPa）和低溫（0～10℃）條件下合成的一種固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)。因天然氣中80%～90%的成分是甲烷，故也有人叫天然氣水合物為甲烷水合物。天然氣水合物多呈白色或淺灰色晶體，外貌類似冰雪，可以象酒精塊一樣被點燃，故也有人叫它“可燃冰”?；瘜W成份(CH4·H2O)高度壓縮的固態(tài)天然氣外表上看它像冰霜甲烷占80％-99.9％＋1m3

水合物0.8m3水164m3

天然氣形成原因海洋生物和微生物死后，尸沉海底海底水溫較低，壓力大，經(jīng)過細菌分解成為甲烷、乙烷等可燃氣體進入海底的沉積巖，與水結(jié)合成可燃冰。形成的基本條件首先溫度不能太高（海底的溫度是2℃至4℃，適合甲烷水合物的形成，高于20℃就分解）；第二壓力要足夠大，但不需太大（0℃時，30個大氣壓以上就可生成）；第三，地底要有氣源。

最有可能形成甲烷水合物的區(qū)域是：（1）高緯度的凍土層如美國的阿拉斯加、俄羅斯的西伯利亞都已有發(fā)現(xiàn)，而且俄國已開采近20年。（2）海底大陸架斜坡如美國和日本的近海海域，加勒比海沿岸及我國南海和東海海底均有儲藏，估計我國黃海海域和青藏高原的凍土帶也有儲藏。估計全世界甲烷水合物的儲量達1.87×1017m3（按甲烷計），是目前煤、石油和天然氣儲量的二倍，其中，海底的甲烷水合物儲量占99％。天然氣水合物—未來的替代能源★估計全球儲量：海域：1610千億噸(數(shù)百年)；凍土地區(qū)：5.3千億噸。我國天樹然氣水吼合物成口藏遠景鋼區(qū)根據(jù)前淹期勘探她和歷史欄勘探資菜料初步腸分析，脊我國天拾然氣水雞合物成違藏遠景圈區(qū)：南馳海海區(qū)負、青藏婦高原凍厚土區(qū)、修東海部芽分海域找。據(jù)推測，擺我國南海位資源量可泛達700料億噸。天然氣臂水合物脆開發(fā)的慈利與弊驚人容量！世界上皂可燃冰預(yù)的總資源量宗相當于全球已知率煤、石踢油和天淋然氣的2倍?？蓾M足人競類1000年的需求以。作為燃料截的好處藏量大，割足夠應(yīng)付秩將來的需奪要甲烷占80％-99.筆9％可直接抽點燃，不學產(chǎn)生任何季殘渣不會產(chǎn)梨生硫磺跑氧化物->廿一世紀的理想強燃料?“誰掌冶握天然拌氣水合轎物的開舉采技術(shù)柔，誰就磚可以執(zhí)環(huán)21世尸紀世界配能源之賢牛耳”天然氣戒水合物閥作為2朗1世紀底的替代味能源是德世界能拜源發(fā)展千的大趨掉勢。這州不僅具耐有經(jīng)濟揀意義，峰而且具招有政治哈意義。費美國伍摧茲霍爾腸海洋研勁究所的分一名科什學家認紗為，天某然氣水獅合物的尼開發(fā)利太用可能聚改變世征界能源迎結(jié)構(gòu)和杏對中東勸石油的因重要性歌產(chǎn)生極量大的影牲響。日本和印賀度在其領(lǐng)畝海中發(fā)現(xiàn)資大量的天弓然氣水合螺物的礦藏塞，具有重秩大的地緣鼠政治意義席。這兩個豎國家已在鋪大張旗鼓欄地研究開嗚發(fā)和利用鹿天然氣水鉛合物。開發(fā)天然兆氣水合物謙并不困難幣，在西伯恭利亞氣田慘中開采甲物烷表明，粱目前的開歌發(fā)技術(shù)是伍可行的，生但是從天濁然氣水合硬物中開發(fā)或大量的甲宗烷將對環(huán)蔥境帶來什排么樣的影妨響，已引立起很多國摟家的政府趣和科學家核的關(guān)注，壇關(guān)注的焦型點集中在地質(zhì)災(zāi)害和對氣候的影響酬。地質(zhì)災(zāi)賺害海底滑當坡海底滑坡醋通常認為扛是由地震電、火山噴齒發(fā)、風暴館波和沉積悲物快速堆蛇積等事件傷或因坡體剩過度傾斜妖而引起的奴。然而，向近年來研數(shù)究者不斷妄發(fā)現(xiàn)，因墻海底天然啄氣水合物幕分解而導(dǎo)呀致斜坡穩(wěn)茶定性降低殿是海底滑缸坡產(chǎn)生的融另一個重橡要原因。畝天然氣水汗合物以固激態(tài)膠結(jié)物嗓形式賦存害于巖石孔們隙中，天穗然氣水合睡物的分解礎(chǔ)會使海底巖蜻石強度溫降低；另一方晉面因天然劉氣水合物籃分解而釋龍放巖石的致孔隙空間情，會使巖尸石中孔隙心流體（主元要是孔隙舟水）增加債和巖石的已內(nèi)摩擦力閉降低，在私地震波、貝風暴波或制人為擾動捎下孔隙流體晚壓力急劇飄增加，巖石強呀度降低，或以至于在愁海底天然半氣水合物侮穩(wěn)定帶內(nèi)食的巖層中殘形成統(tǒng)一貢的破裂面賄而引起海抓底滑坡或首泥石流。如果在開從采過中向赴海洋排放像大量甲烷勤氣體將會悄破壞海洋謙中的生態(tài)患平衡。在廁海水中甲柏烷氣體常恰常發(fā)生下慈列化學反啊應(yīng)：CH4+2O2=C拔O2+2H2OCaCO3+C另O2+H2O=吉Ca(H蕩CO3)2這些化學模反應(yīng)會使孩海水中O2含量降婦低，一濕些喜氧片生物群發(fā)落會萎衰縮，甚債至出現(xiàn)玻物種滅冊絕；另漫一方面泄會使海蘿水中的斃CO2含量增刑加，造薄成生物阿礁退化撥，海洋犯生態(tài)平啟衡遭到便破壞。海洋生態(tài)悅環(huán)境的破殼壞地質(zhì)災(zāi)亡害：（1）廣自二十徐世紀7坊0年代紙起在世謎界各大軟洋中發(fā)依現(xiàn)數(shù)處店由天然畫氣水合籍物分解矛造成的高海底地狡質(zhì)災(zāi)害錘（海底追滑塌、遞滑坡和啟濁流）搬。目前幟較為一字致的認封識是，左這些海呈底地質(zhì)添災(zāi)害可臭能是由鄭海平面亮升降、霜地震和參海嘯導(dǎo)懇致的水步合物分付解而引現(xiàn)起的，搭而水合賢物分解紡產(chǎn)生的顫滑塌、杠滑坡和籃濁流則蜘可能進睜一步引含發(fā)新的買地震和狡海嘯。（2）保水合物厚分解引礦起的地熔質(zhì)災(zāi)害慌還會導(dǎo)絞致海底勒生態(tài)環(huán)求境惡化計而殃及帳海洋生還物。（3）在馬里海和巴霧拿馬北部斷近海還發(fā)濟現(xiàn)水合物房誠分解產(chǎn)生規(guī)的海底泥貴火山。（4）全斜球凍土層蓄退化（如弱我國的青漲藏高原凍械土層），喬存在天然艷氣水合物疑大量釋放夠的危險。（5）足在高緯矩度永凍址土帶及衰極地地兼區(qū)，油論井、油掘氣管道欄等生產(chǎn)望設(shè)施中嬌水合物登的形成驕會造成拾管路堵襪塞，而絨產(chǎn)生事晶故或災(zāi)產(chǎn)害。氣候CH4的溫室僅效應(yīng)比薦C02要大21匙倍。在自書然界，壓碎力和溫度水的微小變僚化都會引仍起天然氣墨水合物分妹解，并向堆大氣中釋萍放甲烷氣怖體。據(jù)測算少，甲烷展的全球處變暖的逝潛能在擁20年錢的期間喘內(nèi)是二乓氧化碳茫的56柳倍。在開采天馳然氣水合撤物過程中何，如果向修大氣中排貓放大量甲騎烷氣體，學這必然會讀進一步加刺劇全球的朋溫室效應(yīng)軌，極地溫男度、海水驕溫度和地名層溫度也場將隨之升乏高，這會劣引起極地授永久凍土腦帶之下或個海底的天促然氣水合焦物自動分寫解，大氣吩的溫室效邊應(yīng)會進一現(xiàn)步加劇。些如加拿大稠福特斯洛加普天然氣妖水合物層茫正在融化凈就是一個劍例證。很多科掩學家認文為，天曉然氣水競合物中孔的甲烷誤最終將壩對全球新氣候產(chǎn)峽生穩(wěn)定訂的影響逢。在冰惱期開始耽時，地離球變冷演，冰蓋血擴大而衡引起海定平面下竭降，海聯(lián)平面的氧下降又茂引起對宜海底壓續(xù)力的下炸降，這怒樣就引皂起了天乖然氣水瞇合物的把離散和童甲烷釋腿放，增學加大氣氧的溫室柱效應(yīng)，統(tǒng)從而阻雙止了全享球繼續(xù)劇變冷。歲這樣，真天然氣竊水合物囑可能是甚穩(wěn)定全抄球溫度言的一個域重要因敬子。如果大量晶開發(fā)天然改氣水合物塌，人為破還壞這種自稠然調(diào)節(jié)的膜平衡，后昏果將怎樣倒呢？埋藏淺在深海，制存于海底災(zāi)以下0～15崗00米的沉齊積層中柄，且多笨數(shù)賦存鍛于自表沫層向下儉厚數(shù)百哨米（500～哥800米）；在述加拿大西掙北Mac偽ken翁zie三角洲永釋凍土帶，眨存于810楊.1～拜110瞎2.3米處，揉含天然猶氣水合腦物地層土厚111米。規(guī)模大一般厚十境厘米至數(shù)酬百米，分誤布面積數(shù)沸萬到數(shù)十谷萬平方公錘里，單個界海域水合綠物中天然私氣的資源鄙量可達數(shù)店萬至數(shù)百驕萬億立方頃米。能量密度飯高潔凈開采方法熱解法加熱，特使其分飲解出甲惜烷蒸氣難于收集承甲烷氣降壓法將核廢料室埋入地尤底，利柔用核輻融射使其口分解難於收蘭集甲烷榴氣置換法將液化CO2注入深海藏后，沉入斗海底因CO2較甲烷易兆于形成拉水合物甲烷水合啦物中的甲流烷分子被扎排出作為燃束料的壞漸處以固體攝形態(tài)埋涼藏在海非底，開怨采成本反高(相對現(xiàn)罷時開采碑石油、負煤等)甲烷含略量相當堪于空氣漆中含量舊的300劈燕0倍以上開采的踢技術(shù)未畫成熟，三甲烷氣灑易流失加劇溫譽室效應(yīng)略，引致優(yōu)地球溫淚度上升腎加速開采時可能出現(xiàn)舒大量的甲傲烷氣體泄匹漏導(dǎo)致海譯嘯及影槐響船只辦安全等過分開景采影響敲海底沉烤積物的淺強度引發(fā)海底很出現(xiàn)“山阻泥傾瀉”引起陸地棍地上的結(jié)儉構(gòu)不穩(wěn)能源危剩機新希趨望開采方法都不咐是十分有劃效天然氣布水合物花具有分洲布廣、銷規(guī)模大子、儲量混大及潔他凈若能突破學現(xiàn)有開發(fā)山技術(shù)的瓶仙頸將成為二怎十一世扛紀最重侵要的能童源資源托之一發(fā)現(xiàn)（螺作為地說下資源透）:1、1饞960恐年前蘇召聯(lián)麥索臉亞哈氣糾田；2、美誦國阿拉然斯加北騙部凍土頂；3、至滲今世界繳已發(fā)現(xiàn)騰60多停處；主要國家慰、組織、鬼投入、工質(zhì)作區(qū):1、OD漠P、DS碰DP—鄂踩霍茨克海應(yīng)、墨西哥慚海、大西你洋、太平沾洋北美沿仇岸、南海系海槽等1無4處；ODP—因164次圾航次鉆探需。國外研究般現(xiàn)狀2、2錯0世紀抗九十年步代，美慰國地調(diào)倉所和能鳳源部—研究中心,全美海蹦洋水合物難研究計劃垮（阿拉斯峽加、北卡門羅濱岸）盡；3、19殲94年，丈俄羅斯—句勘察加半稿島、千島卷群島；4、19拒95年，體印度—5撿年計劃，挽5600集萬美元；5、1跟995測年，日味本—發(fā)展促雖進會,5年勘探引專項計劃羞，1.5堡億美元,疊1999暑年日本南燙海海槽，眠計劃20廳00年試液開采;6、19盒96年，坑挪威—挪鎮(zhèn)威海槽北訴部；7、1焰998厭年，美瞎、日、壤加聯(lián)合綁—凍土跳；8、1哥999譜年，德癥國—取艦得海底煤出露樣烤品。國內(nèi)研究農(nóng)現(xiàn)狀1、20觀世紀80超年代初，報開始研究券，建議研詢究區(qū)：南丸海海區(qū)和圓青藏高原斯羌塘盆地冠；2、19患97年中孤國地質(zhì)科咱學院礦床唯研究所完冊成了“西屈太平洋氣悼體水合物腐找礦前景略與方法的期調(diào)研”課拼題—86哀3計劃海摔洋探查與緣瑞資源開發(fā)雕技術(shù)