大家好,我是汪品先,中国科学院院士,同济大学教授,也是一名海洋地质学家。前些天,我在这里和抖音给大家科普了可燃冰,也就是甲烷水合物的一些小知识。

可燃冰是石油天然气几倍以上(可燃冰的能源量是石油和天然气的两倍)(1)

今天我们就来深入地聊聊它,作为一种资源量丰富的高效能源,它可利用的能源量,相当于目前的石油和天然气的两倍!而它燃烧后,只产生水和二氧化碳,高压混合后就是苏打水了。[狗头]

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甲烷气体和氧气燃烧后生成二氧化碳和水

对比目前我们所用的煤炭、石油等传统燃料资源,可燃冰除了更加清洁,在同等体积的情况下,产生的能量也更高。性价比超高的它可以说是化石能源圈里“全村的希望”了。

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石油、煤炭在燃烧时会造成空气污染

不过,如此优秀的“潜力股”是如何被发现的?它又是怎样形成的?

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如今,人们已在近海海域与冻土区发现水合物矿点超过230处,涌现出一大批天然气水合物热点研究区

上个世纪30年代,各个国家之间为了方便天然气的传输交易,铺设了大量的天然气管道,而某些管道的内部,常常会出现一些“冰块”,这些来路不明且相当顽固的“冰块”总是将输气管道堵塞。

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2018年 中国输气管道总长达76000km

这些奇怪的冰块引起了科学家们的好奇,在分析后发现,这些冰块居然是由天然气和水混合而成。在当时,研究人员考虑的是如何消除这些“麻烦”。

到了20世纪60年代,前苏联的科学家们在西伯利亚冻土地区的麦索雅哈气田,找到了天然形成的可燃冰矿。

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冻土带开采出的可燃冰

后来,美国的学者首次在大洋钻探中发现了海底的天然气水合物,证实了只要在“低温高压、有气(天然气)有水”的条件,就可能产生可燃冰。

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天然气矿产居然会以结晶体的形式出现,完全出乎地球科学家们的意料,那么这种可燃冰在地球上到底有多少呢?

从1970年苏联获得可燃冰样品后,学术界就开始根据相关海洋沉积的总量,来估算全球可燃冰中所含天然气的总量,结果极其令人兴奋!

但不同学界对可燃冰储量的估计值却相差极大!从3.1×1015m3到7600×1015m3都有,数据吓人的不得了!到了二十世纪末,人们专门组织了几次探索可燃冰储量的航次,进行了多次大洋钻探,才得出了一个比较理性的估值。

在最初估算的时候,人们都是假设沉积岩孔隙里充满了可燃冰,饱和度为100%,后来经过多地的实际考察,最终的储量估计结果降到了1014m3~1015m3。

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图A:40年来总储量的变化趋势 每个红点表示一种估价值 图B:区别三种不同的储量概念

表面上数量的退步,实际上却是科学上、技术上的进步,反映出了人类对于可燃冰的认识,从初始阶段进入了理性阶段。

我们对海洋的认识如此,对世界的认识亦是如此,从最初的模糊不清,到现在我们的科学家一点一点的靠着对科学不断探索、对真实不断追求的科考精神去发现、去论证,最终上天揽月、下海捉鳖,量珠峰、测马沟。而实现这一切的、最宝贵的源动力,就是我们年轻时,那颗对世界懵懂无知又充满向往的好奇心。

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2017年 我国南海神狐海域天然气水合物试采实现连续8天稳定产气

可华夏文明作为一个内陆文明,对海洋的认识和探索少之又少,国际上近几年我们在拼命追赶,可光是技术上的进步是不够的,我们要教育出发,从思想上去改变、启迪我们的国人,我们的下一代,我们的未来。

而一本带领孩子们探索深海的书籍,或许能够促进海洋文化的传播,在你心中播种一片将来属于中国的蓝海。

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中国远洋科考船探索二号驶向远方

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