最近几十年来,随着生活、工业、科技等各个方面都需要消耗大量的能源之后,地球可探测且可开发的能源逐渐减少,石油、煤炭、天然气这三大能源日益急剧减少,早已引起国际上的焦虑,毕竟这些能源皆是一个国家赖以发展的重要因素,而找到新的且可持续发展的新能源,已然成为国际上的重大课题。
近年来经过不断探索,发现一种全球各个地区广泛分布着洁净且能量极高的新能源可燃冰,随之而来的是,世界各国能否成功找到可燃冰的开采方法。
洁净能源可燃冰苏联在还未解体之前,不管是军事实力还是科技实力,都与美国平分秋色,甚至在许多“黑科技”方面还比美国更加拔尖。当寻找新能源对于诸多国家来说迫在眉睫之际,苏联在上世纪六十年代通过“地震地球物理方法”在西伯利亚的冻土层之中,发现了可燃冰。
可燃冰,这个名字生动且形象地表述了这种能源的状态,是一种类似冰状白色或者浅灰色的结晶物,肉眼看上去更像是“透明”,且大多数情况是以“笼形”状态。根据科学实验数据所显示,可燃冰燃烧之后的产物只有二氧化碳和水,这对于环境来说是属于洁净能源。
不仅洁净,而且所产生的能量很高,1立方米的可燃冰分解后可释放出164立方米的天然气。由此可见,如果这种能源能够被人类广泛利用,这不仅能够促推动世界发经济发展,同时也能够解决困扰世界已久的环境和气候问题。
在苏联成功探测到可燃冰之后,全球其他国家也展开勘测,目前全球已经有116个地区勘测到可燃冰的存在,而就大体上勘测出来的结果所显示,大部分是分布在北半球。据了解,全球可燃冰的储存量是天然气和石油存储量的两倍之多,专家预估可供人类使用近1000年。
值得一提的是,中国是全世界范围中可燃冰储量全球第一,广泛分布在我国南海海域、东海海域、青藏高原冻土、东北冻土等地区。就这一点来说,可谓是上天给中国馈赠的一笔巨大财富。
开采可燃冰到底有多难?至于这笔巨大财富能否启动,主要还要看中国是否具备这个技术。因为可燃冰截止到目前为止,仍没有国家能够成功大规模开采和使用。可燃冰之中包含了二氧化碳、氮气、甲烷,是属于天然气和游离水在大于10MPa且低于10℃这种高温低压状态之下的混合物,而一旦这样的保存环境受到破坏,就会分解,而且遇火即燃。
虽然目前国际上对于石油的开采技术已经十分成熟,但可燃冰与传统的石油能源存在巨大差别,无法按照现有的开采技术进行开采。要知道,可燃冰中最主要的成分是甲烷水合物,其中的甲烷便是最主要的可燃能源。在低温高压的环境之后,它就是固体;而一旦脱离这样的环境冰块会融化,甲烷也会随着挥发。简单点来说,在没有可行的方法之间,就没有国家敢“动”可燃冰,因为那等于直接破坏。
温度一旦上升且压强减小,便容易导致甲烷泄露,这不仅仅是浪费能源,更可能引起相关海域或者冻土层被燃烧起来。一旦燃烧温度升高便会有更多的可燃冰融化,易燃的甲烷大面积泄露,引发一系列灾难性后果。而对于可燃冰的开采方式,国际上比较普遍的有三种方法。
第一种是直接加热法;就是在开采的时候通过直接加热而让可燃冰融化,将分解挥发出来的甲烷直接收集起来。
第二种方法是加压法;采用低密度泥浆钻井达到减压的目的;或者在储存有可燃冰之下通入其他气体,以此来降低可燃冰储存环境的压强;
第三种是固态采集,是需要通过化学剂来稳定可燃冰的固态形势,这种方法普遍认为最不可取,化学剂或会引起相关性的污染,污染环境。这也就会变相地将原本接近的能源,变成与传统石油、煤炭能源一般,皆是会带来环境污染。
中国在2030年可商业性开发据了解,可燃冰开采过程如果不恰当,很可能会导致甲烷泄露。而甲烷是一种会导致温室效应的气体,它对全球温室效应的影响是二氧化碳的20倍左右。
需要知道的是,可燃冰被大量储存在冻土层或者海底,也是属于冻土层或海床结构中的一部分,开采的时候如果没有及时进行填充,那将会对海床或者冻土层造成破坏,将会导致土地软化塌陷,或者海底滑坡等现象。因此,在开采可燃冰的时候,不仅要防止泄露,同时还要能够填补。这无疑是加大了开采难度,因此目前国际上还未曾有国家能够将可燃冰进行商业性开发。
而面对这个难题,中国已经研发出相关技术,我国在南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米的天然气水合物矿藏中开采出天然气的一次突破,这虽然也是中国首次在这种深度中试采成功,但却为日后开采可燃冰埋下了伏笔。据了解,对于可燃冰,中国或将在2030年可商业性开发。
可以预见的是,纵使中国在可燃冰储存量全球第一,以及届时开采技术卓越,相信我国也不会过多地开采可燃冰,这一方面是为子孙后代计,另一方面则是开采的时候同样也会也释放其中的二氧化碳,进一步加剧全球温室效应。
在全球庞大的人口基数之下,地球可利用的能源极具减少,近年来人们最担心的问题莫过于石油是否会面临枯竭,毕竟地球所储存的石油虽然很多,但人类所能够探测到且可以开采的比例实在极其有限。可燃冰的出现,让人类带到了未来能源的曙光,至于什么时候能够将可燃冰开发利用和造福人类,还将拭目以待。
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