能源知识 “可燃冰”将解千年能源忧?

Posted 2022-01-04

篇首语：最淡的墨水，也胜过最强的记性。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了能源知识 “可燃冰”将解千年能源忧?相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

　可燃冰
　　天然气水合物是水和天然气（主要成分为甲烷）在中高压和低温条件下混合时产生的晶体物质，外貌极似冰雪，点火即可燃烧，故又称之为“可燃冰”或者“气冰”、“固体瓦斯”。它在自然界分布非常广泛，海底以下0到1500米深的大陆架或北极等地的永久冻土带都有可能存在，世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。
　　在2001年高考化学试卷上海卷中有一道题这样谈到，“第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要……”
　　什么是天然气水合物呢？它真有这样巨大的潜在能力吗？
　　中国科学院广州能源所专家樊栓狮告诉记者，天然气水合物是水和天然气（主要成分为甲烷）在中高压和低温条件下混合时产生的晶体物质，外貌极似冰雪，点火即可燃烧，故又称之为“可燃冰”或者“气冰”、“固体瓦斯”。它在自然界分布非常广泛，海底以下0到1500米深的大陆架或北极等地的永久冻土带都有可能存在，世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。
　　从能源的角度看，“可燃冰”可视为被高度压缩的天然气资源，每立方米能分解释放出160－180标准立方米的天然气。迄今为止，在世界各地的海洋及大陆地层中，已探明的“可燃冰”储量已相当于全球传统化石能源（煤、石油、天然气、油页岩等）储量的两倍以上。推测出来的“可燃冰”气藏
　　其实，人们对气水合物的探究由来已久，最早可追溯到1810年，英国科学家戴维在实验室中把氯气通入水中，在摄氏零度以上出现了“冰块”，由此人们首次认识到了气水合物这种物质。之后人们出于科学好奇，再也没有停止过对气水合物的研究和探索，他们纷纷把各种各样的气体通入水中试一试，看是否能够形成“冰块”，例如甲烷、二氧化碳等等。而随着实验条件的不断进步，人们可以在越来越苛刻的条件下进行气体与水合成的实验，像氮气、氧气这些气体就要在100多个大气压下才能与水合成。2002年美国科学家发现，氢气在2000多个大气压下和一定的温度条件下也能够形成气水合物，由于气体分子越小，形成气水合物越难，而氢气分子是最小的，这就从理论上证明了所有气体都可以和水生成“冰块”。
　　“可燃冰”或者说甲烷水合物，就是作为一种科学探索的产物，被科学家维纳德于1888年合成，此时的它没有多大的实际意义。到了1930年，工程师在天然气输送管道里发现了这种奇怪的“冰块”，堵塞住了天然气的输送，成为麻烦制造者。随后，1934年美国科学家汉默施密特发表了关于天然气水合物造成输气管道堵塞的有关数据，人们从负面认识到天然气水合物的工业重要性，开始深入对其进行研究，以期在工业条件下对天然气水合物进行预报和清除，以及水合物生成阻化剂的开发和应用---这个时期，人们恨不得天然气水合物越少越好！
　　直到上世纪60年代末，在苏联科学家的帮助下，“可燃冰”终于翻了身。科学家们想，此前不论是在实验室里的，还是输气管道里的“可燃冰”，都是人为环境中产生的，那么在自然环境中，如果满足低温高压、有气有水的条件，是否有天然的“可燃冰”存在呢？况且，这种条件在自然界还真有不少，例如永冻区、冻土带、海底地表层等等，就连彗星上也不能排除。由此推测，自然界中存在着天然的“可燃冰”。果真，1968年，人们在俄罗斯西西伯利亚北部的麦索雅哈气田（现已关闭）发现了“可燃冰”，这成为天然气水合物气藏的一个典型的实例。